21008

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИММЕТРИЧНОГО И НЕСИММЕТРИЧНОГО ВИБРАТОРОВ. Распределение тока Ix и заряда Qx

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Каково распределение поля симметричного и несимметричного вибратора в зависимости от длины вибратора и длины волны. Основные характеристики симметричного и несимметричного вибратора. При каком отношении диаграмма направленности симметричного вибратора имеет боковые лепестки?

Русский

2013-08-15

108 KB

41 чел.

                                   ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИММЕТРИЧНОГО И НЕСИММЕТРИЧНОГО ВИБРАТОРОВ.

Цель работы: расчет характеристик и параметров симметричного и несимметричного вибраторов.

1 Краткие сведения по теме

Распределение тока Ix и заряда Qx вдоль симметричных вибраторов определяется уравнениями:

; (1)

; (2)

; (3)

; (4)

где  In  и Qn - величины тока и заряда в пучности;

  = с / υ  - коэффициент укорочения волны в вибраторе;

k- волновое число;   

с - скорость света;

υФ - фазовая скорость в антенне.

Ток на входе  антенны

Iа = In  sin kа l (5)

Напряжение в пучности вибратора

Uа = In W (6)

Напряжение на входе антенны ( вибратора )

Uвх = Un сos ka l (7)

Характеристика направленности симметричного вибратора в радиальной плоскости рассчитывается по формуле:

 ; (8)

; (9)

где - угол, отсчитываемый от нормали к оси вибратора.

Для полуволнового вибратора (2l = 0,5)

F() = cos(0,5sin )/cos  (10)

Для волнового вибратора (2l = )

F() = 2cos2 (0,5sin ) / cos  (11)

Характеристика направленности несимметричного вибратора расположенного над идеально проводящей поверхностью и перпендикулярно ей рассчитывается по формуле

; (12)

где - угол, отсчитываемый от проводящей поверхности;

     lв - высота (длина) вибратора.

Действующая длина симметричного вибратора

LД = (2 / k) tg (kl / 2) (13)

Действующая длина (высота) несимметричного вибратора высотой lв c

горизонтальной частью

; (14)

где lэ.г.- эквивалентная длина горизонтальной части, определяется из уравнения

ctg klэ.г.= -Xг  / Wв    (15)

где  Xг - реактивное сопротивление горизонтальной части;

      Wв - волновое сопротивление вертикальной части;

Действующая длина несимметричного вибратора, наклоненного под углом к идеально проводящей поверхности,

Lд=(1 / k ) tg(0.5 k l) sin (16)

                                                                                                                     Таблица 1

Сопротивление излучения отнесенного к току в пучности симметричного и несимметричного вибраторов

l /

0.05  

0.10  

0.15  

0.20  

0.25  

0.30  

0.40  

0.50  

0.60  

0.65

Симметричный,         Rn , Ом

0.2     

3.1         

13    

36

73.1             

120

200

200

121

93

Несимметричный,     Rn , Ом

0.1     

1.55  

6.5        

18

36.5               

60

100

100

60.5  

46.5

Сопротивление излучения несимметричного вибратора относительно короткого вибратора, отнесенное к току на входе,

Rа=1600(Lд / )2 (17)

Волновое сопротивление симметричного вибратора:

W=276lg (l / r)-120    Ом    при     l <=  0.5 (18)

W=276lg ( / r)-68    Ом    при     l >=  0.5 (19)

Волновое сопротивление несимметричного вибратора:

W=138lg (l / r)-60    Ом    при     l <= 0.5 (20)

W=138lg ( / r)-34    Ом    при     l >= 0.5 (21)

Входное сопротивление симметричного  и несимметричного вибраторов  определяется по общей формуле

(22)

Для случаев 0 < l / < 0,4 и 0,55 < l / < 0,7 входное сопротивление относительно тонких вибраторов можно определить по упрощенной формуле:

Rвх= Rn / sin2 kаl - iWctg kal (23)

Вблизи параллельного резонанса, когда  l 0.5,

Rвх=W2/ Rn (24)

Полоса пропускания полуволнового вибратора

f=292 f0/W; (25)

где f0 - резонансная частота.

Относительное укорочение полуволновых вибраторов:

l / l = 2Xв / w ,                                                                                         (26)

где Xв - реактивная составляющая входного сопротивления

Пример1. Определить размеры симметричного полуволнового вибратора    для работы на частоте 50 МГц с полосой 10 МГц.  

Решение.

Длина волны =с / f=3108 / 50106= 6 м.

решая (25) относительно W, имеем

 W =292 f0/f=29250 / 3.1410 = 465 Ом

Решая (18) относительно l / r и используя (26), имеем

         lg (l/r) = (W+120) / 276 = (465+120) / 276 = 2.22

         l / r = 166

         l / l=85 / W = 85 / 3.14 465 = 0.059;

         l = 0.059(0.25) = 0.0590.256000 = 88 мм

          l = 0.25λ - l = 0.256000-88 = 1412 мм

          r = l / (l / r) = 1412 / 166 = 8.5 мм,

примем 2r =18  мм

Пример 2 Определить входное сопротивление  несимметричного вибратора высотой 100 м, диаметром 3 мм.

Решение.

R=75 Ом                       (из лекции)

l / r = 100 / 1.5 = 66.6

Волновое сопротивление

W = 138log( l / r ) - 60              W=138log( 100 / 1.5 )-60 = 109 Ом.

  1.  Варианты индивидуальных заданий

Задание 1. Определить волновое сопротивление, если известны частота, длина плеча и диаметр симметричного вибратора.

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, МГц

140

69.8

5.45

43.5

21.4

100

138

68

5.5

45

l, м

0.5

1.16

16.5

3.8

8.4

0.8

0.5

1.2

16.3

3.85

2r, мм

20

8.3

33

28

6

10

20

8.2

32

28

Задание 2. Определить волновое сопротивление, если известны частота, длина и диаметр несимметричного вибратора.

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кГц

140

1500

600

500

1000

600

138

610

1010

1510

l, м

250

70

120

180

150

180

241

121

151

71

2r, мм

2

2

2

2

2

2

2.1

2.1

2.1

2.1

Задание 3. Определить КНД симметричного вибратора, если известны длина плеча и длина волны.

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

, м

2.14

4.3

55

1.2

1.3

20

2.1

4.15

50

1.15

l, м

1.5

1.16

16.5

0.5

0.5

7

0.5

1.12

16

0.5

Задание 4.  Определить действующую длину вертикального несимметричного вибратора антенн типа АШ - 2,4; АШ - 4: АШ-10, если длины волн для каждой антенны 10м, 7,5м,  5м.

Содержание отчета:

  1.  Краткие сведения по теме
  2.  Порядок выполнения работы.
  3.  Основные соотношения, расчёты и результаты выполнения индивидуального задания
  4.  Выводы по работе.

Контрольные вопросы

  1.  Каково распределение поля симметричного и несимметричного вибратора в зависимости от длины вибратора и длины волны.

Основные характеристики симметричного и несимметричного вибратора.

При каком отношении l/ диаграмма направленности симметричного вибратора имеет боковые лепестки?

Чему равно Lд симметричного полуволнового вибратора?


PAGE  6


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8643. Определение философии. Речь Гегеля. Энциклопедия философских наук 181 KB
  Определение философии. Гегель Г.В.Ф. Речь Гегеля. Энциклопедия философских наук. Соловьев Вл. Исторические дела философии. Хайдеггер М. Основные понятия метафизики. Мамардашвили М.К. Философия - это сознание вслух. Г.В.Ф. Гегель (1770 - 18...
8644. Античная греческая философия 92.5 KB
  Античная греческая философия. ПЛАН 1. Становление античной философии. Философия досократиков (Милетская школа, Пифагор, Гераклит, Элейская школа, Демокрит). Философия классической эпохи (Софисты, Сократ, Платон, Аристотель). Фи...
8645. Основные направления современной западной философии 104 KB
  Основные направления современной западнойфилософии. План 1. Философия позитивизма: этапы развития 2. Прагматизм 3. Герменевтика 4.Сциентизм и антисциентизм 5.Философия жизни 6.Психоанализ и неофрейдизм 7. Экзистенциализм Позитивизм (от л...
8646. Бытие. Определение понятия былия 30.15 KB
  Бытие Определение понятия бытия. Проблема субстанции. Основные формы бытия. Основные свойства бытия: движение, пространство и время, системность, самоорганизация и сознание. Определение понятия бытия. Один из ц...
8647. Философия истории. Основные точки зрения на исторический процесс, подходы 51.5 KB
  Философия истории. Основные точки зрения на исторический процесс, подходы. Формационный подход Маркса, Энгельса, Ленина. 3.Цивилизационный подход Тойнби. Культурологический подход Шпенглера. Иные подходы к историческому процессу. В своих взгля...
8648. Диалектика. Понятие и категории диалектики 42.5 KB
  План. Понятие движения и развития. Основные законы диалектики. Основные категории диалектики. Динамическая, статистическая закономерности. Детерминизм и индетерминизм Диалектика (спор, дискуссия) - это такое видение мира, где п...
8649. Философия Нового времени (философия 17 века) 234 KB
  Философия Нового времени План. Общая характеристика философии Нового времени. Ф. Бекон, Р. Декарт. Т.Гоббс.Д.Локк. Б. Спиноза, Г. Лейбниц. Дж.Беркли, Д. Юм Ключевые понятия Деизм - учение, которое признаёт Бога в качест...
8650. Культура и цивилизация. Цивилизация: понятие и типы. Современная цивилизация 53 KB
  Культура и цивилизация. Понятие культуры. Структура и функции культуры. Соотношение национального и общечеловеческого в культуре. Традиции и новаторство в культуре. Цивилизация: понятие и типы. Современная цивилизация...
8651. Культура и цивилизация. Национальное и общечеловеческое в культуре 39 KB
  Культура и цивилизация План: Понятие культуры Структура и философия культуры Национальное и общечеловеческое в культуре Традиции и новаторство Цивилизация. Понятие и типы. Понятие культуры Человек живет и развивается в ...