Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Курсовая работа на тему «Моделирование и исследование элементов конструкции антенны с помощью программы MANNA»

Общая длина симметричного вибратора 0,5·λ. Радиус провода в середину которого подключается источник ЭДС — 0,0002·λ. Радиус плеч симметричного вибратора — 0,01·λ. Зазоры для подключения ЭДС изменяем от 0,001·λ до 0,05·λ с шагом 0,001·λ.

Курсовая работа с гарантией

1. Моделирование и исследование элементов конструкции антенны с помощью программы MANNA

— это программа моделирования антенн, работающая в среде Windows. Вычислительной основой MMANA (так же, как и многих коммерческих программ моделирования) является программа MININEC Ver.3, которая была создана для целей американских ВМС в Washington Research Institute.

Все дополнительные функции и интерфейсы написаны JE3HHT. Программа позволяет:

создавать и редактировать описания антенны, как заданием координат, так и мышкой. Не надо набирать вручную длинные ряды цифр, описывающих координаты каждого провода в трехмерном пространстве;

рассматривать множество разных видов антенны. Рассчитывать диаграммы направленности (ДН) антенн в вертикальной и горизонтальной плоскостях (под любыми вертикальными углами);

одновременно сравнивать результаты моделирования нескольких разных антенн (ДН и все основные характеристики);

редактировать описание каждого элемента антенны, включая возможность менять форму элемента без сдвига его резонансной частоты. То есть можно легко трансформировать «волновой канал» в «квадраты» или «дельты»;

редактировать описание каждого провода антенны. Имеется возможность перекомпоновки антенны без утомительного перебора цифр координат, простым перетаскиванием мышкой (практически всю антенну можно нарисовать и редактировать одной мышкой);

просчитывать комбинированные провода, состоящие из нескольких, разных диаметров. Это полезно при расчете элементов, составленных из труб разного диаметра, например, «волновых каналов». Использовать удобное меню создания многоэтажных антенн — стеков, причем в качестве элемента стека можно использовать любую существующую или созданную антенну;

оптимизировать антенну, гибко настраивая цели оптимизации: ZВХ, КСВ, усиление, F/B, минимум вертикального угла излучения, причем предельно наглядно — движками указывается важность того или иного параметра. Задавать изменение при оптимизации более 90 параметров антенны. Возможно описание совместного (зависимого) изменения нескольких параметров;

сохранять все шаги оптимизации в виде отдельной таблицы. Это полезно для последующего неспешного просмотра и анализа — не мелькнет ли там чего любопытного, чего исходно и в виду-то не имели. Строить множество разнообразных графиков: ZВХ, КСВ, усиления, отношения излучений вперед/назад (F/B), включая показ ДН от частоты;

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

автоматически рассчитывать несколько типов согласующих устройств (СУ), причем возможно включать и выключать их при построении графиков. Создавать файлы-таблицы (формата *.csv, просматриваемого в Excel) для всех переменных расчетных данных: таблицы токов в каждой точке антенны, зависимости усиления от вертикальных и горизонтальных углов, таблицы основных параметров антенны как функций частоты, и наконец весьма полезную таблицу напряженности электрического и магнитного полей антенны в заданном пространстве. Она необходима для определения соответствия антенны на требования электромагнитной совместимости;

рассчитывать катушки, контура, СУ на LC элементах, СУ на отрезках длинных линий (несколько видов), индуктивности и емкости, выполненные из отрезков коаксиального кабеля;

ограничений по взаимному расположению проводов нет. Это означает, что любая конфигурация проводников будет рассчитана корректно. Максимальное число: проводов — 512, источников — 64, нагрузок — 100 [5].

1.1 Исследование влияния зазора в симметричном вибраторе на степень согласования и рабочую полосу

Общая длина симметричного вибратора 0,5·λ. Радиус провода в середину которого подключается источник ЭДС — 0,0002·λ. Радиус плеч симметричного вибратора — 0,01·λ. Зазоры для подключения ЭДС изменяем от 0,001·λ до 0,05·λ с шагом 0,001·λ.

Для каждого зазора проводим оптимизацию с целями по максимальному усилению, КСВ и согласованию на частоте 861 МГц.

Графики значений КСВ от частоты приведены на рис. 2.1 — 2.5 соответственно.

На частоте 861 МГц определяем минимальное значение КСВ, абсолютную и относительные полосы рабочих частот по уровню КСВ = 1,5 и по уровню КСВ = 2. Результаты расчетов сведены в табл. 2.1 — 2.4.

Таблица 2.1

КСВ = 1,5Z, в λfксв мин, МГцl, мl(f), смf1, МГцf2, МГц0,001854,3120,078568,78823,316874,9760,002861,20,076558,71833,648892,1960,003857,7560,076478,74826,76888,7520,004854,3120,076358,78823,316885,3080,005854,3120,075668,78823,316888,7520,006857,7560,075178,74823,316888,7520,007854,3120,074818,78823,316888,7520,008854,3120,074478,78823,316888,7520,009857,7560,073968,74823,316892,1960,01857,7560,073478,74823,316892,1960,011857,7560,072988,74823,316892,1960,012857,7560,072628,74823,316892,1960,013857,7560,072138,74823,316895,640,014857,7560,071778,74823,316892,1960,015857,7560,071288,74823,316895,640,016861,20,070798,71826,76895,640,017857,7560,070438,74826,76895,640,018857,7560,069948,74826,76895,640,019857,7560,069588,74826,76895,640,02861,20,069098,71826,76895,640,021861,20,068758,71826,76895,640,022861,20,068248,71826,76899,0840,023857,7560,067898,74826,76895,640,024861,20,067398,71826,76899,0840,025861,20,067058,71826,76895,640,026861,20,066568,71830,204899,0840,027861,20,06628,71826,76899,0840,028861,20,065718,71830,204899,0840,029861,20,065238,71830,204899,0840,03861,20,064528,71830,204899,0840,031861,20,064218,71830,204899,0840,032861,20,06428,71830,204895,640,033861,20,063828,71830,204895,640,034861,20,063318,71830,204895,640,035861,20,062978,71830,204895,640,036861,20,062788,71830,204895,640,037861,20,061678,71833,648895,640,038861,20,061338,71833,648895,640,039861,20,060978,71833,648895,640,04861,20,060488,71833,648895,640,041861,20,060148,71833,648895,640,042861,20,059788,71833,648895,640,043861,20,059448,71833,648895,640,044861,20,058938,71833,648895,640,045861,20,058598,71833,648895,640,046861,20,058258,71833,648892,1960,047861,20,057898,71833,648892,1960,048861,20,05748,71837,092892,1960,049861,20,057048,71837,092892,1960,05861,20,05678,71837,092892,196

Таблица 2.2

КСВ = 1,5Z, в λПабс, МГцПотн, %КСВminКСВсрКукор0,00151,666,081,341,481,10,00258,556,781,281,431,130,00361,997,231,261,421,140,00461,997,261,241,411,140,00565,447,641,221,391,130,00665,447,641,211,381,150,00765,447,641,21,381,140,00865,447,641,191,371,160,00968,888,031,181,371,150,0168,888,031,171,361,170,01168,888,031,161,361,170,01268,888,031,151,351,160,01372,328,411,141,351,180,01468,888,031,131,341,170,01572,328,411,121,341,190,01668,888,001,111,331,190,01768,888,001,11,321,20,01868,888,001,091,321,20,01968,888,001,081,311,20,0268,888,001,081,311,210,02168,888,001,071,311,210,02272,328,381,061,321,220,02368,888,001,051,311,220,02472,328,381,041,311,240,02568,888,001,041,31,230,02668,887,971,031,31,230,02772,328,381,021,311,250,02868,887,971,011,31,240,02968,887,971,011,31,240,0368,887,971,011,311,260,03168,887,971,011,311,260,03265,447,581,021,291,270,03365,447,581,021,31,270,03465,447,581,031,31,290,03565,447,581,031,311,280,03665,447,581,051,321,280,03761,997,171,071,311,30,03861,997,171,081,321,320,03961,997,171,081,321,310,0461,997,171,091,331,330,04161,997,171,11,331,330,04261,997,171,11,341,330,04361,997,171,111,341,340,04461,997,171,121,351,340,04561,997,171,121,351,340,04658,556,781,121,351,330,04758,556,781,131,351,330,04855,106,371,141,351,330,04955,106,371,141,361,330,0555,106,371,151,361,33

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Таблица 2.3

КСВ = 2Z, в λfксв мин, МГцl, мl(f), смf1, МГцf2, МГц0,001854,3120,07868,78792,32916,3040,002861,20,07668,71802,652933,5240,003857,7560,07658,74799,208926,6360,004854,3120,07648,78795,764923,1920,005854,3120,07578,78795,764926,6360,006857,7560,07528,74795,764926,6360,007854,3120,07488,78799,208926,6360,008854,3120,07458,78799,208926,6360,009857,7560,0748,74799,208926,6360,01857,7560,07358,74799,208930,080,011857,7560,0738,74799,208930,080,012857,7560,07268,74799,208930,080,013857,7560,07218,74799,208930,080,014857,7560,07188,74799,208930,080,015857,7560,07138,74802,652930,080,016861,20,07088,71802,652930,080,017857,7560,07048,74802,652930,080,018857,7560,06998,74802,652930,080,019857,7560,06968,74802,652930,080,02861,20,06918,71802,652930,080,021861,20,06888,71802,652930,080,022861,20,06828,71806,096930,080,023857,7560,06798,74806,096930,080,024861,20,06748,71806,096930,080,025861,20,06718,71806,096930,080,026861,20,06668,71806,096930,080,027861,20,06628,71806,096930,080,028861,20,06578,71809,54930,080,029861,20,06528,71809,54930,080,03861,20,06458,71809,54930,080,031861,20,06428,71809,54930,080,032861,20,06428,71809,54902,6360,033861,20,06388,71809,54902,6360,034861,20,06338,71809,54902,6360,035861,20,0638,71806,096923,1920,036861,20,06288,71806,096919,7480,037861,20,06178,71812,984902,6360,038861,20,06138,71812,984926,6360,039861,20,0618,71812,984926,6360,04861,20,06058,71812,984926,6360,041861,20,06018,71812,984926,6360,042861,20,05988,71812,984923,1920,043861,20,05948,71812,984923,1920,044861,20,05898,71816,428923,1920,045861,20,05868,71816,428923,1920,046861,20,05838,71816,428923,1920,047861,20,05798,71816,428923,1920,048861,20,05748,71816,428923,1920,049861,20,0578,71816,428923,1920,05861,20,05678,71816,428919,748

Таблица 2.4

КСВ = 2Z, в λПабс, МГцПотн, %КСВminКСВсрКукор0,001123,9814,511,341,631,10,002130,8715,081,281,61,130,003127,4314,771,261,581,140,004127,4314,831,241,571,140,005130,8715,201,221,571,130,006130,8715,201,211,571,150,007127,4314,771,21,551,140,008127,4314,771,191,541,160,009127,4314,771,181,541,150,01130,8715,141,171,551,170,011130,8715,141,161,541,170,012130,8715,141,151,541,160,013130,8715,141,141,541,180,014130,8715,141,131,531,170,015127,4314,711,121,521,190,016127,4314,711,111,511,190,017127,4314,711,11,511,20,018127,4314,711,091,511,20,019127,4314,711,081,511,20,02127,4314,711,081,511,210,021127,4314,711,071,511,210,022123,9814,281,061,51,220,023123,9814,281,051,51,220,024123,9814,281,041,51,240,025123,9814,281,041,51,230,026123,9814,281,031,51,230,027123,9814,281,021,51,250,028120,5413,861,011,491,240,029120,5413,861,011,491,240,03120,5413,861,011,51,260,031120,5413,861,011,51,260,03293,1010,871,021,491,270,03393,1010,871,021,491,270,03493,1010,871,031,51,290,035117,1013,541,031,511,280,036113,6513,171,051,51,280,03789,6510,451,071,51,30,038113,6513,071,081,511,320,039113,6513,071,081,511,310,04113,6513,071,091,521,330,041113,6513,071,11,531,330,042110,2112,701,11,521,330,043110,2112,701,111,521,340,044106,7612,271,121,511,340,045106,7612,271,121,521,340,046106,7612,271,121,531,330,047106,7612,271,131,531,330,048106,7612,271,141,541,330,049106,7612,271,141,541,330,05103,3211,901,151,541,33

По уровню КСВ=1,5 и КСВ=2 минимальное значение КСВ, равное 1,01, получается при зазоре 0,031⋅λ.

На рис. 2.6 приведен график зависимости коэффициента укорочения от величины зазора симметричного вибратора, изменяющегося от 0,001⋅λ до 0,050⋅λ.

На рис. 2.7 приведен график зависимости относительной полосы рабочих частот по уровню КСВ = 1,5 и КСВ = 2 от величины зазора симметричного вибратора, изменяющегося от 0,001⋅λ до 0,050⋅λ.

На рис. 2.8 приведен график зависимости минимального и средних значений КСВ по уровню КСВ < 2 и КСВ < 1,5 от величины зазора симметричного вибратора, изменяющегося от 0,001⋅λ до 0,050⋅λ.

Выводы: На частоте 861 МГц для симметричного полуволнового вибратора с радиусом плеч 0,01·λ при увеличении зазора от 0,001⋅λ до 0,05⋅λ улучшается значение КСВ от 1,34 до 1,01 (при Z = 0,031·λ), затем увеличивается до 1,15.

Наибольшее значение полосы рабочих частот 8,41 % наблюдается при Z = 0,013⋅λ и Z=0,015⋅λ по уровню КСВ = 1,5 и 15,20 % — при Z = 0,005⋅λ и Z = 0,006⋅λ по уровню КСВ = 2.

Наименьшее значение КСВ = 1,01 наблюдается при Z = 0,031⋅λ и обеспечивается полоса рабочих частот 13,86 % (средний КСВ — 1,5) по уровню КСВ = 2 и 7,97 % (средний КСВ = 1,31) — по уровню КСВ = 1,5.

1.2 Исследование влияния диаметра проводников симметричного вибратора на рабочую полосу частот

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Общая длина полуволнового симметричного вибратора 0,5⋅λ. Зазор для подключения ЭДС выбираем 0,006⋅λ, радиус провода 0,0002⋅λ. Для каждого радиуса провода проводим оптимизацию с целями по наилучшему КСВ и согласованию. Исследования выполняем для радиусов от 0,001⋅λ до 0,03⋅λ с шагом 0,001⋅λ. На частоте 861 МГц определяем минимальное значение КСВ, абсолютные и относительные полосы рабочих частот по уровню КСВ = 1,5 и по уровню КСВ = 2. Результаты расчетов сводим в табл. 2.5 — 2.8.

Графики значений КСВ от частоты приведены на рис. 2.9 — 2.11 соответственно.

На частоте 861 МГц определяем минимальное значение КСВ, абсолютные и относительные полосы рабочих частот по уровню КСВ = 1,5 и по уровню КСВ = 2. Результаты расчетов сводим в табл. 2.5 — 2.8.

Таблица 2.5

КСВ = 1,5a, в λfксв мин, МГцl, мl(f), смf1, МГцf2, МГц0,001854,6560,0818,78848,112867,7440,002854,6560,088,78841,568867,7440,003854,6560,088,78841,568867,7440,004854,6560,0798,78835,024874,2880,005854,6560,0798,78835,024874,2880,006854,6560,0788,78835,024874,2880,007854,6560,0778,78828,48874,2880,008854,6560,0778,78828,48880,8320,009854,6560,0768,78828,48880,8320,01854,6560,0758,78821,936887,3760,011854,6560,0758,78821,936887,3760,012854,6560,0748,78821,936893,920,013854,6560,0748,78821,936893,920,014854,6560,0738,78821,936893,920,015861,20,0728,71821,936907,0080,016861,20,0728,71821,936907,0080,017861,20,0728,71815,392913,5520,018861,20,0718,71815,392913,5520,019861,20,0718,71815,392913,5520,02867,7440,0688,64828,48913,5520,021867,7440,0688,64821,936920,0960,022867,7440,0688,64821,936920,0960,023867,7440,0678,64821,936920,0960,024867,7440,0678,64821,936920,0960,025867,7440,0678,64821,936920,0960,026867,7440,0668,64821,936920,0960,027867,7440,0668,64821,936926,640,028867,7440,0668,64821,936926,640,029867,7440,0668,64821,936926,640,03867,7440,0668,64821,936926,64

Таблица 2.6

КСВ = 1,5a, в λПабс, МГцПотн, %КСВminКСВсрКукор0,00119,632,291,411,441,070,00232,723,811,391,431,090,00326,183,061,371,41,090,00439,264,591,351,411,100,00539,264,591,331,391,100,00639,264,591,311,371,120,00745,815,381,31,361,130,00852,356,131,281,361,130,00952,356,131,251,331,140,0165,447,661,211,321,160,01165,447,661,21,311,160,01271,988,391,151,291,180,01371,988,391,141,271,180,01471,988,391,131,261,190,01585,079,841,061,251,210,01685,079,841,051,241,210,01798,1611,351,031,251,210,01898,1611,351,031,251,230,01998,1611,351,021,241,230,0285,079,771,131,271,280,02198,1611,271,151,31,280,02298,1611,271,151,31,280,02398,1611,271,191,311,300,02498,1611,271,191,311,300,02598,1611,271,21,321,300,02698,1611,271,211,321,320,027104,7011,981,231,341,320,028104,7011,981,241,341,320,029104,7011,981,251,351,320,03104,7011,981,271,361,32

Таблица 2.7

КСВ = 2a, в λfксв мин, МГцl, мl(f), смf1, МГцf2, МГц0,001854,6560,0818,78828,48887,3760,002854,6560,088,78821,936893,920,003854,6560,088,78815,392900,4640,004854,6560,0798,78815,392900,4640,005854,6560,0798,78808,848907,0080,006854,6560,0788,78808,848907,0080,007854,6560,0778,78802,324913,5520,008854,6560,0778,78802,324913,5520,009854,6560,0768,78802,324920,0960,01854,6560,0758,78802,324926,640,011854,6560,0758,78795,76926,640,012854,6560,0748,78795,76933,1840,013854,6560,0748,78795,76933,1840,014854,6560,0738,78789,216939,7280,015861,20,0728,71795,76946,2720,016861,20,0728,71789,216952,9160,017861,20,0728,71789,216959,360,018861,20,0718,71789,216959,360,019861,20,0718,71789,216965,9040,02867,7440,0688,64795,76965,9040,021867,7440,0688,64795,76972,4480,022867,7440,0688,64795,76972,4480,023867,7440,0678,64789,216978,9920,024867,7440,0678,64789,216978,9920,025867,7440,0678,64789,216985,5360,026867,7440,0668,64789,216992,080,027867,7440,0668,64789,216998,6240,028867,7440,0668,64789,216998,6240,029867,7440,0668,64782,6721005,1680,03867,7440,0668,64782,6721011,712

Таблица 2.8

КСВ = 2a, в λПабс, МГцПотн, %КСВminКСВсрКукор0,00158,906,861,411,611,070,00278,539,121,391,61,090,00385,079,921,371,621,090,00485,079,921,351,571,100,00598,1611,441,331,591,100,00698,1611,441,311,561,120,007111,2312,961,31,581,130,008111,2312,961,281,541,130,009117,7713,681,251,531,140,01124,3214,381,211,511,160,011130,8815,201,21,511,160,012137,4215,901,151,51,180,013137,4215,901,141,471,180,014150,5117,411,131,51,190,015150,5117,281,061,451,210,016163,7018,791,051,481,210,017170,1419,461,031,461,210,018170,1419,461,031,461,230,019176,6920,131,021,461,230,02170,1419,321,131,491,280,021176,6919,981,151,51,280,022176,6919,981,151,51,280,023189,7821,471,191,521,300,024189,7821,471,191,521,300,025196,3222,121,21,521,300,026202,8622,781,211,531,320,027209,4123,431,231,541,320,028209,4123,431,241,541,320,029222,5024,891,251,551,320,03229,0425,531,271,571,32

На рис. 2.12 приведен график зависимости коэффициента укорочения от величины радиуса проводников симметричного вибратора, изменяющегося от 0,001⋅λ до 0,03⋅λ.

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

На рис. 2.13 приведен график зависимости относительной полосы рабочих частот по уровню КСВ = 2 и 1,5 от величины радиуса проводников симметричного вибратора, изменяющегося от 0,001⋅λ до 0,03⋅λ.

На рис. 2.14 приведен график зависимости минимального и средних значений КСВ по уровню КСВ < 2 и < 1,5 от величины радиуса проводников симметричного вибратора, изменяющегося от 0,001⋅λ до 0,03⋅λ.

Выводы: На частоте 861 МГц для симметричного полуволнового вибратора с зазором 0,006⋅λ при увеличении радиуса плеч вибратора от 0,001⋅λ до 0,03⋅λ улучшается значение КСВ от 1,41 до 1,02 (при а = 0,019⋅λ), затем увеличивается до 1,27. Наибольшее значение полосы рабочих
частот 11,98% наблюдается при а = 0,027⋅λ по уровню КСВ = 1,5 и 25,53 % при а = 0,03⋅λ по уровню КСВ = 2. Наименьшее значение КСВ = 1,02 наблюдается при а = 0,019⋅λ и обеспечивается полоса рабочих частот 20,13 % (средний КСВ = 1,46) по уровню КСВ = 2 и 11,35 % (средний КСВ = 1,24) — по уровню КСВ = 1,5.

1.3 Создание модели антенны и оптимизация ее конструкции

Создадим модель антенны типа волновой канал с одним рефлектором, активным вибратором в виде симметричного вибратора и с тремя директорами.

Рабочая частота 861 МГц. Радиус проводников директоров, активного вибратора и рефлектора выбираем 0,005⋅λ. Радиус траверсы антенны — 0,005⋅λ. Общая длина активного вибратора 0,46⋅λ. Длина рефлектора 0,5⋅λ, длина первого директора 0,42⋅λ, второго — 0,38⋅λ, третьего — 0,34⋅λ. Зазор между плечами активного вибратора — 0,005⋅λ.

По оси x активный вибратор располагаем в начале координат, рефлектор по координате минус 0,1⋅λ, первый директор — плюс 0,1⋅λ, второй директор — плюс 0,2⋅λ, третий директор — плюс 0,3⋅λ. Размеры сформированной модели, введенные в программу MMANA приведены на рис. 2.15.

На рис. 2.16 приведен внешний вид с распределением амплитуд ВЧ токов по элементам антенны на частоте 861 МГц, а на рис. 2.17 — рассчитанные параметры, сечение диаграммы направленности в двух плоскостях.

Оптимизируем конструкцию антенны с целью получения максимального усилению и наилучшего значения КСВ. При оптимизации изменяем положение рефлектора и директоров только по оси х, причем параллельно оси у. После оптимизации размеры задаем с точностью до миллиметра, радиусы плеч 2 мм, радиус траверсы — 6 мм.

На рис. 2.18 приведен внешний вид антенны с распределением амплитуд ВЧ токов по элементам оптимизированной конструкции антенны на частоте 861 МГц, на рис. 2.19 — рассчитанные параметры, сечение диаграммы направленности в двух плоскостях и на рисунке 2.20 — параметры конструкции.

Рассчитаем параметры антенны на заданной частоте, оценим полосу рабочих частот, минимальный уровень КСВ и коэффициент усиления.

Конструкция, оптимизированная (изначальная) имеет КСВmin = 1,01 (2,47). Полоса рабочих частот 10 % по ТЗ. Средний коэффициент усиления в полосе рабочих частот — 8.7 дБи, среднее значение КСВ = 1,31. Рабочая полоса частот по КСВ = 1,5 составляет 85,17 МГц или 9,81%; по КСВ = 2 составляет 112,725 МГц или 13,05%.

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Зависимость КСВ и коэффициента усиления антенны от частоты приведена на рис. 2.21.

Конструктивные размеры элементов оптимизированной антенны сведем в табл. 2.9.

Таблица 2.9

Тип элементаОбщая длина, ммРадиус проводника, ммЗазор, ммРефлектор1742-Активный вибратор16020,00696Директор 11462-Директор 21322-Директор 31182-Траверса2406-

Выводы: Таким образом, синтезирована конструкция антенны «волновой канал» с 3 директорами, рефлектором и активным вибратором. Проведена оптимизация по критерию наибольшего усиления и наибольшего уровня КСВ. Оптимизированная конструкция имеет в требуемой полосе рабочих частот 10% средний уровень КСВ = 1,31 и средний коэффициент усиления 8,7 дБи. Рабочая полоса частот по КСВ = 1,5 составляет 85,17 МГц или 9,81%; по КСВ = 2 составляет 112,725 МГц или 13,05%.

.4 Исследование направленных свойств антенны горизонтальной поляризации с учетом свойств поверхности земли

). Для вычислений введем параметры реальной земли ε = 13, σ = 5 мСим/м.

). Рассчитаем высоты размещения для частоты 861 МГц. В табл. 2.10 приведены соответствующие высоты.

Таблица 2.10

Высота в λ0,160,20,250,370,50,620,7511,52Высота в м0,050,060,080,120,170,210,260,340,520,69

). Создаем таблицы «углы/усиление» для каждой высоты для последующих расчетов в программе MathCad 14.

Полученные трехмерные сферические развертки верхней полусферы пространства для обоих поляризаций приведены для вертикальной поляризации на рис. 2.22 и для горизонтальной поляризации на рис. 2.23.

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Выводы: Наибольшие значения направленности антенны обеспечиваются при горизонтальной поляризации (рис. 2.23). Наиболее эффективно антенна работает на углах прихода от 20° до 40° в азимутальном секторе ± 45°. На высотах подъема до 0,62·λ в секторе углов прихода от 0° до 90° диаграмма направленности однолепестковая. Характерным является малый уровень КН антенны в азимутальном направлении 180° для вертикальной поляризации (рис.2.22).

1.5 Исследование направленных свойств антенны горизонтальной поляризации с учетом свойств поверхности земли в направлении максимального КНД

антенна поляризация частота

1). Для вычислений введем параметры реальной земли ε = 13, σ = 5 мСим/м.

). Рассчитаем высоты размещения для частоты 861 МГц. В табл. 2.11 приведены соответствующие высоты.

Таблица 2.11

Высота в λ0,160,20,250,370,50,620,7511,52Высота в м0,050,060,080,120,170,210,260,340,520,69Высота в λ2,533,544,555,566,57Высота в м0,871,041,211,391,561,741,912,082,262,43

). Задаём высоту над уровнем Земли в метрах, материал — Медь.

). Задаём частоту 861 МГц.

). Строим графики зависимости КНД от углов прихода на заданной частоте.

Графики представлены на рисунках 2.24 и 2.25

Выводы: Направленное действие антенны по углам прихода сильно зависит от высоты размещения над поверхностью земли. В секторе углов прихода от 0° до 90° до высоты подъема 0,62·λ сечение ДН имеет однолепестковый характер. Увеличение высоты подъема на 0,5·λ приводит к появлению дополнительного лепестка в сечении ДН в секторе углов прихода от 0° до 90°. Увеличение высоты подъема приводит к прижатию лепестка диаграммы направленности к земле, что дает возможность работать при малых углах прихода.

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

1.6 Исследование направленных свойств антенны горизонтальной поляризации с учетом свойств поверхности земли при различных углах наклона траверсы антенны

). Для вычислений используем оптимизированную антенну и параметры реальной земли ε = 13, σ = 5 мСим/м.

). Высота размещения над поверхностью земли 1,5·λ. Тогда высота в метрах будет равна 0,52 м.

). Задаем высоту над Землей в метрах, материал — Медь.

). Задаем вращение антенны от +50 до -50 градусов по оси у.

). Задаем частоту 861 МГц и для каждого варианта строим трехмерную сферическую развертку верхней полусферы пространства для горизонтальной поляризации и для вертикальной поляризации. Результаты приведены соответственно на рис. 2.26 и 2.27.

Выводы: При горизонтальном расположении антенны большие значения коэффициента направленности антенны наблюдаются для горизонтальной поляризации (рис. 2.27). Наклон траверсы антенны приводит к некоторому уменьшению направленного действия антенны и уменьшению провалов в квазивертикальном направлении.

1.7 Исследование направленных свойств антенны горизонтальной поляризации с учетом свойств поверхности земли в направлении максимального КНД при различных углах наклона траверсы антенны

). Для вычислений используем параметры реальной земли ε = 13, σ = 5 мСим/м.

). Высота размещения над поверхностью земли 0,52 м.

). Задаем высоту над Землей в метрах, материал — Медь.

). Задаем вращение антенны от +50 до -50 градусов по оси у.

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать курсовую

). Задаем частоту 861 МГц.

Полученные графики зависимостей КНД от углов прихода на частоте 861 МГц при различных высотах над поверхностью земли в плоскости XOZ приведены на рис. 2.28 и 2.29.

Выводы: На представленных сечениях (рис. 2.29, 2.30) видно, что при наклоне траверсы антенны возможно исключение провалов (в одном случае при 20° минус 20 дБ при угле наклона минус 5°) и повышение направленного действия антенны до 25 дБ в квазивертикальном направлении.

Заключение

Таким образом, смоделированы конструкции и исследованы параметры симметричных электрических вибраторов в зависимости от радиуса его плеч и от величины зазора для подключения ЭДС, а также смоделирована трёхдиректорная антенна типа «волновой канал», проведена ее конструктивная оптимизация и исследованы направленные свойства горизонтально расположенной над землей антенны в зависимости от высоты расположения и при различных углах наклона траверсы на высоте 1,5·λ.

Для моделирования использована русскоязычная версия программного обеспечения MMANA-GAL Pro.

На частоте 861 МГц для симметричного полуволнового вибратора с радиусом плеч 0,01·λ при увеличении зазора от 0,001·λ до 0,05·λ улучшается значение КСВ от 1,34 до 1,01 (при Z = 0,031·λ), затем увеличивается до 1,15. Наибольшее значение полосы рабочих частот 8,41 % наблюдается при
Z = 0,013·λ и Z = 0,015⋅λ по уровню КСВ = 1,5 и 15,20 % при Z = 0,005⋅λ и
Z = 0,006⋅λ по уровню КСВ = 2. Наименьшее значение КСВ = 1,01 наблюдается при Z = 0,031·λ и обеспечивается полоса рабочих частот 13,86 % (средний КСВ = 1,5) по уровню КСВ = 2 и 7,97 % (средний КСВ = 1,31) — по уровню КСВ = 1,5. На частоте 861 МГц для симметричного полуволнового вибратора с зазором 0,006⋅λ при увеличении радиуса плеч вибратора от 0,001⋅λ до 0,03⋅λ улучшается значение КСВ от 1,41 до 1,02 (при а = 0,019⋅λ), затем увеличивается до 1,27. Наибольшее значение полосы рабочих частот 11,98% наблюдается при а = 0,027⋅λ по уровню КСВ = 1,5 и 25,53 % при а = 0,03⋅λ по уровню КСВ = 2. Наименьшее значение КСВ = 1,02 наблюдается при а = 0,019⋅λ и обеспечивается полоса рабочих частот 20,13 % (средний КСВ = 1,46) по уровню КСВ = 2 и 11,35 % (средний КСВ = 1,24) — по уровню КСВ = 1,5. Синтезирована и оптимизирована конструкция антенны «волновой канал» с 3 директорами, рефлектором и активным вибратором. Проведена оптимизация по критерию наибольшего усиления и наименьшего уровня КСВ. Оптимизированная конструкция имеет в требуемой полосе рабочих частот 10% средний уровень КСВ = 1,31 и средний коэффициент усиления 8,7 дБи.

Наибольшие значения направленности антенны обеспечиваются при горизонтальной поляризации. Наиболее эффективно антенна работает на углах прихода от 20° до 40° в азимутальном секторе ± 45°. На высотах подъема до 0,62·λ. в секторе углов прихода от 0° до 90° диаграмма направленности однолепестковая. Характерным является малый уровень КН антенны в азимутальном направлении 180° для вертикальной поляризации.

Направленное действие антенны по углам прихода сильно зависит от высоты размещения над поверхностью земли. В секторе углов прихода от 0° до 90° до высоты подъема 0,62·λ сечение ДН имеет однолепестковый характер. Увеличение высоты подъема на 0,5·λ приводит к появлению дополнительного лепестка в сечении ДН в секторе углов прихода от 0° до 90°. Увеличение высоты подъема приводит к прижатию лепестка диаграммы направленности к земле, что дает возможность работать при малых углах прихода.

При горизонтальном расположении антенны большие значения коэффициента направленности антенны наблюдаются для горизонтальной поляризации. Наклон траверсы антенны приводит к некоторому уменьшению направленного действия антенны и уменьшению провалов в квазивертикальном направлении. При наклоне траверсы антенны возможно исключение провалов (в даном случае при 20° минус 20 дБ при угле наклона минус 5°) и повышение направленного действия антенны до 25 дБ в квазивертикальном направлении.

В графической части курсового проекта выполнен сборочный чертеж антенны со спецификацией и чертежи элементов конструкции.

Библиографический список

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

1. Антенны и устройства СВЧ. Под ред. Воскресенского Д.И. — М: Советское радио, 1972.

. Ардабьевский, А.И. Пособие по расчету антенн сверхвысоких частот / А.И. Ардабьевский, В.Г. Воропаева, К. И. Гринева. — М.: Оборонгиз, 1957.

. Дорохов, А.П. Расчет и конструирование антенно-фидерных устройств / А.П. Дорохов. — Изд. Харьковского университета, 1960.

. Марков, Г.Т. Антенны / Г.Т. Марков. — Госэнергоиздат, 1960.

. Гончаренко, И.В. Компьютерное моделирование антенн. Все о программе MMANA / И.В. Гончаренко. — М.: ИП РадиоСофт, Журнал «Радио», 2002.

. Ротхаммель, К. Антенны / К. Ротхаммель. — М.: Энергия, 1979.

. Сапаров, В.Е. Системы стандартов в электросвязи и радиоэлектронике / В.Е. Сапаров, М.И. Максимов. — М.: Радио и связь, 1985

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Поставьте оценку первым.

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

912

Закажите такую же работу

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке