Анализ технического задания и обоснование выбора антенны

Антенны относятся к пассивным компонентам радиосистем, и в конструктивном отношении они представляют сочетание проводников и магнитодиэлектриков. Наряду с выполнением основных функций излучения и приёма радиоволн современные антенны выполняют важнейшие функции пространственной фильтрации радиоканалов, обеспечивая пеленгацию источников радиоизлучения и радиолокационных целей.

Качество функционирования антенн описывается рядом радиотехнических, конструктивных, эксплуатационных и экономических характеристик и параметров. Конструктивное выполнение антенн и достижимые значения параметров существенно зависят от диапазона применяемых радиоволн. Различают антенны длинных и средних волн, коротковолновые антенны, антенны УКВ, диапазона СВЧ, антенны оптических волн.

Классификацию антенн обычно проводят по способу формирования излучаемого поля, выделяя следующие четыре класса антенн:

. Излучатели небольших размеров (l≤λ) для диапазона частот 10кГц - 1ГГц.

. Антенны бегущей волны размерами от λ до 10∙λ и более для диапазона частот 3МГц - 10ГГц.

. Антенные решётки размерами от λ до 100∙λ и более для частот 3МГц 30ГГц

.Апертурные антенны размерами от λ до 1000∙λ для диапазона частот 100МГц - 100ГГц и выше.

Заданная антенна должна создавать поле с круговой поляризацией в диапазоне частот 4,3 ГГц - 4,7 ГГц с максимальной шириной диаграммы направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях 55° и уровнем боковых лепестков не более 10дБ.

В частотном отношении подходят все классы антенн, кроме излучателей небольших размеров, но поле с круговой поляризацией излучения обеспечивают лишь немногие из перечисленных выше классов антенн (например, антенны бегущей волны). К антеннам бегущей волны относятся спиральные, диэлектрические, директорные, импедансные антенны, а также антенны “вытекающей волны”. Эти антенны реализуют режим осевого излучения и выполняются на основе замедляющих систем, способных поддерживать поверхностные волны. Возбуждение антенны бегущей волны осуществляется с одного конца, а режим бегущей волны обеспечивается надлежащим выбором параметров замедляющей системы и очень редко - применением согласующих нагрузок на противоположном конце. Возбуждение само распространяется вдоль излучающей системы от одного конца к другому, и поэтому такие антенны часто называют также антеннами последовательного питания. Уникальным свойством этих антенн являются малые размеры поперечного сечения излучающей системы. Это позволяет размещать не выступающие антенны бегущей волны на гладкой поверхности корпусов летающих объектов.

На частотах 300МГц и выше широкое применение находят цилиндрические спиральные антенны (рисунок 1), излучающие поле с круговой поляризацией в направлении оси.

Рисунок 1 - Профиль спиральной цилиндрической антенны

Антенна состоит из проволочной спирали 1 длинной несколько λ при диаметре витка, примерно равным λ/π. Один конец спирали остаётся свободным, а другой соединён с внутренним проводником коаксиальной линии 3. Внешний проводник коаксиальной линии присоединяется к металлическому экрану 2. Цилиндрическая спираль, показанная на рисунке 1, может быть охарактеризована следующими размерами: длинной витка L, шагом S, длинной l (l = n∙S, где n - число витков) и диаметром D. Направленные свойства антенны зависят от соотношения между её размерами и длинной волны.

. Когда длина волны существенно превосходит диаметр витков спирали (λ > 6D), каждый виток можно приближённо принять за плоскую элементарную рамку. При этом антенну можно рассматривать как совокупность плоских рамок и электрических диполей, оси которых параллельны оси спирали. Диаграмма направленности такой антенны в плоскости, совпадающей с осью спирали, имеет вид восьмёрки, а в плоскости, перпендикулярной оси спирали, представляет собой окружность. Ввиду того, что сопротивление излучения оказывается малым и к.п.д. получается низким, спиральные антенны малых размеров, как правило, на практике не используются.

Перейти на страницу: 1 2

Прочтите также:

Экспериментальная идентификация линейного динамического объекта методом корреляционных функций
Качественное управление техническими объектами невозможно без знания его свойств. Необходимая информация об этом может быть получена в процессе идентификации. Современные теоретиче ...

Проект внутризоновой ВОЛП на участке Хабаровск – Амурск
Современные оптические кабели связи (ОК) практически вытесняют традиционные медно-жильные кабели связи на всех участках Взаимоувязанной сети связи России. Так, строительство новых л ...

Электронный усилитель
Оконечный каскад. Выходная мощность в техническом задании равна 10 Вт, поэтому в качестве выходного каскада выберем двухтактный каскад. Так как сопротивление нагрузки 8 Ом (меньше 100 ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2019 www.techmatch.ru