Курсовая работа: Розрахунок рамкової антени

Рисунок 1.2 – ДС рамки в горизонтальній площині

Рамки розташовуються так, щоб площина витків була перпендикулярною до поверхні землі.

Напрямок максимуму спрямованості лежить у площинірамки, мінімум випромінювання – вздовж перпендикуляра до центра рамки.

Використовується антена, як правило, при умові обертання її діаграми спрямованості. У випадку приймання радіозв’язку і радіомовлення обертання діаграми спрямованості дозволяє встановити її так, щоб напрямок нульового приймання співпав з напрямком найбільш сильної перешкоди. Тим самим добиваються підвищення відношення рівня сигналу до рівня перешкод. У випадку радіопеленгації обертання діаграми спрямованості дозволяє після зникнення сигналу визначити напрямок, з якого приходить хвиля.

Обертання ДС досягається обертанням антени навколо вертикальної осі, яка лежить в площині витка і проходить через центр антени.

Рамкові антени знаходять застосування у всіх діапазонах радіохвиль від наддовгих (НДХ) до ультракоротких (УКХ) для приймання радіозв’язку і радіомовлення, як антени радіопеленгаторів радіомаяків, при вимірюванні напруженості поля за допомогою радіокомпараторів і селективних мікровольтметрів.

Внаслідок малих розмірів рамкові антени мають невеликий опір випромінювання,що безпосередньо впливає на зниження ККД, особливо при збільшенні кількості витків. Тому вони застосовуються в якості приймальних антен.

1.2 Класифікація рамкових антен

До рамкових антен відносять:

малі рамкові антени (периметр рамки значно менший довжини хвилі);

діапазонні рамкові антени (периметр рамки приблизно рівний довжині хвилі).

Геометричні розміри малих рамкових антен значно менші довжини хвилі . Розміри рамки можуть бути від декількох сантиметрів до десятків метрів залежно від її призначення.

Малі рамки застосовуються в якості приймальних антен у діапазонах НДХ, ДХ, СХ і КХ. Такі антени ще називаються рамками малої електричної довжини або малими рамками.

У діапазонних (резонансних) рамкових антен геометричні розміри приблизно дорівнюють довжині хвилі. Довжина кожної сторони приблизно дорівнює чверті довжини хвилі.

Хвильові рамки застосовуються у діапазоні УКХ як приймально-передавальні антени тому, що опір випромінювання резонансних рамкових антен більший, ніж у малої рамкової антени. Для збільшення спрямованості використовують декілька рамкових антен, що встановлюються одна за одною вздовж спільної осі.

Конструкція хвилевої рамкової антени зображена на рисунку 1.2.1.

Рисунок 1.2.1 – Конструкція хвилевої рамкової антени

Діапазонні рамкові антени використовуються у діапазоні УКХ. Такі рамки ще називаються хвильовими або резонансними.

1.3 Рамкові антени з покращеними властивостями

Для покращення властивостей рамкових антен використовуються рамки з магнітним осердям, екрановані рамки і системи з двох рознесених рамок.

Рамки з магнітним осердям називають магнітними антенами. Мають у порівнянні з рамками без осердя важливу перевагу: завдяки властивості осердя концентрувати магнітний потік діюча довжина рамки зростає в μ_о разів (μ_о – магнітна проникність осердя). Вона залежить від форми осердя і відносної магнітної проникності матеріалу μ. Дл виготовлення осердь широко застосовуються ферити, що мають малі втрати і велику величину μ. Ц едозволяє отримати прийнятні значення діючої довжини за допомогою малогабаритних рамкових антен. На рисунку 1.3.1 зображена рамка з магнітним осердям, що вбудовується в радіомовний приймач.

Рисунок 1.3.1 – Рамка з магнітним осердям, яка вбудовується в радіомовний приймач

Екрановані рамки у порівнянні з неекранованими мають перевагу: у них усунуто антений ефект (вплив синфазних струмів). В таких рамках виникають тільки протифазні струми. На рисунку 1.3.2 зображена екранована рамка.

Рисунок 1.3.2 – Екранована рамка

Часто для боротьби з так званими поляризаційними помилками використовуються системи з двох рознесених рамок із спільною віссю (рисунок 1.3.3 а) або компланарні (рисунок 1.3.3 б).