Реферат: Антенна излучающая
Аналогично все повторяется для , формулы те же.
Коэффициент осевой концентрации, учитывая немалые размеры излучающей поверхности, рассчитывается по формуле
или , (4)
где S – активная площадь антенны
Подставляя значения и , получаем
Для плоскости х0z ( ДН содержит только один главный лепесток: и , а , то есть последующих нулевых направлений нет. В плоскости y0z значения углов и величины боковых максимумов даны в следующей таблице 1:
Таблица 1
7,8 | 11,8 | 15,8 | 19,9 | 24,1 | 28,5 | 33,0 |
0 | 0,045 | 0 | 0,016 | 0 | 0,008 | 0 |
Таблица 2
, град. | 1 | 2 | 2,5 | 3 | 4 | 5 |
0,94 | 0,89 | 0,70 | 0,60 | 0,38 | 0,20 |
В плоскости х0z () значения углов и величины боковых максимумов дана в следующей таблице 2:
Таблица 3
32 | 54 | 90 |
0 | 0,0055 | 0 |
Таблица 4
,град. | 5 | 10 | 15 | 20 |
0,91 | 0,71 | 0,44 | 0,20 |
Как видно из таблиц, наибольший боковой максимум равен 0,045, то есть составляет 4,5%. Следовательно, требования задания выполнено, что обеспечено выбором формы антенны, при которой амплитуда колебаний уменьшается от середины к краю.
2. Колебательная система преобразователя
По заданию, колебательная система преобразователя – полуволновая, то есть пьезо-
керамическая поршневая пластина не нагружена накладками (рис.5). Боковые размеры пластины велики по сравнению с ее толщиной. Электроды наложены на большие грани, перпендикулярные оси z.
Необходимые расчетные формулы даны в §9.6 [1] и в пособии [2].
Резонансная частота при продольном пьезоэффекте определяется из уравнения
,
где - скорость распространения волны в пластине, измеренная при разомкнутых электродах.
Для дальнейших расчетов требуется знать конкретный пьезоэлектрический материал, марку пьезокерамики.
3. Чувствительность излучателя
Эффективность излучателя можно оценить давлением P, которое он создает в точке, в направлении главного максимума при определенном электрическом напряжении U на входе. Такая оценка называется чувствительностью излучателя и определяется по формуле
, (6)
где r– расстояние до точки измерения давления. Если принять r=1м и U=1В, то величина .
Для определения акустического давления воспользуемся известным соотношением между излучаемой мощностью и давлением на оси
Допустимая удельная мощность излучения ограничивается порогом кавитации , величина которого тем выше, чем меньше длительность импульса и больше гидростатическое давление (заглубление антенны). При и [2]. Зависимость от определяется формулой
По заданию, =100м, получаем . С учетом длительности можем принять . Тогда , - излучаемая площадь антенны.