Реферат: Диаграмма направленности антенны

где  и   - ширина главного лепестка ДН по половинной мощности в плоскостях Е и Н соответственно.

В работе исследуются директорная и рупорная антенна сантиметрового диапазона.

Директорная  антенна 

Директорная антенна (рис.4) представляет собой линейную систему одинаково ориентированных приблизительно полуволновых вибраторов, перпендикулярных линии их расположения, и относится к системам с осевым излучением. Директорная антенна состоит из рефлектора Р, активного электрического вибратора А и целого ряда директорных вибраторов Д. Питание от генератора получает лишь один вибратор, который называется поэтому активным. Возбуждение прочих, так называемых пассивных вибраторов, осуществляется бегущей вдоль системы волной, источником которой является активный вибратор.

sitednl.narod.ru/1.zip - база сотовых по Петербургу

Длина активного вибратора составляет около 0,450,47. Чтобы обеспечить отставание фазы тока в вибраторах (директорах), направляющих излучение в свою сторону, их укорачивают на 510 % по сравнению с резонансной длиной. Опережение фазы тока в рефлекторе, “отражающем” излучение в сторону активного вибратора, достигается удлинением рефлектора на 35 % относительно резонансной длины.

Расстояние между вибраторами обычно несколько меньше четверти длины волны и часто выбирается порядка 0,2.

Многовибраторная директорная антенна узкополосна (510 % от рабочей частоты). Для оценки направленности действия настроенной антенны пользуются формулами:

                                                                                                         (11)

и

                                                          град,                                         (12)

где L - длина антенны, а коэффициенты А и В, как функции L / , представлены на рис.5.

Общий вид и основные размеры исследуемой антенны даны на рис.4 и в табл.1. Помимо активного петлевого вибратора в ее состав входит три элемента рефлектора и пять директоров. Один из элементов рефлектора прикреплен к несущей стреле непосредственно, а два крайних - посредством вспомогательных стоек. Элементы рефлектора находятся примерно на поверхности параболического цилиндра, вдоль фокальной линии которого расположен петлевой вибратор, имеющий сложную форму для того, чтобы обеспечить хорошее согласование во всей полосе пропускаемых частот.

Все вибраторы директорной антенны изготовлены из полосок металла. Симметрирующее согласующее устройство выполнено в виде U-колена длиной / 2. Антенна настроена на частоту 1165 МГц ( см).

Пирамидальная  рупорная  антенна

Рупорная антенна (рис.6) состоит из рупора - отрезка волновода плавно расширяющегося сечения с открытым излучающим концом - раскрывом и устройства для питания рупора - волновода с возбуждающим устройством.

Рупор является трансформатором волны, распространяющейся в волноводе, в волну другого типа. Чаще всего он преобразует участок “плоской” волны малых размеров в поперечном сечении волновода в участок приблизительно плоской волны значительных размеров в раскрыве рупора. Это приводит к сужению диаграммы направленности и увеличению КНД. Кроме того, благодаря плавному изменению волнового сопротивления вдоль рупора, обеспечивается согласование волновода со свободным пространством. Фронт волны в пирамидальном рупоре можно считать сферическим, а фазовую ошибку в раскрыве определить по следующей формуле:

                                             .                                        (13)

При этом

                                                        ;                                          (14)

                                                        .                                         (15)

Весьма точно КНД пирамидального рупора в децибелах по отношению к КНД абсолютно ненаправленной антенны может быть определен с помощью выражения:

                                дБ,                     (16)

где величины  и  определяются из рис.6, а  и  - из рис.7. длина волны, на которой снимаются ДН рупора, =3,2 см.

Методика  снятия  характеристики  направленности  антенны

Исследуемая антенна работает на прием. Она имеет возможность вращаться вокруг оси, перпендикулярной к плоскости, в которой снимается характеристика направленности. К выходу антенны подключен кристаллический детектор с усилителем У3-29 и ВК7-27. Так как при слабых сигналах детектор имеет квадратичную вольтамперную характеристику, показания индикатора ВК7-27 соответствуют квадрату напряженности поля, наводимого в исследуемой антенне. В качестве источника электромагнитных волн используется антенна, работающая на передачу. Передающая антенна в данном случае неподвижна и удалена от исследуемой антенны на расстояние   ( определяется по одной из формул: (2), (3) или (4) ).