Реферат: Электрический расчет несимметричных проволочных антенн

2. потерь в органах настройки;

3. потерь в изоляторах и проводах;

4. прочие антенны (мачты, оттяжки).

Самые большие потери в органах настройки с удлинением длины волны. Рассчитаем сопротивление потерь на семи фиксированных частотах. Результаты вычислений представлены в таблице 6:

f (кГц)	410	425	454	468	480	500	512
λ (м)	731,707	705,882	660,793	641,026	625,000	600,000	585,938
Rп (Ом)	49,80	48,04	44,97	43,63	42,53	40,83	39,88

таблица 6

где:

Зависимость сопротивления потерь от частоты представлена на рисунке 6:

рис. 6 График зависимости сопротивления потерь антенны от частоты.

Из построенного графика видно, что с увеличением частоты сопротивление потерь уменьшается. Значит на более высоких частотах антенна будет годна к использованию, так как её коэффициент полезного действия будет возрастать.

2.5.4. Расчёт коэффициента полезного действия:

Найдём коэффициент полезного действия нашей антенны на семи фиксированных частотах, результаты в таблице 7:

f (кГц)	410	425	454	468	480	500	512
λ (м)	731,707	705,882	660,793	641,026	625,000	600,000	585,938
Rп (Ом)	49,80	48,04	44,97	43,63	42,53	40,83	39,88
R∑а (Ом)	0,0192	0,0206	0,0235	0,025	0,0263	0,0285	0,0299
КПД	0,04	0,04	0,05	0,06	0,06	0,07	0,07

таблица 7

где:

- коэффициент полезного действия

Зависимость КПД антенны от частоты представлена на рисунке 7:

рис. 7 График зависимости КПД антенны от частоты

Из полученного графика видно, что при увеличении частоты коэффициент полезного действия антенны увеличивается. Следовательно нашу антенну целесообразно использовать на более высоких частотах.

2.5.5. Расчёт активной и реактивной составляющих входного сопротивления антенны:

Активное сопротивление антенны складывается из сопротивлений излучения и потерь (). Таким образом активное сопротивление антенны на семи фиксированных частотах будет равно, расчёты представлены в таблице 8:

f (кГц)	410	425	454	468	480	500	512
λ (м)	731,707	705,882	660,793	641,026	625,000	600,000	585,938
Rп (Ом)	49,80	48,04	44,97	43,63	42,53	40,83	39,88
R∑а (Ом)	0,0192	0,0206	0,0235	0,025	0,0263	0,0285	0,0299
Rа (Ом)	49,82	48,06	44,99	43,65	42,56	40,86	39,91

таблица 8

Зависимость активного входного сопротивления антенны от частоты представлена на рисунке 8:

рис. 8 График зависимости активного входного сопротивления антенны от частоты

Из графика видно, что при увеличении частоты активное сопротивление уменьшается, следовательно при увеличение частоты коэффициент полезного действия будет увеличиваться. И целесообразно использовать нашу антенну на приём и на передачу.

Реактивное сопротивление нашей антенны носит ёмкостной характер . В этом случае реактивное сопротивление антенны рассчитываем по следующей формуле:

Результаты вычислений сведены в таблицу 9:

f (кГц)	410	425	454	468	480	500	512
λ (м)	731,707	705,882	660,793	641,026	625,000	600,000	585,938
к	0,0086	0,0089	0,0095	0,0098	0,0101	0,0105	0,0107
lэ (м)	5,5106	5,5107	5,5107	5,5108	5,5108	5,5108	5,5109
ρв (Ом)	272	271	269	268	268	266	266
Xa (Oм)	-3323,16	-3193,52	-2966,46	-2866,5	-2794,42	-2661,93	-2599,09

таблица 9

На рисунке 9 представлена зависимость реактивного сопротивления антенны от частоты:

рис. 9 График зависимости реактивного сопротивления антенны от частоты

Из полученного графика видно, что при увеличении частоты реактивное сопротивление стремится к нулю, что для нашей антенны благоприятно, так как остаётся одно активное сопротивление. Так как реактивное сопротивление носит ёмкостной характер, то рекомендуется включить для настройки антенны в резонанс, необходимо ввести элемент настройки виде индуктивности, с переменной индуктивностью ; ; .

Произведём расчёт индуктивности на семи фиксированных частотах, результаты представим в виде таблицы 10:

f (кГц)	410	425	454	468	480	500	512
λ (м)	731,707	705,882	660,793	641,026	625,000	600,000	585,938
Xa (Oм)	-3323,16	-3193,52	-2966,46	-2866,5	-2794,42	-2661,93	-2599,09
Lн (Гн)	0,001290	0,001196	0,001040	0,000975	0,000927	0,000847	0,000808

таблица 10

Зависимость переменной индуктивности от частоты представлена на рисунке 10:

рис. 10 График зависимости переменной индуктивности от частоты

С увеличением частоты Lуменьшается, следовательно, чтобы не подбирать катушку индуктивности на каждой частоте, её следует сделать переменной.

2.5.6 Расчет характеристики направленности антенны в вертикальной плоскости и построение диаграммы направленности антенны:

На ДВ и СВ земля по своим свойствам является хорошим проводником и её действие на ДН можно учесть влияние зеркального изображения с тем же направлением тока равной величины. Следовательно, замена земли зеркальным изображением вибратора сводится к переходу от симметричного вертикального вибратора длиной lэ к симметричному длиной 2lэ. Поэтому ДН такого вибратора в вертикальной плоскости выражается формулой:

В соответствии с данными значениями построим диаграмму направленности Г-образной антенны, на боковых и средней частотах (410; 468; 512 кГц). На рисунке 11 представлена диаграмма направленности для f=410 кГц:

рис. 11 Диаграмма направленности Г-образной антенны

На рисунке 12 представлена диаграмма направленности для f=468 кГц:

рис. 12 Диаграмма направленности Г-образной антенны

На рисунке 13 представлена диаграмма направленности для f=512 кГц:

рис. 13 Диаграмма направленности Г-образной антенны