Название: Оптика - Методическое руководство (Б.Л. Паклин)

Жанр: Медицина

Просмотров: 1595


2.2.  расчет электрических характеристик лпда

 

При проектировании логопериодических дипольных антенн задействованы два параметра:

а) масштабный коэффициент

;                           (51)

б) пространственный коэффициент 

 .                                 (52)

Свитая питающая двухпроводная передающая линия имеет характеристическое (волновое) сопротивление . В общем случае эта линия на стороне самого длинного (низкочастотного) диполя нагружена комплексным сопротивлением . Кроме того, используются два коэффициента  и , которые определяют длины крайних диполей антенны:

,      ,                           (53)

где ,  – соответственно максимальная и минимальная длина волны рабочего диапазона с коэффициентом перекрытия  . При этом число диполей в антенне определяется как

.                                        (54)

Строго говоря, характеристический импеданс  питающей свитой двухпроводной линии и диаметры  диполей подбираются численными методами так, чтобы обеспечить требуемое вещественное входное сопротивление  антенны. Это сопротивление должно быть согласовано с внутренним сопротивлением  источника сигнала на требуемом уровне входного коэффициента стоячей волны напряжения  антенны:

,       .                   (55)

Однако из конструктивных соображений диаметры  диполей выбираются обычно одинаковыми, так что уравнение (51) не полностью соблюдается при проектировании ЛПДА.

В результате применения расчетной процедуры, детально описанной в [15], формируются номограммы и графики, которые сводят воедино требуемые рабочие характеристики антенны в целом. При этом рекомендуется выбрать в качестве сопротивления  короткозамкнутый шлейф длиной  либо согласованную с  вещественную нагрузку . Ниже представлены результаты, заимствованные из работы [15].

На рис. 16 и 17 приведены графики зависимости коэффициента  направленного действия (КНД, в децибелах) и коэффициентов k1 и k2 от величин  для  Ом и отношения .

 

Рис. 16

 

Рис. 17

 

На рис. 18 и 19 даны графики КНД  (в децибелах) и коэффициента  для трех значений  и отношения : сплошные линии  Ом, штриховые линии  Ом; пунктирные линии  Ом; соответствующие прямые линии проходят через точки  оптимального режима работы ЛПДА.

 

Рис. 18

 

На рис. 20, 21 даны графики КНД  (в децибелах) и коэффициента  для трех значений  и  Ом: сплошные линии Ln/Dn = 177, штриховые линии Ln/Dn = 500, пунктирные линии Ln/Dn = 1000.

 

 

Рис. 19

 

 

Рис. 20

 

Рис. 21

 

На рис. 22 и 23 даны графики нормированного входного сопротивления антенны  и коэффициента  для трех значений  и отношения : сплошные линии r0 = 100 Ом, штриховые линии r0 = 250 Ом, пунктирные линии r0 = 400 Ом.

 

 

Рис. 22

 

Рис. 23

 

На рис. 24, 25 даны графики входного сопротивления  ЛПДА и коэффициента  от величин  для трех значений  при   Ом: сплошные линии Ln/Dn = 177, штриховые линии Ln/Dn = 500, пунктирные линии Ln/Dn = 1000.

 

Рис. 24

 

 

Рис. 25

 

На рис. 26, 27 даны графики КНД  (в децибелах) и коэффициентов  для  Ом и отношения .

 

Рис. 26

 

Рис. 27

 

Представленные графики используются для расчета электрических характеристик ЛПДА.