Курсовий проект
з дисципліни
Антени та поширення радіохвиль
Розрахунок спіральної антени
Зміст
Введення
Характеристики та параметри спіральних антен
Геометричні розміри
Власні хвилі спіральної антени
Діаграма спрямованості і КНД
Поляризація спіральної антени
Харчування антени та узгодження з фідером
Розрахунок антени
Список літератури
Введення
Серед різних типів широкосмугових антен важливе місце займають різноманітні спіральні антени, які є слабко- і средненаправленнимі широкосмуговими антенами біжучої хвилі еліптичної і керованою поляризації. Вони застосовуються в якості самостійних антен, опромінювачів дзеркальних і лінзових антен, збудників волноводно-рупорних антен еліптичної і керованою поляризації, елементів антенних решіток.
Спіральні антени - це антени поверхневих хвиль. По виду направителя (сповільнює системи) і способу забезпечення роботи в широкому діапазоні частот їх можна розділити на:
циліндричні регулярні, у яких геометричні параметри (крок, радіус, діаметр проводу) постійні по всій довжині і широкополосность обумовлена ??наявністю дисперсії фазової швидкості (рис.1, а - в);
еквіугольние або частотно-незалежні (канонічні, рис.1, г, плоскі, рис.1, д);
нерегулярні (мал.1, е, ж).
Рис. 1.Спіральниие антени: а - в - циліндричні регулярні;
г, д - еквіугольние; е, ж - нерегулярні.
За кількістю заходів (гілок) і способу їх намотування спіральні антени можуть бути одно- (рис.1, а) і многозаходная з односторонньою (рис.1, б) і двосторонньої (зустрічної) намотуванням (рис.1, в).
Відсутність або наявність додаткового уповільнення фазової швидкості і спосіб його реалізації дозволяють розділити спіральні антени на наступні типи:
з гладкого проводу в однорідному діелектрику (повітрі), рис.1;
з дроту, що володіє власним уповільненням (імпедансні спіральні антени), рис.2, а;
з гладкого проводу з діелектриком (спірально-діелектричні антени), рис.2, б, в;
з дроту з власним уповільненням і з діелектриком (імпедансні спірально-діелектричні антени), рис.2, г.
Рис. 2. Спіральні антени з додатковим уповільненням:
а - імпедансна; б, в - спірально діелектрична; г - імпедансна
спірально-діелектрична.
Одним з основних властивостей спіральних антен є їх здатність працювати в широкій смузі частот з коефіцієнтом перекриття від 1.5 до 10 і більше. Робота однозахідних регулярних циліндричних спіральних антен в діапазоні частот можлива завдяки їх дисперсійним властивостям, внаслідок яких в широкому діапазоні частот фазова швидкість поля уздовж осі спіралі близька до швидкості світла, відображення від вільного кінця спіралі мало, довжина хвилі в проводі спіралі приблизно дорівнює довжині витка. У багатозахідних циліндричних спіральних антенах робочий діапазон додатково розширюється внаслідок придушення в них найближчих нижчих і вищих типів хвиль, що спотворюють діаграму спрямованості основного типу.
Спіральні антени з односторонньою намотуванням випромінюють поле з еліптичною, близькою до кругової, поляризацією. Напрямок обертання вектора поля відповідає напрямку намотування спіралі. Для одержання лінійної і керованою поляризації використовують спіральні антени з двосторонньою (зустрічної) намотуванням.
Форма частотно-незалежних спіральних антен визначається тільки кутами. Кожній довжині хвилі в межах робочого діапазону відповідає випромінюючий ділянку незмінної форми і постійних електричних розмірів. Тому ширина діаграми спрямованості і вхідний опір наближено залишаються постійними в досить широких діапазонах частот.
Спіральні антени дозволяють формувати односпрямовані діаграми спрямованості з шириною 2? 0,5? (25 ... 180)? , Тороїдальні з шириною 2? 0,5? (45 ... 90)? , І воронкоподібні з шириною 2? 0,5? (40 ... 60)?. У більшості випадків основною вимогою до спіральним антенам є здатність працювати в широкому діапазоні частот, а не стабільність характеристик і параметрів. Тому часто допускається зміна ширини діаграми спрямованості в півтора - два рази та інших характеристик. Вимоги до рівня бічних пелюсток і стабільност...
