ного реактивного опорів в активному вібраторі. З урахуванням цієї рівності необхідне вкорочення активного вібратора визначається співвідношенням [5]:
, (3.14)
де - довжина елемента антени;
- вкорочення елемента антени;
- радіус проводу.
Довжину вібратора без урахування необхідного укорочення, можна знайти, використовуючи наступну формулу [5]:
(3.15)
Вкорочення вібратора перебувати за такою формулою [5]:
(3.16)
Використовуючи формули (3.14) і (3.15), знайдемо довжину вібратора:
м.
Тепер, коли нам відома довжина вібратора, ми можемо порахувати оптимальне вкорочення. Використовуючи формули (3.15) і (3.16) знайдемо:
м.
За формулою (3.14) порахуємо довжину рефлектора:
м.
За формулою (3.16) порахуємо необхідне вкорочення рефлектора:
м.
За формулою (14) порахуємо довжину директорів:
м.
За формулою (3.16) порахуємо необхідне вкорочення директора:
м.
Після всіх теоретичних розрахунків ми отримали наступні результати:
Таблиця 3.11 - Результати теоретичного розрахунку зовнішньої антени
ПараметрДлінна антени, мШіріна ДН КНДВходное опір вібратора, ОмДліна активного вібратораДліна діректораДліна рефлектораДіаметр дроти антенниЗначеніе0,1883625,4113,9537,530,0280,0230,03480,0018
4. Моделювання зовнішньої антени в CST Studio Suite
Малюнок 4.1 - Схема розрахованої антени
Побудова розрахункової моделі дало наступні результати.
Малюнок 4.2 - ДН антени «хвильовий канал»
З графіка видно, що відношення амплітуди поля, випромінюваного вперед, до амплітуди поля, випромінюваного назад становить 14.01 або посилення 11,46 dBi.
Малюнок 4.3 - ДН антени в лінійному вигляді
Рівень бічних пелюсток складає - 16,1 дБ. Ширина ДН на рівні - 3 дБ становить 48,8.
Малюнок 4.4 - Розрахунок КСХН антени
Як видно з графіка антени має КСХН менш 1,5 в робочій смузі частот і 1,3665 на частоті 2480 МГц.
Малюнок 4.5 - S - параметри антени
На робочій частоті маємо мінімальне значення коефіцієнта відбиття входу, а саме - 18,373 дБ.
4. Електричний і конструкційний розрахунок внутрішньої антени
Довжину вібратора візьмемо з умови звернення в нуль реактивної складової його вхідного опору, без урахування ефекту укорочення [4]: ??
(5.1)
Радіус вібратора виберемо рівним 0,00242 м.
Реактивну складову вхідного опору несиметричного вертикального заземленого вібратора наближено можна визначити так само, як і вхідний опір разомкнутого шлейфу без втрат [4]: ??
(5.2)
де - хвильове число
- хвильовий опір вібратора
(5.3)
Хвильовий опір знайдемо за формулою [4]: ??
Ом (5.4)
Розрахуємо вхідний реактивний опір за формулою (5.2):
Ом.
Розрахуємо ефективну довжину антени за формулою [4]: ??
м. (5.5)
Тепер знайдемо опір випромінювання антени за формулою [4]: ??
Ом (5.6)
Знайдемо струм у вібраторі, прийнявши:
А. (5.7)
Розрахуємо ДН антени за формулою [7]:
(5.8)
Малюнок 5.1 - ДН антени у вертикальній площині в логарифмічному масштабі
Малюнок 5.2 - ДН в лінійному вигляді
У разі ідеально провідної землі КНД несиметричного вібратора в 2 рази більше КНД відповідного симетричного вібратора. Розрахуємо КНД антени за формулою [4]: ??
(5.9)
5. Моделювання внутрішньої антени в CST Studio Suite
Малюнок 6.1 Схема розрахованої антени
Побудова розрахункової моделі дало наступні результати.
Малюнок 6.2 - ДН несиметричного вібратора в логарифмічному масштабі
З малюнка видно, що посилення антени не перевищує 3 дБ і складає 2,83 дБ на робочій частоті.
Малюнок 6.3 - ДН антени в логарифмічному масштабі
...
