на роз'єм для СВЧ кабелю: один - до центральної жилі, а інший - до дротяної петлі, притиснутою гвинтом до корпусу («землі») ( малюнок 21). Виготовлена ??антена підключалася до панорамному измерителю КСХН та ослаблення РК2-47, який знаходився в режимі вимірювання коефіцієнта стоячої хвилі по напрузі (КСХН). Досліджувалися «випромінювальні» здібності антени в діапазоні частот 600 - 1200 МГц. Якщо від антени повністю відбивається назад СВЧ енергія, що йде до неї по кабелю, то її КСХН =?. А якщо антена випромінює в простір всю НВЧ енергію, яка на неї подається, то КСХН=1. На резонансній частоті спостерігається мінімум КСХН зі значенням близьким до одиниці. Якщо тепер за допомогою кусачок симетрично вкорочувати обидві половинки диполя, то резонансна частота буде підвищуватися. Експериментально виміряні резонансні частоти для різної довжини плечей диполя і КСХН при цих частотах наведені в таблиці 1, а на малюнку 22 наведені відповідні графіки.
Малюнок 21 - Зовнішній вигляд напівхвильового диполя
Таблиця 1 - Теоретичні ( f Т) та експериментальні ( f Е) значення резонансної частоти і КСХН для напівхвильового диполя
f Т, МГц f Е, МГц ( f Т- f Е)/ f Т,% l, см l/4, смКСВН6526254,146,011,51,21 700 6566,342,810,71,437507036,340,010,01,37 800 7476,637,59,381,258337757,036,09,001,19 < b align="justify"> 900 8406,733,38,331,159388727,032,08,001,13 1000 9336,730,07,501,2010569926,128,47,101, 07 1100 10346,027,36,821,08115310637,826,06,501,14 1 200 11186,825,06,251,18125011775,824, 06,001,20
Малюнок 22 - Графіки експериментально виміряної частоти f Е (суцільна лінія) і теоретичної f Т ( пунктир) для диполів з різною довжиною l/4-плечей
З таблиці 1 видно, що теоретичні та експериментальні частоти для різної довжини диполя відрізняються приблизно на 6%, і для частоти 900 МГц довжина l/4-плечей диполя становить 78 мм. Це говорить про те, що теоретичні розрахунки повністю підтверджуються експериментально. Дійсно, якщо уважно подивитися на малюнок 1, то видно, що між двома l/4-плечима диполя є зазор близько 2 мм. Тому загальна довжина антени для частоти 900 МГц становить 78 мм + 78 мм + 2 мм=158 мм, і це число майже збігається з раніше проведеним розрахунком за формулою (34).
Фотографія екрану панорамного вимірювача КСХН та ослаблення РК2-47 при вимірах КСХН для цієї дипольної антени показана на малюнку 23. Для наочності внизу екрану розміщена надрукована на папері шкала частот від 600 до 1200 МГц.
Малюнок 23 - Екран РК2-47 при вимірах диполя з l/4-плечима рівними 78 мм. Верхня лінія електронного візира (з міткою на резонансній частоті 900 МГц) відповідає КСХН =?.
Нижня пряма «електронна» лінія відповідає КСХН=1
4.2 Дротяні фрактальні антени
Дротяні фрактальні антени, досліджені в даній дипломній роботі, виготовлялися згинанням дроту по надрукованому на принтері паперовому шаблоном. Оскільки дріт вигиналася вручну за допомогою пінцета, то точність виготовлення «вигинів» антени становила близько ± 0,5 мм. Тому для досліджень бралися найбільш прості геометричні фрактальні форми: крива Коха [2] і «біполярний стрибок» Маньківського [3].
Відомо [2], що фрактали дозволяють зменшувати розміри антен, при цьому розміри фрактальної антени порівнюють з розмірами симетричного напівхвильового лінійного диполя. У подальших дослідженнях в дипломній роботі дротові фрактальні антени будуть порівнюватися з лінійним диполем з l/4-плечима рівними 78 мм з резонансною частотою 900 МГц.
Дротяні фрактальні антени на основі кривої Коха
В роботі [2] наводяться формули для розрахунку фрактальних антен на основі кривої Коха (малюнок 24).
а) n =0 б) n =1 в) n =2
Малюнок 24 - Крива Коха різних ітерацій n
Розмірність D узагальненого фрактала Коха обчислюється за формулою:
(35)
Якщо у формулу (35) підставити стандартний кут вигину кривої Коха Q=60 °, то отримаємо D =1,262.
Залежність першого резонансної частоти диполя Коха f До від розмірності фрактала D , номери ітерації n і резонансної частоти прямолінійного ди...
