Основным режимом регулярной спиральной антенны является режим осевого излучения, наблюдаемый на волне T1. Поэтому рассмотрим диапазонные свойства в этом режиме
Волна T1 в однозаходной спиральной линии существует в диапазоне длин волн λmax-λmin, которые связаны с волновым числом свободного пространства k и радиусом спирали R соотношением:
. Получены следующие выражения для значений (kR)min и (kR)max:
где (kR)0max ограничивает значение kR со стороны меньших значений и является верхней границей области существования волны Т0;
kR' ограничивает область существования волны Т1 в которой резонирует пространственная гармоника с m=1 (обеспечивается режим осевого излучения);
(kR)2min ограничивает со стороны меньших значений область существования волны Т2.
Указанные значения kR определяются выражениями:
На рисунке 2.2 показаны зависимости приведенных значений kR от угла намотки спирали а. Область значений kR и α, в которой выполняются условия (19), (20), заштрихована. В этой области существует волна Т1, и в ней резонирует пространственная гармоника с номером m=1, т.е. в спиральной антенне существует режим осевого излучения. Как видно, эта область имеет максимальную ширину по шкале kR = 2πR/λ (следовательно, по шкале длин волн λ) при некотором оптимальном угле намотки спирали αопт. Максимальная ширина этой области ограничена значениями kRmiu и kRmax, а по шкале длин волн значениями λmax и λmin. Из условия равенства значений kR' и (kR)min при α=αonT нетрудно получить αопт=19,5°. Значения, ограничивающие область режима осевого излучения, получаются равными:
При этом λmin≈4.5R; λmax≈9R коэффициент перекрытия по частоте получается равным
Рисунок 2.2 - Область режима осевого излучения спиральной антенны
. Среднее в диапазоне значение длины волны получается равным периметру цилиндра спирали 2πR.
Для определения КСВ и коэффициента усиления антенны в литературных источников приводится ряд формул, в контексте решения поставленной задачи воспользуемся следующими :
,
где К0- коэффициент отражения: 
Антенна будет возбуждаться коаксиальным кабелем РК-2-11 (50 Ом). Параметры этой коаксиальной линии: диаметр внутренней жилы - 0.67 мм, диаметр диэлектрика - 2 мм, внешний диаметр - 3.9 мм Для подключения будет использоваться SMA разъём.
Вид SMA разъёма иллюстрирует рисунок 2.3.
Рисунок 2.3 - Вид
SMA
разъёма
Поскольку обычно волновое сопротивление фидера фиксировано, а входное сопротивление спирали может быть различным, то в этом случае надо применить согласующее устройство СВЧ. Входное сопротивление спиральной антенны в режиме осевого излучения остаётся чисто активным, так как в этом режиме в проводе спирали устанавливается режим бегущей волны Поэтому для согласования можно применить конусообразный переход (рисунок 2.4) из коаксиальных линий передачи. Перейти на страницу: 1 2 3 4 5
Советуем почитать:
Структурные схемы цифровых радиопередающих устройств Радиопередающие устройства (РПдУ) применяются в сферах телекоммуникации, телевизионного и радиовещания, радиолокации, радионавигации. Стремительное развитие микроэлектроники, аналогов ...
Разработка микропроцессорной системы управления объектом Микропроцессорная система (далее МПС) предназначена для управления некоторыми объектами. Рисунок 1 - Структурная схема связи МПС с внешними объектами. Согласно рисунку ...
Имитационное моделирование системы фазовой автоподстройки частоты в пакете моделирования динамических систем Simulink Цель работы: Изучить методы имитационного моделирования системы автоматического регулирования и исследования основных характеристик систем фазовой автоподстройки частоты (ФАП). Домашн ...