Основным режимом работы антенны является режим осевого излучения, при котором формируется диаграмма направленности (далее ДН) вдоль оси спирали.
Спиральная антенна состоит из следующих составных частей:
Рисунок 3.1 - Общий вид антенны
На рисунке 3.1 показано: 1 - спираль из медной трубки, 2 - диэлектрический каркас, 3 - металлический сетчатый экран, 4 - согласующее устройство, 5 - питающий фидер.
В данном случае для изготовления антенны лучше взять медную трубку, для облегчения конструкции, т.к. токи высокой частоты текут лишь по поверхности металла.
В качестве каркаса можно применить твёрдый пенопласт. При этом расчетные соотношения останутся неизменными т.к. пенопласт однороден в азимутальном и продольном направлениях, а его диэлектрическая проницаемость практически равна диэлектрической проницаемости воздуха.
Для уменьшения заднего излучения мы применяем экран, который в ДМВ диапазоне делается из металлической сетки
Расчет характеристик и параметров спиральной антенны, естественно не может быть сделан с учетом всех её конструктивных элементов и особенностей распределения в ней тока. Поэтому применяется упрощенная модель спирали при условии, что осевая длина больше 0.5l, а отражение волны тока от свободного конца спирали невелико (условия выполняются при работе антенны в режиме бегущей волны). Исследования показывают, что в этом случае реальная спиральная антенна может быть заменена отрезком регулярной спирали с равномерным по амплитуде и линейным по фазе распределением тока вдоль оси захода (рисунок 3.2). :
Рисунок 3.2 - АФР антенны
Рисунок 3.3 - Развертка спирали
где l= c/f, где c - скорость света, f - рабочая частота, n - число витков спирали, a - угол подъёма витка, R - радиус спирали, S - шаг витка спирали, L - длина витка спирали, l - длина всей
спирали.
Таким образом, расчётные соотношения для цилиндрической спирали:
(a) = S/L
l = nS
получены в соответствии с рисунком 3.3.
, тогда
Зная требуемый коэффициент направленного действия, можно рассчитать длину антенны
Шаг спирали рассчитывается по формуле
Число витков спирали рассчитываем через длину и шаг спирали
Длину витка спирали, при которой излучение максимально вдоль оси нужно выбрать из интервала
Радиус спирали находим из соотношения (27)
Угол подъёма спирали находим из (28)
Диаметр провода спирали берется порядка (0.03 .0.05)l, причем, чем толще провод, тем больше уровень боковых лепестков и тем меньше входное сопротивление С увеличением диаметра также сближаются диаграммы направленности по компонентам q и j. Для облегчения конструкции возьмём меньший диаметр 0.03l.
Для уменьшения уровня обратного излучения спираль применяется совместно с экраном обычно круглой формы, причем в диапазоне ДМВ он изготавливается из металлической сетки. Размер ячейки сетки делается меньше одной десятой длины волны, а расстояние от экрана до первого витка спирали делают 0.25S. Экран следует делать из проволоки толщиной не менее 3 мм, т.к. он является несущим для фидера спирали и какого-либо опорно-поворотного устройства. Перейти на страницу: 1 2
Советуем почитать:
Изучение показывающего и регистрирующего прибора ДИСК–250 Слесарь по КИПиА - это универсальный специалист, выполняющий работы по обслуживанию, ремонту и эксплуатации различного контрольно-измерительного оборудования и систем автоматического уп ...
Устройства регулировки и перемножения сигналов В усилителях необходимо регулировать усиление и форму АЧХ. Основные требования к регуляторам: 1) Минимум помех, вносимых регулятором (фон переменного тока, шумы трески и т.д.). ...
Проектирование управляющей ИМС для импульсных источников питания по типу TDA16846 Целью дипломного проекта является проектирование управляющей ИМС для импульсных источников питания по типу TDA16846. Существует класс блоков электропитания, в которых напряжение сети ...