Диэлектрическая стержневая антенна - Курсовая работа

Содержание

Введение

1. Расчет излучателя антенны

1.1 Расчет оптимальной длины излучателя антенны

1.2 Расчет коэффициента замедления

1.3 Выбор материала излучателя

1.4 Определение диаметра стержня

1.5 Расчет диаграмм направленности

1.6 Уточненный расчет КНД

2. Расчет возбудителя антенны

2.1 Расчет коаксиально-волноводного перехода

2.2 Расчет фильтрующей секции

2.3 Расчет перехода с прямоугольного сечения волновода на круглое

2.4 Расчет поляризатора

Заключение

Список литературы

Введение (выдержка)

1. Назначение и принцип работы диэлектрической стержневой антенны

Диэлектрические стержневые антенны относятся к антеннам бегущей волны с замедленной фазовой скоростью (υф < с). Они применяются на гра-нице сантиметрового и дециметрового диапазонов волн в полосе частот от 2 до10 ГГц.

На рисунке 1 приведена наиболее типичная схема диэлектрической стержневой антенны. Она представляет собой диэлектрический стержень 1, возбуждаемый круглым волноводом 2 с возбудителем 3 и питающим фидером 4.

В зависимости от требований, предъявляемых к антенне, поперечное сечение стержня, возбудитель и его питание могут изменяться. Наиболее часто используются цилиндрические и конические стержни.

Рисунок 1 – Диэлектрическая стержневая антенна:

1 – диэлектрический стержень, 2 – возбуждающее устройство,

3 – возбудитель, 4 – питающий фидер

Диэлектрический стержень антенны можно рассматривать как отрезок диэлектрического волновода. Из теории диэлектрических волноводов известно, что в них могут распространяться как симметричные, так и несимметричные волны. Волны симметричного типа, как правило, не используются в диэлектрических стержневых антеннах, так как вследствие осевой симметрии они не излучают мощность вдоль оси стержня. Основной волной, используемой с этой целью, является несимметричная волна типа НЕ11.

Распределение поля волны НЕ11 дано на рисунке 2. В отличие от волны типа H11 в круглом металлическом волноводе, касательные составляющие электрического поля волны к границе диэлектрика отличны от нуля из-за существования поля вне диэлектрического стержня. Следствием этого является наличие продольной составляющей электрического поля волны HЕ11 объясняющее одновременное существование в диэлектрическом волноводе несимметричных волн типа H и E.

Заключение (выдержка)

В ходе выполнения работы было произведен расчет диэлектрической стержневой антенны бегущей волны. Были вычислены размеры излучателя – оптимальная длина и диаметр. В пункте 1.5 исследована зависимость диаграммы направленности от длины волны (рисунки 2 и 3) и установлено что, с укорочением длины волны ширина основного лепестка уменьшается. В пункте 1.6 был рассчитан коэффициент направленного действия (КНД) антенны для трех значений частот и построена его зависимость от длины волны (рисунок 4), на которой можно наблюдать, что КНД антенны падает с увеличением длины волны. Во второй части работы производиться расчет возбудителя антенны, состоящего из коаксиально-волноводного перехода (КВП), фильтрующей секции и поляризатора.

Результатом всех расчетов является эскиз антенны.

Литература

1. Соцков В.А. Техника СВЧ и антенны. Методические разработки. – Нальчик: Каб.- Балк. ун-т, 2003. – 24 с.

2. Гончаренко В.М., Каменев В.Г. Проектирование антенн СВЧ: Учебное пособие. - М., 2006.