Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 42(170)
Рубрика журнала: Технические науки
Секция: Радиотехника, Электроника
Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3, скачать журнал часть 4, скачать журнал часть 5
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ АНТЕННЫ ТИПА «ВОЛНОВОЙ КАНАЛ» (УДО-ЯГИ) ОТ КОЛИЧЕСТВА ДИРЕКТОРОВ
АННОТАЦИЯ
В данной статье проведено исследование зависимости коэффициента усиления антенны типа «волновой канал» (Удо-Яги) от количества директоров.
Ключевые слова: директроная антенна, приемная антенна, вибратор, рефлектор, директор, Удо-Яги, волновой канал, коэффициент усиления.
Антенны типа «волновой канал» широко применяют в коллективном и индивидуальном приеме. Также часто применяются в приеме аналогового и цифрового телевидения в различных диапазонах каналов. Это объясняется тем, что антенны обладают достаточно большим коэффициентом усиления и узкой диаграммой направленности при сравнительно небольших размерах.
Директорная антенна состоит из активного вибратора (Рисунок 1, 1), рефлектора (Рисунок 1, 2), директоров (Рисунок 1, 3-5), штанги, на которой установлены все элементы (Рисунок 1, 6).
Рисунок 1. Общий вид директорной антенны
Для проведения исследования с помощью специализированного программного обеспечения «MMANA-GAL» спроектированы антенны для следующих АТ каналов: 5 (92-100 МГц), 12 (222-230 МГц), 21 (470-478 МГц), 41 (630-638 МГц). Проектирование антенн проводилось при следующих условиях:
- Габаритные размеры антенн рассчитывались для средней частоты канала;
- Длина активного вибратора равна половине длины волны;
- Для исследования зависимости у всех антенн размеры рефлектора, директоров и расстояния между элементами изменяются одинаково;
- В данном исследовании учитывается только коэффициент усиления антенны.
Таблица 1
Габаритные размеры антенн
|
Канал (средняя частота, МГц) |
5 (96) |
12 (226) |
21 (474) |
41(634) |
|
Длина волны, м |
3,125 |
1,3274 |
0,6329 |
0,4732 |
|
Длина вибратора, м |
1,5625 |
0,6637 |
0,3165 |
0,2366 |
|
Длина рефлектора, м |
1,7188 |
0,7301 |
0,3481 |
0,2603 |
|
№ |
Длина директоров, м |
|||
|
1 |
1,4688 |
0,5988 |
0,2975 |
0,2224 |
|
2 |
1,4063 |
0,5733 |
0,2849 |
0,2129 |
|
3 |
1,3438 |
0,5478 |
0,2722 |
0,2035 |
|
4 |
1,2813 |
0,5223 |
0,2595 |
0,1940 |
|
5 |
1,2188 |
0,4969 |
0,2469 |
0,1845 |
|
6 |
1,1563 |
0,4714 |
0,2342 |
0,1751 |
|
7 |
1,0938 |
0,4459 |
0,2216 |
0,1656 |
|
8 |
1,0313 |
0,4204 |
0,2089 |
0,1562 |
|
9 |
0,9688 |
0,3949 |
0,1962 |
0,1467 |
|
10 |
0,9063 |
0,3695 |
0,1836 |
0,1372 |
|
11 |
0,8438 |
0,3440 |
0,1709 |
0,1278 |
|
12 |
0,7813 |
0,3185 |
0,1583 |
0,1183 |
|
13 |
0,7188 |
0,2930 |
0,1456 |
0,1088 |
|
14 |
0,6563 |
0,2675 |
0,1329 |
0,0994 |
Моделирование и сравнение результатов КУ антенны проводится с добавлением в конструкцию по 2 директора. Полученные результаты моделирования спроектированных антенн для заданных каналов представлены в таблице 2.
Таблица 2
Зависимость коэффициента усиления антенны от количества директоров
|
Количество директоров |
5 канал, дБи |
12 канал, дБи |
21 канал, дБи |
41 канал, дБи |
|
2 |
7,28 |
8,62 |
7,06 |
7,3 |
|
4 |
7,88 |
9,53 |
8,1 |
8,12 |
|
6 |
8,25 |
10,32 |
7,93 |
8,85 |
|
8 |
8,59 |
10,73 |
8,81 |
9,14 |
|
10 |
8,85 |
11,03 |
9,14 |
9,32 |
|
12 |
9,03 |
11,18 |
9,29 |
9,45 |
|
14 |
9,13 |
11,27 |
9,42 |
9,52 |
Для наглядности по данным таблицы построен график зависимости КУ от количества директоров, который представлен на рисунке 2.
Рисунок 2. График зависимости коэффициента усиления антенн от количества директоров
По построенным графикам зависимости видно, что с увеличением количества директоров у антенн типа «волновой канал» коэффициент усиления возрастает, однако не линейно. В случае, если директоров от двух до восьми, то увеличение КУ более заметно, чем при их количестве от восьми до четырнадцати, где коэффициент усиления возрастает на десятые и сотые доли.
Стоит отметить, что полученные значения КУ не являются абсолютно точными, так как не учитывались другие параметры антенны, такие как КСВ, график которого представлен на рисунке 3, активное и реактивное сопротивления, а также распространение радиоволн в реальных условиях.
Рисунок 3. График зависимости КСВ антенн от количества директоров
Если учитывать эти параметры, то спроектированные являются не пригодными к применению. Объясняется это тем, что директорные антенны достаточно сложны в проектировании, чтобы обеспечить требуемые характеристики по согласованию, КСВ. Для каждого диапазона следует тщательно подбирать размеры элементов и расстояния между. Если учитывать эти требования, то КУ антенн может быть более высоким.
Список литературы:
- Галицкая Е.О., Стенин Ю.М., Корчагин Г.К. Лабораторные работы по распростанению радиоволн и антеннам. ─ Казань: КФУ, 2014.─ 40 с.
Оставить комментарий