Характеристики направленности антенны в вертикальной плоскости

∆, град.	0	15	30	45	60	75	90	105	120
F, отн. ед.	1	0,966	0,866	0,707	0,5	0,259	0	-0,259	-0,5

∆, град.	135	150	165	180	195	210	225	240
F, отн. ед.	-0,707	-0,866	-0,966	-1	-0,259	-0,5	-0,707	-0,866

∆, град.	255	270	285	300	315	330	345	360
F, отн. ед.	-0,966	-1	-0,966	-0,866	-0,707	-0,5	-0,259	0

Рис. 3.2. Диаграммы направленности антенны в горизонтальной (а) и вертикальной (б) плоскости

Вычисленные значения:

• емкость антенны С_А = 240 пФ;

• сопротивление антенны емкостное Х_А = 1,33 кОм;

• волновое сопротивление горизонтальной части ρ_Г = 523 Ом;

• волновое сопротивление вертикальной части ρ_В = 448 Ом;

• действующая высота антенны h_Д = 12 м;

• сопротивление излучения R_изл = 0,64 Ом;

• мощность излучения P_изл = 0,64 Вт_.

• характеристика направленности антенны в горизонтальной плоскости F(φ) = 1;

• характеристика направленности антенны в вертикальной плоскости F(∆) (см. таб. 3.1 и рис. 3.2).

Таблица 3.2

Варианты задания

Вариант	Исходн.	1	2	3	4	5	6	7
h, м	15	10	20	7	8	9	10	12
l, м	20	25	30	35	40	45	50	40
d, см	1	1	1	1	1	1	1	1
I, A	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
f, кГц	500	300	400	500	600	700	800	9000

Вариант	8	9	10	11	12	13	14	15
h, м	15	10	20	7	8	9	10	12
l, м	20	25	20	10	15	20	10	15
d, см	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
I, A	1	2	2	2	2	2	2	2
f, кГц	1000	1200	1500	1700	2000	2300	2500	3000

Вариант	16	17	18	19	20	21	22	23
h, м	20	15	15	10	10	8	8	6
l, м	25	30	15	15	20	10	15	10
d, см	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
I, A	1	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
f, кГц	500	300	400	500	600	700	800	9000

4. Расчет параметров антенны для коротковолновой трассы

Задание

1. Рассчитать длину вибратора и высоту подвеса проволочной антенны типа полуволновый вибратор, предназначенной для работы на трассе длиной r км, на частоте f. Принять среднюю высоту отражения от ионосферы Н км. Нарисовать чертеж, указав на нем основные параметры трассы распространения, размеры антенны и высоту ее подвеса.

2. Рассчитать характеристики направленности антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях и начертить диаграммы направленности.

Исходные данные:

• длина трассы r = 1000 км;

• высота отражения от ионосферы Н = 250 км;

• частота f = 5 МГц.

Рассчитать:

• длину вибратора L;

• высоту подвеса антенны h;

• характеристику направленности антенны в горизонтальной плоскости F(α);

• характеристику направленности антенны в вертикальной плоскости F(∆).

Решение

1. Рассчитаем длину полуволнового вибратора, входящего в состав антенного устройства, конструкция которого приведена на рис. 4.1. Для этого определим длину волны:

60 м. (4.1)

Длина вибратора:

= 30 м. (4.2)

Рис. 4.1. Антенна, предназначенная для работы на коротковолновой трассе

Высоту антенны рассчитаем исходя из того, чтобы максимальное излучение антенны приходилось на направление луча, вдоль которого распространяется электромагнитная энергия к приемнику. Направление максимального излучения можно определяется из формулы:

, (4.3)

где n =0, 1, 2, ...

Следовательно, высота отражения:

. (4.4)

В формуле (4.4) неизвестны n и ∆. При минимальной высоте подвеса антенны n = 0. Угол ∆ определим из треугольника, образованного из луча, высоты Н и расстояния r / 2 (рис. 4.2). Если пренебречь кривизной земной поверхности, то угол максимального излучения:

26,5⁰. (4.5)

Высота подвеса антенны:

= 33,5 м. (4.6)

Рис.4.2. Коротковолновая трасса распространения

2. Характеристику направленности антенны в горизонтальной плоскости вычислим из формулы:

. (4.7)

Проведем расчет характеристики направленности, меняя угол α через 15⁰. Результат расчета представим в виде таблицы 4.1 и графика, изображенного на рис. 4.3.

Таблица 4.1