Разработка и исследование вибраторной антенны с уменьшенным размахом плеч
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-2-99-109Ключевые слова:
антенна, частотный диапазон, широкополосное согласующее устройство, коэффициент стоячей волныАннотация
Рассматривается разработка и исследование вибраторной антенны с уменьшенным размахом плеч. Для этого сначала дана общая характеристика факторов, связанных с уменьшением размаха плеч вибраторных антенн. Сделаны оценки частотной чувствительности входного сопротивления антенны, а также коэффициента отражения от добротности антенны. Обсуждаются факторы понижения добротности антенн для расширения частотного диапазона их пассивного согласования с фидерной линией.
Приведены количественные оценки полосы пассивного согласования полуволнового симметричного вибратора с учетом диаметров проводников, а также их расширение за счет дополнительных нагрузочных резисторов.
Выполнен конструктивный синтез плоской антенны с уменьшенным размахом плеч в полосе частот 230…280 МГц. С использованием программы моделирования MMANA исследованы частотные зависимости коэффициента стоячей волны и входного сопротивления антенны для симметричных линейных вибраторных антенн: полуволновой 554 мм; укороченной 284 мм с удлиняющей катушкой 282 нГн, Q =100; 284 мм с катушкой 282 нГн и резистором 160 Ом; трех вариантов плоских антенн 284 ´ 50 мм с емкостными окончаниями без элементов нагрузки.
На основе полученных результатов предложена, изготовлена и исследована плоская укороченная симметричная пилообразная вибраторная антенна с габаритами 284 ´ 50 мм, имеющая емкостные окончания и дополнительную удлиняющую катушку 55 нГн. Для ее пассивного согласования с КСВ < 2 в полосе частот 230…280 МГц на идеализированную линию передачи с волновым сопротивлением 20 Ом потребовался дополнительный нагрузочный резистор 80 Ом.
Чтобы выполнить согласование антенны на фидерную линию с реальным входным сопротивлением, предложены два варианта электрических эквивалентов антенны (на дискретных LC-элементах и на отрезке кабеля) и проведено их сравнение с характеристиками антенны.Библиографические ссылки
Григоров И. Н. Все об антеннах. М. : Пресс, 2009. 352 с.
Kyohei Fujimoto, Hisashi Morishita. Modern small antennas. Cambridge University Press Publ., 2013, 488 p.
Полин Д. Ю., Бояршинов М. А., Хворенков В. В. Пути построения аппаратно-программных комплек-сов связи // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2013. № 1. С. 108–111.
Balanis C. A. (ed.). Modern Antenna Handbook. Wiley-Interscience Publ., 2008, 1700 p.
Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ. М. : Высш. шк., 1988. 432 с.
Balanis C.A. Antenna Theory: Analysis and De-sign, 2016, 1095 p.
Гошин Г. Г. Устройства СВЧ и антенны. Томск, 2001. Ч. 2. Антенны. 122 с.
Гончаренко И. В. Антенны КВ и УКВ. Ч. II. Основы и практика. М. : РадиоСофт. Журнал «Радио», 2005. 288 с.
Методика расчета радиолиний между двумя антеннами / К. В. Шишаков, М. А. Бояршинов, П. В. Караваев, А. С. Батурин, А. В. Савельев // Интеллектуальные системы в производстве. 2016. № 3. С. 64–67.
Гончаренко И. В. Антенны КВ и УКВ. М. : РадиоСофт. Журнал «Радио», 2004. Ч. 1. Компьютерное моделирование MMANA. 128 с.
Расчет и повышение эффективности основных параметров радиолиний с укороченными вибраторными антеннами КВ- и УКВ-диапазонов / К. В. Шишаков, М. А. Бояршинов, П. В. Караваев, А. С. Батурин, А. В. Савельев // Интеллектуальные системы в производстве. 2016. № 4. С. 16–25.
Алексеев О. В. Проектирование радиопередающих устройств с при менением ЭВМ. М. : Радио и связь, 1987.
Верба Б. П., Мосунов Д. Г., Шишаков К. В. Проектирование антенны диапазона 230-280 МГц: моделирование основных параметров, исследование ШСУ различных типов // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21, № 3. С. 149–154.
Верба Б. П., Мосунов Д. Г., Шишаков К. В. Способы построения согласующих антенных устройств // Приборостроение в XXI веке – 2016. Интеграция науки, образования и производства : Сборник материалов XII Международной научно-технической конференции. Ижевск : Изд-во ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, 2017. С. 43–50.
