Расчёт диаграммы направленности антенны

Определим диаграмму направленности приёмной антенны, для чего определим сначала поле в дальней зоне, создаваемое приёмной антенной, если бы она работала на излучение. Так как ток направлен вдоль оси z, то вектор напряженности электрического поля имеет только вертикальную составляющую в ССК, определим эту составляющую, которая согласно [1] определяется как:

(2)

рассмотрим интеграл:

, (3)

тогда:

(4)

рабочая частота лежит в пределах [0,5; 3.0] МГц, а значит lÎ[100; 600] м, то , а значит можно использовать приближения:

(5)

(6)

Как видно из формулы (6), диаграмма направленности у заданного вибратора такая же, как и у элементарного электрического вибратора, что объясняется малостью плеча по сравнению с длиной волны.

Тогда, исключая коэффициенты, независящие от углов, получим диаграмму направленности приёмной антенны:

(7)

Как видно из (7) излучение поля от азимутальной координаты не зависит, что объясняется осевой симметрией антенны в горизонтальной плоскости. Графики зависимости амплитудных диаграмм направленности для частот f1=0,5 МГц и для f2=3 МГц в азимутальной и угломестной плоскостей представлены на рисунках 3 и 4 (для удобства сравнения используется одна координатная сетка). Для определения зависимости диаграммы направленности от частоты формула (7) не подходит, поэтому будем использовать формулу, полученную из (4) путем исключения множителей не зависящих от углов наблюдения:

(8)

Как видно из рисунков, диаграммы направленности практически не зависят от частоты, что объясняется независимостью распределения тока в приёмной антенне от частоты в виду малости длины плеча антенны по сравнению с длиной волны, а значит целесообразно при расчётах использовать формулу (7), а не (8).

Рисунок 3. Диаграмма направленности приёмной антенны в вертикальной плоскости

Рисунок 4. Диаграмма направленности приёмной антенны в горизонтальной плоскости

Прочтите также:

Разработка блока управления пропорциональной электрогидравлической системы
Написание дипломного проекта и последующая его защита является заключительной стадией обучения в высших учебных заведениях. Дипломный проект является обобщающей проверкой всех знаний нак ...

Разработка методики автоматизации процесса измерения температуры в печи универсальной испытательной установки УМЭ-10ТМ. Метрологические характеристики установки и расчет погрешностей измерения
Диапазон рабочих температур печи: 400ºС - 1000ºС. Погрешность измерения не более 1% от реального значения температуры. Для снятия, обработки и регистрации данных эксперимента ...

Принципы работы и поверка электродинамических и электромагнитных средств измерений
Метрология - наука об измерениях, о методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Под единством измерений понимают такое их состояние, при котором ...

Основные разделы

2020 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru