Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК НАПРАВЛЕННОСТИ И СОГЛАСОВАНИЯ АНТЕНН

Звездина М. Ю., Шокова Ю. А.,

2.4. Описание порядка работы

Работа выполняется в следующей последовательности.

1. Проведение исследований влияния длины вибратора на распределение тока в излучателе, на характеристики излучения и согласования.

С этой целью запустить программу MMANA. Подробное описание работы с данной программой показано в [1].

В открывшейся закладке выбрать «Геометрия» и задать размеры вибратора. При этом размеры указывать в длинах волн (поставить галочку в соответствующем окошке), не меняя частоту по умолчанию. (При переходе из одного окна в другое необходимо использовать клавишу «Таб», иначе введенные данные не будут сохранены). Вид окна для полуволнового вибратора (длина плеча l = 0,25λ) показан на рис. 2.1. На рис. 2.2 показана геометрия конструкции симметричного вибратора. Источник показан кружком в центре.

Рис. 2.1. Задание геометрии задачи

После задания параметров вибратора необходимо перейти в закладку «Вычисления». В ней задать положение «Свободное пространство» и нажать на кнопку «Пуск», расположенную внизу экрана. Вид данного окна после проведения вычислений показан на рис. 2.3.

Получаемая при этом диаграмма направленности в полярной систем координат появляется в закладке «Диаграмма направленности», как показано на рис. 2.4. Для того, чтобы получить объемную диаграмму направленности необходимо нажать на кнопку «3Д ДН». Вид получаемой объемной диаграммы направленности показан на рис. 2.5.

Рис. 2.2. Конструкция антенны

Рис. 2.3. Вид окна «Вычисления»

Рис. 2.4. Вид сечений объемной ДН

Рис. 2.5. Объемная диаграмма направленности

После проведения вычислений вернуться в закладку «Вид». Вывести на экран получаемое распределение тока. Для отражения результатов необходимо использовать бегунок «Масштаб токов». Получаемое распределение тока повернуть так, чтобы вид осуществлялся со стороны оси 0y, как показано на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Распределение тока в вибраторе

Описанный выше цикл исследований повторить для вибраторов с длиной плеча l = 0,5λ и l = 0,75λ. Получаемые графики занести в отчет. Сделать выводы о влиянии длины вибратора на вид распределения тока в вибраторе, на величину собственного сопротивления, а также значение КСВН.

2. Исследование влияния высоты подвеса излучателя над металлическим экраном на характеристики излучения и согласования полуволнового вибратора.

С этой целью задать геометрию полуволнового вибратора (l = 0,25λ), как показано в п. 1. В закладке «Вычисления» вместо указателя «Свободное пространство» задать «Идеальная». В качестве высоты подвеса указать последовательно три значения: h = 0,25λ, h = 0,5λ и h = λ. Длину волны вычислить по заданной частоте 14,5 МГц. Получаемые диаграммы направленности, а также значения собственного сопротивления и величины КСВН занести в отчет. Сделать выводы о влиянии высоты подвеса вибратора над металлическим экраном на характеристики направленности и согласования полуволнового вибратора.

3. Исследование влияния параметров отражающей поверхности на характеристики излучения и согласования вибратора.

Вернуться в закладку «Вычисления» и повторить для полуволнового вибратора, расположенного на высоте h = 0,25λ вычисления для случая идеально проводящего экрана (окошко «Идеальная»). Вывести на график и в отчет сечения диаграммы направленности с параметрами характеристик согласования.

Сохраняя высоту подвеса излучателя зайти в закладку «Вычисления» и поставить галочку в окошке «Реальная». Нажать кнопку «Параметры», расположенную рядом. В результате откроется диалоговое окно, позволяющее задать параметры отражающего экрана, как показано на рис. 2.7. На рисунке показаны значения почвы по умолчанию.

Рис. 2.7. Задание параметров отражающей поверхности

Для проведения исследования необходимо параметры почвы выбрать из табл. 2.1 [2].

Исследования проводить в два этапа.

Сначала рассмотреть влияние однородной почвы – влажной земли. Значение удельной проводимости взять по среднему значению. В отчет вывести получаемые сечения диаграммы направленности.

На втором этапе рассмотреть изменение диаграммы направленности при двухслойном характере почвы: верхний слой представить в виде влажной почвы толщиной T = 0,05λ, в нижний слой – в виде сухой почвы, толщина которого составляет порядка T = 5λ. В отчет вывести получаемые сечения диаграммы направленности.

Таблица 2.1

Электродинамические параметры различных видов поверхности Земли

Сделать выводы о влиянии неоднородности почвы на характеристики направленности и характеристики согласования горизонтальной антенны.