Спиральные антенны (расчет)Диаметр провода спирали берется порядка (0.03 . См В нашем случае лучше взять медную трубку близкого диаметра т.к. токи высокой частоты текут лишь по поверхности металла.
Входное сопротивление требует согласующего устройства к линии 75 ом Угол подъёма спирали из (2) 3.Конструкция и питание С.А. С.А. состоит из следующих составных частей: 1.Спираль из медной трубки. 2.Сплошной экран. 3.Согласующее устройство. 4.Питающий фидер. 5.Диэлектрический каркас. В качестве каркаса можно применить твёрдый пенопласт. При этом расчетные соотношения останутся неизменными т.к. диэлектрическая проницаемость пенопласта практически равна диэлектрической проницаемости воздуха. В качестве экрана можно применить более дешёвый алюминий.
Расстояние от первого витка берут 2 см . Поскольку входное сопротивление фидера 50 или 75 Ом, а сопротивление спирали 140 Ом, то для согласования надо применить согласующее устройство СВЧ. Так как сопротивление С.А. практически активное, то для согласования можно применить конусообразный переход (рис.4) из коаксиальных линий передачи. D 1 d 1 d 2 D 2 Рис.4.Коаксиальный трансформатор волновых сопротивлений передающего тракта Если длину конусной части ( (в нашем случае этот переход работает как четвертьволновый трансформатор. [л.3.стр159] Для согласования линии с разным волновым сопротивлением (75 Ом и 140 Ом) Волновое сопротивление конусной части линии, должно быть: (7) [л.3.стр159] где: -волновое сопротивление подводящего фидера 75 Ом -волновое сопротивление спиральной антенны Ом По известному волновому сопротивлению можно определить отношение диаметров элементов коаксиального тракта: lg ( Ом ) (8) Для коаксиального устройства с воздушным заполнением и Ом отношение Ом и для Ом Выбрав, в качестве подводящего мощность фидера РК-9-13 по допустимой предварительной мощности имеем: диаметр центральной жилы 1.35 мм . Отсюда можно определить все размеры коаксиального трансформатора рис.4. мм мм мм., тогда мм. В качестве основания спирали можно применить твердый пенопласт. Он не изменит электрических параметров антенны, т.к. по своим электрическим параметрам пенопласт близок к воздуху. При мощности передатчика 10 кВт и скважности 100 средняя площадь излучения примерно 100 Вт, при КСВ антенны лучше 1.35 отражённая мощность не более 5%, т.е. не более 5 Вт. Будем считать, что эта мощность тепло и рассеивается на спирали. Для уменьшения уровня боковых лепестков следует увеличить размер рефлектора и сделать его форму более сложной. Эскиз на рисунке 7. 40 см 20 см Рис.7. Эскиз рефлектора для уменьшения уровня боковых лепестков.
Рефлектор следует делать из листа толщиной не менее 3 мм , т.к. он является несущим для фидера спирали и какого-либо опорно-поворотного устройства.
Диаграмма такой антенны достаточно широка ( ),так что особой точности наведения она не требует.
Антенна достаточно проста в изготовлении, надежна в эксплуатации.
|