Щелевая антенна - реферат

Балтийский Муниципальный технический институт

им. Д.Ф.Устинова (“Военмех”)

Кафедра И4

Реферат

ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА

Группа И-4
Студент

Санкт-Петербург

2004

I. СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

Простый щелевой излучатель представляет собой щель, прорезанную в совершенно проводящем плоском экране неограниченных размеров. Характеристики такового излучателя могут быть определены при помощи принципа двойственности. Принцип двойственности применительно к простому щелевому излучателю говорит: векторы Щелевая антенна - реферат Е и Н электрического поля щели имеют такое же направление в пространстве и являются такими же функциями координат, как соответственно Н и Е поля простого электронного вибратора тех же размеров, что и щель.

Воспользовавшись принципом перестановочной двойственности можно показать, что поле, создаваемое симметричным щелевым излучателем, совсем такое же как и Щелевая антенна - реферат поле, создаваемое симметричным электронным вибратором, при взаимозамене направлений электронного и магнитного векторов.

Резонансной щелью именуют неширокую щель, длина которой 2l примерно равна половине длины волны в свободном пространстве. Ширина щели d составляет обычно наименее десятой толики длины волны. На рис.1 представлены диаграммы направленности простого электронного вибратора (а) и Щелевая антенна - реферат простого щелевого излучателя (б) соответственно в магнитной и электронной плоскостях.

Свойства направленности одиночной щели, в отличие от простого щелевого излучателя длиной 2l / 2, прорезанной в нескончаемом экране, рассчитываются по формулам:

в плоскости Н

, (1)

в плоскости Е

, (2)

где и - угловые координаты точки наблюдения;

2l - длина щели;

.

Из рассмотрения приведенных формул следует, что щель, прорезанная в экране Щелевая антенна - реферат, не делает направленного излучения в Е-плоскости и ее диаграмма направленности имеет форму полуокружности с каждой стороны экрана. В Н-плоскости направленность излучения щели определяется формулой (1) и находится в зависимости от длины щели.

Выводы о направленности излучения щели, прорезанной в бескрайном экране, можно использовать для определения диаграммы направленности щели Щелевая антенна - реферат, прорезанной в стене волновода, беря во внимание, что излучение происходит только в полупространство. В Н-плоскости диаграмма направленности будет как и раньше определяться формулой (1), потому что излучение повдоль оси щели отсутствует, а, как следует, размеры экрана в этом направлении значимой роли не играют. В Е-плоскости диаграмма направленности щели Щелевая антенна - реферат, прорезанной в волноводе, находится в зависимости от размеров стены волновода и, как следует, будет отличаться от полуокружности.

Поясним зависимость диаграммы направленности щели от размеров стены волновода. Представим, что щель прорезана в экране конечных размеров. В Е-плоскости формируется за счет протекания поверхностных токов проводимости (рис.2) и сотворения на Щелевая антенна - реферат краю экрана резкой неоднородности в рассредотачивании электронного поля и появления так именуемых диафрагмированных волн. В любом направлении от щели в Е-плоскости результирующий вектор электронного поля определяется геометрической суммой вектора электронных полей 3-х волн. Фаза результирующего поля в точке наблюдения будет зависеть в главном от разности хода меж диафрагмированными волнами Щелевая антенна - реферат и волной от щели. Соотношение фаз обозначенных векторов электронных полей будет зависеть от размеров экрана.

Как следует, будут направления, в каких диафрагмированные волн будут ослаблять поле щели, также направления, в каких поле щели будет усилено. Таким макаром, диаграмма направленности в плоскости Е от щели, прорезанной в экране ограниченных размеров Щелевая антенна - реферат, либо в волноводе, будет иметь “волнистый нрав”. Примеры диаграмм направленности волноводно-щелевых антенн зависимо от размеров экрана показаны на рис.2.

Более четкий расчет указывает, что размеры экрана в направлении, перпендикулярном оси щели, оказывают существенное воздействие на диаграмму направленности и в особенности тогда, когда щель размещается на площадке Щелевая антенна - реферат несимметрично, в то время как размеры экрана в направлении оси щели не много оказывают влияние на ее направленные характеристики.

Щель в волноводе возбуждается тогда, когда она широкой стороной пересекает поверхностные токи, текущие по стенам волновода. При возбуждении волновода волной Н имеет место поперечный ток и продольный ток на широких стенах волновода Щелевая антенна - реферат (рис.3,а). Эпюры рассредотачивания токов по поперечному сечению волновода приведены на рис.3,б. Поперечный ток посреди широкой стены волновода равен нулю и наращивается до собственного наибольшего значения к краям стен. Рассредотачивание продольного тока представлено на рис.3,в.

sitednl.narod.ru/1.zip - база сотовых по Петербургу

Как понятно, плотность Щелевая антенна - реферат поверхностного тока связана с напряжением магнитного поля соотношением:

, (3)

где - нормаль к рассматриваемой поверхности.

Для того чтоб щель источала, ее следует прорезать повдоль силовых линий магнитного поля в волноводе либо, что то же самое, поперек силовых линий тока проводимости, наводимого магнитным полем в стенах волновода. На рис.4 показаны вероятные методы Щелевая антенна - реферат прорезания щели на широкой стене волновода прямоугольного сечения, возбуждаемого волной типа Н .

Интенсивность возбуждения щели находится в зависимости от ее положения на стене волновода. Так, к примеру, продольная щель при х не испускает и потому не оказывает воздействия на режим работы волновода. Примером таковой щели является щель, по которой перемещается Щелевая антенна - реферат зонд в волноводной измерительной полосы. По мере роста х плотность поверхностного тока возрастает, потому что возрастает напряженность магнитного поля, и, как следует, интенсивность возбуждения щели растет. По мере роста интенсивности возбуждения щели входное сопротивление продольной щели и входная проводимость поперечной щели растут.

Интенсивность возбуждения щели зависит не только Щелевая антенна - реферат лишь от ее расстояния от средней полосы волновода х , да и от расстояния меж центром щели и закорачивающим поршнем. В волноводе без щелей, закороченном на конце, есть стоячие волны. При всем этом на конце волновода (закорачивающий поршень) в согласовании с граничными критериями на безупречной железной поверхности существует узел составляющей Щелевая антенна - реферат и пучность (рис.5).

Чтоб продольная возбуждалась с наибольшей интенсивностью, ее центр нужно поместить в пучность , т.е. расстояние меж поршнем и щелью - z - должно приравниваться нечетному числу / 4. Для наибольшего возбуждения поперечной щели ее следует помещать в пучность , т.е. на расстоянии равном четному числу / 2 от поршня.

Понятно, что волновод прямоугольного сечения Щелевая антенна - реферат с волной типа Н можно представить эквивалентной двухпроводной линией с волновой проводимостью

, (4)

где - волновое сопротивление.

Щель, прорезанная в стене волновода, представляет для последнего некую нагрузку и оказывает влияние на режим его работы. Часть энергии, идущей по волноводу, излучается щелью, часть отражается от нее, как от всякой неоднородности, и Щелевая антенна - реферат направляется назад к генератору, часть проходит далее. Воздействие щели на режим работы волновода характеризуется входной проводимостью Y и входным сопротивлением Z . Входное сопротивление (проводимость) щели случайной длины есть величина всеохватывающая. В главном используются резонансные щели (Х = В = 0). Чтоб щель была резонансной, ее длина должна быть несколько меньше / 2. При Щелевая антенна - реферат всем этом, чем обширнее щель, тем больше должна быть величина укорочения. Тут также существует полная аналогия с симметричным вибратором. Приближенно укорочение может быть определено по формуле:

(5)

Поперечная щель, прорезанная в широкой стене волновода, прерывает полосы плотности продольной составляющей поверхностного тока. Потому эту щель следует рассматривать как сопротивление, поочередно включенное в Щелевая антенна - реферат провода эквивалентной волноводу двухпроводной согласованной полосы (рис.6,а). В случае резонансной поперечной щели нормированное входное сопротивление рассчитывается по формуле:

, (6) где - длина волны в волноводе;

- длина волны в свободном пространстве;

a - ширина широкой стены волновода;

d - ширина узенькой стены волновода;

х - расстояние от середины широкой стены до центра щели Щелевая антенна - реферат.

Из рассмотрения формулы (6) видно, что входное сопротивление резонансной поперечной щели очень, если центр этой щели совпадает с центром широкой стены волновода (х = 0), потому что в этом месте максимален продольный ток, возбуждающий щель; R миниатюризируется по мере удаления центра поперечной щели от центра широкой стены.

Одним из видов поперечных щелей Щелевая антенна - реферат является щель, прорезанная в пластинке, закрывающей торец волновода (рис.7). Для улучшения направленных параметров торцевая волноводная щелевая антенна снабжается особым экраном. Щель возбуждается продольными токами, замыкающимися на внутренней поверхности пластинки. В свою очередь щель возбуждает систему токов на наружной поверхности торца волновода либо экрана. Резонансное эквивалентное сопротивление таковой щели при симметричном Щелевая антенна - реферат расположении ее относительно широких стен волновода определяется по формуле (6).

Продольная щель прерывает полосы плотности поперечной составляющей поверхностного тока. Поперечные токи вроде бы ответвляются от проводов эквивалентной полосы в параллельно присоединенные к ним шлейфы. Потому продольную щель следует рассматривать как сопротивление, присоединенное параллельно двухпроводной полосы, т.е. как проводимость G (рис Щелевая антенна - реферат.6,б). Нормированная входная проводимость резонансной продольной щели рассчитывается по формуле:

(7)

Из рассмотрения формулы (7) следует, что входная проводимость продольной резонансной щели равна нулю, если щель находится в центре широкой стены (х = 0), и максимальна, если щель находится на краю широкой стены (х = a / 2) либо на боковой стене. К аналогичному Щелевая антенна - реферат выводу можно прийти из рассмотрения рис.3 и 4.

Приведенные формулы для эквивалентного приведенного входного сопротивления и эквивалентной приведенной входной проводимости получены для полуволновых щелей. Эта длина очень близка к резонансной длине щели, при которой эквивалентное реактивное сопротивление х и эквивалентная реактивная проводимость b равны нулю. Потому что и не достаточно изменяются поблизости резонанса Щелевая антенна - реферат, то этими формулами можно воспользоваться и для резонансных щелей.

Как указывалось ранее, резонансная длина щели несколько меньше / 2 и тем меньше, чем обширнее щель. Не считая этого, резонансная длина щели находится в зависимости от смещения ее х относительно широкой стены волновода. При фиксированной ширине продольной щели и увеличении смещения Щелевая антенна - реферат х от нуля до / 4

относительно середины широкой стены волновода резонансная длина возрастает, приближаясь к / 2. При предстоящем увеличении смещения щели ее резонансная длина начинает уменьшаться.

Резонансная длина поперечной щели в широкой стене прямоугольного волновода при смещении х = 0 равна 2 l = 0,488 , т.е. некординально отличается от половины длины волны генератора Щелевая антенна - реферат. Наклонные щели в узенькой стене имеют резонансную длину, приближенно равную половине длины волны в свободном пространстве.

В тех случаях, когда излучатель должен быть более широкополосным, находят применение гантельные щели. Зависимость входного сопротивления гантельной щели от ее размеров приведена на рис.8. С повышением поперечника закругления D точка резонанса сдвигается в Щелевая антенна - реферат сторону огромных длин волн и полоса пропускания возрастает.

II. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Структурная схема установки для измерения эквивалентной проводимости, сопротивления и свойства направленности щелей приведены на рис.9. Полуволновые резонансные излучатели прорезаны в железной пластинке, которая может передвигаться относительно оси волновода (рис.10). Величина смещения щели ( х ) отсчитывается по шкале. В одном последнем положении волновод Щелевая антенна - реферат вполне закрыт, что соответствует недлинному замыканию исследуемого щелевого излучателя.

1. Измерение входного эквивалентного сопротивления резонансной щели, прорезанной в нескончаемой проводящей поверхности:

- подключить к генератору торцевой щелевой излучатель (см. рис.7);

- установить частоту генератора (задается педагогом);

- при помощи измерительной полосы найти КСВ и уяснить положение 1-го из минимумов напряжения в полосы Щелевая антенна - реферат. Закоротить излучающую щель. Найти, на сколько и в какую сторону сдвигается при закорачивании щели зафиксированный ранее минимум напряжения в измерительной полосы. Найти на радиальный диаграмме полных сопротивлений величину эквивалентного входного сопротивления щели.

Высчитать входное эквивалентное сопротивление торцевой полуволновой щели по формуле (6). Сопоставить величины, приобретенные экспериментальным и расчетным методом.

2. Измерение эквивалентного Щелевая антенна - реферат входного сопротивления и проводимости поперечной и продольной резонансной щели, прорезанных в широкой стене волновода;

- подключить к генератору согласно схеме (рис.9) волновод с продольной и поперечной щелями. Переместить пластинки со щелями так, чтоб середина поперечной щели оказалась симметричной оси волновода. Навести максимум излучения на приемную рупорную антенну. Зафиксировать Щелевая антенна - реферат наличие излучения при помощи приемника. Короткозамыкателем настроить щелевой излучатель на максимум излучения.

Снять нормированную характеристику направленности в плоскости Н. Сопоставить с расчетной.

Аналогично п.1 найти входное эквивалентное сопротивление поперечной резонансной щели и сопоставить с расчетными значениями (6).

Повернуть на 90 излучающую поперечную щель и рупорную приемную антенну. Снять нормированную диаграмму направленности в плоскости Щелевая антенна - реферат Е. Сопоставить с расчетной.

3. Найти эквивалентную входную проводимость продольной излучающей щели для 3-х положений ( х = 0, х = 6 мм, х =12 мм).

Снять нормированную диаграмму направленности в плоскостях Е, Н.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства. М., “Связь”, 1967

2. Жук М.С., Молочков Ю.Е Щелевая антенна - реферат. Проектирование антенно-фидерных устройств. М-Л, “Энергия”, 1966

3. Айзенберг Г.З. Антенны ультракоротких волн. М., “Связь”, 1967

4. Антенны и устройства СВЧ. Расчет и проектирование антенных решеток и их излучающих частей. Под ред. Д.И. Воскресенского. М., “Сов. радио”, 1972.


shelochnie-metodiki-ozdorovleniya.html
shelochnojenergeticheskij-ogurechnij-salat.html
shema--model-mezhvedomstvennogo-podhoda-k-zdorovesberezheniyu-obrazovanie-i-psihologicheskoe-zdorove-sbornik.html