6.2.3. Метод наведенных эдс

Как показывают расчеты и эксперимент, представление распределения тока по вибратору в виде зависимости является достаточно точным, если он тонкий и близок к полуволновому. Метод учета излучения и взаимного влияния излучателей друг на друга при таком приближении получил название метода наведенных ЭДС.

Если задать ток вдоль элементов АР в виде , где– неизвестный коэффициент тока наm-м вибраторе и подставить его в (6.5), то система интегральных уравнений сведется к системе линейных алгебраических уравнений и для пятиэлементной АР будет иметь вид

(6.7)

Интегралы в могут быть выражены через интегральный синус и косинуc. Для параллельных вибраторов одинаковой длины активная и реактивная составляющая равны соответственно [10]:

где d – расстояние между элементами; –интегральный косинус и синус. Графики зависимостиот расстояния приводятся в описании лабораторной работы №1.

Элементы вектора-столбца левых частей для антенны ВК равны нулю, кроме элемента, относящегося к активному вибратору (элемент ). В результате решения СЛАУ находятся значения амплитуд токов.

Приближенно диаграмма направленности ВК может быть оценена на основе теоремы перемножения ДН:

, (6.8)

где – множитель системы,– диаграмма направленности одиночного элемента. Множитель системы определяется соотношением:

. (6.9)

З

Рис. 6.9

десь– найденные из СЛАУ амплитуды тока;– волновое число свободного пространства;N– число элементов в решетке;– координатаn-го элемента, система координат в которой располагается ВК, изображена на рис. 6.9.

Диаграмма направленности элемента системы (полуволнового вибратора):

.

Приведенная методика является более простой, чем метод, основанный на решении системы ИУ. Точности расчета полевых характеристик оказывается достаточно для оценочных расчетов и экспресс-оценок. Такой подход к расчету полевых характеристик антенны реализован в программе «YAGIMAX». Основнымнедостатком метода является низкая точность при расчете входного сопротивления антенны.

6.3. Описание лабораторного макета

В зависимости от режима измерения в лабораторной работе используются две схемы. На рис. 6.10 представлен лабораторный макет для измерения частотной зависимости КСВ, на рис. 6.11 – схема, на основе которой проводятся исследования полевых характеристик (диаграмма направленности, коэффициент усиления и др.)

Рис. 6.10

Обе схемы содержат ГКЧ – генератор качающейся частоты, к выходу которого через направленные ответвители (НО1 и НО2) подключается испытуемая антенна. С выходов направленных ответвителей на индикаторный блок (ИБ) поступают сигналы, пропорциональные амплитуде падающей и отраженной волн, на основе которых рассчитывается КСВ или коэффициент отражения.

Рис. 6.11

При измерении полевых характеристик на индикаторный прибор поступает амплитуда волны, падающей на передающую антенну, и волны на приемном рупоре (измерительная рупорная антенна П6-23).

6.4. Задание и указания к выполнению работы

Программа работы:

1. Измерение КСВ ВК1 и ВК2 в полосе частот 2…3 ГГц.

2. Экспериментальное исследование ДН ВК1 в Е- иН-плоскостях на заданных дискретных частотах из интервала 2.35…2.45 ГГц.

3. Расчет основных характеристик ВК на основе электродинамического моделирования в специализированных пакетах.