Электрический расчет несимметричных проволочных антенн (стр. 2 из 5)

2.2.2.1. Определяем потенциал вертикальной части от собственных зарядов:

2.2.2.2. Находим потенциал в вертикальной части от зарядов собственного изображения:

2.2.2.3. Определяем потенциал вертикальной части от зарядов вертикальной части:

2.2.2.4. Рассчитываем потенциал вертикальной части от зарядов зеркального изображения горизонтальной части:

2.2.2.5. Определяем полный потенциал вертикальной части:

2.2.2.6. Определяем полную статистическую ёмкость вертикальной части с учётом влияния окружающих металлических масс:

2.2.2.7. Определяем погонную ёмкость вертикальной части:

2.2.3. Расчёт полной статической ёмкости антенны:

2.2.4 Расчёт волнового сопротивления антенны:

Результаты вычислений сведём в таблицу 1.

Частота (кГц)	410	425	454	468	480	500	512
λ (м)	731,707	705,882	660,793	641,026	625,000	600,000	585,938
k	0,0086	0,0089	0,0095	0,0098	0,0101	0,0105	0,0107
ρг (Ом)	277	276	274	273	273	271	271
ρв (Ом)	272	271	269	268	268	266	266
ρа (Ом)	550	548	544	542	540	538	537

таблица 1

где:

λ - длины волн на которых производим вычисления;

к - волновое число;

ρг - волновое сопротивление горизонтальной части;

ρв - волновое сопротивление вертикальной части;

ρа - волновое сопротивление всей антенны.

Зависимость полного волнового сопротивления антенны от частоты представлена на рисунке 1:

рис. 1 График зависимости полного волнового сопротивления антенны от частоты

2.3. Расчёт эквивалентной длины антенны lэ для Г-образной антенны:

С помощью горизонтальной части получаем более равномерное распределение тока вдоль вертикальной части, а значит увеличили действующую длину и увеличили мощность излучения. Горизонтальную часть заменяем на эквивалентный отрезок провода, присоединяемый к вертикальной части, длина которого bэ выбирается таким образом, чтобы реактивное сопротивление данного отрезка и горизонтальной части в месте стока были равны друг другу. Расчёт проводим на фиксированных частотах, предназначенных для радиослужбы на подвижных объектах (410,425,454,468,480,500,512 кГц).

Результаты вычислений представим в таблице 2.

f (кГц)	410	425	454	468	480	500	512
λ (м)	731,707	705,882	660,793	641,026	625,000	600,000	585,938
к	0,0086	0,0089	0,0095	0,0098	0,0101	0,0105	0,0107
bэ (м)	1,5106	1,5107	1,5107	1,5108	1,5108	1,5108	1,5109
lэ (м)	5,5106	5,5107	5,5107	5,5108	5,5108	5,5108	5,5109

таблица 2

где:

bэ - эквивалентная длина горизонтальной части антенны, вычисляемая по формуле

lэ - эквивалентная длина горизонтальной части антенны (lэ=lv+bэ).

Зависимость эквивалентной длины от частоты представлена на рисунке 2:

рис. 2 График зависимости эквивалентной длины антенны от частоты

Из графика видно, что при увеличении частоты эквивалентная длина антенны увеличивается. Следовательно, если мы хотим, что бы наша антенна работала на более высоких частотах, необходимо увеличивать длину горизонтальной части антенны.

2.4. Расчёт собственной длины волны антенны:

Наибольшая волна, при которой антенна настроена в резонанс, обычно называется собственной волной антенны. Из первой таблицы выбираем наибольшую lэ. Для данной эквивалентной длине антенны произведём расчёт собственной длины волны этой антенны:

Результаты вычислений собственной длины представим в таблице 3.

λ (м)	20	24	30	35	40	45	50	55	60	65	70
к	0,3142	0,2618	0,2094	0,1795	0,1571	0,1396	0,1257	0,1142	0,1047	0,0967	0,0898
tg (klv)	3,0777	1,7321	1,1106	0,8737	0,7265	0,6249	0,5498	0,4917	0,4452	0,4072	0,3753
W	0,2952	0,4446	0,6435	0,7974	0,9454	1,0896	1,2312	1,3709	1,5093	1,6466	1,7831

таблица 3

где:

Графическое решение представлено на рисунке 3:

рис. 3 График расчёта собственной длины волны

Из построенных графиков видим, что собственная длина волны 36 м.

Увеличение длины собственной волны я является одной из причин использования заземлённых антенн на длинных и средних волнах.

2.5. Расчёт параметров антенны:

2.5.1. Расчёт действующей высоты антенны:

Действующая длина (высота) - это коэффициент пропорциональности между напряжённостью поля в направлении максимального излучения током рассматриваемой в антенне. Определим действующую высоту для семи фиксированных частот. Результаты вычислений представим в виде таблицы 4:

f (кГц)	410	425	454	468	480	500	512
λ (м)	731,707	705,882	660,793	641,026	625,000	600,000	585,938
к	0,0086	0,0089	0,0095	0,0098	0,0101	0,0105	0,0107
bэ (м)	1,5106	1,5107	1,5107	1,5108	1,5108	1,5108	1,5109
lэ (м)	5,5106	5,5107	5,5107	5,5108	5,5108	5,5108	5,5109
hд (м)	2,5487	2,5487	2,5488	2,5489	2,5489	2,5490	2,5490

таблица 4