Электрический расчет несимметричных проволочных антенн (стр. 3 из 5)

где:

Зависимость действующей длины от частоты представлена на рисунке 4:

рис. 4 График зависимости действующей длины антенны от частоты

Из построенного графика видно, что с увеличением рабочей частоты действующая высота антенны увеличивается. Разница между максимальной и минимальной рабочими частотами составляет не более 100 кГц, но на эту разницу действующая дина антенны изменилась всего на 0,0003 метра, что составляет незначительные изменения, следовательно, антенна будет нормально работать и при изменении частоты на более большое значение. Но при увеличении частоты этот параметр стабильно увеличивается, что для нашей антенны благоприятно. следовательно, увеличение частоты не окажет отрицательного влияния на этот параметр антенны.

2.5.2. Расчёт сопротивления излучения:

Основное излучение в несимметричных антеннах приходится на вертикальную часть. Роль горизонтальной части заключается в том, что она даёт более равномерное распределение тока в антенне, увеличивает ёмкость антенны и уменьшает напряжение в ней.

Произведём расчёт сопротивления излучения антенны для семи фиксированных частот. Так как наша антенна обладает эквивалентной длиной меньше, чем значение 0,3

, то воспользуемся следующей формулой для определения сопротивления излучения.

Вычисления сведём в таблицу 5:

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
hд (м)	2,5487	2,5487	2,5488	2,5489	2,5489	2,549	2,549
R∑а(Ом)	0,0192	0,0206	0,0235	0,0250	0,0263	0,0285	0,0299

таблица 5

Зависимость сопротивления излучения антенны от частоты представлена на рисунке 5:

рис. 5 Зависимость сопротивления излучения антенны от частоты

Из построенного графика видно, что при увеличении рабочей частоты, сопротивление излучения увеличивается, следовательно антенна сможет работать в этом диапазоне, так как коэффициент её полезного действия будет постоянно увеличиваться.

2.5.3. Расчёт сопротивления потерь:

Потери энергии в антенной цепи на ДВ и СВ диапазонах складываются:

1. из потерь и в заземлении или противовесе;

2. потерь в органах настройки;

3. потерь в изоляторах и проводах;

4. прочие антенны (мачты, оттяжки).

Самые большие потери в органах настройки с удлинением длины волны. Рассчитаем сопротивление потерь на семи фиксированных частотах. Результаты вычислений представлены в таблице 6:

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
Rп (Ом)	49,80	48,04	44,97	43,63	42,53	40,83	39,88

таблица 6

где:

Зависимость сопротивления потерь от частоты представлена на рисунке 6:

рис. 6 График зависимости сопротивления потерь антенны от частоты.

Из построенного графика видно, что с увеличением частоты сопротивление потерь уменьшается. Значит на более высоких частотах антенна будет годна к использованию, так как её коэффициент полезного действия будет возрастать.

2.5.4. Расчёт коэффициента полезного действия:

Найдём коэффициент полезного действия нашей антенны на семи фиксированных частотах, результаты в таблице 7:

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
Rп (Ом)	49,80	48,04	44,97	43,63	42,53	40,83	39,88
R∑а (Ом)	0,0192	0,0206	0,0235	0,025	0,0263	0,0285	0,0299
КПД	0,04	0,04	0,05	0,06	0,06	0,07	0,07

таблица 7

где:

- коэффициент полезного действия

Зависимость КПД антенны от частоты представлена на рисунке 7:

рис. 7 График зависимости КПД антенны от частоты

Из полученного графика видно, что при увеличении частоты коэффициент полезного действия антенны увеличивается. Следовательно нашу антенну целесообразно использовать на более высоких частотах.

2.5.5. Расчёт активной и реактивной составляющих входного сопротивления антенны:

Активное сопротивление антенны складывается из сопротивлений излучения и потерь (

). Таким образом активное сопротивление антенны на семи фиксированных частотах будет равно, расчёты представлены в таблице 8:

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
Rп (Ом)	49,80	48,04	44,97	43,63	42,53	40,83	39,88
R∑а (Ом)	0,0192	0,0206	0,0235	0,025	0,0263	0,0285	0,0299
Rа (Ом)	49,82	48,06	44,99	43,65	42,56	40,86	39,91

таблица 8

Зависимость активного входного сопротивления антенны от частоты представлена на рисунке 8:

рис. 8 График зависимости активного входного сопротивления антенны от частоты

Из графика видно, что при увеличении частоты активное сопротивление уменьшается, следовательно при увеличение частоты коэффициент полезного действия будет увеличиваться. И целесообразно использовать нашу антенну на приём и на передачу.

Реактивное сопротивление нашей антенны носит ёмкостной характер

. В этом случае реактивное сопротивление антенны рассчитываем по следующей формуле:

Результаты вычислений сведены в таблицу 9:

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
lэ (м)	5,5106	5,5107	5,5107	5,5108	5,5108	5,5108	5,5109
ρв (Ом)	272	271	269	268	268	266	266
Xa (Oм)	-3323,16	-3193,52	-2966,46	-2866,5	-2794,42	-2661,93	-2599,09

таблица 9

На рисунке 9 представлена зависимость реактивного сопротивления антенны от частоты:

рис. 9 График зависимости реактивного сопротивления антенны от частоты

Из полученного графика видно, что при увеличении частоты реактивное сопротивление стремится к нулю, что для нашей антенны благоприятно, так как остаётся одно активное сопротивление. Так как реактивное сопротивление носит ёмкостной характер, то рекомендуется включить для настройки антенны в резонанс, необходимо ввести элемент настройки виде индуктивности, с переменной индуктивностью

; ; .

Произведём расчёт индуктивности на семи фиксированных частотах, результаты представим в виде таблицы 10:

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
Xa (Oм)	-3323,16	-3193,52	-2966,46	-2866,5	-2794,42	-2661,93	-2599,09
Lн (Гн)	0,001290	0,001196	0,001040	0,000975	0,000927	0,000847	0,000808

таблица 10