Презентация на тему: Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ

Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ
1/23
Средняя оценка: 4.6/5 (всего оценок: 94)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (135 Кб)
1

Первый слайд презентации

Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ ТЕОРИИ АНТЕНН Приёмные антенны и их параметры

Изображение слайда
2

Слайд 2

Рис.7.1. 7. Приемные антенны и их радиотехнические параметры 7.1. Общие вопросы приема электромагнитных волн. Процесс приёма заключается в преобразовании радиоволн, пришедших к приёмной антенне, в направленную электромагнитную волну, воздействующую на входное устройство приёмника:

Изображение слайда
3

Слайд 3

Поместим в поле электромагнитной волны металлическое тело. В каждой точке на поверхности металлического тела должно выполняться граничное условие: E  = 0. Результирующее поле можно рассматривать как результат суперпозиции первичного поля и вторичного поля, излучённого поверхностными токами, протекающими по поверхности металлического тела: E  = E  ’ + E  '’ = 0

Изображение слайда
4

Слайд 4

Вторичное поле распространяется во все стороны от тела т. е. происходит процесс переизлучения энергии. Если к рассматриваемому телу подключить волновод, то наведённые токи возбудят колебания в нём. Энергия вторичных токов расходуется на создание вторичного поля и на создание в фидерной линии направленных волн. Способ отбора энергии в приёмник зависит от диапазона волн и назначения антенны. Различают: 1) электрический способ, т. е. фидер включён в разрыв антенны; 2) магнитный способ, когда применяется рамка; 3) электромагнитный, когда подключаются волноводы.

Изображение слайда
5

Слайд 5

Рис. 7.2 I Rпр Xa Ra X пр Эквивалентная схема приёмной антенны:

Изображение слайда
6

Слайд 6

Для цепи, подключаемой к приёмной антенне, антенна является генератором с ЭДС  и внутренним комплексным сопротивлением: Za=Ra+Xa, Х a - характеризует реактивное поле стоячих волн, R a - характеризует переизлучаемую мощность и мощность потерь в короткозамкнутой антенне,  - определяется напряженностью поля приходящей волны, поляризацией волны и конструкцией приёмной антенны.

Изображение слайда
7

Слайд 7

Z пр = R пр + Х пр I =  / (Z a + Z пр ) (7.1) Приёмник характеризуется комплексным сопротивлением: Комплексной амплитудой тока :

Изображение слайда
8

Слайд 8

7.2. Основные параметры приемной антенны 1) Внутреннее сопротивление. 2) ДН приёмной антенны по напряжению - зависимость амплитуды ЭДС на клеммах антенны от направления прихода плоской электромагнитной волны. 3) КНД приёмной антенны характеризует направленные свойства антенны и определяется в сравнении с изотропной антенной. 4) КПД приёмной антенны - отношение мощности, отдаваемой антенной в нагрузку к мощности, которую бы отдавала антенна в случае без потерь. 5) Коэффициент усиления приёмной антенны определяется также как и КНД, но с учётом потерь энергии в антенне.

Изображение слайда
9

Слайд 9

6) Действующая длина определяется, как коэффициент, имеющий размерность длины и связывающий между собой амплитуду напряжения электрического поля приходящей волны и ЭДС на клеммах антенны. 7) Эффективная площадь приёмной антенны - коэффициент, имеющий размерность площади и связывающий между собой величину вектора Пойтинга приходящей волны и мощности, выделяемой в согласованной нагрузке. Мощность в приёмнике: P пр ( ,  )=ПA э ( ,  ) (7.2) A э ( ,  ) - эффективная площадь антенны.

Изображение слайда
10

Слайд 10

P пр ( ,  )=P про F 2 ( ,  ) A э ( ,  )=A э max F 2 ( ,  ) (7.3) P про =ПА э max А э max =Р про /П=240  P про /E 2 Эффективная площадь определяется для направления максимального приёма. Для апертурных антенн вводится коэффициент использования поверхности равный отношению эффективной площади к геометрической площади раскрыва: V = A Э / S

Изображение слайда
11

Слайд 11

8) Рабочий диапазон частот определяется как полоса частот, в которой все параметры антенны не выходят из заданных пределов. 9) Эффективная шумовая температура антенны - при приёме слабых сигналов диапазона СВЧ по аналогии с источниками теплового шума.

Изображение слайда
12

Слайд 12

7.3. Принцип взаимности и его применение для расчета параметров приемных антенн Он применим для среды, обладающей линейчатыми свойствами, при этом сторонние источники ЭДС должны быть исключены из рассматриваемой области. Рассмотрим две произвольно направленные в пространстве антенны 1 и 2. Будем считать известными параметры этих антенн в режиме передачи: входные сопротивления, ДН, действующие длины, КПД, КНД. 1) Включим антенну 1 на передачу, для чего подключим генератор с ЭДС. Антенна 1 создаёт поле излучения, напряжённость которого у антенны 2 есть E 21, во 2-ой антенне в результате будет протекать ток I 21.

Изображение слайда
13

Слайд 13

Z 1 Z 2  1 I 21 E 21 I 1 Рис. 7.3

Изображение слайда
14

Слайд 14

Рис. 7.4 Z 1 Z 2  2 I 2 E 12 I 12 2) Включим теперь антенну 2 на передачу. В цепи антенны 1 возникает ток I 12.

Изображение слайда
15

Слайд 15

(7.4) Для двух рассмотренных антенн и промежуточной линейной среды выполняется принцип взаимности: В цепи 1-ой антенны выполняется закон Ома:

Изображение слайда
16

Слайд 16

(7.5) Антенна 1 в режиме передачи создаёт напряжённость электрического поля: r - расстояние между антеннами;  и  - углы, определяющие направление к антенне 2, относительно оси антенны 1. Определив ток из формулы 7.5 и подставив его в предыдущую формулу получим:

Изображение слайда
17

Слайд 17

(7.6) *

Изображение слайда
18

Слайд 18

(7.7) * Включив антенну 2 на передачу получим:

Изображение слайда
19

Слайд 19

(7.8) Подставим полученные значения ЭДС в равенство принципа взаимности и соберём слева все величины, относящиеся к антенне 1, а справа к антенне 2, в результате имеем: =

Изображение слайда
20

Слайд 20

(7.9) где Е - напряженность поля в режиме приема; I пр - ток в цепи антенны в режиме приема; Z - сопротивление подключенной к клеммам антенны; Z A -входное сопротивление антенны в режиме передачи;l д, F( ,  ), действующая длина и КНД определяются в режиме передачи. Выражение в левой части не зависит ни от одной величины из правой. Параметры антенны 1 не зависят от параметров антенны 2. Т. о. слева и справа стоят независимые величины, это даёт основания заключить, что каждая из них равна одной и той же постоянной N :

Изображение слайда
21

Слайд 21

 = NEl д F( ,  ) (7.10) Z A - внутренне сопротивление приемной антенны; Z - сопротивление приемника, подключенного к клеммам антенны. (7.9) Из эквивалентной схемы следует, что числитель соотношения 7.9 представляет собой ЭДС генератора:

Изображение слайда
22

Слайд 22

Рис. 7.5  l 1 E  d  = E Sin  dl (7.11) Т. к. выражение 7.10 справедливо для любой антенны, определим N для диполя Герца. Пусть линейно поляризованная электромагнитная волна с амплитудой напряжённости электрического поля E падает углом  на диполь Герца, лежащий в плоскости поляризованной волны. ЭДС, наведённая на элементарном участке пропорциональна проекции напряжённости электрического поля на ось диполя.

Изображение слайда
23

Последний слайд презентации: Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн ЛЕКЦИЯ № 7 ОСНОВЫ

Для диполя Герца: l д = l 1, F( ,  ) = Sin .  = El д F( ,  ) (7.13) Полная ЭДС:  = El 1 Sin  (7.12) Сравним формулы 7.10 и 7.13 - получается, что N = 1. Т. о. действующая длина антенны в режиме приёма равна действующей длине в режиме передачи, а ДН в режиме приёма совпадает с ДН в режиме передачи.

Изображение слайда