otchet1_dipole

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ,

СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

(СПБГУТ)

_________________________________________________________________________

Кафедра Радиосистем и обработки сигналов (РОС)

Практическое занятие «Основы работы в FEKO. Создание диполя и расчёт основных характеристик»

По дисциплине «Устройства СВЧ и перспективные радиотехнические системы»

Выполнили

студенты группы

Проверил:

Коровин Константин Олегович __________

Санкт-Петербург

2024

Цель работы:

Создать модель диполя, расположенного над отражающей поверхностью в программе FEKO, и рассчитать его основные характеристики.

Характеристики

Материал: медь

Рабочая частота f: 5.8 ГГц

Требуемая рабочая полоса Δf: 0.5 ГГц

Расстояние от земли h: 2λ = 0.1 м

1. Исследование диполя, расположенного горизонтально.

   1. Диполь в пространстве.

Рис. 1.1.1. Электромагнитное поле диполя

Рис. 1.1.2. ДН диполя.

Рис. 1.1.3. Зависимость коэффициента отражения от частоты.

Рис. 1.1.4. КСВ.

Рис. 1.1.5. Зависимость активного и реактивного сопротивлений от частоты.

2. Диполь над идеальным проводником.

Рис. 1.2.1. Электромагнитное поле диполя с учётом отражающей поверхности.

Рис. 1.2.2. ДН диполя.

Рис. 1.2.3. Зависимость коэффициента отражения от частоты.

Рис. 1.2.4. КСВ.

Рис. 1.2.5. Зависимость активного и реактивного сопротивлений от частоты.

3. Диполь над землёй.

Относительная проницаемость земли εr: 10

Проводимость σ: 5e-3 См/м

Рис. 1.3.1. Электромагнитное поле диполя с учётом отражающей поверхности.

Рис. 1.3.2. ДН диполя.

Максимальный коэффициент усиления 5 дБ.

Рис. 1.3.3. Зависимость коэффициента отражения от частоты.

Рис. 1.3.4. КСВ.

Рис. 1.3.5. Зависимость активного и реактивного сопротивлений от частоты.

2. Исследование диполя, вертикально расположенного над отражающей поверхностью.

   1. Диполь в пространстве.

Рис. 2.1.1. Электромагнитное поле диполя

Рис. 2.1.2. ДН диполя

Рис. 2.1.3. Зависимость коэффициента отражения от частоты.

Рис. 2.1.4. КСВ

Рис. 2.1.5. Зависимость активного и реактивного сопротивлений от частоты.

2. Диполь над идеальным проводником.

Рис. 2.2.1. Электромагнитное поле диполя с учётом отражающей поверхности.

Рис. 2.2.2. ДН диполя

Рис. 2.2.3. Зависимость коэффициента отражения от частоты.

Рис. 2.2.4. КСВ.

Рис. 2.2.5. Зависимость активного и реактивного сопротивлений от частоты.

3. Диполь над землёй.

Относительная проницаемость земли εr: 10

Проводимость σ: 5e-3 См/м

Рис. 2.3.1. Электромагнитное поле диполя с учётом отражающей поверхности.

Рис. 2.3.2. ДН диполя

Рис. 2.3.3. Зависимость коэффициента отражения от частоты.

Рис. 2.3.4. КСВ.

Рис. 2.3.5. Зависимость активного и реактивного сопротивлений от частоты.

Таблица 1. Результаты моделирования.

Характеристики	Горизонтально			Вертикально
	-	PEC	GND		-	PEC	GND
Коэффициент усиления, дБ	2.1	9.8	6.9		2.1	9.8	4.75
Рабочая полоса, ГГц	0.761	0,777	0.773		0.761	0.753	0.759
КСВ	1.425	1.425	1.424		1.425	1.425	1.425
Активное сопротивление, Ом	71	69.7	70.37		71	70.7	70.8
Реактивное сопротивление, Ом	-2.86	-7	-4.92		-2.86	-2.84	-2.84

Выводы по результатам моделирования:

Ярко выражены различия коэффициента усиления в зависимости от наличия отражающей поверхности и её характеристик (проводимости и относительной проницаемости). Наилучший результат КУ диполя получился в случае наличия отражающей поверхности из идеального проводника, т.к. сигнал полностью отражается от поверхности. С землёй результат хуже из-за поглощения сигнала.