Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
___________________________________________________________________
Факультет
«Радио и телевидение»
Кафедра
«Техническая электродинамика и антенны (ТЭДиА)»
Лабораторная работа №103 по дисциплине «Антенны и распространение радиоволн в телевещании»
«Исследование свойств антенн, состоящих из связанных вибраторов»
Выполнил |
|
|
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Велит А.И. |
Проверила |
|
|
Старший преподаватель |
_________________________ |
Коростелева В.П. |
Москва 2025
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целями выполняемой лабораторной работы являются: изучение свойств антенны типа "Волновой канал"; изучение принципов построение логопериодических антенн и их свойств; изучение диапазонных свойств антенн из связанных вибраторов.
2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Исходные данные
λmin 20 m |
– минимальная длина волны рабочего диапазона; |
λmax 60 m |
– максимальная длина волны рабочего диапазона; |
τ 0.85 |
– период структуры; |
α 10 deg |
– угол при вершине; |
q 0.25 |
– отношение амплитуд токов в вибраторе; |
φ -90 deg |
– сдвиг фаз между токами в вибраторах; |
d_λ 0.25 |
– отношение расстояния между вибраторами к длине |
|
волны; |
2.2. Расчёт физических параметров антенны
l1 0.3 λmax=18 m |
– длина первого вибратора; |
R1 l1 cot(α÷2)=205.741 m |
– полная длина антенны; |
Таблица 2.2.1 – Результаты расчётов параметров антенны
2.3. Расчёт диаграммы направленности вибратора qid 1 – идеальное соотношение амплитуд.
Формула для расчёта ДН:
F(θ,q)
1+q2 +2 q cos(φ-2 π d_λ cos(θ))
θ 0 deg,1 deg 360 deg |
– диапазон угла. |
90 |
|
120 |
60 |
150 |
30 |
180 |
|
|
|
0 |
0 |
0.5 |
1 |
1.5 |
2 |
210 |
|
|
|
330 |
240 |
|
300 |
|
|
270 |
|
|
|
|
Fθ,qid
F(θ,q)
θ
θ
Рисунок 2.3.1 – График ДН для идеального случая (сплошная линия) и для заданного случая (пунктир)
2.4. Эскиз антенны
Эскиз антенны представлен ниже. Эскиз выполнен в масштабе 1:1000.
Рисунок 2.4.1 – Эскиз антенны
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Необходимо измерить КБВ двух антенн (логопериодической и коллективного приёма АТКГ(В)) на разных частотах, а также исследовать их ДН.
Рисунок 3.1 – Блок-схема исследуемой установки
3.1. Измерение КБВ антенн
Ниже представлены результаты измерения КБВ антенн на трёх разных частотах.
Таблица 3.1.1 – Результаты измерения КБВ антенны АТКГ(В) (слева) Таблица 3.1.2 – Результаты измерения КБВ логопериодической антенны (справа)
f1 |
КБВ1 |
f2 |
КБВ2 |
|
(MHz) |
|
|
(MHz) |
|
470 |
0.707 |
|
400 |
0.612 |
520 |
0.742 |
|
600 |
0.913 |
615 |
0.953 |
|
800 |
0.761 |
3.2. Исследование ДН антенн
Необходимо исследовать ДН обоих на антенн на разных частотах. Результаты исследования, как и графики нормированных ДН, представлены ниже.
Таблица 3.2.1 – ДН логопериодической антенны на частоте 505 МГц (слева) |
||||||||||
Таблица 3.2.2 – ДН логопериодической антенны на частоте 600 МГц (центр) |
||||||||||
Таблица 3.2.3 – ДН логопериодической антенны на частоте 700 МГц (справа) |
||||||||||
|
θ505 |
I505 |
|
|
θ600 |
I600 |
|
|
θ700 |
I700 |
|
(deg) (mA) |
|
(deg) |
(mA) |
|
(deg) (mA) |
||||
|
-30 |
6 |
|
|
-65 |
4 |
|
|
-45 |
0 |
|
-20 |
35 |
|
|
-52 |
14 |
|
|
-36 |
9 |
|
-10 |
65 |
|
|
-39 |
15 |
|
|
-27 |
18 |
|
0 |
80 |
|
|
-26 |
15 |
|
|
-18 |
28 |
|
10 |
40 |
|
|
-13 |
90 |
|
|
-9 |
35 |
|
20 |
13 |
|
|
0 |
100 |
|
|
0 |
40 |
|
30 |
4 |
|
|
13 |
90 |
|
|
9 |
35 |
|
|
|
|
|
26 |
25 |
|
|
18 |
29 |
|
|
|
|
|
39 |
12 |
|
|
27 |
22 |
|
|
|
|
|
52 |
4 |
|
|
36 |
8 |
|
|
|
|
|
65 |
1 |
|
|
45 |
0 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.905 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.715 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.525 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.43 |
|
|
|
|
I505 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.335 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.145 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.05 |
|
|
|
|
|
-30 |
-24 |
-18 |
-12 |
-6 |
0 |
6 |
12 |
18 |
24 |
30 |
|
|
|
|
θ505 (deg) |
|
|
|
|
||
Рисунок 3.2.1 – График ДН логопериодической антенны на частоте |
||||||||||
|
|
|
|
|
505 МГц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.91 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.71 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.61 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.41 |
|
|
|
|
I600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.01 |
|
|
|
|
|
-75 |
-60 |
-45 |
-30 |
-15 |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
|
|
|
|
θ600 (deg) |
|
|
|
|
||
Рисунок 3.2.2 – График ДН логопериодической антенны на частоте |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
600 МГц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
I700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
-45 |
-36 |
-27 |
-18 |
-9 |
0 |
9 |
18 |
27 |
36 |
45 |
|
|
|
|
θ700 (deg) |
|
|
|
|
||
Рисунок 3.2.3 – График ДН логопериодической антенны на частоте |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
700 МГц |
|
|
|
|
Таблица 3.2.4 – ДН антенны АТКГ(В) на частоте 470 МГц (слева) Таблица 3.2.5 – ДН антенны АТКГ(В) на частоте 520 МГц (центр) Таблица 3.2.6 – ДН антенны АТКГ(В) на частоте 615 МГц (справа)
θ470 |
I470 |
|
θ520 |
I520 |
|
θ615 |
I615 |
(deg) |
(mA) |
|
(deg) |
(mA) |
|
(deg) (mA) |
|
-110 |
0 |
-40 |
2 |
-35 |
0 |
||
-95 |
2 |
-32 |
5 |
-25 |
10 |
||
-80 |
4 |
-24 |
34 |
-15 |
65 |
||
-65 |
5 |
-16 |
90 |
-5 |
95 |
||
-50 |
5 |
-8 |
95 |
0 |
100 |
||
-35 |
10 |
0 |
100 |
5 |
95 |
||
-20 |
45 |
8 |
95 |
15 |
90 |
||
-5 |
80 |
16 |
85 |
25 |
32 |
||
0 |
90 |
24 |
32 |
35 |
3 |
||
5 |
85 |
32 |
7 |
|
|
|
|
20 |
43 |
40 |
2 |
|
|
|
|
35 |
8 |
|
|
|
|
|
|
50 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I470 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-120 -105 -90 |
-75 |
-60 |
-45 |
-30 |
-15 |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
θ470 (deg)
Рисунок 3.2.4 – График ДН антенны АТКГ(В) на частоте 470 МГц
|
|
|
|
|
1.02 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.42 |
|
|
|
|
I520 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.02 |
|
|
|
|
|
-40 |
-32 |
-24 |
-16 |
-8 |
0 |
8 |
16 |
24 |
32 |
40 |
|
|
|
|
θ520 (deg) |
|
|
|
|
||
Рисунок 3.2.4 – График ДН антенны АТКГ(В) на частоте 520 МГц |
||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
I615 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
-35 |
-28 |
-21 |
-14 |
-7 |
0 |
7 |
14 |
21 |
28 |
35 |
|
|
|
|
θ615 (deg) |
|
|
|
|
||
Рисунок 3.2.5 – График ДН антенны АТКГ(В) на частоте 520 МГц |
||||||||||
4.ВЫВОДЫ
Врезультате выполнения лабораторно работы были исследованы ДН антенны АТКГ(В) и логопериодической антенны. В результате исследования было установлено, что ДН этих антенн почти равны по ширине ГЛ, а также то, что ширина ГЛ зависит от частоты.
