Задача 3
Необходимо согласовать и симметрировать вибраторную и антенну, характеризуемую входным импедансом , с коаксиальным фидером с заданным значением волнового сопротивления , в полосе частот от до . Согласование и симметрирование следует произвести с помощью ступенчатого четвертьволнового трансформатора и четвертьволновой приставки – вариант N, или U-колена – вариант M.
Требуется определить:
1) конструкцию и размеры заданного типа согласующе-трансформирующего устройства (СТУ);
2) коэффициент отражения в полосе частот от 0,8 до 1,2 при числе точек не менее 20.
Исходные данные:
m |
1 |
, Ом |
25 |
Вариант СТУ |
N |
n |
2 |
, ГГц |
0,23 |
, ГГц |
0,174 |
, Ом |
80 |
, Ом |
-70 |
Решение:
1. Рассчитаем длину симметрирующей приставки, необходимую для симметрирования антенны с фидером. Длина симметрирующей приставки равна
2. Рассчитаем расстояние, на котором необходимо включить четвертьволновой трансформатор для компенсации реактивного сопротивления антенны [6, c. 347]:
3. Определим допустимый коэффициент трансформации для приемлемого согласования в заданной полосе частот [6, c. 349]
где – допустимое значение коэффициента бегущей волны (примем равным 0,75), – допустимый коэффициент трансформации.
Решая полученное уравнение относительно , находим
4. Определим необходимый коэффициент трансформации [6, c. 348]
Так как , то можно утверждать, что трансформатор будет обеспечивать приемлемый уровень согласования в заданной полосе частот.
Волновое сопротивление трансформатора на средней частоте равно:
Зависимость коэффициента отражения от частоты определяется по формуле [6, с. 348]
График зависимости коэффициента отражения от частоты представлен на рис. 6.
Рисунок 6 – Зависимость коэффициента отражения от частоты
Задача 4.
Необходимо определить размеры резонатора на заданном типе колебаний или на заданной рабочей частоте . Зарисовать конструкцию резонатора и метод его возбуждения.
Исходные данные:
m |
1 |
Конструкция резонатора |
призматический |
Тип колебаний |
n |
2 |
Частота , ГГц |
18 |
Метод возбуждения |
штырь |
Решение:
Размеры резонатора связаны с частотой соотношением [2, 12.18]
где m = 1, n = 1, p = 1.
Для волновода условие одномодового режима [2, 8.51]:
Ближайшим стандартным волноводом с удовлетворяющими условию размерами является волновод с а = 13 мм, b = 5,8 мм. Определим d:
Следовательно,
Внешний вид такого резонатора представлен на рис. 6
Рисунок 6 – Внешний вид и способы возбуждения призматического резонатора
Литература
1. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. Учебник для вузов. – М., «Связь», 1972 - 336 с.
2. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн: Учеб. пособие для вузов по спец. «Радиотехника». – М.: Высшая школа, 1992. – 416с.
3. Гололобов Д.В., Кирильчук В.Б. Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства: Метод. пособие для студ. спец. «Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения» дневной и вечерней форм обучения: В 3 ч. Ч. 1: Распространение радиоволн / Д.В. Гололобов, В.Б. Кирильчук. – Мн.: БГУИР, 2003. – 124 с.
4. Гололобов Д.В., Кирильчук В.Б. Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства: Метод. пособие для студ. спец. «Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения» дневной и вечерней форм обучения: В 3 ч. Ч. 2: Фидерные устройства / Д.В. Гололобов, В.Б. Кирильчук. – Мн.: БГУИР, 2005. – 299 с.
5. Гололобов Д.В., Кирильчук В.Б, Юрцев О.А. Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства: Метод. пособие для студ. спец. «Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения» дневной и вечерней форм обучения: В 3 ч. Ч. 3: Антенны / Д.В. Гололобов, В.Б. Кирильчук, О.А. Юрцев – Мн.: БГУИР, 2006. – 164 с.