Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Задачи теории антенн и распространения радиоволн




 

Основные задачи теории антенн можно разделить на два класса -задачи анализа и задачи проектирования, причем и те, и другие, как пра­вило, решаются применительно к передающему режиму.

В конструктивном отношении антенны представляют собой ус­тройства или сооружения, выполненные в общем случае из металла, диэлектрика (магнитодиэлектрика) и характеризуются размерами, вы­раженными обычно в длинах волн.

Если геометрия антенны полностью известна и известны элект­рические параметры образующих ее проводников и диэлектриков, то задача анализа заключается в нахождении электрических характерис­тик антенны. Эта задача, в свою очередь, сводится к определению элек­тромагнитного поля во всех точках пространства, окружающего ан­тенну, что позволяет в конечном счете получать такие основные харак­теристики, как диаграмма направленности, входное сопротивление (или уровень согласования антенны с питающим фидером) и др. Задача ана­лиза решается исходя из следующих условий: искомые поля должны удовлетворять уравнениям Максвелла, граничным условиям на повер­хности раздела при переходе из одной среды в другую и условиям из­лучения (поле на большом расстоянии от антенны должно представ­лять расходящуюся бегущую волну, амплитуда которой с увеличением расстояния убывает как 1/r).

В подобной строгой постановке решение задачи анализа встре­чает серьезные математические трудности и получено в настоящее время только для некоторых частных случаев. Более распространены приближенные методы решения задач анали­за, согласно которым расчет антенн разделяется на две части: «внут­реннюю» задачу и «внешнюю» задачу. Внутренняя задача состоит в определении токов в антенне (реальных или эквивалентных). Внешняя задача заключается в том, что по известному распределению токов определяется поле излучения антенны, при этом широко используется метод суперпозиции, сводящийся к разбиению антенны на элементар­ные излучатели (элементарный электрический вибратор, элементар­ный магнитный вибратор или элемент Гюйгенса) и последующему суммированию их полей.

Задачей проектирования является нахождение геометрических размеров конструкции, обеспечивающей требуемые электрические характеристики. Важным вопросом в процессе проектирования явля­ется выбор типа (или структуры) антенны. Если тип антенны заранее не оговорен, то выбор его на этапе структурной оптимизации обычно проводится путем сравнения нескольких разновидностей антенн на основе опыта предшествующих разработок. При традиционном про­ектировании после выбора типа антенны расчет ее ведется методом последовательных приближений, т.е. путем изменения параметров - размеров антенны и ее элементов (этап параметрической оптимиза­ции) и сравнения электрических характеристик с требуемыми.

Современное состояние теории антенн позволяет в некоторых случаях, минуя этап параметрической оптимизации, основанный на многократном переборе параметров, непосредственно, путем некото­рой однократной процедуры связать электрические характеристики, в частности форму ДН, и геометрические параметры антенн, т.е. ре­шить задачу синтеза антенн. Известны две постановки задачи синтеза: классическая задача синтеза и задача конструктивного синтеза. Пер­вая из них заключается в отыскании амплитудно-фазового распреде­ления тока (или поля), соответствующего заданным электрическим ха­рактеристикам. При решении этой задачи тип антенны особого значе­ния не имеет, достаточно, чтобы была известна форма излучающей части антенны. Решение классической задачи синтеза еще не позволя­ет определить конструкцию антенны, которая воспроизводит найден­ное распределение тока. Задача конструктивного синтеза сводится к определению полной геометрии антенны по заданным электрическим характеристикам, причем исходным параметром при решении этой задачи обычно является амплитудно-фазовое распределение, найден­ное в результате решения классической задачи синтеза. С теоретичес­кой точки зрения задача конструктивного синтеза существенно слож­нее, чем классическая задача синтеза, поэтому часто ее приходится решать приближенно. Однако для некоторых типов антенн разработа­на строгая теория конструктивного синтеза; отдельные вопросы этой теории будут рассмотрены при изложении конкретных типов антенн.

Решение основных задач теории антенн, особенно в строгой по­становке, требует, как правило, применения ЭВМ. При этом ЭВМ используются в качестве расчетного инструмента не только для быстро­го получения характеристик исследуемых антенн, но и для ускорения и повышения качества проектирования антенно-фидерных устройств, что достигается применением систем автоматизированного проекти­рования (САПР).

Из всего многообразия вопросов, рассматриваемых в теории рас­пространения радиоволн, можно выделить три основные задачи при­менительно к работе систем радиосвязи, радиовещания и телеви­дения:

1)изучение электромагнитных свойств реальных сред, в кото­рых радиоволны свободно распространяются на линиях Земля - Зем­ля и Земля - космический аппарат. Именно от этих свойств зависят условия распространения;

2)изучение законов свободного распространения радиоволн вдоль земной поверхности, в атмосфере и космическом пространстве. Здесь закладывается общая теоретическая база для расчета и проекти­рования конкретных радиолиний;

3) с инженерными методами расчета условий рас­пространения радиоволн различных диапазонов применительно к си­стемам связи, вещания и телевидения.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-03-29; Просмотров: 3178; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.014 сек.