Тема: Исследование спиральных антенн в физических и численных экспериментах

Антенно-фидерные устройства, обеспечивающие излучение и прием радиоволн, направленность действия в пространстве, - неотъемлемая часть любой радиотехнической системы (РТС). Требования к техническим характеристикам антенн вытекают из функционального назначения радиотехнической системы, условий размещения, режима работы, допустимых затрат электроэнергии и т.д. Реализуемость необходимых направленных свойств, частотных, энергетических и других характеристик антенн во многом зависит от рабочего диапазона длин волн [1].
На сегодняшний день во многих современных системах пеленгования источников излучения, комплексах радиомониторинга и радионаблюдения широкая полоса их рабочих частот и прием сигналов с произвольной поляризацией обеспечиваются за счет применения спиральных антенн. Среди прочих антенн спиральные антенны имеют больший потенциал для расширения полосы частот. Более современной и технологичной оказывается комбинация различных типов спиралей. Спиральные антенны, в отличие от большинства современных антенн другого типа, являются наименее изученными. Теоретические сведения о них ограничиваются свойствами регулярных «бесконечных» Архимедовой и логарифмической спиралей. Наиболее известными являются работы В. Рамзея, О. А. Юрцева, A.B. Рунова, А. Н. Казарина, которые содержат некоторые пояснения по теории бесконечных регулярных спиралей. В то же время известно, что спиральные антенны обладают наибольшей широкополосностью и могут принимать волны произвольной поляризации [2].
Мощные источники наносекундных СШП импульсов [3-6] могут быть использованы в качестве тестового оборудования для проведения исследований по электромагнитной совместимости каналов связи и электронных устройств. В качестве излучателей в таких источниках используются спиральные антенны, а также решетки данных антенн.
Целью данной работы является исследование спиральных антенн верхнего и нижнего питания в физическом и численном экспериментах. При этом основная проблема, на решение которой направлена научная работа - это исследование полосы частот соответствующей аксиальной моде спиральной СШП антенны в случае верхнего и нижнего питания. Расширение полосы частот спиральной антенны, работающей в аксиальном режиме крайне актуально для использования данных антенн в режиме излучения коротких СШП импульсов. Задача решается численно путем моделирования.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Ознакомиться с литературой по антенно-фидерным системам.
2. Исследовать особенности излучения коротких СШП импульсов антенн по публикациям.
3. Изучить методики измерения характеристик антенн в частотной области с помощью векторного анализатора Agilent PNA N5227A.
4. Изучение кода 4NEC2.
5. Исследовать во временной области характеристики антенн в режиме излучения наносекундных низковольтных СШП импульсов с использованием цифрового осциллографа реального времени Le Croy Wave Master 830 Zi.
6. Провести анализ полученных результатов.

Купить

В ходе данной работы были решены поставленные задачи:
1. Изучил методики измерения характеристик антенн в частотной области с помощью векторного анализатора Agilent PNA N5227A.
2. В данной работе произвел моделирование в коде 4NEC2 спиральных антенн верхнего и нижнего питания.
3. Исследовал во временной области характеристики антенн в режиме излучения наносекундных низковольтных СШП импульсов с использованием цифрового осциллографа реального времени Le Croy Wave Master 830 Zi.
4. Проведение численного моделирования совпало с натурным экспериментом. Режимы излучения спиральной антенны с нижним питанием соответствуют режимам, описанным в литературе. Была усовершенствована модель спиральной антенны с нижним питанием до тех пор, чтобы КСВН данной антенны был близок к КСВН практической модели.
5. По результатам моделирования характеристики направленности спиральной антенны с верхним питанием получились хуже характеристик направленности спиральной антенны с нижним питанием. Это возможно связано с проводником, питающим спираль.

Купить