Разработка программного обеспечения для расчета размерных параметров антенны "Волновой канал"

Целью работы является составление программного обеспечения для расчета габаритных параметров антенны типа «волновой канал» в зависимости от частоты. «Волновой канал» имеет достаточно узкую диаграмму направленности, значительное усиление получаемого сигнала и прост в изготовлении.

Для расчета параметров антенны, была написана программа на языке программирования С++. Использовались алгоритмы расчета согласно рекомендациям из публикаций [1, 2].

Основные параметры расчета:

• 1.    Длина волны, равная отношению скорости света в вакууме к частоте в мегагерцах (МГц).

• 2.    Длина диполя, равная 94% длины полуволны.

• 3.    Длина рефлектора на 6% больше длины диполя и равна длине полуволны.

• 4.    Длина директора равна разности длины предыдущего элемента и коэффициента зависящего от порядкового номера директора.

• 5.    «Требуемое» расстояние между детекторами равно 15% длины волны.

• 6.    Расстояние между первым директором и диполем на 30% меньше «требуемого».

• 7.    Расстояние между первым и вторым директором на 10% меньше «требуемого».

• 8.    Расстояние между рефлектором и диполем равно 16% длины волны.

Программа запрашивает частоту (МГц) и количество элементов антенны. Выходными данными являются размерные параметры элементов антенны: длина рефлектора, диполя, директоров, а также расстояния между этими элементами.

Полученные размерные параметры (таблица 1) 12-ти элементной для антенны для расчетной частоты 1421 МГц были внесены в программный анализатор антенн MMANA [3] для оценки годности заложенных в программу методов и алгоритмов расчёта.

Таблица 1

Результат расчётов параметров антенны для частоты 1421 МГц

Получены следующие результаты в MMANA:

• 1.    Узкая диаграмма направленности (рисунок 1).

• 2.    Коэффициент усиление антенны — 12,4 dBi (рисунок 2).

• 3.    Отношение уровней излучения вперед/назад — более 600 dBi.

• 4.    Узкая полоса пропускания.

Рисунок 1: Диаграмма направленности

Рисунок 2: Изменение параметров антенны в зависимости от частоты.

В результате анализа геометрических параметров антенны с помощью анализатора MMANA, показано, что разработанное программное обеспечение является эффективным инструментом для расчета размера элементов «волнового канала».