Antene Nesimetrice

Modelarea si simularea functionarii antenei simetrice

I. Obiectivul lucrarii

1. Se vor studia urmatoarele antene simetrice:dipolul cilindric taiat si dipolul buclat, cu ajutorul programului SuperNec 2.9, urmarindu-se:

• Distributia curentului in antenna;

• Variatia castigului in functie de frecventa;

• Variatia randamentului in functie de frecventa;

• Caracteristicile de radiatie.

2. Se vor realiza caracteristicile de radiatie ale antenei simetrice (dipolul simetric) cu ajutorul programului MathCad 2001.

II. Consideratii teoretice

Dipolul simetric se compune din două conductoare simetrice situate de-a lungul unei axe la distanţă relativ mică între ele(fig 3.1). La capetele apropiate se conectează fiderul, prin care se introduce (la emisie) sau se extrage (la recepţie) energie de înaltă frecvenţă.

Din punct de vedere teoretic, se poate obţine foarte uşor un dipol simetric dintr-o linie bifilară în gol, dacă se deplasează capetele acesteia la 180o în jurul punctelor BB’ (fig. 3.2.) în direcţia indicată de săgeţi.

Sinusoidele reprezintă distribuţia curentului de-a lungul liniei bifilare şi a dipolului, la un moment de timp ales arbitrar. Lungimea l a părţilor rabătute ale liniei, în majoritatea cazurilor se alege egală cu l/4, pentru ca să se obţină un dipol simetric în l/2, adică 2l = l/2. Distanţa dintre conductoarele liniei, sau ceea ce este acelaşi lucru, dintre bornele B şi B’ este considerabil mai mică decât lungimea de undă şi de aceea poate fi neglijată.

Dacă se rotesc capetele conductoarelor liniei în jurul punctelor A şi A’, atunci, este evident, se obţine un dipol cu lungimea 2 l = l.

Folosindu-se această metodă se pot obţine dipoli cu lungimi oarecare şi cu distribuţia curentului de-a lungul braţelor, corespunzătoare. În dipolul simetric în l/2 are loc un proces de oscilaţie analog cu cel dintr-un circuit oscilant cu constante concentrate.

Alimentarea dipolului simetric se poate face cu ajutorul liniei bifilare, coaxiale sau a ghidului de undă. Pentru un transfer optim de putere trebuie să se realizeze adaptarea liniei de alimentare cu antena.

Dipolul simetric se utilizează ca antenă propriu-zisă, ca antenă de referinţă, ca sursă primară pentru antene cu reflector sau lentilă precum şi în reţelele cu astfel de antene.

Functia de directivitate a dipolului simetric este:

Dipolul simetric din fig 3.1 poarta denumirea de dipol cilindric taiat. Un alt tip de dipol simetric foarte des utilizat este dipolul buclat fig.3.3

Distribuţia curentului

În figura 3.4 sunt reprezentate câteva curbe de variaţie a curentului de-a lungul unui dipol simetric în cazul în care raportul dintre lungimea dipolului şi lungimea de undă diferă.

III. Modul de lucru

Pentru anumite rapoarte l/λ se calculeaza frecventele la care vor avea loc simularile. Lungimea dipolului considerat este de 2l=1m.

Frecventele se calculeaza cu relatia:

Se calculeaza diferentele dintre doua frecvente consecutive.