Антенны и распространение радиоволн (Контрольная работа 1)

Вариант:
Параметр N - 2
Параметр M - 5

Контрольная работа по курсу “ Антенны и распространение радиоволн” для студентов дистанционной формы обучения содержат две части:

Часть 1 по разделу "Распространение радиоволн"
Часть 2 по разделу "Антенно-фидерные устройства"
Выполнять их можно не зависимо по мере усвоения материала, так как материал достаточно сложный и объемный.

На проверку высылать контрольную работу, в которой выполнены и оформлены обе части.


Номер варианта для решения задач выбирается по дате Вашего рождения.

Задание на контрольную работу на тему «Распространение радиоволн»


N - соответствует дню рождения, а M – месяцу рождения слушателя.

Таблица 1 - Исходные данные для решения задач на тему «Распространение радиоволн»

День рождения

1-6

7-12

13-18

19-24

25-30

Параметр N

0

5

2

4

3

Месяц рождения

1

2

3-4

5

6

7-8

9

10

11

12

Параметр M

9

4

5

6

7

8

3

0

1

2

К примеру, если дата рождения 09.11, то N=5, M=1. Данные значения N и M используете в задачах 1, 2, 3, 4,5 по теме "Распространение радиоволн".


Задача 1.
Определить отношение плотности тока смещения к плотности тока проводимости для морской воды с параметрами ԑ = 80, μ =1 , δ= 8 См/м и сухой почвы с параметрами ԑ =8, μ = 1, δ = 2۰10 -3 См/м на частотах f1 = (М + 1)۰104, f2 = (М + 1)۰106, f3=(М + 1)۰108 Гц. Провести сравнение этих отношений для заданных сред. Определить комплексную диэлектрическую проницаемость обеих сред для указанных частот.


Задача 2.
Определить критическую длину волны слоя ионосферы с электронной концентрацией (2.5 + N)۰105(э/см3 ). Определить для этого же слоя показатель преломления на частотах f1=(5 + М) МГц и f2=(20 + М) МГц, и определить фазовую скорость волны на этих частотах. Определить минимальную длину волны при падении на слой ионосферы электромагнитной волны под различными углами β = 10°.30°.60°.


Задача 3.
Передающая и приемная антенны имеют высоты h1= (10 + N) [M], h2= (10 + М) [м]. Определить расстояние прямой видимости при отсутствии атмосферной рефракции и при наличии нормальной атмосферной рефракции. Тоже самое выполнить, если высота передающей антенны будет h1 =(100 + N’)[M].


Задача 4.
Какую напряженность поля на расстоянии (200+N)[KM]создает антенна с действующей длинной 20[м ]при силе тока в пучности 25[А ]и частоте (3,5+М) МГц Вычислить потери при распространении на трассе длинной 1000 [км] при длине волны Ʌ=(20 + М)[ см] и коэффициентах направленного действия антенн D1 =(100 +N) и D2 =(50 + N) для этих же данных определить потери на трассе, если множитель ослабления F= -(37 + N) дБ.


Задача 5.
Привести описание особенностей распространения волн следующих диапазонов волн: мириаметровых и километровых–N=1-6/25-26 , гектаметровых- N =7-12/27-28 декаметровых – N= 13-18/29-30, ультракоротких- N =19-24/31.


Задание на контрольную работу по теме «Антенно-фидерные устройства»
Контрольная работа предусматривает решение задач No 1 и No 2.

Задача No 1 решается всеми независимо от Вашего варианта.

Задача No 2 решается в зависимости от дня Вашего рождения: No 2а - если день рождения 1-15 и 31(у кого день 31, то брать данные как для 1); No 2б - если день рождения 16-30.

Задача No 1

Линейная антенная решетка состоит из n (таблица 2) ненаправленных (изотропных) излучателей, которые расположены на расстоянии d1 / λ друг от друга. Излучатели питаются синфазными токами одинаковой амплитуды.

1. Необходимо вычислить:

ширину диаграммы направленности по половинной мощности 2φ0.5 и по направлениям нулевого излучения 2φ0 (в плоскости расположения излучателей)
направления, в которых отсутствует излучение в пределах 1-го квадранта ( φ0 ≤ 90 ̊ )
направление максимумов боковых лепестков в пределах 1-го квадранта (φmax ≤ 90 ̊ )
значения нормированной характеристики направленности главного лепестка под углами φ = 0 ̊ , 2 ̊ , 4 ̊ , 6 ̊ , 8 ̊ , 10 ̊
рассчитать относительную интенсивность боковых лепестков диаграммы направленности в пределах 1-го квадранта (φ ≤ 90 ̊ )
величину несинфазности токов возбуждения ψ, необходимую для того, чтобы угол максимального излучения был равен φ1
коэффициент направленного действия.
2. Нарисовать антенную решетку и построить в прямоугольной системе координат ориентировочную диаграмму направленности.

Примечание: Отсчет углов φ производится относительно перпендикуляра к оси, вдоль которой расположены излучатели

Напоминаем, что значение М - это день Вашего рождения, n - месяц Вашего рождения.

Таблица 2 - Исходные данные для задачи No 1 (вторая часть)

М

1-3

4-6

7-9

10-12

13-15

16-18

19-20

21-23

24-26

27-30

d1/λ

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

W

1

2

3-4

5

6-7

8

9

10

11

12

n

15

12

14

10

9

7

6

8

11

7

Ψ1 ̊

5

7

10

15

20

25

30

35

12

18

К примеру, дата рождения 09.12, то в строке M находим ваш день 09, значит параметр d1 / λ = 0,4. По месяцу 12 смотрим в строку W=12, тогда значения параметров: n=7, Ψ1 ̊ = 18.

Указания:

Коэффициент направленного действия (КНД) определяется по формуле:


где: значение 2φ0,5 ̊ выражается в градусах.

Литература: Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства. Учебник для Вузов – 3-е изд., доп. И перераб. - М.: Радио и связь, 1981 ( § 7.1, 7.2, 7.3)

Задача No 2а (решают те, у кого день рождения 1-15 и 31)

Пирамидальная рупорная антенна (рис.1) имеет оптималь-ную длину и возбуждается прямоугольным волноводом на частоте f (табл. 2). Ширина диаграммы направленности в плоскостях Е и Н одинакова, а коэффициент направленного действия равен Д (табл. 2).



Необходимо определить:

размеры поперечного сечения, питающего рупор волновода а и в
размер раскрыва рупора в плоскости Н - ар
размер раскрыва рупора в плоскости Е - вр
ширину диаграммы направленности по направлениям нулевого излучения.
Напоминаем, что значение М - это день Вашего рождения, W - месяц Вашего рождения.

Таблица 3 - Исходные данные для задачи No 2а (у кого день рождения 1-15 и 31)

М
1-4

5-8

9-12

13-4

15

Д

100

150

200

250

300

W

1

2

3-4

5

6

7-8

9

10

11

12

f [ГГц]

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

К примеру, если дата рождения 05.04, то в строке М находим 5-8 и параметр Д=150, а в строке W находим 3-4 и значение параметра f [ГГц]=5.

Указание: Ширину диаграммы основного лепестка диаграммы направленности по направлениям нулевого излучения можно определить из формулы:



Литература: Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства. Учебник для Вузов. – 3-е изд., доп. И перераб. – М.: Радио и связь, 1981 ( §7.5, 10.1)

Задача No 2б (решают те, у кого день рождения 16-30)

Антенна в виде параболоида вращения имеет угол раскрыва ψ0 (табл. 4) и коэффициент направленного действия Д (табл. 4) при длине волны λ и коэффициенте использования поверхности ν = 0.5.



Необходимо определить:

радиус раскрыва антенны R0
фокусное расстояние f
объяснить, почему коэффициент использования поверхности ν <1.
Напоминаем, что значение М - это день Вашего рождения, W - месяц Вашего рождения.

Таблица 4 - Исходные данные для задачи No 2б (у кого день рождения 16-30)


М
16-18

19-21

22-24

25-27

28-30

ψ0

30 ̊

32 ̊

35 ̊

37 ̊

40 ̊

W

1

2

3-4

5

6

7-8

9

10

11

12

λ [см]

12

10

8

6

7

4

3

5

2

3

Д

600

700

800

900

1000

1500

2000

1200

2500

3000

К примеру, если дата рождения 19.08, то в строке М находим 19-21 и параметр ψ0=32 ̊, а в строке W находим 7-8 и значение параметров λ [см]=4, Д=1500.

Литература: Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства Учебник для Вузов. – 3-е изд., доп. И перераб. – М.: Радио и связь, 1981 (§ 10.3)

Работа зачтена без замечаний.