Исследование, разработка и проектирование антенных систем ОВЧ и УВЧ диапазонов, размещаемых вблизи затеняющих металлоконструкций

• Автор: Носов, Николай Александрович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 223 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Е РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА АНТЕННЫХ СИСТЕМ, ВКЛЮЧАЮЩИХ ИМПЕДАНСНЫЕ СТРУКТУРЫ И РАЗМЕЩАЕМЫХ ВБЛИЗИ ЗАТЕНЯЮЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
1.1. Характеристика объекта исследования и выбор метода электродинамического анализа
1.2. Разработка электродинамических моделей антенных систем с импедансными структурами
1.3. Разработка методики и алгоритма анализа антенных
систем с импедансными структурами
1.4. Решение тестовых задач, проверка внутренней сходимости
Выводы по разделу
2. АНАЛИЗ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ С ИМПЕДАНСНОЙ
СТРУКТУРОЙ И РАЗРАБОТКА ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1. Анализ и оптимизация импедансной структуры
с замкнутыми элементами при вертикальной поляризации
2.2. Анализ и оптимизация импедансной структуры
с замкнутыми элементами при горизонтальной поляризации
2.3. Анализ и оптимизация импедансной структуры
с незамкнутыми элементами (вертикальная поляризация)
2.4. Анализ импедансных свойств вибраторов и синтез согласующе-симметрирующего устройства на основе трехпроводной линии для симметричных вибраторов
Выводы по разделу

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АНТЕННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ И РАДИОСВЯЗИ, РАЗМЕЩАЕМЫХ ВБЛИЗИ ЗАТЕНЯЮЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ И В РАМКАХ КОМПЛЕКСНОЙ РЕКОНСТРУКЦИИ ТИПОВЫХ БАШЕН
ЗЛ. Разработка алгоритма проектирования антенных систем
3.2. Проектирование антенных систем вертикальной поляризации
3.3. Проектирование антенных систем горизонтальной поляризации
3.4. Проектирование двухполяризационных антенных систем
Выводы по разделу
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АНТЕННЫХ СИСТЕМ, РАЗМЕЩАЕМЫХ БЛИЗИ ЗАТЕНЯЮЩИХ
МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
4.1. Экспериментальные исследования антенных систем вертикальной поляризации
4.2. Экспериментальные исследования антенных систем горизонтальной поляризации
4.3. Практическая реализация и натурные испытания
антенных систем
Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Типоразмеры излучающих элементов
антенных систем вертикальной и горизонтальной поляризации
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Внешний вид практически реализованных
антенных систем
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Акты внедрения результатов работы

ВВЕДЕНИЕ
Наблюдающееся в последние годы устойчивое развитие телекоммуникационной отрасли в России и, в частности, стремительный рост числа действующих радиовещательных программ, телевизионных каналов, сетей и каналов подвижной связи знаменует, помимо прочего, конец экстенсивного этапа развития отечественной антенной техники телерадиовещания и радиосвязи.
Действительно, еще несколько лет назад на типовой башне областного радиотелевизионного передающего центра (ОРТПЦ) достаточно было разместить две телевизионные антенны (например, турникет на вершине и панельную на призме) и одну антенну ОВЧ ЧМ (обычно - штатную уголковую антенну передатчика «Дождь-2») и 2-3 антенны радиорелейных линий. В настоящее время антенное оборудование ОРТПЦ должно обеспечивать, как минимум, вещание 6-9 телевизионных и примерно такого же числа ОВЧ ЧМ программ, а также работу различных систем транковой и пейджерной радиосвязи. В ближайшей перспективе - дальнейший рост числа теле- и радиопрограмм, появление на башнях новых антенных систем.
На новом этапе развития передающего антенного оборудования телерадиовещания и радиосвязи, в условиях наличия сложностей для строительства новых антенно-мачтовых сооружений, требуется реконструкция действующих башен с целью наращивания числа одновременно работающих радиосредств и использование для размещения антенн неспециализированных сооружений, а это, в свою очередь диктует необходимость создания соответствующих типов новых антенн и антенных систем. Новые антенны должны быть достаточно широкополосными (возможность излучения сигналов нескольких каналов или программ одной антенной), легкими (дополнительная нагрузка на башню или сооружение) и недорогими. Наиболее существенным все чаще оказывается относительно новый для сухопутных служб фактор: отсутствие свободного места на участках башен с типовыми сечениями, вследствие чего антенну приходится

алгебраических уравнений, отображающая структуру рис. 1.5, будет по форме совпадать с приведенной выше. Однако, вычисление величин обобщенных сопротивлений и обобщенных проводимостей Ул будет существенно различным. В самом деле, элементы структуры в данном случае представляют плоские пластины, а не круглые стержни, поэтому параметры упомянутых элементов обобщенных цепей будут другими, и для их вычисления отсутствуют известные из научно-технической литературы выражения. Для выполнения соответствующих расчетов можно было бы представить плоские элементы рядами тонких круглых проволок; для такой системы проводников могут быть использованы известные соотношения [38], особенно с учетом того, что выбранный нами метод расчета допускает наличие проводников с сильно отличающимися радиусами, так что опора могла бы быть представлена единым проводником, а пластины - рядами проводников. Однако, это значительно усложнило бы эквивалентную схему, и, следовательно, систему линейных алгебраических уравнений. Столь существенное усложнение задачи неоправданно даже в том случае, если бы расчету подлежала только конструкция, изображенная на рис. 1.5. На самом деле эта конструкция рассматривается нами только как составная часть реальной, гораздо более сложной системы, включающей в себя, кроме нескольких таких конструкций, еще и вибраторы и другие вертикальные, горизонтальные и наклонные металлические стержни и пластины; таким образом, усложнение схемы привело бы к значительным затруднениям расчетов, так что для проведения реальных расчетов могло бы потребоваться использование специальной высокопроизводительной вычислительной техники, что весьма нежелательно. По этой причине нами в следующем подразделе будет предпринят вывод соотношений, позволяющих выполнять вычисления параметров элементов обобщенной эквивалентной цепи для плоских проводников.
Для обеспечения близкой к круговой диаграммы направленности при горизонтальной поляризации у антенны, размещенной на относительно тонкой металлической опоре, не на верху этой опоры, нами используются горизон-