|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Kepada pengiraan kecekapan antena dalam simulasi komputer. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Komunikasi radio awam Artikel tersebut memberikan penerangan perbandingan beberapa pendekatan untuk menilai pekali prestasi (COP) antena dan sistem antena berdasarkan hasil simulasi komputer elektromagnet, dengan mengambil kira kerugian. Kemungkinan pengiraan kecekapan antena menggunakan program MMANA ditunjukkan dan penerangan program untuk mengira kecekapan berdasarkan keputusan simulasi diberikan. Pengenalan Pemodelan komputer menyediakan peluang yang berguna untuk menilai kecekapan antena sedia ada dan meramalkan kecekapan antena yang sedang dibangunkan. Jika objek persekitaran berhampiran antena (sokongan, pendakap, bumbung) mengambil bahagian dalam proses sinaran, maka adalah mungkin untuk menganggarkan pengaruh objek ini, dengan kata lain, kecekapan keseluruhan sistem antena. Anggaran kecekapan adalah menarik minat khusus untuk antena kecil elektrik (ESA) kerana kesukaran mendapatkan kecekapan tinggi pada saiz gelombang kecil (iaitu, dinyatakan dalam pecahan panjang gelombang). Takrifan kecekapan yang paling umum ialah nisbah kuasa sinaran P∑ kepada kuasa pengujaan PE dalam mod penghantaran:
di mana PL ialah kehilangan kuasa dalam bahan konduktor dan dielektrik antena. Ia mengikuti dari prinsip timbal balik bahawa dalam mod terima kecekapan antena adalah sama seperti dalam mod penghantaran. Satu lagi definisi kecekapan (mengikut litar bersamaan) ialah nisbah rintangan sinaran R∑, dikurangkan kepada titik sambungan antena, kepada bahagian aktif galangan input (impedans) RA, iaitu jumlah R∑ dan kerugian setara. rintangan RL:
Kaedah untuk mengira kecekapan dalam simulasi 1. Penggunaan kuasa pemacu dan data kehilangan kuasa Kuasa pengujaan (kuasa yang dibekalkan ke antena) PE mudah dikira daripada hasil simulasi:
dengan lE ialah nilai berkesan (berkesan) arus pengujaan. Jika, mengetahui arus Dalam dan komponen aktif Rn galangan semua segmen individu antena, hitung kehilangan kuasa
maka anda boleh mendapatkan kuasa sinaran sebagai perbezaan antara kuasa pengujaan dan kuasa kehilangan:
Kecekapan dikira mengikut formula (1). Kaedah ini tidak banyak digunakan untuk menilai kecekapan rendah (beberapa peratus atau kurang), terutamanya apabila ralat dalam menentukan kuasa kehilangan dan kuasa pengujaan adalah besar. Selalunya nilai negatif P∑ dan oleh itu kecekapan diperolehi (contohnya, dalam program NEC2d). 2. Pengiraan analisis rintangan sinaran atau penentuannya dengan menganalisis model antena ideal tanpa mengambil kira kerugian Untuk antena ringkas, rintangan sinaran boleh dikira menggunakan formula yang diketahui atau diperoleh dengan memodelkan antena yang ideal. Ini adalah lebih baik daripada memilikinya sebagai perbezaan antara nombor yang sangat rapat yang diperoleh dengan ralat yang besar. Kecekapan dikira mengikut formula (2). Perlu diingat bahawa dalam beberapa kes taburan semasa dan, akibatnya, rintangan sinaran yang dikurangkan sangat bergantung pada kerugian, dan formula (2) apabila menentukan R∑ dengan memodelkan struktur yang ideal boleh memberikan kecekapan dengan ralat yang besar (untuk contoh, kecekapan yang lebih besar daripada perpaduan akan diperolehi). Ini berlaku, sebagai contoh, apabila memodelkan dipol dengan panjang satu panjang gelombang. 3. Perbandingan nilai keuntungan maksimum antena sebenar dan antena tanpa kerugian yang serupa dalam struktur Keuntungan antena maksimum, seperti yang diketahui, berkaitan dengan faktor kearah maksimum (DFA) Dmax melalui kecekapan:
Dari sini, kecekapan diperoleh secara langsung jika terdapat keyakinan bahawa bentuk corak sinaran (RP) tanpa mengambil kira kerugian adalah serupa dengan bentuk RP antena sebenar. Nilai diperoleh hasil daripada memodelkan antena ideal dengan kecekapan unit (η = 1). Apabila menentukan kecekapan daripada hubungan (6), Gmax dan Dmax mesti dinyatakan dalam unit relatif, bukan dalam desibel. Untuk bergerak daripada desibel kepada nisbah kuantiti yang sedang dipertimbangkan, formula digunakan
Anda juga boleh mencari nilai kecekapan daripada keputusan analisis dalam desibel secara langsung:
Jika sistem antena mengandungi wayar dengan diameter yang jauh berbeza atau daripada bahan yang berbeza, maka corak sinaran antena lossy dan lossless boleh berbeza dengan ketara dalam bentuk, dan kaedah ini juga membawa kepada ralat. 4. Menggunakan data pada kuasa input dan menentukan kuasa sinaran menggunakan kaedah vektor Poynting Kaedah terbaik dan paling universal untuk mengira kuasa sinaran mana-mana antena ialah kaedah vektor Poynting [1]. Pertimbangkan cara pengendalian antena dalam ruang kosong (Rajah 1).
Vektor Poynting P, seperti yang anda ketahui, ialah hasil vektor bagi vektor komponen E elektrik dan H magnet bagi medan elektromagnet.
Arahnya pada setiap titik M zon jauh bertepatan dengan arah sinaran gelombang radio, dan nilainya Pada sfera jejari R, di sekitar titik M, kita pilih kawasan yang dibatasi oleh kenaikan kecil ΔΘ dan Δφ (Rajah 1). Kawasannya ditentukan daripada ungkapan
Kuasa sinaran melalui pad ini
Dengan membahagikan keseluruhan sfera kepada bilangan kawasan kecil yang cukup besar dan menjumlahkan kuasa sinaran melalui semua kawasan, seseorang boleh memperoleh nilai yang sangat hampir dengan kuasa sinaran antena melalui seluruh permukaan sfera:
Di sini M ialah bilangan langkah di sepanjang koordinat φ; N ialah bilangan langkah di sepanjang koordinat Θ. Jika kita mengambil langkah yang sama A dalam darjah dalam Θ dan φ, maka kita mendapat М = 360/Δ dan N = 180/Δ. Untuk ruang bebas, nilai jejari R permukaan ini tidak penting. Setelah mengira kuasa yang dibekalkan kepada antena mengikut formula (3), kami memperoleh kecekapan iaitu (1). Kelemahan kaedah ini ialah dalam keadaan sebenar hasilnya bergantung kepada kerugian dalam medium pembiakan. Dalam pemodelan, ini boleh dielakkan dengan menggunakan ruang kosong atau keadaan tanah yang ideal. Ambil perhatian bahawa untuk bumi yang ideal, adalah perlu untuk mempertimbangkan bukan keseluruhan sfera, tetapi hanya hemisfera atas, dan N = 90/Δ. Keistimewaan pengiraan kecekapan berdasarkan keputusan program MMANA Pengiraan mengikut perenggan. 2 dan 3 adalah mungkin dengan tempahan di atas terus daripada hasil analisis antena lossy dan antena lossless. Satu-satunya syarat: mod ruang bebas atau tanah yang ideal. MMANA tidak membenarkan anda memaparkan galangan segmen individu untuk analisis. Ini menjadikan laluan pertama (item 1), yang mempunyai kelemahan yang serius, tidak boleh diakses. Nilai kekuatan medan jauh juga tidak dipaparkan, yang boleh digunakan untuk mengira kuasa sinaran menggunakan kaedah vektor Poynting. Jadual keputusan memberikan keuntungan dalam desibel GA(Θ, φ) (dBi) dalam arah tertentu untuk antena tertentu berbanding dengan radiator isotropik yang ideal pada kuasa input yang sama. Walau bagaimanapun, ini masih mencukupi untuk menentukan kecekapan. Dan walaupun mengikut algoritma yang lebih mudah daripada mengikut (12), (3), (1):
Di sini dan di bawah, nilai GA(Θ, φ) mestilah dalam unit relatif:
Selaras dengan algoritma (13), satu atur cara telah disusun untuk mengira kecekapan antena. Program pengiraan kecekapan antena Program untuk mengira kecekapan antena berdasarkan hasil analisis dalam program MMANA ditulis dalam Turbo Basic dan boleh didapati di laman web majalah Radio. Fail kpdmm.exe diletakkan dalam mana-mana direktori dan dijalankan pada MS DOS atau MS Windows tanpa sebarang pemasangan khas. Program ini menggunakan fail nama borang.csv, yang dicipta oleh program MMANA dengan memilih "Jadual Sudut/Tetulang" daripada menu "Fail". Kecekapan boleh dikira selepas analisis dalam mod ruang kosong atau dalam mod tanah yang ideal. Langkah-langkah untuk sudut azimut dan zenit ditetapkan sama. Program ini hanya menyediakan dua nilai langkah yang mungkin: 2° atau 10°. Untuk pengiraan anggaran, langkah 10° disyorkan, dan untuk pengiraan tepat, langkah 2°. (Pengurangan langkah selanjutnya dalam kes program MMANA tidak membawa kepada peningkatan yang ketara dalam ketepatan, tetapi ia memerlukan sejumlah besar memori dan melambatkan proses pengiraan dengan ketara.) Jadual 1 menunjukkan nilai mandatori sudut awal , langkah dan bilangan langkah di sudut untuk semua empat situasi yang mungkin.
Sejurus selepas pelancaran, program menggesa anda untuk memilih bahasa kerja dialog: Rusia (pengekodan DOS 866) atau Inggeris. Selepas itu, anda perlu menentukan dalam mod mana analisis antena dilakukan dalam MMANA (ruang kosong atau tanah ideal). Petunjuk mod yang salah, bersama dengan kemasukan data yang salah ke dalam jadual, mungkin tidak dapat dikesan oleh program dan membawa kepada ralat yang ketara dalam mengira kecekapan. Kemudian masukkan nama fail yang mengandungi jadual "Angles/reinforcement". Nama fail mesti mengandungi tidak lebih daripada lapan aksara tanpa Cyrillic. Jika fail itu tiada dalam direktori kerja, anda mesti menentukan laluan kepadanya. Program ini mengesan fail yang dinyatakan secara salah, serta ralat dalam input data awal (tidak konsisten data dalam Jadual 1) dan mengeluarkan ulasan yang sesuai. Jika fail atau laluannya tidak ditemui, mesej dipaparkan. Jika input berjaya, selepas memproses fail, hasil pengiraan kecekapan dalam unit relatif dan dalam peratus dipaparkan. Perbandingan dan penilaian kaedah untuk mengira kecekapan selepas simulasi oleh program MMANA Jadual 2 menunjukkan keputusan pengiraan kecekapan menggunakan kaedah yang dibincangkan di atas untuk beberapa model antena daripada arkib MMANA yang diperbuat daripada bahan tanpa kehilangan, pengalir yang baik, dan besi.
Model 1 mempunyai bentuk dan corak pengedaran semasa yang tahan kehilangan. Oleh itu, hasil pengiraan kecekapan oleh semua kaedah praktikal bertepatan. Untuk model 2, kami mempunyai perbezaan yang ketara hanya untuk seterika mengikut kaedah pertama. Sebabnya ialah perubahan ketara dalam arus dalam wayar di mana sumber pengujaan dihidupkan. Model ketiga, berbeza dengan yang asal, mempunyai ketebalan penggetar pasif 10 kali lebih kecil. Ini sangat mempengaruhi kedua-dua taburan semasa dan corak sinaran, terutamanya dalam kes besi. Oleh itu, terdapat sisihan ketara keputusan untuk dua kaedah pertama daripada kaedah ketiga. Corak arah model ke-4 ternyata sangat bergerigi di bawah pengaruh bumi yang ideal, jadi terdapat perbezaan walaupun antara hasil program yang diperolehi dengan langkah sudut yang berbeza. Yang paling boleh dipercayai adalah hasil yang diperolehi oleh program dengan langkah 2°. Daripada kaedah lain, kaedah ke-2 (dengan amplifikasi) memberikan ralat yang lebih kecil. AGT - ujian penumpuan simulasi Jika anda menggunakan program yang dicadangkan untuk mengira kecekapan antena tanpa kerugian, maka hasilnya akan menjadi lebih dekat kepada perpaduan, lebih berjaya pemodelan geometri struktur wayar dilakukan. Ini terpakai khususnya pada segmentasi, memodelkan wayar berjari rapat, bingkai kecil dan sambungan wayar bersudut tajam. Ujian ini dikenali sebagai ujian AGT (Average Gain Test) atau APG (Average Power Gain) ujian penumpuan analisis dengan keuntungan purata. Kualiti pemodelan harus dianggap tidak memuaskan jika hasilnya di luar had 0,95 ... 1,05. Lebih baik kualiti simulasi, lebih dekat hasilnya kepada perpaduan. Walau bagaimanapun, mungkin terdapat situasi di mana keputusan ujian adalah betul-betul satu, dan model gagal. AGT - pengesahan adalah perlu tetapi tidak mencukupi. Satu petanda baik penumpuan dan kestabilan model ialah pergantungan lemah parameter model terhadap peningkatan bilangan segmen (meningkatkan ketepatan simulasi). Jika ujian AGT yang tersedia dalam program digunakan pada model antena lossy, hasilnya ialah kecekapan antena. Kemungkinan sedemikian, khususnya, tersedia dalam program NEC2d, di mana faktor kecekapan juga dikira secara berasingan mengikut kaedah (5) dengan semua tolaknya. Pengiraan kecekapan dengan mengambil kira pengaruh bumi dan alam sekitar Mengira kecekapan antena di atas tanah yang ideal adalah berguna apabila sistem antena sangat dekat dengan tanah atau permukaan lain, seperti permukaan konduktif, sehingga permukaan ini mempunyai kesan yang ketara ke atas pengagihan arus melalui wayar dan corak sinaran. . Dalam mod "Tanah Ideal", program boleh memproses fail yang diperoleh dalam keadaan tanah sebenar. Hasil pemprosesan akan menjadi nilai kecekapan yang dikira dengan mengambil kira kerugian bukan sahaja dalam antena itu sendiri, tetapi juga apabila dipantulkan dari permukaan yang tidak ideal. Oleh itu, dalam mesej "Perfect (?) Ground" terdapat tanda tanya amaran tentang kemungkinan ralat yang tidak dapat dikesan oleh program. Pengiraan kecekapan ke atas tanah sebenar akan memberikan keputusan yang lebih kurang betul hanya untuk atur cara yang mengambil kira kesan tanah pada galangan input (ini tidak dilakukan oleh atur cara M IN IN EC dan derivatifnya). Pengiraan kecekapan mengambil kira persekitaran hanya boleh dilakukan di bawah keadaan yang sesuai (dengan mengambil kira sifat bahan) pemodelan elektromagnet objek yang terletak di medan berhampiran antena. Kesukaran mungkin timbul apabila mustahil untuk menetapkan parameter bahan yang berbeza untuk wayar yang berbeza (seperti, sebagai contoh, dalam program MMANA). Masalah ini boleh diselesaikan sebahagiannya dengan menentukan diameter wayar yang lebih kecil (atau lebih besar). Kesimpulan Isu yang dibincangkan dalam artikel tidak menjejaskan kerugian dalam talian penyuap dan peranti padanan. Kecekapan peranti penyuap antena secara keseluruhan adalah hasil daripada kecekapan antena dan kecekapan talian penyuap dengan peranti yang sepadan. Penggunaan metodologi yang diterangkan tidak terhad kepada program ini. Kesilapan dalam menentukan kecekapan menggunakan kaedah vektor Poynting adalah berkaitan dengan kualiti simulasi, serta pembundaran data dalam fail untuk medan jauh. Malangnya, data keluaran selepas simulasi oleh program MMANA tidak begitu tepat. Diharapkan dalam versi baharu program MMANA kelemahan ini akan dihapuskan, dan pembangun program pemodelan antena baharu tidak akan lupa untuk memasukkan penentuan kecekapan antara tugas yang perlu diselesaikan, dengan mengambil kira hasrat yang dinyatakan di sini. Kesusasteraan
Pengarang: A. Grechikhin, I. Karetnikova, D. Proskuryakov, Nizhny Novgorod
Mesin untuk menipis bunga di taman
02.05.2024 Mikroskop Inframerah Lanjutan
02.05.2024 Perangkap udara untuk serangga
01.05.2024
▪ Teras Matahari berputar secara anomali dengan pantas ▪ Penglihatan malam tersedia untuk semua orang
▪ Bahagian tapak telefon. Pemilihan artikel ▪ artikel Penyakit venereologi dan pencegahannya. Asas kehidupan selamat ▪ artikel Berapakah bilangan sebenar raja Sweden Charles XII? Jawapan terperinci ▪ pasal Holly beans. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
(3)
mewakili ketumpatan fluks tenaga sinaran (W/m2) pada jarak tertentu (R) dalam arah tertentu (Θ, φ). Di sini Z0 = 120π (Ohm) ialah impedans gelombang ruang bebas; E(Θ, φ, R) - keamatan (V/m) komponen medan elektrik pada titik tertentu.
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini