Расчет дальней зоны излучения передающей антенны. Помощь.

[mike84]

Известна формула для расчета границы начала дальней зоны, $\[R \geqslant \frac{{2 \cdot {D^2}}}{\lambda }\]$.
В этой формуле R - расстояние от передающей антенны до границы;
D - линейный размер апертуры передающей антенны в плоскости поляризации излучения.

Для лучшей ясности давайте расчитаем на примере.
Имеем антенну на 2-х метровый диапазон, а именно 13-ти элементный волновой канал на частоту 145 МГц, длинна траверсы к примеру 3 метра, длина самого длинного элемента (рефлектора) 1 метр, поляризация горизонтальная.
Вопрос - чему в этом случае равно D?

[mike84]

Вопрос остается открытым. Пожалуйста помогите с решением

[Alex-Yu]

mike84 в сообщении #429335 писал(а):

Имеем антенну на 2-х метровый диапазон, а именно 13-ти элементный волновой канал на частоту 145 МГц, длинна траверсы к примеру 3 метра, длина самого длинного элемента (рефлектора) 1 метр, поляризация горизонтальная.
Вопрос - чему в этом случае равно D?

Эк, какой вы лихой... Так вам сразу и кнд волнового канала.... Это надо взять програму NEC, описать в ней эту антенну, запустить и увидеть результат. Причем там еще и налажать можно (например неправильно задав сегментацию), не такое это простое дело, считать в этой программе.

На самом деле есть куча программ (точнее интерфейсных оболочек), использующих NEC в качестве вычислительного ядра (ELNEC, EZNEC, MultiNEC, 4NEC2, MMANA и т.д). Можно и просто самим NEC-ом считать (но "в пакетном режиме"). Причем и сам NEC бывает тоже в варинтах (основные это NEC-2 и MININEC). В общем это большая тема.

Для вашего примера могу грубо сказть плюс-минус в два раза: КНД~15. Просто из опыта. А уж зная КНД, апертура определяется просто:

КНД$ =\frac{4\pi S}{\lambda^2} $

где S - площадь апертуры (характерный размер, соответственно, корень из площади).

[mike84]

Alex-Yu, спасибо за ответ!
Вы мне очередной раз помогли!

Идеальный вариант вы описали, для этого необходимо описать нужную антенну в антенном моделировщике, определить КНД и по формуле высчитать S.
Можно ли использовать следующий приближенный вариант?

Если рассчитывать для данной антенны (не зная заранее какие в ней расположены элементы), я считаю приближенно можно взять Ку и разделить на КПД антенны, т.к. $\[G = \eta \cdot D\]$. Только вот не знаю какой приблизительно взять КПД (в каких случаях какой?).
Если моя гипотеза не верна, пожалуйста меня поправьте.

Вы затронули программы моделировщики антенн. Я пользуюсь MMANA. Скажите пожалуйста, вы можете мне объяснить значение этих величин $\[{G_a}\]$ и $\[{G_h}\]$.

[Alex-Yu]

mike84 в сообщении #434995 писал(а):

Если рассчитывать для данной антенны (не зная заранее какие в ней расположены элементы), я считаю приближенно можно взять Ку и разделить на КПД антенны, т.к. . Только вот не знаю какой приблизительно взять КПД (в каких случаях какой?).
Если моя гипотеза не верна, пожалуйста меня поправьте.

Для УКВ антенн КПД обычно довольно близок к единице. При этом КНД и КУ это просто одно и то же. Но надо иметь в виду, что как КУ, так и КНД можно считать или по отношению к изотропному излучателю, или к диполю. Нынче обычно используется нормировка на изотропный излучатель. Соотв. децибеллы обозначают dBi.

-- Пт апр 15, 2011 15:08:37 --

mike84 в сообщении #434995 писал(а):

Вы затронули программы моделировщики антенн. Я пользуюсь MMANA. Скажите пожалуйста, вы можете мне объяснить значение этих величин и .

MMANA основана на MININEC. Поэтому учет земли в ней довольно "кривой" и работает плохо, если антенна близко к земле. Но для УКВ антенн она вполне подходит. УКВ антенны обычно высоко над землей и учет земли по коэффициентам Френеля оказывается вполне рабочим. Что за упомянутые вами параметры я не помню, надо доку смотреть.

Кстати для такой вытянутой вертикально антенны, как на рисунке, апертура, естественно, не квадратная и расчет ее размера как корень из площади не пойдет. А вообще зачем вам эта граница дальней зоны? Что-то не могу себе представить ситуацию, когда ее надо знать.

[mike84]

Извините за небольшую заминку.

Кажется я разобрался, но все равно до конца не уверен. $\[{G_a}\]$(dBi) это КУ относительно изотропного излучателя, а $\[{G_h}\]$(dBd) КУ относительно полуволнового вибратора.

Как же в таком случае рассчитать апертуру? Или примерно оценить в пропорции ширину и высоту антенны и через известную площадь посчитать размер апертуры.

Просто задался целью в расчете начала дальней зоны, для данной антенны. Кого на работе не спрашивал все "нуль"). У нас в Тирасполе при помощи такой антенны вещаются три ТВК (59, 61 и 63) в стандарте DVB-T. А мы как контрольный орган должны обеспечивать контроль зоны покрытия.

Вообще очень интересно с вами дискутировать. За вами действительно чувствуется огромный опыт в использовании и расчете антенной техники. Спасибо вам за ваши объяснения

[mike84]

Как же в таком случае рассчитать апертуру? Или примерно оценить в пропорции ширину и высоту антенны и через известную площадь посчитать размер апертуры.

[Alex-Yu]

mike84 в сообщении #437114 писал(а):

Как же в таком случае рассчитать апертуру? Или примерно оценить в пропорции ширину и высоту антенны и через известную площадь посчитать размер апертуры.

По ширине главного лепестка диаграммы в одной плоскости можно грубо оценить размер апертуры вдоль этой плоскости, а по ширине в другой плоскости -- второй размер. Это грубые прикидочные расчеты. Но более точного смысла эти размеры вообще не имеют.

Всетаки вопрос. А это все зачем? Если понимать зачем, то может удастся сказать что-то более точное. А пока только так.

-- Сб апр 23, 2011 18:15:53 --

mike84 в сообщении #437114 писал(а):

Как же в таком случае рассчитать апертуру? Или примерно оценить в пропорции ширину и высоту антенны и через известную площадь посчитать размер апертуры.

По ширине главного лепестка диаграммы в одной плоскости можно грубо оценить размер апертуры вдоль этой плоскости, а по ширине в другой плоскости -- второй размер. Это грубые прикидочные расчеты. Но более точного смысла эти размеры вообще не имеют.

Всетаки вопрос. А это все зачем? Если понимать зачем, то может удастся сказать что-то более точное. А пока только так.

-- Сб апр 23, 2011 18:19:23 --

mike84 в сообщении #436427 писал(а):

У нас в Тирасполе при помощи такой антенны вещаются три ТВК (59, 61 и 63) в стандарте DVB-T. А мы как контрольный орган должны обеспечивать контроль зоны покрытия.

Зона покрытия вообще не имеет НИКАКОГО отношенния к границе, разделяющей ближнюю и дальнюю зоны. Антенные моделировщики позоляют сразу расчитать напряженность поля в любой точке. Причем с учетом влияния земли (но, правда, без учета сферичности земли). Тем самым с зоной покрытия вроде вообще никаких проблем.

Возможно проблема у вас в том, что не известно внутрее устройство антенны. Ну так посчитайте (MMANой) для диполя а потом учтите коэффициент усиления. В качестве грубой прикидки сгодится. Точный же расчет тут вообще практически не возможен. Так как тогда уж надо учитывать неровности земли, всякие там здания, деревья и т.п.

[mike84]

Цитата:

Все таки вопрос. А это все зачем?

Просто в документации "Планирование наземных сетей цифрового наземного вещания" фигурирует формула приведенная в моем первом сообщении, вот я и решил разобраться с ней, применительно к антенне которая у нас используется для этих целей.
А то что зона покрытия не имеет отношения к границе раздела ближней и дальней зоны это я знаю и понимаю.

Вы правы в том что мне не известно внутреннее устройство антенны. По этому случаю я создал тему http://www.radioscanner.ru/forum/topic43623.html#msg778633, в которой мне подсказали наиболее вероятный вариант устройства - около 8-ми этажное расположение турникетных полуволновых вибраторов по вертикали.

Зону покрытия мы считаем при помощи программы "Эфир".

И еще отдельный к вам вопрос, какое должно быть соотношение между Span и RBW ? Мы пользуемся R&S FS315, при изменении ширины полосы обзора (span) автоматически изменяется и RBW (ширина полосы измерительного фильтра, это как я думаю, возможно не верно), можно выставить определенное соотношение между этими двумя величинами, а как сделать правильно потому как измерения должны быть точными я не знаю.

[Парджеттер]

Переношу из "Помогите решить/разобраться (Ф)" в "Механику и Технику"