Библиотечный каталог авторефератов Украины

НацІОнальнИй технІчНий унІверситет украЇнИ

“КиЇвсЬкий полІтехнІчНий Інститут”

Громоздін Валентин Володимирович

УДК 621.396.677: 621.396.677.49

СЛАБОспрямовані антени метрового І дециметрового дІапазоніВ хвиль

для систем радІОМОНІТОРИНГУ

05.12.07 – Антени та пристрої мікрохвильової техніки

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ – 2003

Дисертація є рукописом.

Робота виконана на кафедрі радіотехніки Севастопольського національного технічного університету.

Науковий керівник:        доктор технічних наук, професор,

       Лобкова Любов Михайлівна,

       Севастопольський національний технічний університет, професор кафедри радіотехніки,

       м. Севастополь.

Офіційні опоненти:        доктор фізико-математичних наук, професор

       Горобець Микола Миколайович

       Харківський національний університет

       ім. В.Н. Каразіна, завідувач кафедрою

       прикладної електродинаміки, м. Харків.

       доктор технічних наук, професор

       Мачуський Євгеній Андрійович

       НТУУ “Київський політехнічний інститут”,

       декан факультету інформаційної безпеки

       фізико-технічного інституту, м. Київ.

Провідна установа:        Відкрите акціонерне товариство “Науково-виробниче підприємство “Сатурн”, м. Київ.

Захист відбудеться 17 квітня о 15 годині на засіданні спеціалізованої ради Д26.002.14 при Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут”, 03056, м. Київ, пр. Перемоги, 37, корп. 1, к. 271а.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут”.

Автореферат розісланий  15 березня  2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради      _______________         Уривський Л.О.       

загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Сучасний стан радіозв'язку характеризується значним зростом кількості радіозасобів у різних діапазонах частот, що істотно ускладнює електромагнітну обстановку та, відповідно, технічний контроль радоефіру (радіомоніторинг).  Основні задачі  радіомоніторингу, такі, як прийом сигналів у всьому частотному діапазоні, вимір параметрів випромінювань, визначення місцеположення джерел випромінювань, вимогають наявність значної кількості малогабаритних антен, які мають як максимально широкий частотний діапазон, так і різні спрямовані властивості.

В сучасний період для контролю сигналів у широкому секторі кутів із заздалегідь невідомим видом поляризації використовуються спіральні антени чи антени, у яких переключаються елементи для роздільного прийому сигналів з горизонтальною чи вертикальною поляризацією. При цьому для контролю   всього  верхнього півпростору додатково застосовують поворотні пристрої, що викликає ряд незручностей при експлуатації. Таким чином, розробка антени, яка має квазіізотропну діаграму спрямованості (ДС), яка при цьому приймає сигналі з будь-яким, заздалегідь невідомим, видом поляризації,  є актуальною практичною задачею.

В сучасний період відсутні інженерні методи розрахунку рамкових антен з навантаженням, які використовуються для пошуку невідомих випромінювань та завад у ближній зоні. Розробка математичної моделі та визначення на її основі оптимальних геометричних параметрів таких антен, величини опору навантаження та схеми живлення, які забезпечують максимальне посилення і мінімальний рівень випромінювання у зворотному напрямі, а також визначення меж робочого діапазону частот також є актуальною і практично важливою задачею.

Таким чином, створення математичної моделі сферо-циліндричних та рамкових випромінювачів з навантаженням, аналіз і оптимізація їх характеристик є актуальною задачею, яка має наукове та прикладне значення.

Дана робота присвячена дослідженню і  розробці антен для систем радіомоніторингу в найбільш завантажених у сучасний період діапазонах хвиль - метровому і дециметровому, які мають потрібні характеристики, як по поляризаційній структурі поля випромінювання, так і по спрямованим властивостям. Поставлена задача вирішується шляхом використання різноманітних конфігурацій спіральних та рамкових випромінювачів з навантаженням.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у рамках держбюджетних НДР "Волна-Л" (№ Держреєстрації 0198U002842)  і “Касіопея”  (№ Держреєстрації 0101U00101), а також у рамках договору №01/10-01 з Державною інспекцією електрозв’язку по Автономній республіці Крим.

Мета і задачі дослідження.  Метою дослідження є аналіз і синтез антенних пристроїв для радіомоніторингу, що грунтується на застосуванні різноманітних конфігурацій спіральних випромінювачів, а також у виді рамкових випромінювачів з  навантаженням, що в загальному випадку має комплексний характер.

Основні задачі досліджень включали наступне:

1. Розробку методу синтезу антени, що складається із спіральних випромінювачів, розташованих на циліндричній і півсферичній поверхнях.
2. Розробку математичної моделі поля випромінювання рамкових антен квадратної, круглої та еліптичної форми с комплексним навантаженням.
3. Виведення формул, що описують вхідний опір, як для спіральних, так і рамкових випромінювачів з довільною конфігурацією.
4. Теоретичне дослідження поляризаційної структури поля випромінювання (у лінійному та круговому поляризаційних базисах) спіральних антен, розташованих на циліндричної, сферичної і сферо-циліндричної поверхнях, у залежності від їх геометрії і з урахуванням коефіцієнту еліптичності у частотному діапазоні.
5. Експериментальне дослідження поля випромінювання і частотних властивостей вхідного опору розроблених сферо-циліндричних і навантажених рамкових випромінювачів.

Об’єкт та предмет дослідження. Об’єктом досліджень є технічний контроль за радіоефіром. Предметом досліджень є слабоспрямовані антени для контролю завантаження радіоефіру і пошуку джерел випромінювань у ближній зоні.

Методи дослідження. Для досліджень поляризаційної структури випромінювання, у тому числі і з поляризацією, яка обертається, використаний метод векторного потенціалу, а розподіл струму у спіральних і рамкових антенах задавався у вигляді бігучої хвилі.

Дослідження частотних властивостей вхідного опору здійснювалося з використанням еквівалентних двохпровідних ліній з втратами, при цьому опір випромінювання включався розподілено в околиці пучності струму.

Наукова новизна отриманих результатів. При виконанні дисертаційної роботи отримані наступні результати:

1. Запропонований метод синтезу антени, що складається з спіральних випромінювачів,  розташованих на сферо-циліндричній поверхні, з метою отримання квазіізотропної діаграми спрямованості у верхньому півпросторі.
2. Виведені формули для двохзахідної сферо-цілиндричної спіральної антени, які дозволяють розраховувати поляризаційну структуру поля.
3. Розроблена математична модель рамкових випромінювачів круглої, квадратної та еліптичної форми з комплексним навантаженням, виконаних з плоских провідників ширини, що змінюється, на підставі якої можливо досліджувати основні характеристики поля випромінювання.
4. Проведене теоретичне дослідження залежності спрямованих і поляризаційних властивостей сферо-циліндричних спіральних антен, а також рамкових випромінювачів від їх геометричних параметрів і довжини хвилі.
5. Виведені формули для дослідження вхідного опору навантажених рамкових антен, що дозволяють встановити його частотні властивості.
6. Результати експериментальних досліджень розроблених антен, що включають як характеристики випромінювання, так і вхідні опори, які дозволили підтвердити правильність обраних математичних моделей та виведених формул для чисельних розрахунків.

Практичне значення отриманих результатів

1. Запропонований метод синтезу антени, що складається з спіральних випромінювачів, розташованих на сферо-циліндричній поверхні.
2. Розроблена математична модель рамкових випромінювачів з комплексним навантаженням квадратної, круглої та еліптичної форм.
3. Результати теоретичних та експериментальних досліджень і вироблені на їх основі рекомендації по застосуванню сферо-циліндричних та рамкових випромінювачів з комплексним навантаженням квадратної, круглої та еліптичної форм.
4. Розроблена конструкція двохзахідної сферо-циліндричної спіральної

антени з квазіізотропною ДС у верхньому півпросторі для контролю радіосигналів із заздалегідь невідомим видом поляризації.

5. Результати роботи впроваджені на підприємствах Державної Інспекції Електрозв’язку по Черкаській, Дніпропетровській, Луганській, Житомирській областям, по Автономній Республіці Крим і м. Севастополь, а також   у Центрі прийому наукової інформації (м. Євпаторія).

Особистий внесок здобувача.  Основні наукові результати одержані автором особисто. Визначені основні методи пошуку джерел перешкод у радіоефірі (13,14,15,16,17), виявлені особливості поля випромінювання спіральних антен (1,9,10,18), запропонований метод побудови спіральної антени, що розташовується на сферо-циліндричній поверхні та її математична модель, зроблений чисельний аналіз і експериментальні дослідження (3,6), розроблена математична модель та проведений аналіз поля випромінювання навантажених рамкових антен (5,11,20), запропоновані і проаналізовані схеми використання їх у складі антенних решіток (7,8,12,19), проведений аналіз  вхідного опору рамкових випромінювачів різної конфігурації (2,4).

Апробація результатів дисертації.  Основні положення дисертаційної роботи докладалися та обговорювалися на:

• 49-й научно-технической конференции. С.-Пб. ГУТ им. М.А. Бонч-Бруевича, РФ. 1996.
• 51-й научно-технической конференции. С.-Пб. НТО радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, РФ. 1996
• 50-й научно-технической конференции. С.-Пб. ГУТ им. М.А. Бонч-Бруевича, РФ. 1997 г.
• 51-й научно-технической конференции. С.-Пб. ГУТ им. М.А. Бонч-Бруевича, РФ. 1998 г.
• Семинаре сотрудников Государственного надзора за связью в Российской Федерации. С.-Пб. ГУТ, РФ. 1998 г. 
• 10-й Международной Крымской микроволновой конференции “СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии”, Севастополь, Украина. 2000.
• VIII-th International Conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory. Kharkov, Ukraine. 2000.

• Всероссийской научно-технической конференции “Излучение и рассеяние электромагнитных волн”. Таганрог, Россия. 2001.

• IX мiжнароднiй науково-технiчнiй конференцiї “Вимiрювальна та обчислювальна технiка в технологiчних процесах ”. Хмельницький, 2002р.

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 20 праць: 7 статей у наукових фахових виданнях, 10 тез доповідей на науково-технічних конференціях, отримано 3 патенти України.

Структура і обсяг дисертації.  Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів і висновків, викладених на 141 сторінці машинописного тексту з ілюстраціями на 59 сторінках, списку використаних джерел з 115 найменувань на 12 сторінках.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтована актуальність розробки спіральних сферо-циліндричних і навантажених рамкових антен, визначена необхідність побудови математичної моделі цього типу антен, сформульовані положення, що виносяться на захист, наведена стисла анотація основних результатів дослідження і зміст дисертації по розділам.

У розділі 1 проведений аналіз застосовуваних антен у службах контролю за радіоефіром, а також визначені задачі по розробці антенних систем для цих цілей.

Узагальнюючі усе різноманіття задач радіомоніторингу можливо виділити наступні три основні напрямки, що визначають загальні вимоги до  антен, що застосовуються: прийом сигналів у всьому спектрі частот от 10 кГц до 40 ГГц; вимір параметрів випромінювань; визначення місцезнаходження джерел випромінювання.

Вирішення поставлених задач здійснюється зі стаціонарних та рухомих станцій технічного радіомоніторингу із застосуванням широкого набору антен, як спрямованих, так і всенаправлених. При цьому для рухомих станцій на перший план виходять масо-габаритні параметри.

Проведено огляд існуючих методів побудови антенних систем для радіомоніторингу. Показано, що серед існуючих типів антен відсутні антени для контролю сигналів з літальних об’єктів та котрі володіють для цього квазіізотропною ДС у верхньому півпросторі при заздалегідь невідомому виді поляризації прийнятого сигналу. Задачу створення ізотропної ДС у верхньому півпросторі пропонується вирішити шляхом синтезу спіральних структур, розташованих на півсфері та її циліндричному продовжені.

Також виявлена відсутність строгої математичної моделі, інженерної методики розрахунку і рекомендацій по розробці рамкових антен з навантаженням, що мають спрямованість випромінювання у широкому частотному діапазоні при малих електричних розмірах.

У розділі 2  розглянуті методи побудови спіральних антен з заданими спрямованими властивостями.

Були проаналізовані раніш існуючі результати по спіральним структурам, розташованим на циліндричній та півсферичній поверхнях.

Аналіз характеристик випромінювання двохзахідної спіралі, розташованої на циліндричної поверхні, був проведений як в залежності від куту намотування витків , так і від їх кількості у частотному діапазоні від 500 МГц до 1200 МГц. Кут намотування витків змінявся у межах від 5о до 70о. Аналіз ДС був проведений для складових поля і у лінійному поляризаційному базисі, а також для і у круговому базисі. Ступінь ізотропності ДС визначалася по зміні і в азимутальній площині (XOY) при . Особлива увага була приділена напрямам і . Було показано, що збільшення числа витків веде до концентрації випромінювання в осьовому напрямку. Розширення ДС відбувалося за рахунок зменшення числа витків, при цьому, однак, коефіцієнт еліптичності, близький до одиниці, зберігався тільки при числі витків, кратному 0.5. Аналіз і також показав, що ДС має максимальну ширину при куті намотування β, що змінювався у межах від 25о до 40о і при числі витків на циліндричної поверхні . Так, при куті намотування о ширина ДС знаходилась у межах . Максимум випромінювання для і відповідав (осьове випромінювання), при цьому для рівень поля змінювався від –9 дБ до –20 дБ. Аналогічна картина мала місце для і .

Далі дослідження було проведене у частотному діапазоні для випадку . Так, аналіз частотної залежності ДС для показав, що максимум випромінювання при зберігався при зміні від 0.25 м до 0.231 м, потім відбувалося зміщення максимуму до значення .  Найбільш високий рівень поля досягався при і складав мінус 5 дБ, що свідчить про наближення ДС до квазіізотропної.

Далі була досліджена півсферична спіральна антена, захóди якої розташовувалися у вершині півсфери, а закінчувалися в екваторіальній площині.

На рис.1. показана геометрія двохзахідної спіралі Архімеда на півсфері при числі витків = 0.5; 1 і 2.

Поточні координати заходів спіралі, зміщених на π відносно один одного, визначалася співвідношеннями:

                   1-й захід: ; ; ;

2-й захід: ; ; .                                                                   (1)

Враховуючи, що β  зміняється від 0 до π/2, а α - від 0 до свого максимального значення , що відповідає кінцю спіралі, визначається , де – число витків на півсферичній поверхні, отже, шаг спіралі дорівнює: , звідки , а довжина спіралі визначалася співвідношенням:

.       (2)

Співвідношення для векторного потенціалу подані у вигляді:

,                                              (3) де: отже,   

При цьому компоненти поля випромінювання і , що визначені через векторний потенціал , мають вигляд:

               (4)

де компоненти векторного потенціалу ,, можуть бути визначені, коли заданий розподіл струму вздовж спіралі , який у даному випадку задається у вигляді бігучої хвилі:

       ,                                        (5)

де: ,  (  коефіцієнт уповільнення; );

  амплітуда струму на вхідних затисках спіралі.

Враховуючи вищевикладене, компоненти векторного потенціалу першого заходу визначаються як:                        

          ;                               (6)

   ;                              (7)

,                            (8)       

де: ;

;

       .

По аналогії записуються співвідношення векторного потенціалу ,, для другого заходу. При цьому збудження другого заходу спіралі здійснювалося зі зсувом фази на π: . Тоді результуюче поле випромінювання двохзахідної спіралі визначається компонентами векторного потенціалу:

;  ; .                            (9)

На підставі формул (3-9) були проведені чисельні розрахунки і проведена оптимізація геометричних параметрів спіральної структури по критерію квазіізотропності ДС, у межах котрої зберігається поляризація, близька до кругової.

По аналогії з циліндричною структурою була розглянута півсферична з м  та числом витків ; 1 і 2 у частотному діапазоні від 500 МГц до 1500 МГц. В даному випадку збільшення числа витків також призвело до концентрації випромінювання в осьовому напрямку. Розширення ДС спостерігалося при зменшенні числа витків, при цьому коефіцієнт еліптичності, близький до одиниці, зберігався тільки при числі витків, кратному 0.5.  

Так, у випадку 0.5 для компоненти квазіізотропність має місце для м, при цьому , для   , що свідчить о слабкій частотній залежності ДС для . Для має місце ДС, близька до ізотропної у всьому частотному діапазоні.  При цьому кут , під яким спіраль перетинає екваторіальну площину,  складає 26.5о.

Подальший аналіз поля випромінювання показав, що квазіізотропну ДС у верхньому півпросторі можна отримати, коли маловиткову півсферичну спіраль доповнити також маловитковою циліндричною спіраллю, іншими словами була розглянута сферо-циліндрична маловиткова спіраль (см. рис.2). У цьому випадку результуюче поле випромінювання визначалося суперпозицією полів від сферичній і циліндричній частин спіральної структури: , при цьому параметричні рівняння одного заходу спіралі представлені співвідношеннями:

де: ; ; , - відповідно радіуси півсферичній і циліндричній поверхні, причому.

На підставі виведених формул був проведений чисельний аналіз для випадків, коли на півсферичній поверхні розташовувалася спіраль з ; 1 і 2,  а на циліндричної з .

При nсф = 1 було встановлено, що для у діапазоні мав місце максимум випромінювання як при , так і при , для інших максимум зберігався при і був послабленим при до –2 дБ…-3.5 дБ. Ці данні зберігають свої значення при  . Далі із збільшенням >1 спостерігався ріст спрямованості ДС у верхньому півпросторі. На підставі сказаного, перехід до синтезу сферо-циліндричної спіралі обмежувався значеннями = 0.5 і = 1.

Характерні ДС представлені на рис.3.  

Таким чином, отримані результати дозволяють визначити оптимальні параметри синтезованої спіральної антени з заданою формою ДС для  і , а також визначити параметри і тип приймальної антени, що працює на прийом однієї з компонент і в лінійному базисі, чи переходити до антени спіральної структури та здійснювати прийом чи .

       У розділі 3  наведені результати теоретичного дослідження, що включають основні співвідношення для визначення поля випромінювання рамкових антен різних конфігурацій: квадратних, круглих та еліптичних, навантажених, в загальному випадку, на комплексний опір . Приведені основні розрахункові співвідношення для визначення їх хвильового і вхідного опорів.

На рис.4 показана еліптична рамка та необхідні позначення:  a і b  - велика і мала півосі еліпсу; r, θ  і φ  - сферичні координати точки спостереження M; α1, α2 – поточні кути елементів дуг рамки.

Амплітудно-фазовий розподіл струму вздовж провідників візначався з модельного представлення антени у вигляді довгої лініх із втратами, які в даному випадку обумовлені випромінюванням антени. Цей розподіл може бути уточнено ітераційним методом, першим наближенням якого є завдання моделі у виглді лінії без втрат, при котрої розподіл струму вздовж провідника має вигляд бігучої хвилі з постійною амплітудою.

У загальному випадку вирази компонент поля і можна подати у вигляді:

;

,                                      (10)

де для еліптичного випромінювача:

;        (11,а)

;        (11,б)

- для прямокутного випромінювача:

;       (12,а)

(12,б)

де: - постійний множник, що характеризує сферичний фронт хвилі у дальній зоні випромінювання антени; і - відповідно координати випромінюючих провідників та їх диференціали відносно параметричного кута ; - функція амплітудно-фазового розподілу струму вздовж випромінюючих провідників ,  при  .

Наведені співвідношення дозволяють визначити частотні залежності основних параметрів навантажених рамкових випромінювачів.

Чисельні розрахунки ДС дозволили встановити, що основний вплив на характеристики випромінювання антени надає відносний периметр рамки, при цьому спрямовані властивості антени можна охарактеризувати двома режимами: режимом зворотного випромінювання з максимумом у напряму і при та  режимом прямого  випромінювання з максимумом у напряму і при .

Режим прямого випромінювання достатньо докладно досліджений на прикладі ромбічних антен, тому основна увага була приділена режиму зворотного випромінювання, при якому форма ДС антени має вигляд кардиоїди.

На рис.5 приведена залежність коефіцієнту підсилення (КП) і коефіцієнту захисної дії (КЗД) антен різної конфігурації при опорі навантаження 300 Ом.

Видно, що КП зростає з ростом частоти і є максимальним в області , потім зменшується у зв’язку з розвалом ДС. Коефіцієнти підсилення для рамок різної конфігурації близькі по своїм значенням, а при рівності периметрів розглянутих рамок є максимальним для рамки круглої конфігурації. Встановлено, що КЗД зменшується при зростанні відносного периметру рамки, однак КЗД для рамок різної конфігурації різний і є максимальним для еліптичних рамок с більшим ексцентриситетом.

В області значень помітно істотне зниження коефіцієнту корисної дії і КП антени при зберіганні форми ДС.

Таким чином, якщо обмежити частотний діапазон (габаритні розміри) рамочного випромінювача у високочастотній області зберіганням спрямованих властивостей, а у низькочастотній області – припустимим зменшенням коефіцієнту підсилення, то для практичного застосування у широкому діапазоні частот можна рекомендувати значення  , у вузької смузі частот можна рекомендувати значення 

Проведено дослідження вхідних характеристик рамкових випромінювачів. При цьому використаний узагальнений метод наведених ЭРС та двохмодова схема розкладу струму антени на еквівалентні синфазні та протифазні компоненти, що дозволило зменшити кількість допоміжних елементарних вібраторів і моделювати різні товщини еквівалентних синфазних вібраторів. Залежність вхідного опору еліптичних рамкових випромінювачів від ексцентриситету рамки, що складається з однорідного провідника, при = 0 приведені на рис.6.

Встановлено, що в діапазоні зміни відносного периметру спостерігаються три резонанси: два паралельних (P/λ≈0.45 і P/λ≈1.45) та один послідовний (P/λ≈1.1). Область першого паралельного резонансу  характеризується високою добротністю.

У області низькоомного послідовного резонансу, який має достатньо широку смугу частот, має місце режим осьового випромінювання, при цьому рівень активної частини вхідного опору в цієї області знаходиться у межах 80 Ом…110 Ом.

У розділі 4 наведені результати експериментального  дослідження розроблених типів антен.

Для досліджень рамкових антен був застосований метод обертової антени лінійної поляризації, а для дослідження спіральних антен - як метод обертової антени лінійної поляризації, так і метод двох антен кругової поляризації.

Досліджувались характеристики випромінювання та вхідні характеристики сферо-циліндричної двохзахідної спіральної антени і навантажених рамкових антен – круглої, квадратної і еліптичної (з ексцентриситетом e = 0.75) форм.

На рис.7 приведені експериментальні ДС сферо-циліндричної антени в лінійному та круговому базисах.

Для двохзахідної сферо-циліндрної антени в частотному діапазоні 900 МГц…1000 МГц отримані наступні значення ширини ДС: у лінійному базисі ширина ДС по рівню -3дБ складала 160о…180о, у круговому базисі ширина ДС - 165о…180о. Нерівномірність ДС у площині XOZ при цьому не перевищувала 3 дБ.

Як випливає з рис.7, має місце добре узгодження результатів чисельних розрахунків з експериментальними даними, що підтверджує правильність обраної математичної моделі спіральної структури.

На рис.8. наведені залежності вхідного опру сферо-циліндричної антени в частотному диапазоні від 600МГц до 1200 МГц. Як слідує з рис.8, активна частина вхідного опору змінялася у межах 180 Ом…340 Ом, реактивна – у межах –100 Ом…+50 Ом.

Відсутність яскраво виражених резонансних залежностей підтверджує обрану модель струму у вігляді бігучої хвилі.

Експериментальні дослідження навантажених рамкових антен проводилися у частотному діапазоні 53.5 МГц…535 МГц, що відповідало діапазону зміни відносного периметру від 0.1 до 1.

Так, у діапазоні частот 53.5 МГц…428 МГц () діаграма спрямованості слабо залежить від частоти та має вигляд, близький до кардиоїди (см. рис.9). При наступному зростанні частоти ДС розширювалася і з’являвся провал ДС у напрямі ,  .

Виміри коефіцієнту підсилення (КП) у діапазоні частот  приведені на рис.10,а. Як випливає з рис.10,а, з ростом частоти зростає КП і приймає максимальне значення при , при подальшому зростанні частоти КП зменшується, що обумовлюється  появою провалу у ДС. Встановлено, що максимальний КП у діапазоні частот має кругла рамка.      

Основна відмінність характеристик випромінювання рамкових антен різної геометрії полягає у рівні випромінювання у задньому напрямі (, ), що підтвердилось експериментальним виміром коефіцієнту захисної дії (см. рис.10,б).

Визначено, що кращою з точки зору КП є рамка круглої форми, з точки зору КЗД – рамка еліптичної форми, а з точки зору мінімальних габаритів – рамка квадратної форми. По сукупності перерахованих параметрів переважнішою є рамка круглої форми.

Результати експериментального дослідження вхідного опору навантажених рамкових антен приведені на рис.11.

Активна частина вхідного опору для усіх рамок складала 250 Ом…360 Ом, реактивна – 0…-45 Ом. При цьому отримано узгодження з коефіцієнтом стоячої хвилі (КСХ) у межах від 1.1…1.65 (рис. 11,б).

Таким чином, отримані експериментальні данні підтвердили правильність теоретичних припущень, що дає можливість оптимізувати геометричні параметри антен на основі розроблених інженерних методів.

У додатках приведені: програми розрахунку характеристик випромінювання двохзахідних спіральних антен і навантажених рамкових антен (Mathcad 7.0 Professional), представлені акти впроваджень результатів роботи.