Компьютерная программа «ЛПВА-проект», предназначенная для проектирования логопериодических вибраторных антенн

Программа выложена для бесплатного доступа. Она может быть полезна разработчикам антенной техники и радиолюбителям.

Основные сведения о программе «ЛПВА-проект»

Программа написана К.С. Глушнёвым по методике, предложенной В.А. Яцкевичем в статье: «Проектирование логопериодических вибраторных антенн// Антенны, 2005. № 7-8. С. 3-12».
Логопериодическая вибраторная антенна (ЛПВА) представляет собой систему параллельных вибраторов, клеммы которых подключены к двухпроводной линии. Достоинства этой антенны: рабочая полоса частот может быть любой, при этом сохраняются направленные свойства и уровень согласования. Антенна возбуждается коаксиальным кабелем так, что нет необходимости в симметрирующем устройстве.
На рис.1 показана конструкция ЛПВА, обычно используемая в метровом и дециметровом диапазонах волн. Здесь 1 – коаксиальный кабель, проложенный внутри одной из трубок, 2 – центральная жила кабеля.



Рис.1. Логопериодическая вибраторная антенна.

В качестве исходных данных в программу вводятся параметры, которые разработчик желает получить от антенны:
- коэффициент усиления (в децибелах);
- входное сопротивление;
- границы рабочей полосы частот, то есть минимальную и максимальную длины волн (λmin, λmax).
Кроме этого вводится одинаковый для всех вибраторов радиус (а), а также диаметр проводников двухпроводной линии (d).
Программа рассчитывает и выводит следующие геометрические параметры:
- коэффициент подобия (tau);
- необходимое число вибраторов (N);
- длины плеч вибраторов (l);
- координаты вибраторов, отсчитываемые от наибольшего вибратора (x);
- длину антенны, то есть расстояние от первого до последнего вибратора (L);
- волновое сопротивление двухпроводной линии (W);
- расстояние между осями проводников двухпроводной линии (D).
Линия заканчивается короткозамыкателем, расположенным на клеммах наибольшего вибратора.
Все рассчитанные геометрические параметры помещаются в таблицу, которую программа предлагает сохранить в виде текстового файла. Эта таблица позволяет изготовить ЛПВА оптимальной геометрии, то есть с минимальным числом вибраторов при заданном коэффициенте усиления.

Дополнительные сведения для пользователя, имеющего программу MMANA.

Предлагаемая программа «ЛПВА-проект» позволяет также осуществить компьютерное моделирование ЛПВА, то есть рассчитать характеристики антенны в полосе частот и при необходимости провести дальнейшую оптимизацию ее геометрии. Для этого пользователь должен иметь установленную на компьютере программу MMANA (любую версию). (Программа MMANA доступна для скачивания на сайте www.radio.ru/mmana/).
Программа «ЛПВА-проект» создает и предлагает сохранить MMANA-файл, содержащий геометрию ЛПВА. Сохраненный файл следует открыть с помощью программы MMANA. Кнопка «Вид» позволит увидеть компьютерную модель антенны. Кнопка «Вычисления» включает расчет на средней частоте. Нажав кнопку «Графики», можно в полосе частот рассчитать такие параметры, как коэффициент усиления, уровень заднего излучения, коэффициент стоячей волны, диаграмма направленности.
В ряде случаев целесообразно уменьшить длину ЛПВА. Для этого в программе MMANA следует нажать кнопки «Правка» и «Масштабирование», затем выбрать коэффициент сжатия в пределах 0,9 - 0,7 и включить сжатие по оси X. При этом изменятся только координаты вибраторов. Антенна останется логопериодической, но её параметры несколько ухудшатся. Разработчик должен сам решить, является ли это ухудшение для него приемлемым.

Скачать