Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры
ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ СВЧ И АНТЕНН
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к практическим занятиям по дисциплинам «Проектирование устройств СВЧ и антенн» и «Электродинамика» для студентов направлений 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств» и 12.03.01 «Приборостроение»
очной и заочной форм обучения
Воронеж 2021
1
УДК 621.37(07)
ББК 32.849я7
Составитель канд. техн. наук А. С. Самодуров
Проектирование устройств СВЧ и антенн:
методические указания к практическим занятиям по дисциплинам «Проектирование устройств СВЧ и антенн» и «Электродинамика» для студентов направлений 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств» и 12.03.01 «Приборостроение» очной и заочной форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.: А. С. Самодуров. Воронеж: Изд-во ВГТУ,
2021. 41 с.
Методические указания предназначены для развития практических навыков в проектировании устройств СВЧ и антенн. Приводятся краткие теоретические сведения, задания для самостоятельной работы.
Предназначены для студентов третьего и четвертого
курса.
Методические указания подготовлены в электронном виде и содержатся в файле ЭД_ПР.pdf.
Ил. 7. Табл. 2. Библиогр.: 4 назв. |
УДК 621.37(07) |
|
|
|
ББК 32.849я7 |
Рецензент - В. А. Кондусов, канд. физ.-мат. наук, доц. |
|
кафедры радиотехники ВГТУ |
|
Издается по решению peдaкциoннo-издaтeльcкoгo совета Воронежского государственного технического университета
2
1. Задание Изучить, пользуясь настоящими методическими указа-
ниями и дополнительной литературой [1-4]: общие параметры программы MMANA, основные правила и методы моделирования антенн.
2. Описание программы MMANA
Ниже приводится описание основных функций и параметров программы MMANA приведенных в [1-4].
2.1. Общие параметры MMANA
MMANA — это программа моделирования антенн, работающая в среде Windows. Вычислительной основой MMANA (так же, как и программы EZNEC) является MININEC Ver. 3, которая была создана для целей американских ВМС в Washington Research Institute. Все дополнительные функции и интерфейсы написаны японским программистом Makoto Mori. В программе использован метод многомерных матриц, суть которого сводится к разбиению каждого проводника антенны на точки (сегменты) и вычислению в каждой точке тока, как собственного, так и наведенного от всех остальных сегментов. Русифицированная версия MMANA сделана Игорем Гончаренко. Программа позволяет:
—создавать и редактировать описания антенны, как заданием координат, так и «мышкой» (CAD-интерфейс);
—рассматривать множество разных видов антенны;
—рассчитывать диаграммы направленности (ДН) в вертикальной и горизонтальной плоскостях (под любыми вертикальными углами);
—одновременно сравнивать результаты моделирования нескольких разных антенн;
—редактировать описание каждого элемента антенны, включая возможность менять форму элемента без сдвига его резонансной частоты;
3
—редактировать описание каждого провода антенны. Имеется возможность перекомпоновки антенны без утомительного перебора цифр координат, простым перетаскиванием «мышкой» (реально всю антенну можно нарисовать одной «мышкой»);
—просчитывать комбинированные (состоящие из нескольких разных диаметров) провода. Удобно при расчете «волновых каналов»;
—использовать удобное меню создания многоэтажных антенн — стеков;
—гибко настраивать процесс оптимизации антенны по
Zвх„ КСВ, усилению, F/B (отношению максимумов излучения вперед и назад), минимуму вертикального угла излучения, давая возможность изменения при оптимизации более чем 90 параметров;
—сохранять все шаги оптимизации в виде отдельной
таблицы;
—строить множество разнообразных графиков: Zвх, КСВ, усиления, отношения излучений вперед/назад (F/B), включая показ зависимости ДН от частоты;
—автоматически рассчитывать несколько типов согласующих устройств (СУ) с возможностью включать и выключать их при построении графиков;
—создавать файлы-таблицы (формата *.csv, просматриваемого в Excel) для всех переменных расчетных данных: таблицы токов в каждой точке антенны, зависимости усиления от вертикальных и горизонтальных углов, таблицы основных параметров антенны как функций частоты и, наконец, таблицу напряженности электрического и магнитного полей антенны в заданном пространстве;
—рассчитывать катушки, контуры, СУ на LCэлементах, СУ на отрезках длинных линий (несколько видов), индуктивности и емкости, выполненные из отрезков коаксиального кабеля.
4
Ограничений по размещению и соединению проводов нет. Это означает, что любая конфигурация будет рассчитана корректно. Максимальное количество точек расчета — 8192 (установлено по умолчанию — 1280) Необходимый объем ОЗУ для 1024 точек — 8 М, для 2048 —32 М, для 4096 — 128 М, для 8192—512 М. Максимальное число проводов — 512, источников
— 64 нагрузок—100.
Установка и удаление. Минимальные требования к компьютеру: ОС Win95 или выше, ОЗУ 8 М, разрешение монитора 800х603. Просто скопируйте программу в директорию MMANA. Её надо создать самостоятельно средствами Windows на жестком диске. Программа не создает библиотек *.dll и записей в системном регистре Windows и полностью готова к работе сразу после копирования. Вам даже не понадобиться перезагружать компьютер. Программа не создает ярлыка на рабочем столе
— при желании его можно сделать самостоятельно.
Для удаления просто удалите директорию программы. Ничего другого не требуется.
2.2. Закладка «Геометрия»
Описание проводов. При старте программы появляется закладка Геометрия (рисунок 1), на которой открыт файл уже имеющейся антенны (меню Файл-Открыть) …..\MMANA\ANT\sloper.maa (это укороченный индуктивностью в середине слопер на 1 8 МГц).
5