Мобильный офис с антенной решеткой стандарта GSM-900

3.7.2 Измерение КСВ

Для измерения КСВ исследуемой антенны использовались следующие приборы:

· индикатор КСВН и ослабления

· генератор качающейся частоты

· широкополосный направленный ответвитель (2 шт.)

Схема измерения приведена на рис. 3.12.

Рис. 3.12 Блок-схема измерения КСВ

Данная у

становка, позволяют выводить на экран зависимость КСВ антенны от частоты.

Генератор качающейся частоты выдает СВЧ сигнал, который поступает на направленные ответвители мощности. Первый НО обеспечивает выделение части мощности падающей от генератора, которая поступает на соответствующий вход индикатора КСВН. Второй НО обеспечивает выделение части мощности отраженной от антенны. Таким образом, на индикатор поступают сигналы, пропорциональные падающей и отраженной волнам, посредством которых и вычисляется КСВ.

Так как с ГКЧ подается сигнал с изменяющейся частотой, то мы можем наблюдать на индикаторе изменение КСВ в диапазоне частот. Это позволяет обеспечить контроль работоспособности проектируемой антенны в заданной полосе частот, и , если необходимо, произвести согласование.

Согласованность антенны с фидером обеспечивает передачу всей мощности непосредственно в антенну. Это происходит при равенстве входного сопротивления антенны и характеристического сопротивления линии передачи. Если по какой-то причине эти сопротивления не равны, то часть мощности отражается от антенны. Потери при рассогласовании характеризуются коэффициентом стоячих волн – КСВ, который равен:

(3.12)

где Г – коэффициент отражения.

В задании на дипломное проктирование сказано, что КСВ должен быть меньше или равен 2.

Согласование производилось экспериментально-расчетным путем вводя в линию неоднородности, которые создавали дополнительную отраженную волну, которая имеет такуюже амплитуду, что и волна отраженная от нагрузки, но сдвинутая по фазе на 180º.

В результате экспериментов с проектируемым образцом антенны удалось достичь заданного значения КСВ ≤ 2.

3.7.3 Измерение коэффициента усиления

Измерение коэффициента усиления произвести не удалось, т.к. не удалось найти эталонную антенну с известной зависимостью КУ от частоты для данного диапазона частот.

3.8 Выводы

Результатом проектирования стал макет антенной решетки, для которого мы получили ряд характеристик, рассмотренных выше в этой главе.

В целом же спроектированная антенна удовлетворяет требованиям, указанным в задании. Антенна формирует излучение вертикальной поляризации с ДН, ширина которой по уровню –3 дБ составляет приблизительно 35° во всем рабочем диапазоне частот. Также в рабочем частотном диапазоне реализовано согласование антенны с фидером сопротивлением 50 Ом, с КСВ ≤ 2.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

4.1 Краткое описание устройства

В данном дипломном проекте разрабатывается антенная решётка для сотового телефона стандарта GSM, работающего в диапазоне 890 - 960 МГц.

Конструктивно антенная решетка представляет собой систему полосковых излучателей расположенных над экраном.

Антенна не имеет стационарного расположения, т.к. является мобильной и формирует излучение с линейной поляризацией с шириной диаграммы направленности в горизонтальной плоскости - 36°, в вертикальной плоскости - 36°.

В ходе разработки антенны осуществляется теоретические расчеты основных характеристик, параметров и конструкции антенны, изготовление макета антенны, лабораторное исследование макета, доработка конструкции антенны, изготовление окончательного варианта антенны, снятие характеристик антенны.

4.2 Безопасность проекта

4.2.1 Электробезопасность

При проектировании изделия радиомонтажнику приходится использовать электроприборы, которые представляют собой потенциальную опасность, а именно, опасность поражения электрическим током.

Поражение электрическим током может быть при прикосновениях: к токоведущим частям, находящимся под напряжением; к отключенным токоведущим частям, на которых остался заряд или появилось напряжение в результате ошибочного включения, к металлическим нетоковедущим частям электроустановок после перехода на них напряжения с токоведущих частей.

Действие электрического тока на организм человека может быть тепловым (ожог), механическим (разрыв тканей), химическим (электролиз) и биологическим (сокращение мышц, паралич дыхания и сердца).

Степень опасного воздействия на человека электрического тока зависит от величины поражающего напряжения и тока, его частоты, пути прохождения через тело человека, продолжительности воздействия, условий внешней среды, а также физического состояния и самочувствия человека. Для переменного тока частотой 50 Гц напряжение прикосновения Uприк не должно превышать 2 В при токе менее 0.3 мА; для постоянного тока Uприк < 8 В при токе менее 1 мА.

Особое внимание следует уделять блокам и элементам, использующим высокое напряжение:

• Источник питания компьютера

• Источники питания периферийных устройств (принтера и т.п.)

• Источники питания генератора и измерителя КСВН

• Розетки и выключатели, напряжение 220 В

• Монитор и измеритель КСВН, имеющий в своем составе электронно-лучевую трубку имеющую напряжение в несколько киловольт.

Эти блоки должны работать только при наличии защитных кожухов с соблюдением изоляции токонесущих элементов и применением технических средств защиты.

Основными способами защиты являются:

• Изоляция токоведущих частей

• Применение малых напряжений

• Обеспечение недоступности прикосновения к токоведущим частям

• Заземление

• Защитное зануление

Изоляция токоведущих частей одна из важнейших задач защиты обслуживающего персонала и студентов в лаборатории. Состояние изоляции должно находиться в строгом соответствии с ПУЭ. Эти правила предусматривают для всех видов электроизоляции точно определенные значения сопротивления изоляции, а также требуют соответствия класса изоляции изделия номинальному напряжению сети или установки условиям окружающей среды и т.д. Для своевременного выявления дефекта ПУЭ предусматривают периодические испытания изоляции и внешний осмотр.

Одним из надежных методов снижения потенциалов статического электричества является заземление всех металлических частей оборудования, где возможна электризация. При заземлении изолированного проводника разность потенциалов между проводником и землей становится равной нулю, а генерируемые электростатические заряды стекают на землю. Заземлять следует не только те части оборудования, которые участвуют в генерировании зарядов, но и все другие изолированные проводники, которые могут зарядиться по индукции.

Также необходимо использовать защитное заземление [10]. Защитным заземлением называется намеренное соединение нетоковедущих частей, которые могут случайно оказаться под напряжением с заземляющим устройством.

 Скачать реферат