Android-приложение для поиска дешевых авиабилетов: play.google.com
Главная -> Антенны

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [11] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46



l=Zk


Рис. 4.2. Диаграммы направленности одиночного прямолинейного провода при различных его длинах:

о - оо стоячей волной тока; б - с бегущей волной тока

Одиночный провод с бегущей волной тока излучает так, что диаграмма направленности симметрична относительно оси про-зода, т. е. имеет форму тела вращения. Все ее разрезы плоскостями, проходящими через ось провода, одинаковы, и, следова-

тельно, диаграммы во всех плоскостях одинаковы. Кроме того, как н в случае провода со стоячей волной тока, излучение вдоль оси провода отсутствует.

4.2. Электрические вибраторы •

Чаще всего в технике антенн применяют разведение проводов линии на 180° при длине каждого из них обычно ие более половины длины волны. В этом случае распределение токов и потенциалов будет иметь вид, представленный на рис. 4.3.

Как видно из рисунка, для данных распределений токи в проводах направлены в одну сторону и, следовательно, излучения от каждого из проводов будут складываться в экваториальной плоскости хц. Антенна такого типа спм-метрична относительно этой плоскости ху и относительно z=0. Поэтому она называется симметричным вибратором.

Напряженность поля (и диаграмма направленности) симметричного вибратора, расположенного в неограниченном свободном пространстве, может быть рассчитана по формуле

rsm(

- cos

/ 2л/ \

где 0 - угол относительно оси провода; I - половина длины вибратора.

Расчетные диаграммы направленности симметричных вибраторов в зависимости от их длины приведены на рис. 4,4. Чем длиннее вибратор (в пределах /<0,625Я), тем уже у него диаграмма направленности и тем больше КНД. Пространственная диаграмма направленности симметрична относительно оси вибратора (осевая симметрия), В направлении оси вибратора излучение отсутствует. Максимум излучения лежит в экваториальной плоскости. Вектор напряженности электрического поля в дальней зоне поляризован в меридиональны.ч плоскостях. Вектор напряженности магнитного поля перпендикулярен меридиональным плоскостям.

Активная и реактивная составляющие входного сопротивления симметричного вибратора изменяются в зависимости от отношения его длины к длине волны. Активное сопротивление является суммой сопротивлений излучения В



21= к.

/ilUUlb

Рис. 4.3. Распределение тока иа симметричных вибраторах:

д - на полуволновом вибраторе; б - на одиоволновом вибраторе, длина каждого плеча которого равна половине длине волны


Рис. 4.4. Диаграммы направленности симметричных вибраторов различной длины:

/ - элементарного диполя (гД=0); 2 - полуволнового вибратора (гА=-=0,25); 3 - одноволнового вибратора (гД=0,6); 4 -вибратора, каждое плечо которого равно 1 =0.625Я

Ки,Ом

то то

Off]

0,1 0,1 0,3 0,li 0,5 0,6 t/X

500 0

-500 -1000

=3WJ

0,1 0,2 0,3 0,i 0,5 0,6 t/k

Рис. 4.5. Зависимость входного сопротивления симметричного вибратора от его длины (в долях длины волны):

а - активная составляющая: б - реактивная составляющая

потерь из-за сопротивления проводов вибратора (?=/?j.-)-/n). Сопротивление излучения во много раз превосходит сопротивление потерь, и поэтому на рис. 4.5 приведены зависимости Rysh и Авх от длины вибратора. Они свидетельствуют резонансных свойствах вибратора. В тех случаях, когда полная длина вибратора (2Z) примерно равна целому числу полуволн, его реактивная составляющая входного сопротивления равна нулю, а сопротивление излучения имеет максимальное при нечетном числе полуволн либо минимальное при четном числе полуволн значение. В первом случае реактивное сопроти.вление изменяется с уменьщением длины волны от емкостного характера к индуктивному,



т. е. имеется большое сходство с резонансом в контуре из последовательна включенных индуктивности и емкости. Во втором случае реактивное сопротивление с уменьшением длины волны изменяется от индуктивного характера до-емкостного, т. е. с резонансом в контуре, у которого индуктивность и емкость включены параллельно.

Следует обратить внимание, что зависимость активной составляющей входного сопротивления вибратора при последовательном резонансе изменяется, более плавно, чем при параллельном. Поэтому обеспечить согласование полных сопротивлений в полосе частот проще при частотах, близких к последовательному резонансу. Кроме того, активная составляющая входного сопротивления при последовательном резонансе почти не зависит от волнового сопротивлени» вибратора, а при параллельном резонансе зависимость от его достаточно ощутима.

Практически, например, активная составляющая входного сопротивления очень тонкого полуволнового симметричного вибратора, у которого 21-%12, примерно равна R=73 Ом.

Как следует из приведенных на рис. 4.5 зависимостей, реактивная составляющая входного сопротивления симметричного полуволнового вибратора имеет индуктивный характер и равна Хш=А2,Ъ Ом. С укорочением вибратора ее значение уменьшается и резонанс наступает при длине вибратора, меньшей половины .цлины волны.

Для того чтобы на основной рабочей волне вибратор имел чисто активное входное сопротивление, обеспечивающее бегущую волну в питающей линии, необходимо его длину брать немного меньшей половины длины волны в свободном пространстве. На рис. 4.6 приведены кривые, позволяющие определить резонансную длину вибратора в зависимости от отношения длины волны к диаметру проводника: 2l=kXI2 (рис. 4.6, кривая а) и 2l=JiX (рис. 4.6, кривая б). При укорочении вибратора до резонансной длины уменьшается его сопротивление излучения.

Одиночный линейный проводник, расположенный перпендикулярно над проводящей поверхностью, называется несимметричным вибратором.

Для несимметричных вибраторов труднее выделить определенные характерные виды схем и конструкций, поскольку с каждым из видов симметричных вибраторов можно сопоставить несколько видов симметричных вибраторов. Пример преобразования тонкого симметричного волнового вибратора дан к?-рис, 4.7, здесь же изображены несколько видов несимметричных вибраторов, являющихся производными от симметричного. Суть этого преобразования симметричного вибратора в несимметричный ясна из рисунка и не требует пояснений, но расчет таких вибраторов сложнее, чем симметричных.

к 1,0

0,96

0,5Z

0,88

0,81*

Рис. 4.6. Зависимость коэффициента укорочения вибратора k от отношения длины волны к диаметру:

а -для полуволиового симметричиогг. вибратора; б - для вибратора, каждо! плечо которого равно половине длинь! волны

20 W 100 200 т 10 Z-104-1CF102-IOkld



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [11] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46



0.0084
Яндекс.Метрика