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

энергии будет поглощаться в нагрузке, а часть - отражаться от конца линии. В качестве примера на рис. 2.2,а показана линия с волновым сопротивлением 2в=500 Ом, нагруженная на конце сопротивлением i?=2000 Ом.

На рис. 2.2,6 изображе а кривая изменения действующих значений напряжения JJ, а на рис. 2.2,е - кривая действующих значений силы тока / вдоль линии. Эти кривые характеризуются максимумами и минимумами, но последние уже не достигают нулевых значений. Штриховые горизонтальные прямые соответствуют значениям действующих напряжения и тока, которые имели бы место в линии, если бы она была нагружена сопротивлением, равным волновому сопротивлению линии. На рис. 2.2,г показана кривая изменения модуля входного сопротивления линии Zbx, построенная на основании данных, полученных делением напряжения на ток, значения которых взяты по кривым рис. 2.2.,бие. Входное сопротивление линии, длина которой равна целому числу полуволн, равно сопротивлению нагрузки на конце.

При длине линии, равной нечетному числу четверти волны, ее входное гопротивление при активном сопротивлении нагрузки

Zj,ZliR. (2.1)

Изменение напряжения вдоль линии обычно характеризуется отношением напряжения в минимуме t/мнн к напряжению в максимуме t/макс. Это отношение обозначается буквой Кбв и называется коэффициентом бегущей волны (КБВ):

Кбв = С/мин/С/макс. (2.2)

Коэффициент бегущей волны Ков определяет, насколько близко режим в линии приближается к режиму бегущей волны. При Кбв=1, т. е. когда нет минимумов и максимумов напряжения и оно во всех точках линии одинаково, имеет место режим бегущей волны в линии. Наоборот, Кбв=0 характеризует режим чисто стоячих волн в линии. Наряду с понятием КБВ используется термин коэффициент стоячей волны (КСВ), равный

Ксъ = = UubkcIUkw.- (2-3)

В любой реальной линии при передаче энергии происходит некоторый расход ее вследствие потерь в металлических проводах и экранирующей оболочке, из-за потерь в изоляторах линий, а в открытых линиях - вследствие атмосферных осадков (гололеда, изморози и т. п.).

Если линию с потерями нагрузить на конце активным сопротивлением, равным ее волновому сопротивлению, то в ней, так же как и в линии без потерь, установится чисто бегущая волиа. Отличие от линии без потерь будет состоять лишь в том, что амплитуда тока или напряжения при бегущей волне в линии с потерями уже не будет оставаться неизменной, а будет постепенно убывать в направлении от генератора к нагрузке вследствие потерь в линии. Входное сопротивление линии с потерями при бегущей волне, т. е. сопротивление в точках присоединения к генератору, равно волновому сопротивлению линии независимо от ее длины.

В том случае если сопротивление нагрузки на конце линии отлично от волнового сопротивления, то от конца линии произойдет отражение и возникнет волна, бегущая в обратном направлении - от конца линии к ее началу. Отраженная волна, распространяясь от нагрузки к генератору, будет также «меть амплитуду, убывающую вдоль линии в сторону к генератору.



в тех точках, где для разомкнутой линии без потерь должны были быть, нулевые значения, будут лишь некоторые минимумы. Пучности тока или напряжения не будут одинаковыми через каждую половину волны, а будут постепенно уменьшаться от начала линии к ее концу.

Входное сопротивление линии с потерями, разомкнутой на конце, уже небудет чисто реактивным. Наряду с реактивной составляющей появится и активная составляющая сопротивления. Активная и реактивная составляющие-входного сопротивления разомкнутой линии с потерями в зависимости от длины линии I.

Коэффициент полезного действия (КПД) линии с потерями, определяемый отношением мощности в конце линии (т. е. в нагрузке) к мощности в начале линии, максимален в случае бегущей волны в ней

т1иакс = е-2«, (2.4)>

где а - коэффициент затухания; / - длина линии. Для линии с малыми потерями (а/<С1)

Чмако 1 - 2а/. (2.5).

2.2. Линии передачи разных типов

При использовании фидерных линий для передачи электромагнитной энергии от передатчика к антенне или от антенны к приемнику к ним предъявляются следующие требования общего характера.

Потери электромагнитной энергии, передаваемой по фидеру, должны быть минимальными.

Линии должны обладать достаточной электрической прочностью, т. е. должны быть рассчитаны на передачу требуемой мощности без опасности возникновения электрического пробоя.

Фидерные линии не должны обладать антенным эффектом, т. е. не должны излучать или принимать электромагнитные волны; излучение электромагнитных волн фидерной линией нежелательно из-за возрастания потерь в линии (потерь на излучение) и вследствие искажения диаграммы направленности антенны.

Степень важности каждого из указанных требований зависит от характера работы радиостанции. Так, например, для приемных антенн вопрос о перенапряжениях, естественно, отпадает, в то время как роль антенного эффекта для них возрастает. Действительно, антенный эффект приемного фидера может свести на нет все достоинства направленной антенны и дать резкое увеличение уровня внешних помех на входе приемника. Для приемных антенн длинных и средних волн, когда внешние помехи значительны, потери в линиях не играют существенной роли; в диапазоне же УКВ, особенно на ОВЧ, когда мощность внутренних шумов приемных устройств может превосходить мощность внешних помех, КПД линий необходимо по возможности увеличивать.

На коротких, метровых и отчасти дециметровых волнах применяются воздушные двухпроводные (реже четырехпроводные) фидерные линии и радиочастотные кабели. При переходе к сантиметровым и более коротким волнам-указанные линии передачи становятся непригодными. Открытые линии непригодны из-за того, что расстояние между проводами становится соизмеримым/ с длиной волны и линии начинают заметно излучать. Экранированные же линии не имеют излучения.





-Рис. 2.3. Воздушная двух- Рис. 2.4. Экранированные

проводная (неэкранирован- линии (поперечное сечение)

ная) линия

Воздушные и экранированные линии. Для питания проволочных антенн применяются два типа фидерных линий: воздушные и экранированные.

Из воздушных наиболее распространенными являются двухпроводные линии (рис. 2.3). Отсутствие антенного эффекта достигается уменьшением расстояния между проводами линии, так как при малом (по сравнению с волной) рас-.стоянии электромагнитное поле, создаваемое вне линии током одного провода, уравновешивается полем (обратного знака) второго, провода, в котором ток протекает в противоположном направлении. Но располагать провода очень близко друг от друга нельзя из-за возможности их соприкосновения, а также •из-за уменьшения электрической прочности линии.

На рис. 2.4 показаны экранированные линии: концентрическая (или коаксиальная) и двухпроводная. Конструктивно такие линии выполняются жесткими или гибкими.

Жесткий концентрический фидер (рис. 2.4,а) изготовляется из медных или .латунных трубок, помещенных одна внутри другой. При малых диаметрах вместо внутренней трубки применяется сплошной цилиндрический стержень. По .центральному проводу протекает ток одного направления, а по экрану - другого. Центральный провод отделяется от наружного шайбами из диэлектрика.

В гибком высокочастотном коаксиальном кабеле внутренний провод пред-•ставляет собой медную жилу, сплошную или из тонких проводников. Наружный проводник состоит из медной оплетки в виде сетки или тонкой ленты. Пространство между внутренним проводом и экранирующей оболочкой заполняется пластической массой из фторопласта или полиэтилена. Снаружи кабель покрывается защитной изоляционной оболочкой.

Двухпроводный кабель (рис. 2.4,6) состоит из двух проводов, разделен-Ных изоляцией и окруженных экранирующей оболочкой. Он применяется главным образом для симметричных антенн.

По сравнению с воздушными линиями преимущество экранированных линий в том, что они не имеют антенного эффекта, более удобны при монтаже, в частности могут быть зарыты в землю, лучше защищены от влияния атмос-ферных условий. С другой стороны, экранированные линии более сложны по конструкции, чем воздушные, и поэтому более дорогие. Б экранированных линиях труднее обнаруживать повреждения и устранять их.

Волновое сопротивление линии определяется конфигурацией, геометричес-Кими размерами и материалом, заполняющим пространство между проводами.

На рис. 2.5 представлены графики для определения волнового сопротив--Ления двухпроводной воздушной линии (см. рис. 2.3,а).



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



0.0058
Яндекс.Метрика