Главная >  Очерк развития радиотехнологии 

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 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 [ 192 ] 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204

антенна обладает наивыгоднейшими электрическими параметрами.

Рассмотрим принцип работы такой антенны как передаюшей. Пусть над землёй поднят и расположен горизонтально симметричный вибратор длиной 2 /; концы замкнуты на землю через сопротивления R, .обеспечивающие нагрузку концов вибратора сопротивлением, равным вотновому сопротивлению вибратора; вибратор питается подключённым к его середине фидером (рис. ЗЗа.Х!).

Найдём напряжённость поля, создаваемого таким вибратором в удалённой точке р в перпендикулярном к нему направлении.

Так как в вибраторе установится режим бегущих волн, то амплитуду тока в любой точке вибратора можно приближённо считать одинаковой. Угол сдвига фаз между токами в любых двух соседних малых элементах Ддг будет равен ф = а Ах, где а -

Нигро1пениг \ шдногз излууе- \ ния --


ФиНер


Рис. 33.xI. К объяснению принципа работы ромбической антенны; а) схема горизонтального симметричною вибратора (при / = 0,5 X), концы которого замкнуты через землю сопротивлением, равным волновому Сопротивлению вибратора, б) схема V-образной антенны


Рис. 34X1. Сложение векторов напряженности электрических полей,создаваемых в удаленной точке в направлении р токами малых элементов антенн рис 33.XI- а) для антенны рис. ЗЗ.ХГа, б) для \-образной антенны

постоянная сдвига фазы. Угол сдвига фаз между током в первом элементе (в середине вибратора) и в последнем элементе (на концах вибратора) будет равен -п\, где п - число элементов, на которое разбита половина вибратора. Если точка приёма находится на очень большом расстоянии от антенны, по сравнению с длиной волны, то лучи, приходящие в удалённую точку р от отдельных элементов вибратора, можно считать параллельными. Разность хода лучей равна нулю и поэтому гдвпг фаз между векторами напряжённости полей, создаваемых тока-



ми отдельных элементов, будет определяться только сдвигом фаз токов в разных элементах Ах. Результирующий вектор напряжённости поля будет наибольшим, если то на концах вибратора сдвинут относительно тока в середине вибратора иа угол тг, как э1о £ледует из векторной диаграммы (рис. 34а.Х1), на которой El, Ej, . . . . Е - численно равные векторы напряжённости полей, создаваемых токами двух симметричных элементов Дх, считая их от центра вибратора до концов его. Соответствующая этому случаю длина половины вибратора определится из равенства

а / = тг, откуда / = ~ ак как напряжённость

поля, создаваемого током каждого элемента мала, и длина вибратора относительно невелика, то Ерэ- результирующая напряжённость поля, создаваемого всем вибратором, также невелика. При этом вибратор имеет два главных направления (в точку р и в симметричную ей точку р), поэтому такая антенна не получила практического применения и её заменили V-образ-ной антенной (рис. 336.XI). Расположив дье половины вибратора под углом, меньшим 180°, можно увеличить длину /, беря её

больше -. Действительно, при таком расположении вибратора

разность хода лучей от разных элементов Дх не равна нулю. За счёт приближения эле-лентов Дх к точке р сдвиг фаз между векторами напряжённости полей, создаваемых токами соседних элементов Ах, уменьшается. Поэтому длину / можно взять больше и увеличивать до тех пор, пока увеличение сдвига фаз

между током в конце провода относительно тока в середине вибратора, вызванного увеличение.м длины /, скомпенсируется опережением по фазе зг счёт уменьшения расстояния от конца провода до рассмагриваемой точки.

Хотя величина вектора напряжённости поля, создаваемого током каждого элемента Дх, уменьшается за счёт того, что излучение под углом, отличным от 90°, к элементу Д х меньше, чем под углом 90° к Дх, но количество элементов Дх, а следовательно, и количество векторов увеличится. При определённом соотношении между длиной проводов / и углом между ними векторная диаграмма принимает вид, показанный на рис. 346.XI. Результирующий вектор напряжённости поля Ер в точке р получается значительно большим, чем для случая антенны рис. ЗЗа.Х!. В направлении на точку р элементы Дх при переходе от схемы рис. ЗЗа.Х! к схеме рис. 336.XI удаляются от неё, за счёт чего угол сдвига фаз между векторами Еу, Е2, Ео . . . . увеличивается, величина Ер падает, поэтому V-образная антенна обладает заметным односторонним направленным действием; её ооновной лепесток характеристики направленности значителен по сравнению с боковыми лепестками.




чения

- боглощаюшая линия

Хотя применение V-образной антенны с длиной стороны её /, в несколько раз большей длины волны, и позволило увеличить (напряжённость создаваемого ею поля, о а не -получила распространения, так как в ней трудно получить устойчивый режим бегущей волны. Причина этого: непостоянство сопротивлений заземления и, следовательно, сопротивления нагрузки вибратора. Правда, хороший контакт с землёй можно обеспечить сильно развитой сложной системой заземления, но это экономически невыгодно. С другой стороны, применение длинных вертикальных проводов для соединения нагрузочных сопротивлений с землёй искажают из-за излучения этих проводов характеристику направленности. Для устранения этих недостатков оба конца V-образной антенны замыкаются на сопротивление, равное её волновому

сопротивлению, проводами / Напривление длиной / так, как показано глазного азлу- р, 32x1, т. е. получаем

ромбическую антенну.

Необходимо отметить, что у ромба, стороны которого выполнены из одиночных проводов, волновое сопротивление для разных сечений различно, так как расстояние между сторонами вдоль ромба неодинаково. Ближе к острым углам погонная ё.мкость больше, а следовательно, меньше; у тупых углов - Haoi6opoT. Чтобы обеспечить одинаковое волновое сопротивление вдоль всей длины ромбической антенны, её делают в виде двойных проводов, расходящихся от начала и конца ромба к вершинам его тупых углов (рис. 35.XI). При таком выполнении ромба его волновое сопротивление р если расстояние между расходящимися проводами у тупых углов равно (2- 3%) от /, практически можно считать неизменным вдоль ромба; и для технических расчётов антенн (в случае принятых в настоящее время габаритов ромба) принимать р,=700 ом.

Входное сопротивление ромбической антенны равно волновому сопротивлению антенны в диапазоне волн, что обеспечивает возможность получения устойчивого режима питающего антенну передатчика во всём диапазоне волн, для которого остаётся неизменным входное сопротивление антенны. Кроме того, при использовании ромбической антенны в качестве передающей, благодаря режиму, близкому к режиму чисто бегущих волн {к

вдоль ромба не меньше 0,7--0,8), снижается напряжение на проводах ромба. Вследствие этого становится возможным подавать в антенну значительную мощность (порядка десятков киловатт). 580

Рнс. 35.XI. Схема подвеса полотна ромбической антенны



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 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 [ 192 ] 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204