военка_оригинал (Готовый семинар), страница 7

Рис. 6.32. Зависимость сопротивления излучения вертикального заземленно­го полуволнового вибратора от высо­ты подвеса над землей

углами к горизонту. Влияние поглоще­ния в земле оказывается в том, что ис­чезает излучение вдоль земной поверх­ности и нижний лепесток диаграммы направленности приобретает вид, по­казанный на рис. 6.31,6 штриховой ли­нией. Одновременно появляется неболь­шой добавочный лепесток под большим углом к горизонту, но интенсивность его невелика, и обьючио его не учитывают.

6.7. СЛОЖНЫЕ ВИБРАТОРЫ

Антенны с большим сопротивлением излучения обладают высоким КПД, ха­рактеризуются малыми токами и на­пряжениями при резонансе, просты в на­стройке и регулировке. Поэтому всегда стремятся к максимальному увеличению сопротивления излучения антенны, уве­личивая для этого длину излучающего провода. Однако у линейных проводов увеличение сопротивления излучения с увеличением их длины происходит не непрерывно, а периодически замедляет­ся небольшими уменьшениями этого со­противления (см. рис. 6.5), вызванны­ми излучением противофазных участков провода.

Увеличить сопротивление излучения при увеличении длины антенны можно двумя путями. Во-первых, можно со­гнуть участки с противоположным на­правлением тока в неизлучающие чет­вертьволновые шлейфы, как это дела­ется в синфазных антеннах (см. рис. 6.1,ж). Но при этом общая длина вхо­дящих в антенную систему проводов, определяющая сопротивление потерь, оказывается почти вдвое больше длины излучающей части. Поэтому синфазные антенны из проводов, вытянутых в одну линию, применяются только для получе­ния направленного излучения. Во-вто­рых, можно согнуть антенный провод в тех местах, где изменяется направление

Естественно, что вследствие поглощения

результирующее поле излучения будет ослаблено по сравнению со случаем иде­ально проводящей земли.

Аналогичные изменения происходят в диаграмме направленности заземлен­ных вибраторов (рис. 6.33). Она пока-

Рис. 6.33. Диаграммы направленно­сти вертикального заземленного виб­ратора над землей с разной прово­димостью

зывает, что в основном влияние плохой проводимости земли выражается в ос­лаблении поля и эффекте «отброса» нижнего лепестка диаграммы направ­ленности от поверхности земли.

тока. Тогда пространственное направле­ние токов в отдельных участках антен­ной системы уже не будет противопо­ложным, и при угле изгиба в 90° ком­пенсирующее действие их излучения сведется к нулю. Образующаяся при этом система носит название антенны Ширекса (рис. 6.34).

Если угол изгиба сделать равным 180°, то пространственное направление токов в антенне станет везде одинако­вым. При небольшом по сравнению с длиной волны расстоянии между излу­чающими участками созданные ими волны приходят в любые точки про­странства с одинаковой фазой и усили­вают друг друга. На рис. 6.35 приведе­ны типичные примеры так называемых шлейф -вибраторов, основанных на данном принципе. Все они имеют об­щую длину провода, равную целому чис­лу полуволн, и поэтому являются ре­зонансными системами, входное сопро­тивление которых носит чисто активны

й

Рис. 6.35. Шлейф-вибраторы: а — петлевой вибратор; б — петлевой вибратор без перемычки; в — трехэле­ментные вибраторы; г — четырехэле- ментный вибратор; д — вибратор с длиной ЗУ4

характер. Ток от генератора последова­тельно обтекает синфазные излучающие элементы, представляющие собой полу­волновые вибраторы.

В отличие от синфазных антенн из вибраторов, вытянутых в одну линию, такие системы не содержат неизлучаю- щих участков провода, поэтому сопро­тивление потерь в них минимально. За­то диаграмма направленности шлейф- ■ вибраторов практичесад не отличается от диаграммы простого полуволнового вибратора.

На рис. 6.35,а показана двухвибра- торная шлейф-антенна, которую часто называют также петлевым вибра­тором. В ней конец В соединен с кон­цом А для того, чтобы не нарушать симметрии системы. В противном случае (рис. 6.35,6) в питающем фидере поте­кут различные токи, и он создаст интен­сивное излучение в окружающем про­странстве. Необходимо обратить внима­ние на то, что оба вибратора при этом оказываются соединенными не парал­лельно, как это могло бы показаться на первый взгляд, а последовательно. В тех случаях, когда в антенне уклады­вается нечетное число полуволн (рис. 6.35,в), система получается симметрич­ной и соединять ее концы не нужно. На ряс. 6.35,г изображена четырехэлемент- ная антенна.

Из приведенных примеров видно, что во всех проводах, образующих слож­ные вибраторы, одновременно текут оди­наковые синфазные токи. Поскольку они располагаются в непосредственной близости один от другого, то такую систему можно рассматривать как еди­ный вибратор, в котором течет ток п — число элементов в — амплитуда тока в эле­ментах.

Мощность излучения сложного ви­братора может быть подсчитана по об­щей формуле

где R— сопротивле­ние излучения одного элемента (полу­волнового вибратора). Отсюда

т. е. сопротивление излучения сложного вибратора равно сопротивлению излуче-» ния его отдельного элемента, умножен­ного на квадрат числа образующих его элементов.

Результаты измерений сопротивле­ний излучения вибраторов совпадают со значениями, получаемыми по формуле (6.19). Так, для петлевого двухэлемент­ного вибратора при измерениях полу­чено iR^ =320 Ом, а для трехэлемент­ного вибратора /?^ = 640 Ом. Некоторое расхождение полученных значений с вы­численными по формуле (6.19) объяс­няется изменением закона распределе­ния тока в проводах вибраторов из-за их взаимного влияния. Эти сопротивле­ния излучения настолько велики, что двух- и трехэлементные вибраторы мож­но непосредственно согласовывать с от­крытыми двухпроводными линиями, что является весьма ценным свойством.

Сложные вибраторы допускают удовлетворительную работу без пере­стройки антенны и питающего ее фиде­ра внутри любого любительского диа­пазона; при работе же с обычным виб­ратором коэффициент бегущей волны фидера изменяется в пределах такого диапазона примерно в 2 раза. Это свой­ство является также чрезвычайно цен­ным при широкополосной работе, на­пример при передаче и приеме частотно- модулированных сигналов, в телевиде­нии, телеуправлении и радиолокации.

Сопротивления излучения можноподбирать, изгибая провод не в точках, длина провода такого вибратора равна

где ток меняет свое направление, а в 1,5Х, поэтому он является резонансной

других точках провода. Тогда в отдель- системой. Распределение тока в обои*

ных частях вибраторов будут течь про- проводах различно; оно показано на

тивофазные токи, и сопротивление излу- рис. 6.35Д Диаграмма направленности

чения будет несколько уменьшено. На- такой системы мало отличается от ди-

пример, с 500-омной воздушной линией аграммы направленности полуволнового

хорошо согласуется петлевой вибратор, вибратора. В некоторых случаях одно-

состоящий из двух вибраторов длиной временно с изменением сопротивления

0,75Х и имеющий сопротивление излуче- излучения меняется и диаграмма на-

ния =,500 Ом (рис. 6.35,(5). Полная правленности.

1