Н.И. Войтович, А.Н. Соколов - Вибраторные антенны (1083411)
Текст из файла
Министерство образования Российской ФедерацииЮжно-Уральский государственный университетКафедра “Конструирование и производство радиоаппаратуры”621.396.6(07)В656Н.И. Войтович, А.Н. СоколовВИБРАТОРНЫЕ АНТЕННЫУчебное пособиеЧелябинскИздательство ЮУрГУ2001УДК 621.396.67(075.8) + 621.397.6(075.8)Войтович Н.И., Соколов А.Н.
Вибраторные антенны: Учебное пособие.— Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2001. — 76 с.Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 2008 —“Проектирование и технология радиоэлектронных средств”, 2302 — “Сервисбытовой радиоэлектронной аппаратуры” а также 2016 — “Радиоэлектронныесистемы” и 2007 — “Радиотехника”, изучающих ряд общепрофессиональныхдисциплин:“Техническаяэлектродинамика”,“Электродинамикаираспространение радиоволн”, “Антенно-фидерные устройства в кабельном испутниковом телевидении”, “Антенны и устройства СВЧ”.Пособие состоит из двух частей. В части I излагаются основные понятия ирасчётные методы теории вибраторных антенн.
Главное внимание уделяетсярассмотрению структуры электромагнитных полей в дальней, ближней ипромежуточной зонах дипольных антенн и антенн конечных размеров,рассмотрению входного сопротивления и диаграмм направленности антенн.Важнейшие выкладки и преобразования проводятся достаточно подробно исопровождаются необходимыми пояснениями. В части II рассмотреныконкретные вибраторные антенны УКВ и СВЧ диапазона.Ил. 51, табл.
4, список лит. — 24 назв.Одобрено учебно-методической комиссией приборостроительного факультета.Рецензенты: Тамбовцев В.И., Чернышев А.А.© Издательство ЮУрГУ, 2001.ОГЛАВЛЕНИЕСПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ ОСНОВНЫХ ВЕЛИЧИН ............................................ 5ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................... 7ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ТЕОРИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ РАДИОВОЛНВИБРАТОРНЫМИ АНТЕННАМИ ............................................................................... 9Глава 1. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ АНТЕНН................. 91.1.
Уравнения Максвелла....................................................................................... 91.2. Излучение электромагнитных волн элементарным электрическимвибратором ............................................................................................................... 121.2.1. Элементарный электрический вибратор................................................. 121.2.2. Анализ структуры электромагнитного поля элементарногоэлектрического вибратора.................................................................................... 151.2.3. Диаграммы направленности элементарного электрического вибратора221.2.4.
Мощность и сопротивление излучения элементарного электрическоговибратора ............................................................................................................... 24Глава 2. ТЕОРИЯ ВИБРАТОРНЫХ АНТЕНН........................................................ 252.1. Электрический вибратор ................................................................................ 252.2. Интегральное уравнение Галлена для вибратора ........................................ 262.3. Распределение тока и заряда вдоль вибратора............................................. 292.4. Диаграмма направленности вибратора......................................................... 342.5. Сопротивление излучения вибратора ...........................................................
372.6. Коэффициент направленного действия вибратора...................................... 392.7. Электромагнитное поле вблизи вибратора................................................... 392.8. Расчет мощности излучения и входного импеданса вибратора методомнаводимых ЭДС ....................................................................................................... 432.9. Приближённый расчёт входного импеданса вибратора методомэквивалентных схем................................................................................................. 47ЧАСТЬ ВТОРАЯ.
АНТЕННЫ ВИБРАТОРНОГО ТИПА......................................... 51Глава 3. ВИБРАТОРНЫЕ АНТЕННЫ СВЧ ............................................................ 513.1. Вибраторы, питаемые двухпроводными линиями....................................... 513.1.1. Петлевой вибратор ....................................................................................
523.1.2. Шунтовой вибратор................................................................................... 543.1.3. Комбинированный вибратор .................................................................... 543.1.4. Биконический вибратор ............................................................................ 553.2. Вибраторы, питаемые коаксиальным кабелем.............................................
553.2.1. Симметрирующее устройство типа U-колена ........................................ 573.2.2. Мостиковое симметрирующее устройство............................................. 573.2.3. Симметрирующие устройства сантиметрового диапазона волн.......... 593.3. Несимметричные вибраторы и способы их питания................................... 603.4. Турникетные вибраторы................................................................................. 62Глава 4.
КОНСТРУКЦИЯ СИММЕТРИЧНОЙ ВИБРАТОРНОЙ АНТЕННЫ ... 654.1. Устройство вибраторной антенны................................................................. 654.2. Пример описания конструкции антенны ...................................................... 70ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................................ 71ПРИЛОЖЕНИЯ ..........................................................................................................
73П1. Значения относительной диэлектрической проницаемости некоторыхвеществ при t = 20°С................................................................................................ 73П2. Значения удельной проводимости некоторых веществ при t = 20°С ........ 73П3. Значения относительной магнитной проницаемости некоторых веществпри t = 20°С............................................................................................................... 74П4. Формулы векторного анализа ........................................................................
74Определение операций ......................................................................................... 74Операции в декартовых координатах ................................................................. 75Операции в цилиндрических координатах......................................................... 75Операции в сферических координатах ............................................................... 75Основные теоремы................................................................................................ 76Некоторые тождества ........................................................................................... 76СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ ОСНОВНЫХ ВЕЛИЧИНt&E&HВремя, секунда (с)Напряжённость электрического поля (В/м)Напряжённость магнитного поля (А/м)εДиэлектрическая проницаемость (Ф/м)ε0 = 10-9/(36π) Ф/мЭлектрическая постояннаяεrОтносительная диэлектрическая проницаемостьµМагнитная проницаемость среды (Гн/м)µ0 = 4π ⋅ 10-7 Гн/мМагнитная постояннаяµrОтносительная магнитная проницаемостьσ&эjПроводимость среды (Сим/м)&мjПлотность магнитного тока (В/м2)fЧастота (Гц)ωКруговая частота (1/с)ψ0Начальнаяфазастороннегоэлектрического вибратораλДлина волны (м)λ0Длина волны в свободном пространстве (м)ρОбъёмная плотность электрических зарядов (Кл/м3)m&pОбъёмная плотность магнитных зарядов (Вб/м3)Момент электрического диполя (Кл⋅м)γПостоянная распространенияПлотность электрического тока (А/м2)5токаэлементарногоαКоэффициент затуханияβ&Aэ&Aэ∞Фазовая постояннаяВекторный запаздывающий электрический потенциал&AмВекторный запаздывающий магнитный потенциалIЭлектрический ток (А)IстСторонний электрический ток (А)qЭлектрический заряд (Кл)Q(z)&Π&nЛинейная плотность заряда (Кл/м)kВолновое число (1/м)k0Волновое число в свободном пространстве (1/м)lДлина (м)RΣСопротивление излучения (Ом)RΣпСопротивление излучения, отнесённое к пучности тока (Ом)WвВолновое сопротивление линии передачи (Ом)W0Волновое сопротивление в свободном пространстве (Ом)c = 3 ⋅ 108 м/сСкорость света в вакуумеSRПлотность потока мощности в дальней зонеВекторный запаздывающий электрический потенциал вдальней зонеВектор Пойнтинга (Вт/м2)Единичный вектор нормали к поверхности(x, y, z) или (ξ, η, ζ) Декартовы координаты(r, θ, z)Цилиндрические координаты(r, θ, φ)Сферические координаты6ВВЕДЕНИЕДля излучения и приема электромагнитных волн с давних пор находятширокое применение антенные системы, вибраторы которых являются отрезкамитонких проводов.
Теоретический вывод о существовании электромагнитных волнвместе с гипотезой об электромагнитной природе света, принадлежит ДжемсуКлерку Максвеллу (1831 – 1879 гг.). В современной физике уравнения Максвеллаявляются фундаментальными законами теории электромагнетизма. Возбуждениеэлектромагнитных волн в лаборатории и их экспериментальное исследованиебыло осуществлено позднее Генрихом Герцем (1857 – 1894 гг.). Герц использовалвозбуждаемый в центре провод длиной 60 см, имеющий на каждом концеметаллическую пластину площадью 40 см2 [1]. В этой антенне затухающиеколебания возбуждались искровым промежутком и имели основную частоту53,5 МГц или длину волны 5,6 м.
Для приема волн использовалась меднаяизолированная проволока толщиной 2 мм. На концах проволоки были укрепленыдва изолированных шара диаметром 10 см, в середину её был введен искровоймикрометр. Провода были натянуты на расстоянии 60 см параллельно друг другу.Возбуждение промежутка первого провода потоком искр сопровождалосьпотоком искр во вторичном проводе. Герц предвосхитил многое из того, чтотеперь относится к радиотехнической электродинамике. Тем не менее, он неставил вопрос о техническом применении электромагнитных волн.Самая первая проволочная антенна в виде заземленного провода былаизобретена и применена основоположником радиотехники А.С.
Поповым в1895 г. Источником электромагнитных колебаний в его опытах служилпередающий вибратор Герца, однако в передатчике Попова искровой разрядниквключался между проводом и землёй.В начале прошлого века, когда радиосвязь приобрела уже практическоезначение, использовались главным образом длинные волны (длиной порядкакилометра). Антенны для этих систем представляли собой объёмную систему,размеры которой были очень большие, но малы по сравнению с длиной волны.Эти антенны рассматривались как системы с сосредоточенными постоянными.Объемная система в виде ёмкости настраивалась в резонанс катушкойиндуктивности.Но, начиная с двадцатых годов, в радиотехнической практике осваиваютсяволны все более короткие. Антенны стали рассматриваться как системы сраспределенными постоянными, и для их анализа и синтеза была примененатеория длинных линий. В какой-то мере в этот период процессы распространенияэлектромагнитных волн вдоль проводников и процессы излучениярассматривались раздельно.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
