Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 27
Текст из файла (страница 27)
1~=1 лз(п — и К= 2п1 =(7 лсоз †, пде 1 л — ток в пучпостн Л ' и (7 ~л — пащряжеюие в пучпости стоячих волн в проводе антенны, а 1 — расстояние от разомюнутого конца. Поэтому реактивную соста~вляюшую входного сопротивления антенны ыожно подсчитать по формуле 2 1 Х = — с16 — = Авх= 1 Л тА 2п( = — 2 с16 —. ел (6.8) ,По аналогии с длинными линиями овношение амплитуд напряжения к току называем волновым сопротивлением антенного провода. 22рн расчете антенны очень ,важно знать ее .входное сопротивление при резана|нее. В этом случае входное сопротивление антенны имеет чисто активный характер.
Мошность, потребляемая в антенне, (6.9) охкуда (бд П А (6.10) Авх 12 А вх При резонансе, когда длина диполя равна 0,5Л; 1,5Л; 2,5Л и т. д., антенна питается и пучности тока. Следовательно, )зэк=1 А и согласно выражению (6.3) )~А вх Х+ Это сапротиплеаие огносительно мало (порядка единиц или десятков ом). Характер .изменения ~входного сопротнвления при изменении отношения ВЛ вблизи значений 0,5; 1,5; 2,5 и т.
д. (~рис. 6.7) соответствует его поведению вблизи резонанса в последовательном контуре. Поэтому часто говорят, что при данном отношении ВЛ ~в антенне имеет место резонанс ~на~пряжевий. Когда длина диполя ~равна Л, 2Л, ЗЛ и т. д,,питание антенны производится в пучносги напряжения н мощность, потребляемая в антенне, 2 1 Р 12 А 2 тА л 2 А вх 2 ()тл (6.! 2) Лл вх 92 ил а Еол сей 22)'а оооо оооо 2ООО юоо о - голо Рис. 6.7.
Зависимость входного сопротивления симметричного вибратора (антенны) от его электрической длины откуда (6.13) л* (1 / )7 Тап как отношение ам~плитуды напряжения к амплитуде тона равно волновому сопротивлению, то Я ляд()7 (6.14) Для обычных проволочных антенн Ею=1000 Ом, .а )(л имеет порядок единиц или десятков ом н 27л э* составляет тысячи и даже десявки тысяч аи. Рисунок 6.7 показывает, что входное сопротивление при изменении отношения ЦЛ вблизи значений, соопветствуюших целым числам, изменяется аналогично сопротивлению параллельного контура вблизи резонанса.
Поэтому часто говорят, что прн таком оцношении 1/Л имеет место,резонаею токов. Уславия питания антенны ~в пучности така и пучности патэряжения резко различаются. В первом случае антенна представляет собой активную ~нагрузку с небольшим сопротивлением н потреблвет сраанителыю болыпой ток, амплитуда же .на|аряжения ~на ~входе незначительна. Во втором случае антенна имеет очень большое входное сопротивление и потребляет очень ~небольшой ток, аьэплнтуда же напрягкения на входе относительно высака.
Поэтому часто говорят, что в первом случае антенна питается током, а во втором — напряжением. Сравнение прафнка, приведенного на рис. 6.7, с аналогичными зависимостями, снятыми для ~реальной линни (см. рис. 5.19), показывает полную родственность явлений в длинной линии и антенне. Однако следует авметнть и .ряд следую- о„оы п,аы —.— П,аоо п,ог2 оооо а аао а,оаб Оооо п,аах -а,пох — 0,006 -о,оах -п,аоб ОС аож г а,огх г -г паж ая7 О Опб оооб а аох а,оах гЛ а а -а,апх -п,аох — 2(006 -0006 Рис.
68. Резонансные характеристики полуволновых вмбрато- ров различного диаметра изводится по формуле Л б ( = 0,259 !й Л!2Н ' (6.15) щих особенлостей: резонансные кривые антенн значительно менее острые, чем у длинных линий; активная соста|вляющая входного сопротивления а~итенны лри резонансе напряжений много больше, чем у реальной линии, а ври резо~пансе токов много меньше; с увеличением длины антенны, максимумы резонансной кривой сильно убывают я становятся более расплывчатымн; точная ~реэонавоная длина антенны на нссколько ~процентов меньше целого числа лолуволн. Эти особенности обыюняются тем, что потери в антенне вследсвэие излучения ванного больше, чем в обычной ~неизлучающей линии. Из резонансных характеристик .полуволловых вибраторев различного диаметра, приведенных на рис.
6.8, видно, что точная резонансная длина вибратора оказывается вссколько меньше 0,5Л. Это объионяется некоторым изменением распределения стоячих волн ~в вибраторе по сравнению с линией, не имеющей потерь ва излучение. Вследствие этого у антенны, длина которой равна целому числу полуволн, поваляется индуктивная составляющая, входного сопротивления, для компенсация ~которой нужно несколько укоротить вибратор. Резонансные свойства антенны существенно зависят от диаметра вибратора. С увеличением диаметра уменьшается ~волновое сопротивление, а значит, изменяется и входное сопротивление.
Поэтому и размер укорочевия, необходимого для комаенсации реактивной части входного сопротивления, становится другим. Это ,подтверждается резонаноными юриными а~нтенн из провода различного диаметра (рис. 6.8). Они показывают, что с увеличением диаметра вибратора его укорочение,возрастает. Расчет укорочения внбратора про- где б( — укорочение волуволнового внбратора, а 22 †диаме вибратора. 93 При укорочении нужно сохранять симметрию антвяиой системы, т.
е. укорачивать обе половины вибратора на А!!2. Для обычных однопроводных антенн укарочение составляет около 5% длины антенны. Поэтому резонансную длину полуволч1ового,вибратора можно рассчитать по формуле Л 143 ! ж0,95 — = —, »еа (6 16) где !р„— в метрах, а ! — в мегагерцах. Точная резонансная длина вибраторов, кране того, зависит от числа и места установки изоляторов, от изолирующего покрытия провода антенны и от наличия расположенных, вблизи предметов (оттяжек, мачт, зселезобетонных строений и т.:п.), ~вносящих дополнительные потеря в антенну.
Поэтому окончательная настройка антенны прнизвояится уже после ее установки. Резонаноные характеристики на рис. 6.8 показывают, что чем больше диамегр провода, теч шнрс полоса пропускания антенньь Это свойство антенн часто используется на практике Например, для .приема телевизионных передач, содержащих широкую полосу частот, арименяют антенны, выполненные из проводов большого диаметра.
Если передатчик работает в широком диапазоне частот, то приходится иметь дело с расстроенной антенной. Для получения ~резонанса с помощью органов настройки компенсируют реактивную составляющую,вхадного сопротивления антенны. При этом активную составляющую можно подсчитать исходя из следующих соображений.
Моны ность, потребляемая в антенне, РА= 1 !'л вх)7А»х где амплитуда тока на 2 входе антенны оп~ределяется из уравнсния стоячей волны тока: !х »х= 2я! =! аз)п —. Следовательно, Л 2РА А вх !з з!пав тА ) Сраши,вая это выра'кение с формулой для .вычисления сопротивления антенны (64), находим, что )7А )~А вх (6.17) з!пав Л Формула (6.17) справедлива для антенн любой длины, за исключением случаев резонанса таков, когда точки питания папздают в узел тана; в этом случае нужно пользоваться формулой (6.14) .
При одном и том же токе в пучности антенны различной формы и размеров создают разную напряженность паля излучения. Для того чтобы легче можно было сравни~вать между собой различные антенны,,вводят еще один параметр: действующую длину антенны Как уже говорилось ~рат ее, мощность излучения отрезка провода антенны пропорциональна квадрату тока в этом отрезке. Следовательно, напряженность поля пропорциональна тоху в первой степени.
Подсчитать напряженность результирующего поля антенны можно графически, построив в определеяном масштабе график распределения така з антенном проводе (~рис. 69,а). Разбив ю=дш и! а! Рис. 6 9. Определение действующей высоты антенны; а — распределение тока в реальной антенне; б — эквивалентная антенна с той же «плошадью тока» пря его равномерном распределении полученный график,на небольшне участки (в пределах;которых ток можно считать неизменным), умножим их длину на ток н, просуммировав, определим площадь 5т~ участка, ограниченного кривой така и приводом антенны.
Сокращенно зту плошадь называют площадью тока антенны. Антенны с одинаковой площадью така излучают одинаковое .количество энергии. Поэтому удобно характеризовать излу чение антеаны, заменяя ее некоторой прямолинейной воображаемой антенной, имеющей ту же площадь така, но в которой гак одинаков по всей ее длине и равен току в пучности стоячей волны тока реальной антенны (рис. 6.9,6). Длину такой воображаемой ан- Антенна е принимает '~=а Аннгенне. принимает и) К1" г=а ! (- !! ! ! Антенна не ) ) нугинимиет (1 Антенна н)тинимает Рис. 6.10. Поляризация поля линейного излучателя: а — вертикальная пвляризапня; б — горизонтальная полвриза- ция 95 тенны называют действующей д л и~н ой реальной антенны. Это понятие было введено еще ~в то время, когда использовались главным образом вертикалызые антенны. Поэтому данный параметр часто .называют д е й с т в у ю щ е й высотой, а не длиной антенны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
