Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Направление токов кальных изображениях в проводах и в их зер- 98 ная составляющая элекирического поля на ~поверхности будет рвана ~нулю. Если бы она ~не была ~равна нулю, то под ее действием по поверхности перемещались бы заряды. Однако покоящийся заряд,не может вызвать непрерывного движения зарядов ~в юроводнике и, следовательно, электричеокое поле у поверхности проводника должно иметь направление, перпендикулярное ей.
Такое же ~поле создается, если металлическую поверхность убрать, а внизу ма,расстоянии йй под зарином в точке Б ~поместить второй заряд,~равный по значению н протввоположный по знаку первому заряду. Второй за~ряд называется зеркальным изображением первого.
При этом поле в произвольной точке поверхмости будет определяться зектораъги Р~ и Р, полей зврядав -~-д и †. Поскольку за~ряды удалены от точки В на одинаковые расстояния, то векторы Р~ и Рз одимвковы. Горизонтальные составляющие этих векторов Р„н Ргг уничтожают друг друга, а вертикальные Р~» и Р„складываются. Это н позволяет заменить действие проводящей поверхности действием чзеркального заряда» Если заряд, помещенный над идеалино проводящей поверхностью, начнет двигаться по,вертикали вниз, то его зеркальное изображение будет перемещаться также к ~поверхности, т, е.
снизу вверх. Поместив мад поверхностью вертикальный провод, в котором в данный момент времени ток течет сверху вниз, мы ~вызовем в его зеркальном пво. бражвнии перемещение зарядов обратного знака снизу вверх и, следовательно, прохождение тока в том же направлении, что я в проводе (рис. 6Л4,а). Поэтому если мад идеально проводящей поверхностью:поместить вертикальную антенну, то ее поле определится как поле антенны и ее зеркального изображения, ~в коти»ром течет ток того же эна. чвния и того же направления. Таким образом, вертикальная антенна и ее зеркальное изображение образуют систему из двух синфазньш вибраторов. Если же заряд, поднятый над идеально ~проводящей землей, движется в горизонтальном направлении, например слева направо (~рис. 6.!4,б), то противоположный по знаку зеркальный заряд передвигается ~в том же .направлении.
Значит, если в горизонтальной антенне течет ток в одном иаправленин, то в ее зеркальном изображении ток течет а противоположном направлении. Танич образом, горизонталыная антенна и ее зеркальное изображение образуют систему из двух аротпвофаэных вмбраторов. Из сказан~ного ~видно, что наличие хорошо проводшцей земли ~под антенной существенно изменяет ее свойства. Если вертикальную антенну ~расположить так, чтобы ее нижний конец касался воверяности земли, то она образует вместе со ~воям зеркальным ,изображением симметричный вибратор (рис.
6.!5,а), Рис. 6.)5. Несимметричный заземленный вибратор: а — распределение тока в вмбраторе и в его зеркальном изображении; б — включение возбуждающего генератора резонансная волна которого в 2 раза для~инее этого симметричного вибратора и, следовательно, в 4 ~раза больше высоты самой антенны. Поэтому заземленную антенну часто ~называют ч етвертьволноаым вибратором.
До настоящего ~времени ~наряду с симметричным вибратором она считается одним нз основных, наиболее распространенных антенных устройств. Достоинство заземленного ~вибратара заключается в простоте его устройств ч малой длине, что особенно важно при работе на относительно длинных волнах. Поснольку .вместе с зеркальным изображением заземлен~ный вибратор образует симметричный полуволновый вибратор, та поле его излуквния над поверхностью земли является полем по4ч лувол нового вибратор а (рис. 6. ! 6), нижняя полови~на диаграммы,направленности которого орезана землей. Вследствие того, что распределениа тока и напрязкения вдоль цесимметрнч- О Рис.
6.)6. Диаграммы направленности несимметричного вибратора: а — в горизонтальной плоскости; б — в вертикальной плоскости ного заземленного внбратора такое же, как и у симметричного, характер изменения его реактивного и аитивного со. противлений такой же, как у симметричного, а,все,расчетные формулы, выведенные для симметричного,вибратора, апра~волли~вы и для несимметричного.
Единственная разница заключается в том, что аотенциал второго зажима генератора, соедпненного к землей, в любой момент времени равен нулю По. этому разность ~потенциалов между зажимом несимметричного вибратора и землей всегда вдвое меньше, чем между этим зажимом и его зеркальным изображением, т, е. чем у симметричного вябратора. Следоватерьно, вход~нее сопротивление несим~метрйчяого вибратора оказывается вдвое меньшим, чем у симметричного, а сопротввление излучения четвертьволнового несимметричного 1вибратора равно половине сопротивления излучения полуволнового диполя, т. е. )( =36,6 Ом.
По той же причине волновое сопротваление пегим. метрячных антон~и можно считать рвв. ным половине волнового сопротивления симметричных антенн, т. е. Ее=500 Ом. Все сказан~ног справедливо только в том случае, когда земля представляет собой идеальный проводник. Когда же земля обладает плохими проводящими свойствами, характер распределения тока в земной ~поверхности изменяется, в результате чего поле излучения вибрато. ра меняется. К|роме того, увеличение активного сопротинле~ния земли приводит к ~возрастанию потерь во всей излучающей системе, состоящей из вибратора и земли, уменьшению ам~плнтуды така, уменьшению излучаемой мощности н,КПД ацтенны. 99 Рнс. 6 17.
Заземление и противовес 6.4. РЕЗОНАНСНЫЕ ЧАСТОТЫ АНТЕНН. ГАРМОНИКОВЫЕ АНТЕННЫ а) / д) е) >7> г) в) з) Рис. 6.18. Распределение тока я симметричных и несимметричных внбраторах на основной волне и высших гармониках Особенно большое значение нмеет сопротивление земли вблизи основания антенны, куда стекаются все токи, наведенные антенной в земле.
Для улучшения проводимости этого участка применяют металлнзацию земли: закапывают в землю металлические листы, провода, улучшают химический состав почвы, аропнтывая ее различными солямп (рнс. 6.17). Теоретические расчеты пшсазывают, что наибольшие потери имеют место в зоне с радиусом приблизительно 0,35).. Поэтому металлнзацию Рассматривая резонансные кривыс снмметрнчиоа антенны (см. рис. 6.7), можно убедиться ~в том, что одна и та же антенна обладает бесконечным ыио>кеством резонансных частот. Оставляя неизменной длин> антенны и изх>е1>яе дливу волны, можно получить,резонзвсвые явления в ней ~всякий раз, когда вдоль нее будет угкладываться целое число палувотн.
При этом ~наиболее длинной резонансной волной будет та, половина которой уложится в антенне. Эту волну ~правя>о называть основнон резонансной волной антенны. Более ко. роткие волны, для которых антенна таквге оказывается настроенной в резонанс, называют высшими гармониками антси. ны. При этом им приписывают номер по числу полуволн, которые укладываются вдоль провода антенны. Справедливость высказанного су>кдвния легко понять, рассмотрев распрсделение стоячих волн тока в проводс симметричной антенны в тех случаях, когда вдоль него укладывается целое число полувол~н (рис. 6.!8). Каждый полуволновый отрезок провода можно рас.
сматрнвать как участок, изолированный от других,,поскольку на его концах ток в любой момвнт ~времени равен пулю. Ка~к уже было показано, полуяолновый 100 земли производят в Радиусе порядка полуволны вокруг основания антенны. Опыт показывает, что нет надобности выполнять заземление в виде сплошного металлического листа; доста. точно хорошо работает система радиально расходящихся проводов, закопанвых в землю на глубину 20 — 60 см. Увеличение общего числа проводов улучшает качество заземления, одна~ко увеличение их числа свыше !00 — !20 не дает уже сущее~венного эффекта. Качество заземления уху >шается, сели радиальные провода соединяются между собой перемычками.
Часто заземление заменяют системой проводов, нс зарытых, а поднятых нав землей, яазываемых,п р о т и,в о в ес о м. Последний должен достаточно хорошо зюравиравать антенный провод от земан, играя роль хорошо проводящей поверхности. Ов обычно дает худшие результаты, чем заземление, но в .ряде случаев его в~римснонне оказывается технически более целосообразным (например, в передвижных радиостанциях, при установне станции на,каменистом грунте н т. п.). провод представляет собой резонансную систему.
Следовательно, и во всем про- В С = 675Л с8ал С З,75Л с =б5Л 6.6. СИНФАЗНЫЕ И ПРОТИВОФАЗНЫЕ АНТЕННЫ. РЕФЛЕКТОРЫ И ДИРЕКТОРЫ воде, содержащем целое число полу- волн, имеет место резонанс. Вьюшие гармоники антенны принято делить на четные и нечетные в за~висимости от того, четное или нечетное число полуволн укладываегся ~в проводе. Симметричные антенны представляют собой резонансные системы, особенно хорошо излучающие все волны, целое число полу|волн ~которых укладывается вдоль их длины. Несимметричные антенны также, представляют собой .резонансные системы.
Но оми особенно хо. рошо излучают те волны, целое число четвертей, которых укладывается;вдоль их длины Основной резонансной волной для них будет та, чепвгрть длины которой равна длине антенны. На оеповной,волне (рис. 6.18,а) и всех нечетных гармониках (рис. 6.18,в,д и ж) точки пита~ния располагаются з пучностн тока, и л антенне имеет место резонанс напряжения. При этом ее входное сопротввление невелико и равно сопротивлению потерь в цепи антенны. На всех четных та~риони~как (рис. 6.18,б, з, е и з) точки, к которым ~подводится п о танис, оказываются ~располонсенными в узлах тока, и ~в антея~не имеет место резонанс токов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
