Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 30
Текст из файла (страница 30)
При этом ее входное сопротмвление становится ~весьма значительным. При |переходе с одной, нечетной гармоники на другую нечетную или с одной четной,на другую четную входное сопротл|вление антенны меняется сравнительно шало; при переходе же с четной гармоники на нечетную или ~наоборот оно изменяется очевь сильно. Это свойство позволяет без перестройки эффективно использовать антенны для работы на нескольких фиксированных волнах (~при этом обычно попользуются либо четные, либо нечетные га~рмопики). Антенны, работающие на высших гармониках, получили название г а р м он и к о я ы х.
Для ~получения направленного излучения в теяннке КВ и УКВ радиоволн часто используют системы вибраторов, определенным образом аасположепных один относительно другого. Обычно вибраторы используются так, что токи ч них находятся либо в фазе, либо в противофазе. В зависимости от этого системуназываютсинфаз~ной иля противофазной.
Впервые такие а~ите1«- На рис. 6.19 показа~им диаюраммы направленности симметричных а~нтенн в плоскости, проходящей через ось вибраторов, при различных отношениях 1(Л без учета влияния земли. Для того Рис. 6.19. Диаграммы направленности симметричных вибраторов различной ДЛИНЫ чтобы, получить диапрамму нпправлвнности в вертикальной плоскости несимметричных заземленных ~вибраторов вдвое меньшей высоты, нужно повернуть всю картину на 90' и отрезать нижнюю половину по штриховвй лишни.
Нз проведенного расомотрення становится ясно, что входное сопротивление и направленные свойства яибратора завися« от отношения (Д или, кам говорят, «э л е м т р и ч е с к о й д л и н ы» виб.ратора, т. е. его длины, выраженной в долях рабочей ~волньь ные системы разработаны п СССР М. А.,Бонч-Бруевичем ц В. В. Татари- новым. Расомоприм сначала работу проти.
вофазных антенн. Если вибраторы, по которым протекают протпвофаэные токи (т. е. сдвинуты на 180'), располо. жить на некотором расстоянии (у друг от друга, соизмеримом с длиной волны, то система будет излучать. Каждый из 10з Поля окяабыВаются 1 Паяя скяааыаоююся ю= аэл 1 7 ПоЛе Рнс. 6.20. Сложение волн двух противофаэных виб- раторов а) таких вибраторов (рнс. 6.20) излучает во все стороны злнкпромагнитмые волны, фазы которых у вибратора определяют.
ся фазой тока в етом ввбраторе. Волна, излученная ,вибратором 1, движущаяся направо, достигает вибратора 7 через отрезок времени 1=1)1с. Если расстояние В равно половине длины полны, то волна подойдет к вибратору 2 через ,полпериода ~после того, как она была излучина вибратором 1. За это время ток в,вибраторе 2, фаза которого на 180' отличается от фазы тока в иибраторе 1, изменит фазу на 180' ч будет излучать полну, фаза которой совпадает с фазой волны, ~пришедшей от вибпатора !. При этом произойдет сложение обеих волн.
Вполне очевидно, что аналогичная картина будет происходить при движении волн в противоположном наырввлепии, т. е. в направлении от либратора 2 к внбратору 1. В других на~правлениях (рве. 6.21,а) разность хода между обеими излученными волнами ,меньше, поокольку она всегда меньше отрезка АБ. По этим направлениям,волны складываются, не совпадая ~по фазе, и суммарное поле получается меньше, чем в направлении осн системы (т.
е. линни АБ, перпендикулярной осям ~ввбраторов). При угле <р>46' йроисходит частичное взаимное уничтожение волн и п~ри у=90', т. е. в на~прввленин, ~перпендикулярном осн системы,,разность хода становится равной нулю и обе волны полностью взаимно уничтожаются. На рнс. 6.21,а приведена диаграмма направленности такои противофазной системы в плоскости, перпендикулярной оси,вибраторов. Диаграмма направленности в .плоскости, проходящей через ось ~вибраторов, зависит от того, является ли каждый из них 102 симметричным,или несимметричным излучателем, и от его электрической длины.
Если к да~иной системе присоединить еще одну такую же пару прогивофазных излучателей и расположить ее в Рис. 6.21. Диаграммы направлен~ности противофаэных антенн в плоскости, перпендикулярной осн вибраторов: и — для двух внбраторов; б — для четырех внбраторов той же плоскости так, чтобы расстояние между соседними проводами было опало 0,6Х (рис. 6 21,б), то она будет создавать дополнительное усиление излучения в направлении осн системы.
Прн достаточно большом числе протнвофаэных излучателей можно .получить очень острую диаграмму направленности, максимум которой направлен вдоль оси антенной системы. Такие а~нтенлы относятся.к нлассу продольных излучателей. Следует заметить, что рас- Паля дааамяа уяачамиаита я Палл Пааамяа и уяичтаиаитая 1 .т а) Рнс. 6.22 Излучение двух синфазных вибраторов: а — сложение волн; б — диаграмма направленности 103 стояние в полвопны между противофазными излучателями ~ие является обязательным. Противофазные антенны с уменьшенным ,расстоянием между вибраторами обладают значительно большей направленностью, чем расомопренная нами система. Причину увеличения направлен~ности при уменьшении расстояния между вибраторами ())(О,бх) нетрудно,понять из рассмотрения диаграммы нап~равлежчости антенны при ~расстоянии между вибраторами 1)=0,5)ч (рис.
6 2!,о). В направлениях, близких к оси системы, разность фаз волн, излученных обоими вибраторами, невелика, и результирующая волна уменьшается сравнительно мало. В на~правлениях же, далеких от оси системы, разность фаз,получается большой, н небольшое изменение направления приводит к резкаму изменению амплитуды суммарной волны.
У антенны с укороченными ~расстояниям~и между,вибраторами у»<е,по оси системы имеется значительная разность фаз. Поэтому даже небольшое отклонение от него приводит я резкому уменьшению амплитуды суммарной волны н диаграм~ма на~правленности оказывается много острее, чем у протявофазных антенн, у,которых 1)=- =О,бх. Чем .меньше расстояние между вибраторами, тем выше направленность антенной системы, но одновременно тем сильнее уменьшается сапроти~вление излучения антенны. Поэтому обычно расстояние между вибраторами берут не менее О,!).. Синфаэные системы, т.
е. системы, состоящие из вмбраторов, таки в которых совпадают ~по фазе, имеют .максимум излучения в направлении, перпендикулярном оси системы, так как волны, полученные вибраторами в этом направлении, не имеют разности хода и, следовательно, складываются друг с прутом,в одинаковых фазах (рнс. 6.22) В других направлениях ~проявляется некоторая, разность хода, возрастающая по мере уменьшвнля угла ф.
Наибольшего значения разность хода достигает в направлении оси системы. В случае, изображенном на ~рпс. 6.22,п, ана равна половине волны. Поэтому в этом направлении волны взаимно уничтожаются. Таким образом, сянфазная система имеет максимум излучения ~в направлении, по которому противофазная система не излучает, и не излучает в направлении, по которому протявофазная система имела максимум излучения. Как сннфазные, так и противофазные а~нтеины обладают двунаправленным излучением, т. е. имеют одина~новые максимумы излучения в,двух ~противоположных направлениях. Однонаправленное излучение получается, ~когда в впбратарах,;расположенных на расстоянии в четверть волны ~друг от друга, токи сдвинуты ~по фазе один относительно другого ~на четверть периода. Если ток,в внбраторе 1 (рис.
6.23,о) опережает по фазе на 90' так в вибраторе 2, то волна вибратора 1, движущаяся в сторону вибратара 2, достигает послед. него через промежуток времени =Х~4с=Т!4. В это ьремя ток,в нем будет иметь ту фазу, ~которую имел ток в вибраторе 1 при излучении волны, дошедшей теперь до вибратара 2. Поэтому волна вибратора 2 будет синфазна с волной, пришедшей от пибратара 1, и обе волны будут складываться. В результате этого в ~на~правлении А суммарная волна будет в 2 раза больше волн каждого из вибратороэ. В п~ротнвоположном направлении Б имеет место обратная ка~ртнна.
Пока волна вибратора 2, ток ~в котором отстает на четверть периода от тока вибратора 1, достигнет последнего, пройдет четверть периода, н ток в вибраторе ! к этому моменту времени уже на полпериода опередит ток вибратора 2, создавшего волну, подошедшую к вибратору !. Последняя окажется .в п~рогивофазе с волной, излученной вибратором 1, 5 я=ягод Поля бзанмно унонггоюаюнгоя Х Поля онлооьгяаюягоя з А — — Ы 2 и а) Ъ, М;~~о ~Ъо оо. ХЪ я ооэ О, ! ! Рис. 6.23. Система из двух излучателей, обладаюшая одноианравленным излучением: а — сложение воля вибраторов; б — диаграмма направленности в плоскости вибраторов; в диаграмма направленности в плоскости, перпендикулярной вибраторам и в иаправлении Б волны взаимно уличтожаются. По другим:напра~влениям из-за другой разности хода происходят либо частичное уничгожеиие, либо частичное сложение волн.
Из диаграммы направленности такой системы (рве. 6.23,б и в) видно, что внбратор, в котором ток опережает по фазе то~к другого вибратора, ха~к бы отражает излу|снныс последним волны и посылает их в противоположном ма~правлении. Благодаря такому действию вибрагора ! его называют .р е ф л е кт оро м (или зеркалом), а вибратор 2 — а нт е н и ой. Однонаправленность может быть получена и лри других ~расстояниях между вибраторами, |но тогда разность фаз то- !04 ков в них должна быть ивой. Если, например, сделать 'расстояние меньше четверти волны, то .для того чтобы волна, достютгшая рефлектора, вспретила противофазную ~волну, нужно, чтобы ток в рефлекторе опережал ток в антенне на угол больше 90'.
В случае уменьшенных расстояний между антенной и рефлектором, даже по осн системы в направлении главного излучения, между волнамн вибраторов при их сложении есть некоторая разность фаз,,поэтому уменьшение излучения по боковым направлениям ~будет более резким, чем при расстоянии в четверть волны, и диаграмма направленности таких антенн будст уже, Волна, излученная антенной и падающая на рефлектцр, наводит в ием значительные токи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
