Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Если наведенный ток будет опережать по фазе на 90' ток в антенне, то рефлектор будет выполнять свои функции, не требуя самостоятельного питания, Нужный сдвиг фаз всегда можно установить соответствующей настройкой рефлектора, заключающейся ~в,подборе его длины.
Рефлектор может представлять аГля наведенных токов активное,(нели его длина равна Х/2), емкостное (если его длина мевьше Х/2) или индуктивное (если его длина больше л/2) сопротивление, в результате, чего токи л нем окажутся на тот нли иной угол сдвинутыми .по фазе по отношению к ~возбунсдаюшей в ием ЭДС,волне. Вследствие того, что ток, на~ведениый в рефлекторе, всегда меньше тока в антенне, полной компеясации излучения в направлении, обратном направлению главного излучения, достигнуть не удается. Поэтому .дианрамыа направленности а~итевны с таким рефле«- тором йрис. 6.24) всегда будет нс- Рис.
6.24. Диаграмма направленности антенны с пассивным рефлектором сколько хуже диаграммы антевны с питаемым рефлектором. Рефлекторы, ие требующие самостоятельного пита~пня и возбуждающиеся полем излучения антенны, называются п з се и,в н ы м и в отличие от рефлекторов, питаемых от генератора, которые называются з к т н л н ы,м и.
Антенны с пассивными рефлекторами имеют более жростую систему питания и менее слозкны в настройке. Поэтому они получили широкое распространение. В спстез1е, состоящей из антенны и активного ~рефлектора, вибраторы можно заставить поменяться ролями, измени~в, например, направление тока в одном из них на противоположный. При этом ток в вибраторе 2 будет опережать ток л вибраторе ! и ,диаграмма направленности антенны изменит свою ориентацию на 180' (рис.
6.26). Та же гл г г ! -+ —— 1 т Рис. 6.26. Изменение диаграммы направленности антенны с рефлекторам при изменении фазы тока в одном из ввбраторов на 180' самое непрудио осуществить и в системе, состоящей из а~ктонны и ~пассивного рефлектора. Вид и положение диагратлмы направлввности определяются одновремен. но расстоянием между вибраторами и сдвигом фаз,между токащи в вибраторах, Изменяя расстовнче и сдвиг фаз, можно получать различные диаграммы направленности.
На рвс. 6.26 цркведены диаграммы направленности для ан. тенны с пассивным вибратором. Здесь в каждом горизонтальном ряду изображены диаграммы направленности антенны с пассивным вибратором при фиксированном расстоянии между ней и вибратором при различной настройке последнего. Настройку пассивного вибратора характеризует угол сдвига фаз О, между током и напряжением в нем. Настраивают пассивный излучатель, изменяя длину вибратора или присоединяемого |к нему шлейфа.
Рассматривая вертикальные ряды, можно проследить, как изменяется диаграмма направленности системы при фиксированной настройке паосивнога вибратора и различных расстояниях между вибраторами. Легко видеть, что при различной расстройке и при одном и том же расстоянии пасси~иный вибратор может либо почти нс влиять на диаграмму направленности антенны, либо играть роль рефлектора, либо, наоборот, направлять излучение на себя, В этом случае пассивный вибратор называют д и р е к т о ° р о м. Точно твк же, рассматривая вертикальные ряды диаграмм, можно убедиться, что пассивные вибраторы, имеющие одинаковый сдвиг фаз, могут 106 В„-ЕЬП а„=.па В„-.го В„= Оу В„-П Вл=-ть' В --Го' В„=-Па' В„--Ьа цппм гьгом ггтан гбйом папам гйпом зоьон ьгппм пазом ,у птл х х х х х х х х г г г г г г г г 7.
ьгьон пупом гььпм цаон упьан гапон попом пупом айван Лаьпх Х Х Х Х Х Х Х г г г г г г г г .~ — — Рврлеклтпр Дпрекгкпр папам ьььом хпом ьггон лоом гапон,цпом попом папам Л Опх Х' Х Х Х Х Х г г г г г г г г попон уйьам гапон ьь,уан ьвьом лаан папан папан загон л фмя х х х х х х г г г г г г г Рис. 6.26. Диаграммы, направленности и сопротивление излучения антенны с пассианымн вибраторами при разлячной на~стройке и различных расстояниях между вибраторами 6.6. ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕНН С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ играть роль рефлектора или директора в зависимости от,расстоя|ния до антенны.
При этом заметно, что с уменьшением расстояния компенсация излучения в направлении, обратном направлению главного излучения, получается намного лучше, чем при больших расстояниях. Это объясняется увеличением амплитуды тока, наведенного в пассивном вибраторе при сближении его с антенной. В антеэной технике широко иополь- Горизонтальный провод, расположенный низко над землей (ма высоте, малой по ора|внению с длиной волны), практически ничего не излучает, так как щрн этом образует со своим зеркальным изображением обычную двухпроводную длинную линию. С увеличением высоты расстояние между антенной и ее зеркальным изображением растет, и, когда оно становится соизмеримым с длиной волны, они образуют излучающую нротивофаэиую систему. Естественно, что вид характеристики излучения изменяется в зависимости от высоты.
На рис. 6.27,а приведены диаграммы направленности расположенного над землей по- 106 зуются как рефлекторы, так и директоры, а в некоторых случаях применяются и те, и другие вместе. На рис. 6.26 над каждой из диаграмм направленности указано сопротивление излучения для антенны, состоящей из полуволновых активного и пассивного аибраторов. Из указа~нных сопротивлений видно, что с уменьшенчем расстояния между вибраторами сопротивление излучения уменьшается. луволнового вибратора в плоскости, перпендикулярной его оси.
Рассмотрение этих диаграмм приводит к выводу, что горизонтальная антенна, расположенная над хорошо проводящей землей, не излучает энергию вдоль поверхности земли. В вертикальной плоскости, проходящей через ось вибратора, интенсивность излучения также зависит от высоты. Для нахождения диаграмм направленности в этой плоскости воспользуемся общим правилом нахождения диаграмм сложных систем.
В подавляющем большинстве случаев эти а~нтенные системы строятся так, что отдельные излучате- и=дгзл и=агах и=л и-аал и-1гзл и- г гад и-агл И 0 75Л ф и=а,гзл и=)зл и йпл а) Рис. 6.27. Диаграммы направленности полуволнового вибратора,над хорошо проводящей землей при различных высотах подвеса ли, входящие в них, имеют одинаковые диаграммы на~прапленносги и одинаково ориентируются в пространстве. Это позволяет найти результирующую диаграмму направленности антенны ~в два приема. Прежде всего рассчитывают результирующую дна~рамму направленности системы в предположении, что все ее элементы излучают энергию по всем направлениям с некоторой средней интенсивностью, а затем учитывают нс. равномерность излучения вибраторов по различным на~правлениям, умножая графически диаграмму системы ненаправленных излучателей на диаграмму напра~вленности внбратора гпостроенную в относительных единицах).
На рис. 6.27,б представлены полученные таким образом диаграммы,на~правленности поднятого на высоту й полуволнового внбратора в плоскости, проходящей через его ось. Для этого диаграммы на рис. 6.27,а графически перемножаются на диапра~мму направленности полуволнового вибратора в данной плоскости, приведенную,на рнс. 6.12. Из рис. 6.27 видно, что с увеличением высоты возрастает число лепестков в диаграмме направленности и одновременно увеличивается направленность излучения.
В направлении максимального излучения поле горизонтальной внтенмы превышает поле ненаправленного излучатели в 1,4 — 1,7 раза прв пзмвненки высоты подпеса от и=0,26ь до 0,5)г, т. е. коэффициент направленного действия получается небольшой. Важно заметить, что 1в плоскости, перпендикулярной оси вибратора, в которой его диаграмма направленности представляет окружность, с увеличением высоты подвеса вибратора возрастает интенсивность излучения под малыми углами к горизонту.
При этом чем выше подвешена антенна, тем ближе к горизонту располагается нижний лепесток. Излучение под углами, близкими к вертикали, при изменении й периодически то покаляегся, то исчезает. Из зависимости сопротивления излучения горизонтального полуволнопого ввбратора от высоты подвеса над землей )рис.
6.28) видно, что сопротивление излучения быстро возрастает с увеличением высоты, достигая на высоте й=-0,25 Х величины сопротивления излучения диполя в свободном пространстве. Прн дальнейшем увеличении высоты сопротивление излучения, практически изменяется относительно мало. Следовательно, ориентировочные энергетические расчеты вибраторов, подвешенных на высоте более 0,25 )г, можно производить без учета влияния земли, тем более, что точный учет его занруднен различием электрических свойств земной поверхности.
Соп~ротввлеиие излучения антенн других размеров изменяется таким же образом, и .при расчетах допус. 107 Оч ооо бо л-— з О 55 !О !5 ПО Рис. 6.28. Изменение сопротивления излучения горизонтального полуволнового внбратора от высоты подвеса над землей тимо пользоваться графиком, приведенным на рис.
6.28, при увеличении или уменьшении абсолютного значения сопротивления излучения в соответствии с графиком рис. 6.6. Обычно поверхность земли под антенной не обладает свойствами идеального проводнкка, поэтому электрическое поле антенны, наводит в земле переменные токи, имеющие зналжтельную вертикальную составляющую. Зти токи та~кже создают лоле излучения антенны, в результате чего, поле антенны, подвешенной над поверхностью земли, содержит не только горизонтально, но и вертикально поляризованные волны. Поскольку земля представляет для токов, наведенных в ней, конечное сопротивление, то некоторая доля энергии, излучаемая антенной, поглощается. Чем ближе антенна к земле, тем значительнее потери и меньше ее КЛД.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
