P1 (560770), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Нормированной характеристикой направленности Г( Ю, м) нвзызвит отноиение на~рлкенности поля, излучаемого знтенной в произвольном нзпрвзлении, к максимальному знвченив -напрызсннжти поли, т.е. (2.8) Квк следует из (2.8), нормирозвннвл диаграмма ~иврвзленности фолуролноэого вибрвторв будет описываться бынкпдей оэ( — зе'Ре д~ ~~8,~> = " сох д (2.9) Вектор электрического поля, излучаемого ввбрвтором, располагается в плосвости, проходзщей через ось вябрвтора.
Поэтому поляПяэаййя поля, создаваемого вибратором, является лянвйной. Вибратор располагающийся в горизонтальной илн вертикальной плоскостя, создает соответственно горизонтально или вертикально поляризованное полз ~ ° ОО ВОВв.еа' 1Ю' м ° !О л' МО' 21 оо,г Вв' 1ВО' Уу$ ° мв о' В„. 11' 1ВО Рис. 2.6. Пормировввен1е дивгрмвом направленностя для различных длин вябрзторв Помимо характериютякя нвпразленностя, вщюево параметром в теории антенн являзвся сопротивлвняе излучения. 1Чем виве сопротивление излучения, тем змие излучающая способность антеннм. 0опротивление излучения является вообрзиаемвзв сопротизленяем, на оотором кзи бм вмлеляетсл вся яэлучаемая в окруиакщее пространство онтенной модность.
Следовательно, для нвхщкхвния сопротивления излучения симметричного вябратора необходимо знать всю иэлущяев~ йв мощность. Мощность, излучаемую симметричнмм вибратором, воино найти, Осли просуммировать срелнев за период значение векторе Умова— Пойнтинга по замкнутой поверхности, охватмваищвй вибратор. Такой ооверхностью обмене выбирают сферу, охввтмваюовпо вибратор э дзкьоей зоне, так как з дальней зоне (зоне излучении) электрическое ~к магнятное поля синфазны.
Обозначив плотность потока через и,„, найдем излучаеиув мопность г»с т/г Рс = »1»» //с»И = )» ~ l7с ° г' соо гг»г8»г)»» (2.10) т=в в»-ау где сКЮ=ггсоо 6 ° сб.о/св - злемент сферичесиой поверхноств. йаглитудн полей (злектркческого и магнитного) в дальней зоне связаны волновьм сспротмзлением 1, через которое // (сраанее за период значение вектора Умова - Пойнтинга) моино запйсать ,'7 (2.11) св ~у )рде Е„,- амплитудное значение поля из фораулн (2.б), а г»=/г»гг»- Подставив в (2.10) змрекение (2.11) с учетом (2.б) и проинтегайпровав по»(», получим и г Е' =50,/ „Г г г ) сов(оо ю»»» В)-сохло) с'В (2.12) у С помопью величины Л мпаность излучения покет быть записана г Е с" »с» Е (2.13) Сравнив (2.
13) и (2. 12), нвйаем сопротывление иалучения симиетричного зибратора, отнесенное к току з пучности: »»/г г ~»соо/к3..ъс»» с»/- сох А.ЕД (2.14) Е соо6 Я~ Результат интегрирования в (2.14), представленный через табулированнне специальные ба(нации (интегральный синус и косянус), зависит только от отноиения г" и приведен на рис. 2.7. л а,а Рнс. 2.7. Сопротивление излучения ~онкого „й)йайетркчного вибратора, отнесенное и тоху Ш э пучность, в зависимости от ог/д »м а»о»о юо пп Следует кисть в визу, что иногда сопротивление излучения относят не к тону в пучности, а к тоху на входных клеммах вибрвтора.
Опрэдазяв сопрстивлание излучения вибратора, махно рассчитать входное сопротивление симметричного вибратора. схо)впав сопротивлением симнетричного вибрвтора назмвавт отно- иение напрякеняя на его входных клавках к току нв нэх. Рассматривая вибратор как отрезок разомкнутой линия с потеря- ми, входное сопротивление согласно фориулам (1.13) и (1.14) будет =,с --~-~- —— .(2 1В) в« =Ув ~л «« где с, - волновое сопротивление вибрвтора, т.е. неоднорокяой линии образованной им; у = х + у»; - коэф$мцяент затухания, обусловленный потерями на излучение и омическимя потерямя в пле- чах вибратора. Твк квк погонные параметры линии, образованной вкбратором не одинаковы, то понятие волнового сопротявления становятся ввсьма неопределенню.
Весьма схокню и нестрогим становятся и аго расчет. Один яз прибляаэнных метолов, основанный на вмчисленяя обяей емкостя мекду плечаыя вибратора я предполсяеняи равномерно- го ее распределения по его длине, дает формулу ,о = тала(' Е~ — - ~) . (2.16$ Проводя трмгонометрическяе преобразования при усиовии с с 4< 1а (что всагда выполняется для вябраторов) и освобопхаясь от мнимое ти в знаменателе, фо)мулу (2.15) приводим к виду ~Р-у~ю~ «и ж «~ (2.17', ос и ссз «г +5ая8 «г Коэффициент затухания, входпвий в формулу (2.17), дхя изволь зуэзмх на практике вябраторов полно считать обусловленвв только ~ потерями на иаиучение, так как потери в плечах вибратора ничгокнМ Тогда, как и в теории длинных линий, (2.18) Ро где л' - погонное сопротивлениа потерь, обусловленное излучением. Величину д легко найти, если проинтегрировать а'~ — («),тх, з'«по длина вибратора я сравнить результат с фо)э(улой (2.13): лкс ,т (2.18) С учетом (2.19) из (2.18) имеем иГ (2.
20) Графики изменения активной и реактивной частей входного ° ° ротявленмя в эавнсимостя от дивны вибратора, подсчитанные по лвн (2.17) для разных величин волнового сопротмвленяя, привена рис. 2.8. йеее 1500 веее вее О -вес веее веее -меев о ае Ов <е ье во 2л 0 ол Ов ее $6 2с 2в Рис. 2.8. Кривые активной и реактивной состаэлямцмх вхолного сопротивления тонкого синнетричного вябратора в завясиности от ЯеУ( Кз выракения (2.17) и графиков обнарукивается аналогия наеду частотной зависимостью входного сопротивлвния вибраторв и соответствующей зависимостью сопротивления эквивалентного контура.д 1.
При длине вибратора кратной нечетному числу колуволн В реактивная часть входного сопротивления становится равной нулю, а актнзнан часть почти не зависит от он и раз~~ Г е что эквивалентно резонансному сопротивлению последовательного контура. о. При длине,вибратора кратной четному числу полуволн реактивная часть входного сопротивления танке обращастсн в нуль, аррпиая часть входного сопротивления л А: (2.21) в~ и те аналогично резонансному сопротивлению параллельного контура.
3. Крутизна кривых существенно зависит от,,~ и является елее плавной для зибраторов с меньнин волновым сопротивлением, то свидетельствует о их большей нлронополосности. 31 Блину внбреяера, Прн которой егс платное сопротивление становится чисто ентякев, нвзмвеат БББЩЩБ)ИИ.ББИМЯЙ внбрвторв. и $ р~ [2.17), и буд ° п$ кГ-ЯОО (гГ.Ф) а бР Р ПР пФцфЮмкввзю вибратором Саеяует однако отметить, что в двйствнтаиьиссти резонансная двина знбратора оказавшееся несколько манаме, чем даваемая формулой (2.17).
Более строгие неводы исследования показызевт, что лаве дкя тонких вкбраторов ( ка с 0,1) распределение тека аиоль неге отличается от звиепв, даваемого теорией димами линяй, а ревулытмгм расчета входного смвротииления зибратора длиной точно -а явит кааьиеяснум величину л = л, ~ + ~ чг, у Ом (2.22) укороченяе, необходимое для его настройки в резонанс, зависит ст толщины вябрвтора (с увеличением толщины оно больше).
Блине настроенного полузолиозого зибрвторе спрвхааяется по приблииенной ге = —" Г~- э=г~ л ~с —,/ ляа (2.23) При подготовке к лабораторной работе необходимо виринее сессчитвть входное сопротивление симметричного вибреторв и его диаграмму направленности. 1. Входное сопротизленяе вибрвторе рассчитывается по фориуле~ (2.17), которая при длине вябраторе близкой и †; упрощается и диет дия активной и реактивной части следуиаиз прибликснные формулы!3 Нерялу с вьмепризеиенннми длинами в расчетах используется часто так назмеаемвя вя виб то (антенны) .
Она равна такой длине некоторого зообрекаемого вябратора, которнй при равномерном распределении токе, равном току ив входе реального вибрагорв, создает такое яе поле, что и реальный вибратор з направлении максимального излучения. Лля саеютрнчного вибраторв онв определяется из соотношения Г = — Еи— (2.24) Д Л. РД и, в частности, для полуволнового вибрвторе равна —" . Р ч ое з ие и тонии Рмс.
2.9. Зависимость сспротйвления язлученмя симметричного внбратора от его относительной данин Таблица 2.1 )г вх,> тт~з Х =-,Ур, Н~ хк, (2.26) Р находится ие гра4кив (ркс. 2.9) > построенного в болев он масатабе, чен ркс. 2.7, а о определяется по 4ор~уле .16), в которой редиус плеч вибратора а, 0,3 см. Расчет по ан (2.26)> (2.26) необходаю извести для трек длин ввбратора > ,, гК,, г~~, вазмчинн истории и а волны А залввтся в табл. 2.1 и отвегствии с вариантом рабств, схняенсй какюй бригадой студентов.
з> По найдзнва> размети>а> значением ° асиных сопротивлений построить (на ~> ~зон рисунке) графики я>м м Х „в йзвмсимостк от относительной ламин > а> а> а»» ° йбрвтора 2Е 2. Пс ~имцз(уле (2.9) рассчитать ° врнированнув лиагранну направленное))н см>е>етрнчного полузолнового вмбрвтсра и построить ее в полярной системз координат. Расчет по 4ориуле (2.9) производить через кизяке 10 з пределах изменения угла Ю от О ло 90о> отсчет которого происходит в >Вркхмойальной плоскости от нормали к сом вибратора.
При внчисле>квк не забывать, что прн у 90о з 4о(л(уле (2.9) получается ~миредзленность ~, раскрнтме которой дает нуль. По расчет>ие> построить диаграмм направленности в полярной сметено римнат в прахелах от 0 до Зббо. Описание устаяовки и ае схема. Схема лабораторной установка по ясслаковэняв симметрюамго вибраеора яэсбрмхена на рис. 2. 10. Рио. 2.10. Схема лаборетор$ек установка дкя исследоваиия сюаютричного вабратора: 1 - исслелуемнк вибратор; 2 - прнемймй вибратор; 3, 4 - зкренированнне кабели; 5 - детей'ерная головка; б — коэмсиальннй кабель; 7 — снмнетря- румкее "и -колено"; 8 - дщхпроводвая лянка Высокочастотная энергия ст генератора подается к сааютричнсцу вкбратору 1 по ксаксиальному кабели б с саюегрнруинлм "у -коленом" 7 ~ 4, с.
288-288~ и по двухпроводнок линии 8. Нослак няя вместе с детекторнов головков 5 является одновреюнно измерительной линией прк исследовании входного сопротивления вибратора. Приемный вибратор 2, внсолненннк по схеме Иунтового питююя [4, с. 264-2б8~, слукнт дхя испдвдйввйид диаграмм направленности я определения пкоскостн поляряэании поля, излучаем>го вибратором 1. Вкранированнне кабели 3 и 4 подкавчэвт в' индикаторному прнбору (измерительному усилители) поочеракно в эавнсююсги от вижлняемйх измереняв.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
