sazonov_d_m__antenny_i_ustroistva_svch_1 988 (561328), страница 53
Текст из файла (страница 53)
10.2, а). В этом случае, подбирая длину шунта 1, а также соотношения диаметров проводов, образующих вибратор, можно добиться хорошего согласования входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением двухпроводной линии в довольно широкой полосе частот. Еще одна разновидность симметричного вибратора с шунтом показана на рис. 10.2, б. При правильном подборе точек включения шунта, его размеров, угла а и волноного сопротивления линии удается получить неплохое согласование примерно в четырехкратном диапазоне длин волн (от )с=6,51 до Х=1,61) при КСВ не более 3,3. Полуволновые симметричные вибраторы могут питаться также от гибкого коакснального кабеля нлн жесткого коакснального волновода.
В этнх случаях возникает необходимость применения снмметрнрующнх устройств, например в виде «11-колена» (см. рнс. 1.19). В схеме рнс. 10.3, а входное сопротннленне внбратора равно примерно 73 Ом, а сопротивления, нагружающне отрезки кабелей, составляют )ссо=)сао'-36,5 Ом. Если кабель имеет волновое сопротнвленне 2,=75 Ом, а длина отрезка 1~=7„/4, то сопротнвленне в точке с, нагружающее входной кабель антенны, Л,=Л,а/(2)сао) ж =77 Ом н КСВ в кабеле питания антенны близок еднннце. а! Рис.
!0.3. Способы питания вибратора коаксиаланым кабелем В схеме рнс. 10.3, б петлеобразный вибратор Пнстолькорса имеет входное сопротивление около 292 Ом, поэтому сопротивления, нагружающне отрезки кабелей, равны: Й о .Йаож146 Ом. Если длину 1, выбрать равной нулю, то сопротивление, нагружающее кабель питания в точке с, в два раза меньше, т. е. около 73 Ом, что обеспечивает режим, близкий полному согласованию.
Более шнрокополосное мосгиковое симмегрирующее устройство показано на рнс. 10.3, в. Здесь к внбратору присоединяются две трубки с закорачнвающнм мостиком, образующие четвертьволновый металлический изолятор. Через одну трубку пропускается коакснальный кабель, внешний проводник которою соединяется с ней в точке а, а внутренний проводник соединяется с другой трубкой в точке Ь. Это устраняет возбуждение внешней поверхности кабеля н обеспечивает симметричное питание обеих половин внбратора.
Прн волновом сопротивлении кабеля 75 Ом в нем устанавлнвается режим, близкий к бегущей волне. Металлический изолятор попутно играет роль параллельного шлейфа, компенснрующего реактивную составляющую входного сопротивления н расширяющего полосу частот согласовання. Для устранения паразнтного нзлучення н защиты от внешних воздействий снмметрнрующнй шлейф может помещаться в дополннтельный экран. В диапазоне сантиметровых волн питание полуволновых симметричных вибраторов осуществляют с помощью жестких коаксиальных волноводов. Здесь также нужны снмметрирующие устройства, устраняющие вытекание тока на внешнюю поверхность проводника коакснальной линии.
В показанном на рис. 10.4, а устройстве на коакснальный волновод надевается трубка четвертьволновой длины, соединенная накоротко с внешним проводником коаксиальной линии на нижнем конце. 1(ополнительная коаксиальная Рнс. !ОЛ. Способы питания анбратора жесткой коакснальной линней линия, часто называемая «четвертьволновым стаканом», представляет собой металлический изолятор, препятствующий ответвлению тока на внешнюю поверхность коаксиального волновода и обеспечивающий тем самым симметричное возбуждение плеч вибратора. В другом распространенном устройстве (рис.
10.4,б) симметричный вибратор возбуждается с помощью двух продольных щелей, прорезанных во внешнем проводнике коаксиального волновода. В месте расположения щелей внутренний проводник волновода соединяют с внешним проводником перемычкой. Перемычка закорачивает Т-волну коаксиального волновода, и текущий по ней ток возбуждает волны высших типов, в первую очередь волну Нп в коакснальном волноводе. Хотя волна этого типа не может распространяться, ее появление сопровождается возникновением местных поперечных электрических токов.
Эти токи пересекают щели во внешнем проводнике н, таким образом, возбуждают внешнее пространство. Следовательно, на внешней поверхности коаксиального волновода также возникают поперечные тони, возбуждающие плечи симметричного внбратора. Наиболее интенсивное возбуждение вибратора имеет место при резонансной длине щелей (около Х/4). Питание симметричного вибратора с помощью широкополосного симметрирующего и согласующего устройства показано на рис. 10.4, в. Здесь на коаксиальный волновод надета закороченная на концах труба длиной 1~+1а, через отверстия в которой проходят плечи полуволнового вибратора.
Одно из плеч присоединено к концу внешнего проводника коаксиального волновода, другое — к внутреннему пронодннку коаксиального волновода, который, утолщаясь на длине 1ь соединяется с трубкой. Общая длина симметрнрующего двойного коаксиальиого шлейфа 1~+1аж0,5Х, а отношение длин 1~/1а выбирается из условия получения максимальной полосы частот согласования. а) И а) Рнс. 1ОЛ, Способы питания несимметричных ннбраторон Перейдем к рассмотрению несимметричных вибрагоров, питаемых с помощью коаксиальных линий передачи и устанавливаемых автономно или на проводящих поверхностях различных объектов.
На рнс. )0.5, а показан вертикальный четвертьволновый вибратор, возбуждаемый с помощью проводящего диска, к которому присоединяется внешний проводник коаксиальной линии. Диск может п) И Рис. 10.6. Несимметричные нибраторы с расширенной по- . лосой частот быть заменен четырьмя (или более) горизонтальными проводами (рис )0.5, б) длиной Х/4 каждый. В другом случае диск нли провода, играющие роль противовеса, могут быть заменены четверть- волновым стаканом, закороченным на одном конце (рис.
)0.5, в). В атом случае внешняя поверхность стакана возбуждается так, что он совместно с выступающим внутренним проводником коаксиальной линии образует полуволновый вибратор. На проводящих поверхностях могут быть применены петлеобразные четвертьволновые вибраторы, в частности с использованием шунта (рис. 10.6, а). а Вибраторы с шунтом имеют увеличенную эквивалентную толщину по сравнению с простым Л вибратором и поэтому обладают расширенной 1 рабочей полосой частот. г Схема широко распространенного четверть- волнового вибратора с приподнятой точкой питания показана иа рис. 10.6, б. Здесь емкостное реактивное сопротивление верхней половины вибратора в точках питания а и Ь компенсируется последовательно включенным с ним индуктивным сопротивлением нижней половины вибратора. Иодбирая диаметр вибратора соотношения длин 1 и 1 можно по Рис. !0.7.
ДискоконУслучнть !О в 15%-ную полосу пропускания антенны. Волее шнрокополосна так называемая дискоконусная антенна (рнс. 10.7), возбуждаемая коаксиальной линией передачи. Экран линии присоединяется к металлическому конусу 1, а внутренний проводник — к металлическому диску 2. Начиная с некоторой максимальной длины волны Лс, с КСВ линии оказывается близким единице, причем с укорочением длины волны согласояание улучшается. Экспериментально подобранные размеры антенны следующие: а/Л =0,175; Ь/Л, =0,25; с/Л„, =0,275. В диапазоне длин волн от а/Л=0,175 до а/Л=О,45 ДН антенны в вертикальной плоскости изменяет свою форму незначительно — она близка ДН обычного внбратора. й 1Оаь ТУРНИКЕТНЫЕ АНТЕННЫ Систему из двух перпендикулярных вибраторов с совмещенными центрами принято называть турникетной антенной (рис.
10.8). В зависимости от соотношения токов на входах вибраторов могут быть реализованы различные режимы работы антенны. Режим всенаправленного излучения. При питании вибраторов токами равных амплитуд с фазовым сдвигом и/2 пространственная амплитудная ДН имеет вид, показанный на рис. 10.8, б. Нули излучения отсутствуют, максимумы получаются в перпендикулярных обоим внбраторам направлениях, т. е.
вдоль положительной и отрицательной полуосей г. В плоскости расположения вибраторов поляризация излучения линейная, в остальных направлениях — эллиптическая. В направления оси г поляризация излучения чисто круговая. Направления вращения вектора поляризации в двух полупространствах, разделенных плоскостью хОу, противоположны. Таким образом, в поле излучения содержатся все возможные состояния вектора поляризации.
Интересен вид фазовых характеристик направленности в плоскости хОу (рис. 10.8, в) — они аналогичны спирали Архимеда. Незамкнутость линий равных фаз при обходе вокруг аятенны в плоскости хОу в дальней зоне свидетельствует об отсутствии фазового центра. Режим всенаправленного излучения используют при создании телевизионных передающих антенн с горизонтальной поляризацией, Юхвбг Зхббт е1 Рнс. 10.8. Турннкстный внбратор: а — квнструнвнв; б — аннннтуанан дн, в — фатоват ДН располагаемых на высоких мачтах. В качестве элементов таких антенн наряду с обычными цилиндрическими удобно использовать плоскостные шунтовые вибраторы, предложенные Б.
В. Брауде (рис. 10.9). Плечи вибратора выполняются из ряда параллельных металлических трубок, заполняющих окаймляющую прямоугольную рамку. В точках ЬЬ плечи вибратора замыкаются на мачту (что обеспечивает молниезащиту), а в точках аа прикладывается возбуждающее напряжение. Оптимальные размеры плоского внбратора: а=0„26Х,р, '1=0,16Х,р.
В этом случае в полосе частот ~7,5% входное сопротивление почти постоянно и равно 140 Ом. Для сужения ДН телевизионной антенны в вертикальной плоскости может быть использовано несколько синфазных этажей из турникетных вибраторов, располагаемых на примерно полуволновых расстояниях один от другого (рис. 10.9, б).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
