Устройства СВЧ и Антенны (Д.И. Воскресенский и др) (561333), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Найденное будет точно совпадать с действительным и орятыраничным условиям на поверхности аи- Рне. 12.14. К мстелу Это связано с тем, что, залимясь током в аибра- наведенных ЭДС ие учипаваем реакцию поля изяучения иа распределение тока по вибратору. Для устранения этого противоречия припишем «аждому элемскту вибраюра длнййй их некоторый воображаемый импеданс 2,ех (здесь 2, — погонное сопротивление ратора). Величина этого импеданса должна быть такай, чтобы обращалась а нуль на хиости вибратора касательная составлюощая полного (истинного) поля.
В этом ае суммарная ЭДС на элементе внбратора длиной ах также равна нулю: Еих = Е~г(х е 2 („ех = О, (12. 16) ййе Е, — касательная составлающая полного поля; е, — касательная составзиющея по- 1 ! вычисленная по упрощенной теории без учета реакции поля излучения; Е,лев о ДС. наведенная на участке Лх вибратора; 2(эзх — произведение тока на сопротивле, представляющее собой ЭДС, необходимую для компенсапии ЭДС, наведенной ннм полем в внбраторе на участке ет .
Из уравнения (12.16) погонное сопротивление, учитывающее влияние излученно"Ер полл, Р = — 1(„й дт= — — 1Е, ! совр дх= — — 111,Е, дгдх. 2 2 = т11. ь" оь Излучаемую мощность можно также выразить через сопротивление излучения !'т = †" — н ток а пучносги вибратора („. Из сраанения даух последних ураанений )„йз 2 следует: г '( йз = — — Ц),Е,' д! Ет. у)~ ! сь (12.18) Ят, = Яз„+ Е Ез„. Здесь Е, „— собственное сопротивление излучения ! -го аибрато- 'Т ра, определяемое из (12.18), где Ее — пале самого аибратора.
Излучаемая антенной мощность 2 1 3 1 з . 1 2 Р= — й (,+ — Ез(„+ — Е !ы ... — Ес,(,. т 2 ~ ~ 2 зз г При равенстве токов в вибраторах нахолим сопротивление излучения антенны й = ~~~~ Рю Проведены многочисленные расчеты наведенных сопротивлений, и наиболее значительные для практики результаты сведены в графики н таблипы, из которых йт„ двух параллельных полуволновых вибраторов определяется как функпия расстояний д между ними н смешения 8 вдоль их осей.
Расчеты (рис. 12.15) приведены лля случая синфазной работы вибраторое при равных амплитудах токоа в них (кривая )тзз) н для случая рабаты со сдвигом фазы в л)2 (крнаал лтп ), когда ыл=б. Нааеденные сопротивления в внбраторах при равных токах а них называются азоимлмне. Хол кривых лзп объясняется уменьшением ам.
Рис. 12.18. Зависимость акпинай сосг авляющей неыдеиного (взаимного) сопротивления от расстозиая между вибраторами к! 1 при снифазиам возбужлсини (кривы йо) и лри питаньи а квадратуре (кривая йс, ) 170 Полученное аыражсние позаоляег рассчитать сопротивление излучения регпеткн, активные составляющие входных сопротивлений и собственное сопротивление излучения олиночнога вибратора.
Если пал Е,' понимать поле, создаваемое у-м вибрато. ром на поверхности г -го аибратора, то вычиащемое по формуле (! 2.18) сопротиаление называется наведенным сопротивлением изяученья Е, в г-й вибратор со смороны Иго Полное сопротивление излучения ! -го аибратора в релктке из ДГ злемснтов и изменением его фазы. При рас ного сопротивления равна нулю Рнс.!Здт.
К Расчету паявых «холвых сспротиалсакв аябрагсроа дритуды наведенного поля с увеличением расстояния атоянии А=0,432 активная составляющая наведен фдо значит, что средний сдвиг фюы поля второго вибратора по отношению к полю перйдио достиг значения л(2. С дальнейшим увелнчейрем А наведенное сопротивление становится от- !=(м — 1)4 ' 'рдщательным, а следовательно, снижается сопроадвление протеканию тока. 1,6 Найденные сопротивления излучения решетки Ь(фл позволЯют опРсдслить КНД с Учетом взаимо- дг )(ействия излучателей решетки и влияния взаимо- дд действия на направленность из соотношение !43, = — ' . здесь А(бд, л) ненормированная 1 А'(Ф,р) 18 8 30 Мш Ь(Н антенны, связывающая поле с током ! и рас- 14 ь фтоянием г Е = — А(О,Р). д' до Зависимость КНД синфазной антенной решет- 4 'йи из параллельных полуволновых вибраторов с 4 йншньдми токами от шага приведена на рис.
12.16. 2 Найденное выше йн лля полуволнового вибратора, как известно, совпадает с активной частью О О.Д О,4 О,О О,а д,с КД! входного сопротивления. Реактивную составляюшую входного сопротивления вибратора а решетке Рис. 12.16. Зависимость учетом взаимодействия получим, проведя аншто- КНд решетке ст шага между Уичные расчеты для величины — ! (Е, !!1„) .
4 излучателями д(Г Л дяя различнаго шола излучателей Кг Известно, что комплексные навепенные сопротивления могут быть найдены через активные 2 вшимные наведенные сопротнвтения лля сннфазДой работы вибраторов и дчя рабаты со сдвигом фаз л!'2 . Покажем это сначала для двух полуволно- ! Вмх вибраторов (рис. 12.17). Для этого обозначим еопйотивлсния первого и второго анбраторов соответственно: 2», 2м — собственные; 2н, 2н — иа. !деленные; 2о 2, — полныс: 2, =-2«2,4, 2д — — 2дд 42д,. 2 2 г В общем случае токи в вибраторах могут йметь произвольный фазовый сдвиг на величину О, 2 )й отпал!ение амплитуд токов а, тогла !д =1,аегн . Очевидно, что 2н пропорционально току 1, и Рдд — ТОКУ г, .
ЕСЛИ КОМПЛЕКСНОЕ НааЕЛЕННОЕ СОПРО- 171 тивление при а=! и С) =О обозначить через взаимное 2, то Уг =Я„1зЯ и Уз, —— 2„1.,11э илн Яд» вЂ” — Учае' ' н Уз, =У ае Взаимное сопротивление определяется через наведенные сопротивления излучения при синфюной работе Я, и при сдвиге фазы токов с1'2 (работа в квалратуре) Аы т.е. 2„= Я, 1Яз, В результате получаем 2, =(73+142,5) ь(Ятп +Язз )ает', Уз =(73+142 5)ь — (Ят з +Яхдз )ае' '. ! При наличии Аг излучателей а решетке входное сопротивление 1-го вибратора определяется выражением 2, = (73 + 142, 5) + ~ Ят, Найденные соотношения справедливы лля бесконечно тонких полуволповых вибраторов.
С увеличением толщины вибратора а случае метода наведенных ЭДС растут ошибки при определении реактивной части входного сопротивления. Полное взаимное сопротивление 2„, стремится к собственному сощютнвлснию при Ы = О (см, рис. !2)5). Метод наведенных ЭДС позволяет приближенно решать и ряд других залач в антенной технике.
12.9. Расчет характсрыстык аитеыы с дыректором ы рефлектором. Аытеыыа типа «волыовой канал» Рассмотренные выше (п. !25) сиифазные антенны обладают двумя направления. ми максимального излучения. Для создания однонаправленного излучения, характеризующегося наличием одного пивного максимума ДН, применяются антенны, в состав которых входят так называемые лирекгоры и рефлекторы. Под длрс«мором понимают систему проводов, аналогичную антенне, размещаемую вблизи ее и увеличивающую излучение в направлении антенна — директор.
При этом поле в обратном направлении ослабляется или уннчтожычся. Рефлекморол называется или система проводников, аналогичная антенне, или проводяпьзя поверхность, располагаемая вблизи антенны л ослабляющая (уничтожающая) излучение в направлении антенна — рефлектор. При этом излучение в обратном направлении возрастает. Рефлектор в виде отражающей поверхности будет рассмотрен при изучении имени СВЧ. Проанализируем директор н рефлектор в виде резонансного проводника — вибратора как антенну.
Аныпш таких антенн удобнее вести в режиме передачи. Как директор, так и рефлектор, могут быть аатиаными и пассивными, т.е. получать или не полу чать питание непосредственно от генератора. Пассивный элемент возбуждается от поля активного. Наиболее эффективными а случае однонаправленности являются сактивныеь элементы. Однако конструктивно наиболее просты широко применяемые антенны с пассивными элементами.
Рассмотрим диаграмму направленности антенны с истинным директором (рефлектором). Если в системе из двух одинаковых вибратороа принять один из элементов за антенну, то второй окажется директором или рефлектором а зависимости от положения его относительно антенны (перед илн позади). Диаграмыа направленности такой 372 ййпаины э(ф,р) равна произведению ДН единичного излучателя г",(О,р) на мноли)ввдь решетки (рис. 12 18): дд яп— э'(О,р) = К(б,р) яп— 2 сь р= ЫяпО«к, — сдвиг по фазе между пояями антенны и директора за счет раз, ости хОда лучей и сдвига по фазе тока между элементами уг, Рнс. 12.18.
Диаграмма направленности антенны с активным директорам (рефлектором). а — в вватв«вв ваа пик«а»та, б — в гав«ваги»в»ива авааиктв Так как в данном случае число излучателей А'= 2, У (Н р) = Аг (ф, р)2 сов — = 2А((бз, р) соз — г( ью О + — ' 2 ' (2 2) Для однонаправленности антенны с директором необхолима, чтобы в( = Д!4 и р =-я(2, тогда э(НОА р) = 2Ая(Н, э] сов Ь вЂ” (яп Π— 1)), т е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
