Симметричной двухпроводной линией

Возбуждение проволочного симметричного вибратора двухпроводной линией

На рисунке 7.31, а симметричная двухпроводная линия подключена к полуволновому вибратору в пучности тока, а на рисунке 7.31, б – к волновому вибратору в пучности напряжения. Нагрузкой линии является входное сопротивление вибратора R_вхА. Имея в виду, что отнесенное к пучности тока сопротивление излучения полуволнового вибратора R_Σп = 73,1 Ом и волнового вибратора R_Σп = 200 Ом, и полагая, что волновое сопротивление этих вибраторов Z_ВА = 800 Ом, имеем R_вхА = R_Σп = 73,1 Ом для схемы на рисунке 7.31, а и R_вхА= =800²/200=3200Ом для схемы на рисунке 7.31, б.

Рисунок 7.31 – Простейшие симметричные вибраторы, возбуждаемые

Так как и в том и в другом случае сопротивление R_вхА намного отличается от волнового сопротивления симметричного двухпроводного фидера Z_вФ=300...650 Ом, то коэффициент стоячих волн получается недопустимо высоким – около семи (средняя мощность, пере­даваемая по фидеру P=U_xmaxI_xmin=U²_xmax/Z_вK_св cущественно уменьшается)..

В схеме параллельного возбуждения полуволнового вибратора (рисунок 7.31, в) вибратор, длина которого с учетом эффекта «укорочения» l = 0,47λ, не имеет промежуточного изолятора. В средней точке вибратора е находятся пучность тока и узел напряжения (U =0) и активная составляющая входного сопротивления R_вха = 0, а в крайних точках вибратора c, d, где существуют пучность напряжения и узел тока,

.

Это значительно больше волнового сопротивления фидера и, следовательно, на вибраторе можно найти такие симметричные точки а, b, в которых активная составляющая входного сопротивления R_вхА= Z_вф. К этим точкам вибратора и следует подключать фидер.

Для согласования необходимо также, чтобы между точками а и b не было реактивной проводимости (G_вхА 0). В выполнении этого условия можно убедиться, если учесть, что между точками a и b параллельно включены две части вибратора, из которых одна (внутренняя) эквивалентна короткозамкнутой в точке е линии длиной х = ab/2 с реактивным входным сопротивлением jZ_BAtgβx, а другая (внешняя) эквивалентна разомкнутой линии длиной са = bd = λ/4 – х с реактивным входным сопротивлением

,

где β = 2π/λ – коэффициент фазы (волновое число).

При таких размерах линии реактивная составляющая входного сопротивления вибратора между а-b

,

что означает параллельный резонанс и реактивная проводимости G_вхА 0.

При параллельном резонансе входное сопротивление вибратора имеет чисто активный характер и его можно подсчитать по формуле

. (7.60)

Здесь R_Σa-b = R_Σп /sin²βx – сопротивление излучения полуволнового вибратора, отнесенное к точкам а-b. По формуле (7.60) можно определить значение х, при котором удовлетворяется равенство R_вхА = Z_вф для заданной длины волны λ₀. При отклонении λ от λ₀ равенство нарушается и согласование между вибратором и фидером быстро ухудшается.

Возбуждение петлевого вибратора (шлейф-вибратора) двухпроводным фидером. Данная антенна (рисунок 7.31, г) состоит из двух полуволновых вибраторов (В₁ и В₂), включенных параллельно. Такой способ включения означает, что заряды (потенциалы) обоих вибраторов в крайних точках а, b равны, а следовательно, токи в вибраторах совпадают по направлению и величине.

Мощности излучения вибраторов соответственно равны

,

,

где R₁₁, R₂₂ – собственные сопротивления излучения вибраторов;
R₁₂, R₂₁ – сопротивления излучения, вносимые из одного вибратора в
другой;

I_П – действующее значение тока в пучности, к которой отнесены указанные сопротивления.

Обычно расстояние между вибраторами составляет малую часть
длины волны, и поэтому вносимые сопротивления можно считать равными собственным:

.

Отсюда мощность излучения петлевого вибратора

,

а его сопротивление излучения в четыре раза больше, чем одиночного полуволнового вибратора:

.

Это позволяет получить удовлетворительное согласование с двухпроводным фидером, включенным в пучность тока.

Схемы питания (рисунок 7.31, в, г) допускают непосредственное крепление вибраторов к металлической опоре в средней точке е, поскольку
это точка нулевого потенциала.

Дата добавления: 2017-02-01