Симметричный вибратор. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. Лекция № 4

1.

Антенно-фидерные устройства и
распространение радиоволн
Симметричный вибратор
ЛЕКЦИЯ № 4

2. Действующая длина симметричного вибратора

Действующей длиной антенны называется
длина
прямолинейной
антенны
с
равномерным распределением тока, которая
при одинаковых токах в отcчетных системах
создает в свободном пространстве такую же
напряженность
поля
в
направлении
максимального
излучения,
что
и
рассматриваемая антенна.

3.

λ tg(k l ) (5)
2
lДА
π
- действующая длина симметричного вибратора
по отношению к току на входе А.
k l
2 λ sin (
)
2
π
2
l
Д
(6)
- действующая длина симметричного вибратора
по отношению к амплитуде тока

4. Действующая длина полуволнового вибратора, одинакова при отсчете как по току в пучности, так и к току на входе, так как у этого

вибратора
пучность тока совпадает с входными
клеммами
lд=2 /
(7)

5. Действующая длина коротких вибраторов относится обычно к входным клеммам при 2l<< , lда=/2 , то есть действующая длина

Действующая длина коротких
вибраторов относится обычно к
входным клеммам при 2l<< ,
lда= /2 , то есть действующая
длина коротких симметричных
вибраторов равна половине их
геометрической
длины.

6. Сопротивление излучения и входное сопротивление симметричного вибратора.

Сопротивление
входное
симметричного
излучения
и
сопротивление
вибратора.
I - модуль тока в каком-то сечении антенны.
R =2P
где
2
r E max
P
240
2 2
2
/I
F
0
(8)
m
2
( , ) Sin d d
0
- мощность распределения
(9)

7. Подставляя в выражение (9) значение Emax и F(,), получаем

Подставляя в выражение (9)
значение Emax и F( , ),
получаем
R
(Cos( klCos ) Coskl )
60
d
Sin
0
2
(10)

8. Интегрирование выражения (4.7) дает формулу содержащую интегральные косинусы и синусы. При l/<0.1 упрощенная формула имеет вид

Интегрирование выражения (4.7) дает
формулу содержащую интегральные
косинусы и синусы. При
l/ <0.1
упрощенная
формула
имеет
вид
R П
4
=20(kl)
(11)

9.

При l/ =0.5 входное активное сопротивление достигает
максимума, затем уменьшается и снова возрастает при
приближении к l/ =1 и т.д
400
300
R 200
100
0
0
0.25
0.5
0.75
l/л
1.0

10. Zвх=Uo/Io=Rвх+Xвх

Эквивалентная схема антенны
Rвх
Xвх
Zвх=Uo/Io=Rвх+Xвх

11.

Активное часть входного сопротивления
0.000006
2000
0.00003
1500
0.00007
Диаметр
Антенны
a/l
Rвх 1000
500
l /l/лλ
0.60
0.55
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.20
0.15
0.1
0.05
0
0

12.

• При l< /4, активное сопротивление мало
зависит от толщины вибратора и, с
увеличением длины, монотонно растет.
• При l 0.5 , активное сопротивление
достигает максимума, затем уменьшается и
снова возрастает при приближении l к
• Положение максимумов активного входного
сопротивления сильно зависит от толщины
вибратора, чем больше вибратор, тем при
меньшем l / Rвх достигает максимума и тем
меньше его величина.

13.

• Если зафиксировать длину вибратора и
изменять частоту, то «толстые» вибраторы
будут более диапазонными т.к. их активное
сопротивление - Rвх меняется более плавно,
чем у «тонких».

14.

Реактивная составляющая входного сопротивления
Xвх
1000
a/l
800
0,000006
600
0,00003
400
0,00007
200
0
-200
-400
-600
-800
-1000
0.05 0.1 0.15 0.20 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60
l/λ

15. Резонансная длина вибратора- это длина вибратора при которой Xвх=0

• Реактивная
составляющая
входного
сопротивления
изменяется
в
широких
пределах проходя через 0.
• Увеличение толщины вибраторов уменьшает
максимальное значение Xвх и сглаживает
кривую. Т.е. ведет к расширению рабочего
диапазона вибратора.
Резонансная длина вибратора- это
длина вибратора при которой Xвх=0
Для
очень
тонких
вибраторов
резонансная длина 2lр /2 , , 3 /2

16. Чем больше толщина вибратора, тем больше отличие резонансной длины от величины кратной целому числу полуволн.

/2 - первый резонансный вибратор
Укорочение длины вибратора
( l ) n( / 4) l
n
рn
n = 1,2,3...
С ростом номера резонанса, абсолютное
значение
укорочения
возрастает.

17. Симметричный щелевой вибратор

Uщ=UoSink(l-|z|)
(12)
Uo - амплитуда напряжений в центре
щели
l - длина половины щели

18.

19.

Напряженность электрического поля
U0
E
F(θ(θ)si t - kr)
π r
(13)

20. Проводимость излучения симметричной щели через сопротивление излучения металлического аналогаσσ

Gσ= 4R
2/(120 )2
(14)

21. Входная проводимость

Yвх= 4Zвх/(120 )2
(15)
где Rвх - входное сопротивление
металлического аналога щели