Основные электрические параметры антенн. Эффективная площадь антенны А, страница 11

Для осуществления уверенного радиоприема необходимо, чтобы мощность полезного сигнала  на входе приемника превышала бы в  раз мощность внешних и внутренних шумов, т.е.

В свою очередь,

где       - внутренние шумы антенно-фидерного тракта;

 - внутренние шумы приемника.

Как известно,

где      - постоянная Больцмана;

- шумовая температура антенны, температура антенно-фидерного тракта, температура входных цепей приемника соответственно;

   - к. п. д. антенно-фидерного устройства;

  - полоса пропускания приемника;

 - шум-фактор приемника.

Если  , то внешние шумы превалируют над внутренними. Поэтому можно полагать, что

Так как в этом случае  и , то нет необходимости на  добиваться высокого к. п. д. приемной антенны.

На более коротких волнах при работе в УКВ диапазоне  собственные шумы приемной антенны и фидера могут существенно ограничить чувствительность приемного устройства. Особенно важно добиваться высокого к. п. д. антенны и фидера при использовании малошумящих усилителей.

Тема 4

СИММЕТРИЧНЫЙ ВИБРАТОР

Симметричный  вибратор  представляет собой прямолинейный проводник, у которого в симметричных (относительно середины) точках токи равны по величине и имеют одинаковое направление в пространстве. На рис.1 приведен пример распределения тока, характерного для симметричного вибратора. Здесь в симметричных точках вибратора  и  выполняется условие        

Стрелки на рисунке показывают, что токи в этих точках имеют одинаковое направление.

Для получения симметричного распределения тока в вибраторе можно, например, источник э.д.с. высокой частоты включить в его середину, как показано на рисунке. Однако в некоторых случаях симметричное распределение тока можно получить и при других способах питания вибратора. При исследовании симметричного вибратора, как и всякой другой антенны, нас в первую очередь будет интересовать вопрос о таких параметрах, как диаграмма направленности, поляризация поля, действующая длина и входное сопротивление антенны. Ответ на вопрос об этих параметрах может быть сравнительно легко получен, если известно распределение тока по длине вибратора. В самом деле, по известному току в проводе можно определить напряженность поля в дальней зоне и соответственно диаграмму направленности. Отношение напряжения в точках питания к току в этих же точках определяет собой входное сопротивление антенны. Таким образом, прежде всего необходимо рассмотреть задачу о распределении тока на симметричном вибраторе, возбуждаемом заданным источником э.д.с, Эта задача для цилиндрического вибратора произвольной толщины является весьма сложной, а для тонких вибраторов конечной толщины распределение тока при вынужденных колебаниях может быть найдено в результате приближенного решения некоторого интегрального уравнения.

Рассмотрению этого вопроса посвящены работы Галлена, Кинга и Гаррисона, а также советских ученых Леонтовича и Левина.

Значительно более просто, но менее строго и точно распределение тока может быть найдено путем замены симметричного вибратора некоторой эквивалентной двухпроводной линией. При этом естественно, что распределение тока вдоль вибратора, так же как и вдоль линии, оказывается синусоидальным.

ПРИБЛИЖЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКА И ЗАРЯДА ВДОЛЬ ВИБРАТОРА

Строгая теория и опыт показывают, что на тонком симметричном     вибраторе     распределение     тока     имеет     в     первом     приближении     синусоидальный характер  и определяется выражением

где     - координата вдоль вибратора, отсчитываемая от его середины

(си.рис.1);

 - знак абсолютной величины;

 - ток в пучности (пучность тока расположена на расстоянии  от изолированного конца вибратора);