Основные электрические параметры антенн. Эффективная площадь антенны А, страница 39

В точке наблюдения, расположенной в плоскости xoz (точка Р₂ на рис.2,б) и характеризуемой углом , поле оказывается поляризованным эллиптически. Большая ось поляризационного эллипса определяется амплитудой напряженности поля, излучаемого вибратором 2 в направлении максимума его ДН, т.е. равна Е_макс и ориентирована вертикально.

Малая ось эллипса определяется амплитудой напряженности поля, излучаемого вибратором I в направлении, составляющем угол  с его осью, т.е.

Ввиду вышеизложенного коэффициент эллиптичности m при этом окажется равным:     

Чем больше угол , тем меньшим оказывается коэффициент эллиптичности. При  = 0 (на оси оz ) m = I, что соответствует круговой поляризации. Когда   = 90° (на оси ох ), m = О и поле обладает линейной поляризацией.

В любой точке, расположенной в плоскости уоz (точка P₃ на рис.2,б), поляризация результирующего поля также оказывается эллиптической. Коэффициент эллиптичности определяется тем же выражением (4), но в отличие от предыдущего случая большая ось эллипса ориентирована горизонтально. Примерно такими же будут поляризационные эллипсы в любой плоскости, проходящей через ось oz. Различие состоит лишь в том, что ориентация осей этих эллипсов изменяется (точка Р₄ на рис.2,б).

В плоскостихоупопе обладает линейной поляризацией. При этом результирующая напряженность поля не зависит от направления , и суммарный вектор электрического поля лежит в плоскости хоу. Вибратор I возбуждает в точке Р₅ (рис.2,б) напряженность поля

а вибратор 2

Результирующая  напряженность поля

Из последней формулы видно, что амплитуда результирующей напряженности поля .не зависит от угла . Таким образом, в плоскости хоy поле будет поляризовано линейно и напряженность его не зависит от направления - антенна обладает ненаправленной диаграммой.

Как уже было отмечено, в скрещенных вибраторах токи должны быть равны по амплитуде и сдвинуты по фазе на .

Один из вариантов схемы питания скрещенных вибраторов показан на рис.3, а. Каждый из вибраторов имеет входное сопротивление порядка 70 ом и питается при помощи фидера, согласованного с этим сопротивлением. Так как фидер, питающий вибратор I,  длиннее фидера, питающего вибратор 2, на  , то ток вибратора I  будет отставать по фазе на  от тока вибратора 2.

В другом варианте фазовый сдвиг между токами получается подбором длин вибраторов. Здесь питающее напряжение при помощи общего фидера подводится к зажимам обоих вибраторов (рис. 3,6). Если выбрать длину вибратора I несколько меньшей , то реактивная составляющая его входного сопротивления будет иметь емкостный характер. Если длина вибратора 2 взята большей  , но меньшей , то реактивная составляющая его входного сопротивления получится индуктивной. Регулируя длины вибраторов 2l₁ и  2l₂  можно так подобрать их, чтобы токи были бы сдвинуты по фазе на  .

Антенны из скрещенных полуволновых вибраторов находят широкое применение на практике. На дециметровых волнах такие системы используются в качестве облучателей зеркальных антенн с круговой поляризацией. При этом для создания однонаправленной ДН (в пределах одной полусферы) к скрещенным вибраторам добавляют дисковый контррефлектор.

На метровых волнах широкое применение находят директорные антенны с вращающейся поляризацией. В частности, они используются в радиотелеметрии. Конструктивно директорная антенна с вращающейся поляризацией объединяет две одинаковые линейно-поляризованные директорные антенны. Необходимые фазовые и амплитудные соотношения обеспечиваются применением специальных схем питания активных вибраторов.

Крестообразные щели в волноводе. Известно, что в прямоугольном волноводе с волной Н₁₀ существуют составляющие напряженности магнитного поля Н_х и Н_z , сдвинутые по фазе на .

Эти составляющие можно записать при помощи соотношений:

где  Н_х - поперечная составляющая напряженности магнитного поля;     Н_z - продольная составляющая напряженности магнитного поля;

Н₀- постоянная величина;