Вопросы питания коротковолновых антенн. Волновое сопротивление двухпроводного (однопроволочного) фидера. Четырехпроводный однопроволочный симметричный неперекрещенный фидер

Волновое сопротивление двухпроводного (однопроволочного) фидера при 2a/D « (что обычно имеет место)

            W= 2761g(D/a).                                                                                      (11.7)

Четырехпроводный однопроволочный симметричный неперекрещенный фидер имеет

               W=1381g DlD2/a D1² +Di²                                                                   (11.9)

При расчете волновых сопротивлений многопроволочных фидеров проволочные цилиндры заменяются сплошными с эквивалентным радиусом R3 = R ^п па / R. Здесь п — число проволок в одном проводе (цилиндре) радиусом R.

Для питания передающих антенн используют также несимметричные концентрические (рис. 11.16, а) и несимметричные плоские (рис. ll.16, б) многопроводные фидеры. В случае концентрического фидера многопроволочным может быть выполнен только внешний провод или оба — внешний и внутренний провода. Симметричные фидеры крепят на деревянных, асбоцементных или железобетонных опорах. Последние используются для подвески тяжелых фидеров с = 120 Ом. К опорам фидеры крепят с помощью специальных изоляторов.

                             а)                                                       Рис. 11.16

В некоторых случаях для питания КВ антенн используют коаксиальный кабель. В настоящее время выпускают коаксиальный кабель, выдерживающий мощность (при Кбв = 1) 250 кВт.

Формулы для расчета волновых сопротивлений фидеров различных типов приводятся в [32].

Основными параметрами, которыми оценивается качество передающего фидера, являются пропускная мощность и КПД. Максимальная мощность, пропускаемая фидером, определяется электрической прочностью изоляторов и воздуха, окружающего фидер. Если напряженность поля превосходит некоторое определенное значение, то начинается ионизация воздуха, что может привести к его пробою. Процессы ионизации молекул сопровождаются излучением электромагнитных волн оптического диапазона, вследствие чего происходит свечение ионизированного объема воздуха. Столб ионизированного воздуха поднимается вверх, принимая форму факела («факельное истечение»). Это недопустимо, так как может привести к перегреву и расплавлению проводов, а также к потерям высокочастотной энергии. Напряженность поля, при КОТОРОЙ может произойти самопроизвольное образование факела, называется начальной. Начальная напряженность поля равна примерно 30 кВ/см. Обычно принимается, что допустимая амплитуда напряженности поля Е доп примерно равна 6...7 кВ/см.

Максимальная напряженность поля возникает у поверхности провода. Если ток распределен равномерно по периметру проводника, то I= 2пНа (Н — напряженность магнитного поля). Так как вдоль воздушной линии распространяются Т-ВОЛНЫ, то Е = WcH, где [4/ = 12011 Ом, и, следовательно Етах = 1201п/2ап, Поскольку 1 = U/W, где U— напряжение между проводами линии, то Е тах= 60U/(aW). В многопроводной линии ток, приходящийся на один провод, уменьшается в п раз (п— число пар проводов), и в данном случае

             Етах = 60U/(naW).                                                                              (11.10)

Амплитуда напряжения в пучности связана с мощностью, передаваемой по линии, соотношением U = 2PW / Кбв. После подстановки этого выражения в (11.10) получаем

                                                  (l l . l l)

Здесь Е тах— амплитуда напряженности электрического поля