С увеличением поперечных размеров вибратора уменьшается энергия, отраженная от его концов, сглаживается различие между минимумами и максимумами тока (распределение тока все больше напоминает бегущую волну), уменьшаются пределы изменения входных сопротивлений от частоты, т. е. появляется возможность широкополосного согласования вибратора с фидером. Отметим, что при увеличении поперечных размеров, проводников увеличивается их распределенная емкость, чем снижается волновое сопротивление вибратора, которое характеризуется отношением напряжения к току в бегущей волне. Распределение тока, близкое к бегущей волне, и связанные с этим апериодические свойства антенны можно получить не только путем увеличения поперечных размеров проводников, но и за счет увеличения их длины.
Таким образом, получение диапазонных свойств антенны по входным сопротивлениям связано с необходимостью увеличения поперечных размеров или длины проводников, а следовательно, с увеличением габаритных размеров, массы, парусности и стоимости антенны. Сказанное можно проиллюстрировать на примере. Характеристика направленности элементарного диполя, как известно, имеет форму тороида. Его КНД = 1,5. По мере увеличения длины плеча от 0 до 0.625l направленность антенны изменяется незначительно, увеличиваясь примерно в четыре раза. По этому параметру диапазонность вибратора практически безгранична.
Оценим теперь изменение активной составляющей Raвходного сопротивления вибратора в том же диапазоне частот 0 < l/l < 0,625. При l/l » 0 Ra » 0 и говорить о вибраторе как об антенне нереально. По мере увеличения отношения l/l значение Ra тоже увеличивается. Так, при l/l » 0,2 Ra » 35 Ом, а при l/l =0,25 Ra » 75 Ом. При дальнейшем увеличении отношения l/l для оценки, значений Ra необходимо уже учитывать диаметр dплеча вибратора. Так, при l/l » 0,5 для диаметров d1 = 0,014l, d2 = 0,028l, d3 = 0,1l активные составляющие входного сопротивления вибраторов соответственно равны Ra1 = 1200 Ом, Ra2= 820 Ом, Ra = 420Ом.
Эти цифры говорят о том, что по диапазону частот значения входного сопротивления вибратора могут изменяться в сотни и даже тысячи раз. Это обстоятельство вынуждает практически сокращать пределы изменения l/l до тех пор, пока не будет достигнуто соотношение Ra max/Ra min » 10.
Для вибратора, имеющего диаметр d1 = 0,014/, перекрытие по частоте составит К @lmax/lmin » 1,65, а для вибратора, имеющего диаметр d3 =0,1lсоответственно равно К » 2,2. Таким образом, приходим к выводу, что первый вибратор нельзя отнести к диапазонным, а второй можно. Достигнуто это семикратным увеличением диаметра второго вибратора по отношению к первому.
Вопросы, связанные с изменением входного сопротивления антенны, определяют задачи ее литания, в частности, задачи согласования антенны с фидером, о которых будет сказано ниже.
ПИТАНИЕ АНТЕНН ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
НАЗНАЧЕНИЕ ФИДЕРНЫХ ЛИНИЙ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ
Устройства, предназначенные для передачи высокочастотной энергии от передатчика в антенну или от антенны к приемнику, называют фидерами (линиями передачи энергии). Качество фидерной линии во многом определяет работоспособность радиотехнического устройства в целом, поэтому к фидеру предъявляют ряд требований: передающий фидер не должен излучать, а приемный — возбуждаться под действием электромагнитных волн. Кроме того, передача энергии вдоль фидера должна осуществляться с наименьшими потерями, наименьшим напряжением и с наименьшими искажениями передаваемых сигналов.
Основным параметром линии передачи
является волновое сопротивление Zo=
. Оно
характеризуется погонными (приходящимися на единицу длины) индуктивностью Lи
емкостью С линии.
Волновое сопротивление на радиочастотах является величиной чисто активной и определяется формой и относительными поперечными геометрическими размерами линии, а при наличии диэлектрика и его параметрами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.