Компенсация реактивной составляющей входного сопротивления.
Необходимо для установления режима бегущих волн. Входное сопротивление по определению:
Для симметричного электрического вибратора получено на основании теоретических и практических исследований формула входного сопротивления.
Входное эквивалентное сопротивление:
для полуволнового вибратора:
Т.е. надо избавится от реактивной составляющей 
.
приравняем реактивное сопротивление полуволнового вибратора, к реактивному сопротивлению выражения (16)
подставим обозначения, и внесем (к) под скобки:
(тангенс при малых значениях угла заменяем аргументом)
-величина от которой надо избавится.
Полоса пропускания и способы её расширения.
Интервал частот, в котором заданные параметры антенны не выходят из заданных границ, называют рабочим диапазон частот антенны, те полосой пропускания. Формула для полуволнового симметричного вибратора:
1) 
; Для этого увеличивают размеры вибратора. Вибратор на денингах:
Чем толще вибратор тем больше полоса пропускания. Т.к. масса большая то наваривают ячейки из проволоки малых волновых размеров. Так же применяют всевозможные увеличения площади плеч (рис 7 верх). Также делают различные прорези малых волновых размеров для облегчения веса (рис 7 низ). Так же емкость увеличивают конструкцией(рис 8). Подобным способом можно увеличить полосу пропускания до 25%. Для вибратора на денингах до 50%.
|
|
|
2) Увеличить входное сопротивление. Метод предложен Пистолькорсом. Входное сопротивление:
(рис а) 
(рис б) 
Увеличивая число вибраторов увеличиваем полосу пропускания.
Компенсационный способ.
К симметричному полуволновому вибратору подключается короткозамкнутый отрезок длинной линии(стакан). Реактивное сопротивление на волнах близких к резонансной очень великой, что равносильно его отключению. На других волнах реактивное сопротивление вибратора и компенсатора имеют противоположные знаки поэтом происходи их компенсация.
Комбинированный способ.
Реализован в вибраторах Брауде.
1 способ увеличение площади вибратора
2.Компенсационный способ.
Питание симметричных вибраторов.
Подключение двухпроводной линии в симметричному вибратору. Для согласования где источник ЭДС подключен в виде двух проводной линии используется дельта трансформаторы. Вибраторы с шунтовым питанием. Без дополнительной настройки получают режим бегущих волн. Достоинством является то что в точке А, устанавливается узел напряжения. Это позволяет крепить данную конструкцию вибратора к любой опоре без доп. изоляторов.
Питание симметричных вибраторов. Необходимо обеспечить согласование и симметрирование. Запутываем при помощи коаксиала источник ЭДС к антенне. К одному плечу подключили корпусную жилу, а центральную подключили к другому, в итоге между плечом вибратора и внешней оболочкой коаксилла образуется паразитная емкость. Она приводит к нарушению амплитудного распределения( расширение ДН, увеличение БЛ). Поэтому необходимо симметрирование. Для того чтобы устранить асимметрию токов, применяют различные симметрирующих устройств. U- колено; симметрирующий стакан. Рис 14 – все основано на принципе работы длинной линии, однако это симметрирующее устройство узкополосное. Ток на внешнюю оболочку коаксиального кабеля не затекает и обеспечивает выравнивание амплитуды вдоль оси вибратора.
|
|
|
Симметрирующее устройство в виде U колена. Подключается коаксиал, и отрезок длиной пол длины волны, таким образом обеспечивается согласование. В точках а и б токи раны по амплитуде и противоположны по фазе Для выравнивания токов на внешних оболочках корпусной провод коаксиала заворачивается и заземляется. (рис 15). На рис 16 используется повышающий трансформатор.
Волноводные излучатели.
Волноводные излучатели, т.е. волноводы с открытым изучающим концом, используются обычно как облучатели зеркальных и линзовых антенн или как элементы фазированных антенных решеток. Простейшим волноводным излучателями являются открытый конец прямоугольного или круглого волноводов, в которых возбуждаются основные типы волн, соответственно Н10 и Н11.
|
|
|
Кроме прямоугоных и круглых волноводов, в антенной технике находят применение квадратные и эллиптически волноводы, а также волноводы, в которых распростаряется несколько типов волн – многомодовые волноводы.
Остановимся на рассмотрении излучения из открытого конца прямоугольного и круглого волноводов. Строгое решение задачи об излучении из открытого конца волновода было получено в 1948г. Л, А. Вайнштейном. Ценность строгого решения состоит в том, что оно подтверждает, наряду с экспериментом, возможность использования в определенных пределах результатов, полученных более простыми, приближенными методами.
Применим апертурный (инженерный) метод расчета. Будем считать, что излучает апертурная площадь (теневая не излучает).
Рассмотри открытый конец прямоугольного волновода:
Электромагнитную энергию будем передавать основным типом колебаний. ( Вдоль широкой стенки одна полуволна, вдоль узкой нет полуволн (распределено равномерно)).
|
|
|
Структура поля нам известна:
Апертуру открытого конца волновода можем разбить на элементарные площадки, применим правило перемножения диаграмм:
Для излучающей элементарной площадки ДН:
Поставим в (2) получим:
Из теории волноводов:
Открытый конец волновода позволяет сформировать веерную ДН.
КНД рассчитывается по формулам на рисунке 4. Плохое согласование 
Плохое согласование
Z1-поперечное сопротивление. Z0-сопротивление свободного пространства. Плохое согласование. Причина в том что в волноводе волна плоская, в свободном пространстве волна сферическая. Возможно, сузить ДН волновода, если напаять фланцы 
. Затекание токов на фланцы, образуют поля, которые за счет интерференции позволяют сузить ДН, но незначительно. Поэтому такие антенны используются в виде облучателей более сложных антенн или как элементарные излучатели в ФАР.
Рассмотрим круглый излучающий раскрыв:
Амплитудное и фазовое распределение:
Вдоль H, косинусоидальное распределени, в данной системе координат: 
Фазовая запитка синфазна:
ДН в плоскости E:
- 
функция. I1-функция Бесселя 1го рода.
ДН в плоскости H:
Ширина ДН:
Вид ДН бед игольчатым.
КНД:
У круглого раскрыва согласование лучше чему открытого конца волновода:
Ширина ДН сопоставима с элементарным вибратором, те широкая. Можно использовать в качестве облучателей более сложных систем, например зеркальных антенн.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 522; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!