Петлевой вибратор с индуктивной нагрузкой

   

   Распределение токов пре непосредственном подключении  антенны к кабелю 

   Это достигается с помощью симметрирующих устройств.

   Кроме симметрирования антенны с фидером  нужно также вспомнить условие  согласования их сопротивлений , для обеспечения режима бегущей волны. На практике применяются различные конструкции согласующих и симметрирующих устойств причем часто в них эти две функции совмещаются.

   

   Симметрирующие  и согласующие устройства

   Мостиковое  симметрирующее устройство образуется путем присоединения к вибратору двух трубок с закорачивающим мостиком длиной λ/4.  В результате получается короткозамкнутая  λ/4— линия передачи, входное сопротивление которой      , в результате токи на внешнюю поверхность оплетки кабеля не затекают.

   Симметрирование вибратора с фидером с помощью "U — колена" осуществляется следующим образом . С помощью отрезка кабеля длиной . вносится сдвиг фаз в для сигналов в точках А и Б. Это обеспечивает симметрию токов в левом и правом плеча вибратора. Длина этого кабеля определяется по формуле:

    ,

   где        — длина волны в свободном пространстве;

    — длина волны в кабеле;

     — диэлектрическая проницаемость  изоляции фидера.

   Конструкции применяются при питании коаксиальным кабелем волновым сопротивлением 75 Ом.

   Согласование  в конструкции обеспечивается следующим  образом:

   а) входное сопротивление вибратора  ;

   б)

   в) длина  , обычно волновое сопротивление фидера в точке Г ;

   г)  в точке Г линия передачи с  волновым сопротивлением разветвляется на две линии передачи, волновое сопротивление которых должно соответствовать условию:

    ,

   где и     — волновые сопротивления линий передачи в точке разветвления. Обычно . В нашем случае

    Ом

   д) согласующий трансформатор длиной  должен иметь волновое сопротивление:

   

   в  результате      Ом

   Применив  данную методику можно, считать что  длина         .

   "Четвертьволновый  стакан" представляет собой металлический  изолятор, препятствующий ответвлению  тока на внешнюю поверхность  коаксиальной линии.

   В диапазонах коротких и длинных волн в качестве симетрирующего устройства применяется, главным образом, высокочастотный  трансформатор. Коэффициент трансформации  выбирается: 
 

    , 
 

   где        — число витков соответствующих обмоток;

   - сопротивления, присоединяемые  соответственно к  первичной и вторичной  обмоткам. 
 

Решение задач согласования и симметрирования.

   Для согласования петлевого вибратора  с коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 75Ом целесообразно  использовать симметрирующее устройство типа U-колена, так как оно не только обеспечивает симметрию напитки вибратора, но и является схемой согласования. Сдвиг фазы на участке кабеля равен 180, что обеспечивает симметричное питание вибратора. Входное сопротивление петлевого вибратора примерно равно 300 Ом, следовательно, если взять длину l1 равную нулю и U участок равный половине длины волны, то сопротивление, нагружающее ветви колена равно 75 Ом, в фидере установится бегущая волна, при этом КСВ близко к 1.

   

   

   

   

   

   

 
 
 

    _{-на середине полосы  рабочих частот  антенны}

    _{-на границе требуемого  интервала частот.}

   Таким образом U-колено выступает не только как симметрирующее устройство, но и как трансформатор, уменьшающий сопротивление нагрузки в 4 раза. 
 
 
 
 

 

РАСЧЕТ ДИАГРАММЫ НАПРАЛЕННОСТИ ПЕТЛЕВОГО ВИБРАТОРА.

   Под диаграммой направленности будем понимать зависимость амплитуды напряженности электрического поля Е, создаваемого антенной в точке наблюдения, от направления на эту точку (угловых координат θ, φ) при постоянном расстоянии точки наблюдения до антенны (r = const). Для наглядности и простоты графического наблюдения ДН чаще всего изображаются в виде двух плоских кривых в полярной системе координат. Одна из этих кривых – диаграмма направленности в горизонтальной плоскости – представляет собой распределение напряженностей электрического поля излучения на описанной в горизонтальной плоскости вокруг антенны окружности и является функцией угла (азимута) в горизонтальной плоскости . Другая кривая – диаграмма направленности в вертикальной плоскости - представляет собой распределение напряженностей электрического поля излучения на описанной в вертикальной плоскости вокруг антенны окружности и является функцией угла в вертикальной плоскости (угла места) Диаграмма направленности вибратора.

   

   

   

   

 
 
 
 

   Диаграмма направленности вибратора Пистолькорса, изображенная в графической части работы, незначительно отличается от ДН полуволнового вибратора. 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Диаграмма направленности петлевого  вибратора (Пистолькорса) 
 

 
 
 
 
 
 

   ЛИТЕРАТУРА 

   1. Вычислительные методы  в электродинамике  /Под ред. Р.Митры. —М.: Мир,

   1977.

   2. Hallen E. Electromagnetic Theory. —London: Chapman & Hall, 1962.  P.444 504.

   3. Леонтович М.А., Левин  М.Л. К теории  возбуждения колебаний  в вибраторах

   антенн // Журнал технической  физики. —1944.—№9. —С.481 – 506.

   4. Вайнштейн Л.А.  Электромагнитные  волны. —М.: Радио  и связь, 1988. —440с.

   5. Васильев Е.Н. //Журнал  технической физики. —1965. —Т.35. —Вып.10.

   6. Пименов Ю.В., Вольман  В.И., Муравцев А.Д.  Техническая электродинамика:Учебное  пособие для вузов  /Под ред. Ю.В.Пименова. —М.: Радио и связь,2000. —536с.

   7. Марков Г.Т., Сазонов  Д.М. Антенны: Учебник  для студентов

   радиотехнических  специальностей вузов. —М.: Энергия, 1975.

   8. Голин Г.М., Филонович  С.Р. Классики физической  науки. —М.: Высшая

   школа, 1989.

   9. Григорьян А.Т., Вяльцев  А.Н. Генрих Герц. —М.: Наука, 1968.

   10. Жук М.С., Молочков  Ю.Б. Проектирование  антенно-фидерных  устройств.

   —М. – Л.: Энергия, 1966.

   11. Кочержевский Г.Н.  Антенно-фидерные  устройства. —М.: Радио  и связь, 1981.

   12. Никольский В.В., Никольская  Т.И. Электродинамика  и распространение

   радиоволн: Учебное пособие  для вузов. —М.: Наука, 1989. —544 С.

   13. Носов Ю., Кукаев  А. Энциклопедия  отечественных антенн. —М.: СолонР,2001.

   14. Фрадин А.З. Антенно-фидерные  устройства: Учебное  пособие для вузов  связи.—М.: Связь, 1977. —440 с.

   15. Чернышев В.П., Шейнман  Д.И. Распространение  радиоволн и антенно-

   фидерные  устройства. —М.: Связь, 1973.

   16. Шамеева Н.И. Электродинамический  расчет симметричного  вибратора,

   возбуждаемого в разрез двухпроводной  линией //Докл. АН СССР. —1971.

   —Т.201. —№2. —С.328 – 330.