Реферат: Види, параметри та принцип роботи антен

Смугою пропускання антени за вхідним опором називають смугу частот, у межах якої вхідний опір антени змінюється у припустимих межах. Як правило, фідер узгоджують із антеною на середній частоті, при якій реактивний опір дорівнює нулю. Зміна частоти призводить до зміни активної складової та до виникнення реактивної складової вхідного опору. Зазвичай основну роль в узгодженні має зміна реактивної складової вхідного опору. Для настроєних у резонанс смуга пропускання вібраторів має бути пропорційна відношенню

.

До методів розширення смуги пропускання відносять :

1. Зменшення хвильового опору ρ_а . Це досягається шляхом збільшення поперечних розмірів вібраторів (радіуса). Плечі таких вібраторів виготовляються у вигляді циліндрів, конусів та пластин. Для зменшення вони виготовляються із окремих провідників (вібратори Надененко та Айзенберга).

2. Збільшення активної складової вхідного опору вібраторів. Для цього використовують вібратори Пістолькорса.

3. Компенсаційний метод. Компенсується реактивна складова вхідного опору.

Для укорочення вібраторів встановлюють додаткові L або C на кінцях або на вході вібраторів залежно від знака реактивної складової.

Такі методи можуть розширити смугу пропускання до 50%.

Спрямовані властивості систем із двох вібраторів

Вхідний опір двовібраторних антен

Одинокий симетричний вібратор має недостатню спрямованість. Для підвищення спрямованості використовують системи однаково орієнтованих вібраторів – решітки вібраторів. ДС будь-якої решітки при відомих струмах у вібраторах визначається за допомогою правила Бонч-Бруєвича.

Розглянемо двовібраторні антени. До таких антен відносяться: система, що складається із двох паралельно розміщених активних вібраторів; система, що складається із активного вібратора та плоского ненастроєного рефлектора; система, що складається із активного та пасивного вібраторів. Між елементами таких систем існує електромагнітний зв’язок. Згідно з методом наведених ЕРС таку систему можна розглядати як систему двох зв’язаних контурів. Вхідний опір двовібраторної антени (рис.7.14) визначається на основі розв’язання алгебраїчних рівнянь Кірхгофа.

Позначимо напруги, що підводяться до вібраторів від джерел змінних ЕРС, через та , а струми на входах відповідно становлять . Рівняння Кірхгофа для такої системи мають вигляд

, (7.15)

де та − взаємні опори вібраторів;

та − власні опори вібраторів.

Якщо перше рівняння системи (7.15) поділити на , то вхідний опір першого вібратора буде дорівнювати

, (7.16)

де − комплексний опір, що вноситься у перший вібратор від другого.

Отже повний комплексний опір вібратора є сумою власного та внесеного опорів

. (7.17)

Внесений опір залежить від АФР у системі із двох вібраторів, від відстані між вібраторами та їх взаємного розташування.

Якщо струми у вібратора однакові , то , тобто у даному випадку взаємний (внесений) опір не залежить від АФР струмів у вібраторах.

Таким чином, наявність вібраторів поруч призводить до взаємного впливу, що змінює вхідний опір. Зміна вхідного опору зумовлює зменшення потужності випромінювання через відбиття частки потужності до генератора. Останнє може привести до так званого ефекту “засліплення” Тому при практичному проектуванні багатовібраторних антен слід враховувати взаємний вплив її елементів один на одного.

Система із двох паралельних активних вібраторів

Будемо вважати вібратори напівхвильовими, що розміщені паралельно на відстані d один від одного (рис.7.15).

Припустимо, що амплітуди струмів у вібраторах рівні, а фази струмів відрізняються на постійну величину Ф₀ .

Така антена є системою ідентичних однаково орієнтованих випромінювачів. Для неї, як відомо, справедливе правило Бонч-Бруєвича. Результуюча ДС дорівнює

.

Для напівхвильового вібратора

. (7.18)

Множник системи дорівнює

. (7.19)

Тоді результуюча ДС буде визначатися за виразом

. (7.20)

Із виразу (7.20) випливає, що ДС двовібраторної системи залежить від співвідношення d/λ та фазового зсуву між струмами у вібраторах.

Розрахунки показують, що для синфазних (коли Ф_о =0) та протифазних (коли Ф_о =π) вібраторів ДС виходить порізаною. Тому використовують систему із фазовими зсувами між струмами у вібраторах π/2. Якщо відстань між вібраторами дорівнює d=λ/4, а струм у першому вібраторі відстає від струму в другому вібраторі на π/2, тобто Ф_о =π/2, то ДС має вигляд, що наведений на рис. 7.16, а, б.

ДС має один максимум, орієнтований у бік до випромінювача 2 із запізненням фази струму, та один нуль, орієнтований у бік до вібратора 1.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--