Система вібраторних випромінювачів

Одиночні вібраторні антени є слабкоспрямованими. Для збільшення КСД і одержання діаграми спрямованості необхідної форми застосовують багатовібраторні антени. Взаємне розміщення вібраторів може бути різним (рис. 3.5), але, як правило, вони ідентичні, однаково орієнтовані й тому утворять систему, до якої можна застосувати правило перемноження діаграм спрямованості:

(3.9)

де - діаграма спрямованості одиночного вібратора; - ДС багатовібраторної антени.

Рис. 3.5

Множник системи не залежить від кута орієнтації плечей вібраторів щодо осі системи а визначається тільки кількістю випромінювачів відстанню між їхніми центрами відносною амплітудою А и фазою Ф струму в кожному вібраторі. Залежно від співвідношення параметрів системи її діаграма спрямованості може бути однопелюсткової, багатопелюсткової з орієнтацією головного максимуму уздовж осі системи, перпендикулярно до неї або під будь-яким кутом у межах ±90° щодо нормалі. Для того щоб головний пелюсток результуючої ДН антени був досить вузьким, необхідно сполучити напрямки головних пелюстків діаграм спрямованості одиночного вібратора й системи (рис. 3.6). У першому випадку (див. рис. 3.6, а) головний пелюсток множника системи повинен бути перпендикулярний її осі. Це досягається синфазним живленням вібраторів. У другому випадку (див. рис. 3.6, б) головний пелюсток МС повинен бути спрямований уздовж її осі. Це досягається відповідним підбором хвильової відстані між вібраторами й амплітудно-фазовим розподілом. При рівних струмах у вібраторах (А =1) головний максимум множника системи спрямований уздовж її осі за умови:

(3.10)

де Ф - фазовий зсув струмів у сусідніх вібраторах. Так, при різниця фаз струмів повинна становити 72°, а при

На рис. 3.6 множник системи й діаграма спрямованості антени в цілому виявляються постійними величинами в площині, перпендикулярній вібраторам (Н-площини), тобто антена в цій площині випромінює в усі сторони. Щоб забезпечити спрямованість антени також у цій площині, необхідно виконати дві умови:

1)

2) де N - кількість вібраторів у системі.

Рис. 3.6

Так, якщо тоді й Система із двох вібраторів, що відповідають цим умовам, показана на рис. 3.7. Розглянемо взаємодію полів у такій системі.

Рис. 3.7

Якщо струм у вібраторі 1 випереджає по фазі струм тоді електромагнітне поле ліворуч від системи вібраторів (точка В') дорівнює нулю, оскільки поле вібратора 2, проходячи відстань убік першого вібратора, одержує додаткове запізнення по фазі на 90^о і виявляється в противофазі з полем вібратора 1. Таким чином, випромінювання відбувається в одну сторону уздовж осі системи в напрямку вібратора з відстаючим по фазі струмом. Випромінювання двовібраторної антени набуває спрямованість в одну півсферу, у тому числі в площині Н.

Для одержання випромінювання з такою спрямованістю не обов'язково заживлювати обидва вібратори. Дуже часто використовують систему (рис. 3.8), у якій живлення подається на один з вібраторів називаний активним, а другий до генератора не підключається (він називається пасивним).

Рис. 3.8

Принцип дії розглянутої антени полягає в наступному. Струм активного вібратора збуджує в навколишньому просторі електромагнітне поле, що індукує струм у пасивному. Поле в будь-якій точці навколишнього простору є суперпозицією полів, збуджуваних струмами в обох вібраторах. Струми мають приблизно однакові розподіли, але можуть відрізнятися як по величині, так і по фазі. Величина струму залежить від відстані й при малих його величинах Фазовий зсув струмів Ф залежить як від відносної відстані так і від довжини пасивного вібратора Відомо, що напівхвильовий вібратор має індуктивний опір. Для настроювання в резонанс активний вібратор укорочують на деяку величину Якщо пасивний вібратор залишити напівхвильовим або навіть злегка подовжити його тоді його індуктивний характер викличе випередження по фазі струму /2 відносно струму в активному вібраторі Це значить, що випромінювання буде відбуватися убік активного вібратора (рис. 3.9, а). Пасивний вібратор як би відштовхує від себе випромінювання, тому він називається рефлектором (відбивачем).

Рис. 3.9

Якщо ж пасивний вібратор укоротити в порівнянні з активним (див. рис. 3.9 б), той його опір стає ємнісним, струм відстає по фазі від струму й випромінювання відбувається убік пасивного вібратора. У цьому випадку він називається директором.

Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 875; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!