Тема: Антенна стоячей волны (асв)

АСВ – прямолинейные антенны, у которых АФР представляет собой стоячую волну.

АСВ – простейшие антенны.

К ним относятся:

1. Симметричные вибраторы

2. Несимметричные вибраторы

3. Щелевые антенны.

Симметричный вибратор

Симметричный вибратор (СВ) – это два прямолинейных проводника, одинаковой длинны l, расположенные на одной прямой и возбуждаемые с обращенных друг к другу концов.

Афр возбуждения

Симметричный вибратор можно представить как участок разомкнутой на конце двухпроводной линии, у которой проводники длиной l разведены на 180⁰.

В следствии этого распространение тока возбуждения вдоль проводников симметричного вибратора в первом приближении аналогично распространению тока в разомкнутой на конце двухпроводной линии.

• где I_n – значение тока в пучности

z – расстояние вдоль оси Oz от начала координат, совмещенное с центром СВ в направлении СВ.

Справка:

Действительное распространение тока возбуждения вдоль симметричного вибратора отличается от (*) из-за того, что в симметричном вибраторе есть:

1. излучение, из-за которого в симметричного вибратора устанавливается режим смешанных волн

2. погонные параметры симметричного вибратора изменяются вдоль проводника, в следствии чего изменяется внутренние сопротивление симметричного вибратора

Хн симметричного вибратора.

Нормированная ХН симметричного вибратора имеет вид:

• где 𝜽 – угол, отсчитываемый от оси +Z

На практике часто применяют полуволновой СВ, у которого:

Для полуволнового симметричного вибратора формула (**) упрощается и имеет вид:

Свойства хн симметричного вибратора

1. ХН симметричного вибратора симметрична относительно Oz, так как она не зависит от 𝝋.

2. При любых значениях l в направлении Oz характеристика направленности симметричного вибратора = 0.

3. При ХН симметричного вибратора имеет вид сплюснутого тора, окружностиOz, в следствии чего ДН плоскости, проходящей через Oz имеет 2 лепестка, max которых перпендикулярны Oz, а ширина их уменьшается с ростом l

4. При в ДН симметричного вибратора появляются боковые лепестки, величина которых растет с ростомl

5. При (n = 1,2…) излучение в направлении перпендикулярном оси симметричного вибратора отсутствует

6. При с ростом l направление главного максимума приближается к оси симметричного вибратора и происходит общий рост количества максимумов

7. ХН полуволнового симметричного вибратора имеет вид тора, а ширина лучей по уровню половины мощности

8. Симметричный вибратор имеет фазовый центр, совпадающий с его серединой, так как фаза электрического поля не зависит от 𝜽 и 𝝋 в дальней зоне

Мощность излучения св

Имеет вид:

Сопротивление излучения СВ

В пучности тока возбуждаемого симметричный вибратором сопротивление излучения определяется со следующих выражений:

Входное сопротивление СВ

Входное сопротивление симметричного вибратора зависит от длинны, толщины и формы концов проводников СВ.

В следствии приближения заданного тока возбуждения, формулы для входного сопротивления имеют малую точность.

На практике широко применяются экспериментальные данные зависимости активной и реактивной составляющей входного сопротивления.

Основные свойства входного сопротивления СВ

1. При активная составляющая входного сопротивления слабо зависит ота (радиус проводников СВ) и с ростом l монотонно увеличивается

2. С ростом от 0 отношения , входное сопротивление имеет чередующиеся резонансы

- последовательный:

- параллельный :

3. При увеличении а резонансные значения уменьшаются.

4. Частотная зависимость сопротивления уменьшается с ростом а

5. для полуволнового СВ входное сопротивление:

Укорочение λ/2 симметричного вибратора.

Симметричный вибратор у которого l= λ/4 не настроен в резонанс , т.к. его входное сопротивление имеет реактивную составляющую индуктивного характера. Для настройки симметричного вибратора в резонанс нужно укоротить каждый проводник симметричного вибратора на Δl.

Δl/l= 2X_ABX/πZ_ВА , где X_ABX – реактивная составляющая входного сопротивления, подлежащего компенсации.

Z_ВА - волновое сопротивление симметричного вибратора.

Z_ВА = (ln l/a – 1 ).

Z_в= = 120π.

Справка:

Δl изменяется на величину 3-10% от l.