Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Магнитная запись импульсов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165

Для более точных расчетов необходимо пользоваться ионосферными характеристиками.

При прохождении в ионосфере изменяется поляризация волны. Падающая плоско-поляризованная волна выходит из ионосферы поляризованной по эллипсу или кругу. Поэтому на KB передающая антенна может быть горизонтальной, а приемная - вертикальной, и наоборот. Горизонтальные антенны дают больший эффект, так как атюсферные и индустриальные помехи имеют преимущественно вертикальную поляризацию и для таких антенн меньше влияние почвы.

5-6. ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СРЕДНИХ ВОЛН (СВ)

В дневные часы СВ сильно поглошаются в ионосфере и пространственной волной можно пренебречь. Дальность действия поверхностной волны в сильной степени определяется длиной волны и проводимостью почвы. Наименьшее поглощение получается на волнах, близких к 3 ООО м, при распространении их над морем, а наибольшее - на волнах, близких к 200 м, при распространении их над сухой почвой (плохая проводимость). При мощности передатчика \Pj. = 1 кет в первом случае дальность действия достигает 1 500 км, а во втором только 100 км. Дальность действия мощных радиовещательных станций за счет поверхностной волны над сушей может достигать 1 ООО км и более.

Ночью исчезает поглощающий СВ слой D и большое, часто основное, значение начинают играть пространственные волны. Ночью мощные передатчики СВ могут приниматься на расстояниях до 4 000-5000 км. При этом в зоне одновременного приема пространственной и поверхностной

волн возникают довольно частые и глубокие замирания. Несколько меньшую роль замирания играют вне области действия поверхностных волн.

Условия радиосвязи на СВ зимой лучше, чем летом, так как зимой уменьшаются ионизация нижних участков ионосферы и уровень атмосферных помех, создаваемых .грозовыми электрическими разрядами в тропосфере. В городах прием на СВ сильно зависит от уровня промышленных помех.

5-7. ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ДЛИННЫХ ВОЛН (ДВ)

На ДВ хорошо выражены и поверхностная и пространственная волны (как днем, так и ночью). Однако в связи с тем, что даже лучи с углами возвышения, близкими к 90°, отражаются от ионосферы (днем на уровне слоя D, ночью на уровне слоя Е), основную роль играют пространственные волны.

Условия распространения ДВ практически не зависят от сезона, уровня солнечной активности и не сильно зависят от времени суток (уровень сигналов ночью несколько больше), В связи с большим поглощением энергии ДВ в ионосфере для радиосвязей на большие расстояния (при использовании многократного отражения волн от ионосферы и Земли) требуется иметь весьма мощные передатчики.

Кроме того, для получения достаточных мощностей излучения на ДВ приходится применять антенны очень больших размеров. Частотная вместимость диапазона ДВ крайне мала. Все это определяет незначительную область их применения.

ГЛАВА ШЕСТАЯ АНТЕННО-ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА

6-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Антенной называется устройство, предназначенное для излучения радиоволн на передающей стороне (передающая антенна) или для извлечения энергии из поля )адиоволн на приемной стороне (приемная антенна) Лг основании принципа взаимности, доказываемого в теории антенн, любая передающая антенна при использовании ее в качестве приемной (и наоборот), сохраняет свои основные характеристики (такие, как направленное действие, диапазонность и др.). Конструктивно передающие и пpиeшыe антенны иногда имеют различия.

Всякое тело, по которому текут переменные токи, излучает электромагнитные волны, и наоборот, во всяком теле падающая на него электромагнитная волна возбуждает переменные токи. Однако оба действия зависят от соотношения между размером антенны и рабочей длиной волны. При этом хотя бы один из размеров антенны (например, ее высота) должен быть не очень мал по сравнению с длиной волны. Обычно считают, что провод, длина которого меньше Vio длины волны, малоэффективен как антенна. При прочих равных условиях мощность излучения провода увеличивается пропорционально квадрату частоты питающего тока.

Современная радиоэлектронная аппаратура работает в диапазоне волн длиной от миллиметров до десятков тысяч метров. Конструктивные особенности антенны в сильной степени зависят от Д1;апазона волн, -в -котором она должна

работать. По назначению антенны делятся на следующие группы:

1) антенны радиовещательных станций;

2) антенны станций радиосвязи;

3) телевизионные антенны;

4) антенны, применяемые в радиолокации и радиотелемеханике;


ВасоВные зажимы

Фидер

Напряжение

-1=Л

Фидер

Рис. 6-1. Симметричный вибратор. а - полуволновый; б - длиной в волну.

5) антенны, применяемые в радиоастрономии.

Каждая из этих групп может содержать антенны различного конструктивного выполнения, причем основными излучающими (принимающими) элементами любой антенны, как правило, являются симметричные или несимметричные вибраторы.

Симметричный вибратор (рис. 6-1) состоит из двух проводников одинаковой длины, между которыми включается фидер, т. е. питающая линия, соединяющая антенну с передатчиком или приемником. Наиболее часто



§ 6-21

Основные характеристики передающих антенн

применяется симметричный вибратор длиной / в половину длины волны X, называемый полуволновым (рис/6-1, а).

Вследствие отражения тока и напряжения у концов проводов антенн, если только они не имеют специально

включенных нагрузок, вдоль

V77777777777 Рис.

Фидер V77777777:

проводов устанавливается стоячая волна тока и напряжения (см. стр. 62). Вдоль полуволнового вибратора укладывается полуволна тока и напряжения (рис. 6-1, а), а вдоль вибратора длиной в волну - волна тока и напряжения (рис. 6-1, б). При этом на концах ненагружен-ных проводов антенн устанавливается узел тока (пучность напряжения). На входных зажимах получается некоторое искажение в распределении тока и напряжения из-за влияния нагрузки, оказываемой фидером (например, напряжение на зажимах полуволнового вибратора не равно нулю).

Несимметричный вибратор (рис. 6-2) имеет один проводник, подсоединенный к передатчику (приемнику). Один из зажимов последнего соединяется с землей (противовесом).

6-2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕДАЮЩИХ АНТЕНН

гоо

гго

80 40

А

3>

6-2. Несимметричный вибратор.

Dfi Ц8 1 16 2,0

Рис. 6-3. Зависимость сопротивления излучения симметричного вибратора от относительной длины.

реактивную часть сопротивления излучения компенсируют укорочением вибратора на 5-7%. Величина укорочения Д зависит от толщины вибратора (рис. 6-4).

Для несимметричных вибраторов, имеющих г < ,

сопротивление излучения (в омах) может быть подсчитано по формуле

Коэффициентом полезного действия (к. п. д.) антенны e /д - действующая дайна антенны (см. стр. 88).

11д называется отношение излучаемой мощности к полной мощности, поступающей в антенну, превышающей Pj, на величину мощности потерь Р^,

£д - деиитьующйл даила антенны см. стр. оо).

Величина сопротивления излучения вибраторов изменяется при расположении их вблизи других предметов, в том числе вблизи других вибраторов и земли.

Сопротивление излучения антенны (в омах)

представляет параметр, имеющий размерность сопротивления и связывающий излучаемую мощность (в ваттах) с током (в амперах), протекающим через какую-либо точку антенны.

Обычно Rj; определяют по отношению к участку антенны, в котором ток имеет максимальную амплитуду (пучность), или же по отношению к входным зажимам. Величина R зависит от размеров антенны по сравнению с длиной волны, формы антенны и других факторов. Увеличение длины уединенного симметричного вибратора ЛР I = X ведет к увеличению сопротивления излучения (рис. 6-3).

Вообще говоря, сопротивление излучения имеет комплексный характер, т. е. наряду с активной составляющей Rj, имеет реактивную составляющую Х^. Для тонкого полуволнового вибратора

Zj, = 73,1 + /42,5 [ом].

С увеличением диаметра вибратора величина Х^ падает. Комплексный характер сопротивления излучения свидетельствует о том, что длина I - XI2 не является резонансной длиной вибратора. Для настройки в резонанс

Л

0,003

0.005

Рис. 6-4. Зависимость величины укорочения полуволнового вибратора от его толщины.

Полное активное сопротивление антенны Rp складывается из сопротивления излучения и сопротивления потерь /?п. характеризующих затраты энергии на нагрев проводов и изоляторов, в зелие и системах зазешения,

= + Внесли полное сопротивление вычислено относительно тока на зажимах антенны, то оно называется входным сопротивлением антенны {Rp. вх)-

Величина Rn зависит от конструкции антенны и диапазона волн, в котором она используется. При укорочении длины полны Rn уменьиЛется. На длинных и средних волнах основными потерями являются потери в земле, меньшую роль играют потери на тепло в проводах и изоля-



Антенно-фидерные устройства

[Гл. Ь

тсрах. На волнах короче нескольких метров величиной часто можно пренебречь.

Полная мощность, поступающая в антенну, может быть представлена как

PA = P + P = ll{R+Rn),

а к. п. д. антенны как

Rj.+Rn-

Характеристика (диаграмма) направленности антенны представляет математическую или соответствующую гра-

120 ПО то 90° 80° 70° 60° 5а°


гт 250° 160° 270° гво' гзо° зоо' зю а)

340°

зго°

330

>\

песто

ч

у-г

епесп

1 II

направленных антенн по ней трудно производить отсчеты. В этом случае характеристики строятся в прямоугольных координатах. Направление максимальной интенсивности сигнала совмещено с началом отсчета углов поворота антенны. Обычно характеристики направленности нормируются, т. е. в направлении радиусов-векторов (на рис. 6-5, а -OA, 0£, ОВ и т. д.) откладывается относительная величина интенсивности сигнала (по отношению к максимальному значению). Характеристики направленности строятся по напряженности электрического по- ля Е (рис. 6-5, о) нли по его мощности (рис. 6-5, б, пунктирная линия).

Лепесток характеристики направленности, соответствующий направлениям максимального излучения, называется основным, другие лепестки называются боковыми. Для оценки направленных свойств антенны пользуются понятием ширины характеристики направленности по половине мощности, подразумевая под ней угол, в пределах которого плотность потока мощности, излучаемой антенной, не падает ниже 50% от максимальной. Если характеристика направленности построена по мощности поля, то ее ширину определяют на уровне 0,5 относительной интенсивности сигнала, если же характеристика построена по напряженности поля, то ее ширину надо определять на уровне 0,707. Характеристика направленности, приведенная на рис. 6-5, обладает шириной 50°.

Коэффициентом направленного действия (к. н. д.) антенны D называется число, показывающее, во сколько раз нужно было бы увеличить мощность передатчика в случае использования ненаправленной (изотропной) антенны вместо данной направленной, чтобы интенсивность сигнала в точке приема осталась неизменной.

Если известны математическая запись характеристики направленности антенны по напряженности поля Ра (Ф, &), где обычно ф - угол в горизонтальной плоскости, &Ь - угол в вертикальной плоскости или же отсчитываемый от оси вибратора, а также величина сопротивления излучения антенны в пучности тока Rs,, то к. н. д. в любом направлении определяется по формуле

120/-(ф,&)

Пример. Найти к. н. д. полуволнового вибратора в направлении максимума излучения и в направлении,. отстоящем на 30° от максимума (в плоскости, проходящей через ось вибратора).

В плоскости, проходящей через ось полуволнового вибратора, характеристика направленности имеет вид:

iza° 150° ISO в-

Рис. 6-5. Характеристика направленности антенны.

- .в полярной системе координат; б - в прямоугольной системе координат (/ - по напряженности поля; 2 - по мощности).

фическую зависимость амплитуды создаваемого сигнала от направления. Графическое изображение характеристики направленности имеет форму той или иной поверхности. Но в большинстве случаев направленное действие антенны можно оценить с помощью плоских кривых, изображающих характеристику направленности в двух основных плоскостях: горизонтальной и вертикальной (по отношению к земной поверхности).

На рис. 6-5 дана для прршера характеристика направленности одной из антенн, построенная в полярных и прямоугольных координатах.

Характеристика, построенная в полярных координатах (рис. 6-5, а), обладает наглядностью, но для весьма

cos- cosd

где & - угол, отсчитываемый от оси вибратора.

В плоскости, перпендикулярной оси вибратора, он излучает во всех направлениях одинаково, т. е. / (ф) = 1.

Для направления максимума излучения

/3,14 cos(-2

cos 90

sin 90°

a так как Ry. = 73,1 ом, то

in

120 73,1

= 1.64.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165

© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95