Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Влияние земли на направленные свойства антенн
Под влиянием поля антенны, расположенной непосредственно над землей, в земле возникают токи, которые создают вторичное поле. Вторичное поле наводит в антенне дополнительные токи, которые изменяют первичное распределение токов и зарядов в антенне, в результате чего изменяются входное сопротивление и другие параметры антенны. Результирующее поле на большом удалении от антенны является суммой первичного и вторичного полей. В расчетах влияние земли учитывают методом зеркальных отображений. Сущность его состоит в том, что результирующее поле рассматривают как сумму прямой волны Е1 и отраженной от земли Е2, Волну, отраженную от земли, можно рассматривать к волну, созданную зеркальным изображением антенны.На рис изображены соответственно вертикальный и горизонтальный вибраторы, расположенные над землей, и построены зеркальные изображения. Из построения следует, что токи в вертикальном вибраторе и в его зеркальном изображении совпадают по направлению, а в горизонтальном вибраторе и его зеркальном изображении — встречные. Определим ДН вертикального вибратора, расположенного над идеально проводящей землей. В точке, находящейся на большом расстоянии от вибратора, луч, идущий непосредственно от вибратора, можно считать параллельным лучу, отраженномуотземли или зеркального изображения. Поле, созданное вибратором в рассматриваемой точке, обозначим через Е1,тогда поле, созданное зеркальным изображением Е2, равно полю Е1 по модулю, но отличается от него по фазе. На участке пути Dг произойдет запаздывание фазы луча, идущего от зеркального изображения, на угол kDг =k2Н sinD. Следовательно, поле луча, отраженного от земли, Е2=Е1 е-12kH sinD Суммарное поле Ев= Е1+Е2 =Е1 (1+ е-12kH sinD). В результате вычислений получаем выражение для модуля результирующего поля Ев=Е2 Fвз ( D), где Fвз( D)= 2 cos (kН sin D) — множитель, учитывающий влияние идеально проводящей земли на ДН антенны с вертикальными вибраторами. Поле Е1 определяется характеристикой направленности, следовательно, характеристика направленности любой антенны с вертикальными вибраторами, расположенной над землей, Fв( D)= F1(D) Fвз (D) где F1 (D) — множитель характеристики направленности антенны в свободном пространстве. При расчете нормированной ДН постоянный коэффициент 2 в множителе Fвз( D) опускают.
Определим направления максимального излучения. Функций косинуса максимальна при углах х=тp, где т=0, 1, 2,... Следовательно, для вертикального вибратора направления максимального излучения определяется из условия kН sin ( D) = mp или sin ( D)=mp/kH=ml/H. Полагая т= 0, получаем первый максимум, направленный вдоль поверхности земли; Dм=0. При Н<0,5 l подставка т³1 не имеет смысла, следовательно, в ДН в пределах D=0...90° имеется только один основной лепесток. С увеличением Н появится несколько значений т, удовлетворяющих условию Dм, и ДН будет многолепестковой. Направления, соответствующие нулевому излучению, определяются из условия кН sin ( D) =p/2; Зp/2; 5p/2... = p(2m+1)/2 или sinD0 = (l/4H) (2m+1), где m=0, 1, 2,... При горизонтальной поляризации поля, созданные горизонтальным вибратором Е1 и его зеркальным изображением Е2, равны по модулю, но различаются по фазе за счет разности хода лучей на угол k2Н sin Δ и дополнительно за счет встречных направлений токов еще на л.
Характеристика направленности любой антенны с горизонтальными вибраторами, расположенной над землей, определяется уравнением F(Δ)= F1 (Δ) Fгз (Δ) где F1 (Δ) — множитель ДН в вертикальной плоскости антенны, расположенной в свободном пространстве; Fгз (Δ) — множитель, учитывающий влияние земли при горизонтальных вибраторах.
в г К определению множителя земли: в— вертикальный вибратор; г — горизонтальный вибратор
Диаграмма при вертикальной поляризации
Направления, соответствующие нулевому значению множителя, определим из условия kНsinΔо=тл, откуда sin Δo=mλ/2H, где m=0, 1, 2,... Вдоль поверхности земли горизонтальный вибратор не излучает, так как при m=0, Δ о=0. Направления максимального значения множителя определим из условия kНsinΔm=(2m+1)π/2 или sin Δо= (2m+1)λ /4Н, где m==0, 1, 2,... Полагая т=0, определим направление первого максимума sin Δm= λ /4Н Оптимальная высота подвеса антенны с горизонтальными вибраторами H= λ /4 sin Δm
Диаграмма направленности вертикального вибратора при различных высотах подвеса Выводы. Антеннас горизонтальными вибраторами вдоль идеально проводящей земли не излучает. Максимум излучения направлен под некоторым углом к поверхности земли. Чем больше относительная высота H/λ расположения антенны, тем меньше угол, соответствующий направлению максимального излучения. При высотах подвеса H>0,5λ ДН в вертикальной плоскости становится многолепестковой. В реальных условиях земля обладает конечной проводимостью и отражение от нее неполное. Часть энергии теряется в почве, и фаза поля при отражении изменяется на углы, отличные от 0 и 180°. Зная модуль коэффициента отражения R и его фазу Ф, можно определить множитель, учитывающий влияние реальной земли: Fa (Δ) = V 1 + R2 + 2R cos (2kH sin Δ + Ф) • Антенны с горизонтальными вибраторами в диапазоне 3—30 МГц применяют для связи и вещания на большие расстояния пространственными волнами. В диапазоне 48—640 МГц антенны при относительно большой высоте (H>>λ) расположения горизонтальных вибраторов применяют для телевизионного вещания. Антенны с вертикальными вибраторами используют во всех диапазонах для связи поверхностными волнами на относительно небольшие расстояния.
|