Основы теории антенн. Лекция № 5. АФУ

1.

Антенно-фидерные устройства и
распространение радиоволн
ОСНОВЫ ТЕОРИИ АНТЕНН
ЛЕКЦИЯ № 5
Тема:
Связанные вибраторы

2.

5.1. Направленные свойства системы из двух
связанных вибраторов.
I2
I1
q e
i
(5.1)
где q - отношение
модулей токов, сдвиг фазы тока I2
по отношению к
току I2.
Рис. 5.1.

3.

Поле, создаваемое вторым вибратором
через поле первого вибратора:
E2
E1 q e
i k d cos
e
i
(5.2)
где kd cos - пространственный сдвиг фаз.
E
Результирующее поле - сумма двух полей:
i k d cos
i
E1 E2 E1 1 q e
e
(5.3)
Поле первого вибратора:
60 I1 Cos(klSin ) Coskl ikr
E1 i
e
rSinkl
Cos

4.

Модуль напряжённости результирующего поля:
60 I n
E
F ( E ) 1 q 2 2qCos( kdCos E ) (5.4)
rSinkl
E=AF1( E)F ( )
(5.5)
где А - одинакова для любой вибраторной антенны.
E A(1 Coskl) 1 q 2 2qCos( kdCos H )
(5.6)
где H- угол между линией соединяющей вибратор и
точкой наблюдения в плоскости Н (YOZ).

5.

Рис.5.2

6.

Особенно важен случай однонаправленного
излучения q=1:
H
E 2 A ( 1 Cos ( k l) ) Cos
k d Cos
(5.7)
2
2
= 90o
d/ =0.25
E=2A(1-Coskl) Cos( 45o-45oCos ).
Множитель f( )=Cos( 45o-45oCos ) описывает кардиоиду
При =+90o и =0o, множитель обращается в
единицу, при =180o в
ноль. Таким
образом, в
направлении =0o напряженность поля удваивается по
сравнению с полем одиночного вибратора. При =-90o,
напряженность
поля
удваивается
в
обратном
направлении =180o, и равно нулю в направлении =0o.

7.

Рис.5.3

8.

Как видно из формулы (5.7),
условие
отсутствия излучения в направлении =180o, можно
записать в виде: +kd=180o.
Рис.5.4

9.

Действия
рефлектора
или
директора
характеризуют коэффициентом защитного действия,
равного отношению напряженности электрического
поля, излучаемого в главном направлении, к Е
излучаемого в обратном направлении.
защ
защ
E
E
0
180
E 0
20 lg
E 180

10.

5.2. Директорная антенна
la = (0,5 ) - длина
активного вибратора
lд=(0,4 - 0,48) - длина
директора
Lр = (0,51 - 0,55) длина рефлектора
dра = (0,1 - 0,25)
Рис.5.5.
dда = (0,1 - 0,35)

11.

12
10
8
q
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
L/л
Рис.5.6
Коэффициент направленного действия:
D=4qL/
где L - полная длина системы

12.

Ширина диаграммы направленности:
2 0.5
50
40
ширина
30
ДН
20
10
0
1
2
3
4
L/л
Рис.5.7
5
6
7

13.

ДН директорных антенн:
Рис.5.8

14.

Рис.5.9.

15.

Рис.5.10.

16.

Достоинства директорных антенн:
- простота и жесткость конструкции
Недостатки директорных антенн :
- узкополосность
- сложность настройки при большом
числе директоров.