5.4 Несиметричний – заземлений вібратор
Рис. 5.17 Електричне поле заряду q, розташованого над площиною, що ідеально проводить
Вплив екрану на електромагнітне поле вібратора. Досі розглядалася ЕМП вібратора в необмеженому вільному просторі. У реальних умовах простір обмежено поверхнею Землі і іншими екранами. На рис. 5.17 показано електричне поле позитивного заряду q над поверхнею екрану _, що ідеально проводить. Оскільки э. с. л. завжди перпендикулярні поверхні провідника, те поле на цій поверхні виявляється таким самим – же, яким воно було – б у двох рівних, різнойменних симетрично розташованих зарядів q і q', якби не було екрану. У цих умовах уявний негативний заряд q' називають дзеркальним зображенням позитивного – q.
Утворення заземленого вібратора.
Рис. 5.18 Утворення заземленого вібратора
На
рис. 5.18. показаний заземлений вібратор.
Поверхню Землі вважатимемо плоскою і
такою, що ідеально проводить. Розглянемо
поле що виникає в довільній точці М
простору. За рахунок випромінювання
елементарного випромінювача
.
Воно створюється прямим променем
і відбиваним від землі
.
Відповідно до методу дзеркальних
зображень, відбитий промінь
,
рівноцінний променю
,
що випромінює випромінювачем
– дзеркальним зображенням випромінювача
.
Отже, дзеркальним зображенням заземленого
напіввібратора є симетричний йому
напіввібратор. Це означає, що в результаті
заміни нижнього напіввібратора земною
поверхнею, що ідеально проводить,
поле у верхній півсфері не змінюється.
Діаграма спрямованості заземленого вертикального вібратора у вертикальній площині показана на рис.
Рис. 5.19 ДС у вертикальній площині (площини Е) вертикального вібратора для різних h (без урахування спрямованих властивостей вібратора)
Діаграма
спрямованості заземленого
вібратора показана на рис. 5.19. У зв'язку
зі збереженням поля, у верхній півсфері
зберігається і половина ДС симетричного
вібратора. Її ширина:
,
а КСД:
.
Збільшення в 2 рази
пов'язане зі зменшенням
,
оскільки енергія випромінюється в
половину простору.
Діюча
висота чвертьхвильового вібратора
(показана на рис. 13.18) як і півхвильового
рівна:
.
Проте її чисельне значення в даному
випадку в 2 рази менше, оскільки зменшилася
висота (в порівнянні з симетричним
вібратором).
Опір випромінювання нессиметричного вібратора розраховується по формулі:
і
для чвертьхвильового вібратора рівна:
.
Опір
втрат визначається, в
основному, втратами в заземленні. Його
розраховують по формулі, запропонованою
М.В. Шулейкиным:
,
де
– опір втрат налагодженої антени (
),
залежного від якості заземлення;
-
резонансна довжина хвилі. Втрати в
заземленні збільшуються при самоті
хвилі (пониження частоти). Для їх зменшення
застосовують заземлення і противаги.
7. Заземлення і противага. Заземлення антен стаціонарних радіостанцій повинне забезпечити мінімальний опір втрат. З цією метою використовують металеві листи або арматури, які для поліпшення контакту із землею зариваються на рівні грунтових вод (рис. 5.20 а). У тих випадках, коли неможливо виконати якісне заземлення, наприклад в рухливих радіостанціях, замість нього використовують противагу – розгалужену систему дротів, натягнуту паралельно земній поверхні, на які замикаються е. с. л. поля антени (рис. 5.20 б). У разі літального апарату, як противага використовується металевий корпус. Усі роз'ємні частини корпусу повинні мати надійне електричне з'єднання за допомогою спеціальних перемичок, що називається металізацією.
Рис. 5.21. Високочастотні заземлення: а – антени – щогли;
б – Т-подібної антени; в – Г-подібної антени.