Декаметрлік толқындағы антенналар. Антенналары. Ерекшеліктері. Құрылымы, бд.

Аралықта декаметрлiк және ұзын толқындар негiзгi сыртқы бөгеуілдер болып табылады. Бiрдей дәрежедегi қабылдау антеннасының осы жағдайда төмендетiлген ПӘК-i пайдалы сигналдың қабылдағышы және бөгеуілі өзгерiссiз қатынас сигнал-бөгет сақтай кiруге төмендетедi. Бұл көрcетiлген диапазондарда аласалау ПӘК-пен қабылдау антенналарын қолдануға мүмкiндiк бередi, бiрақ жақсы бағытталған қасиеттермен. Мұндай антенналар кiшi шығын талап етедi және кең диапазоннан астам жиiлiктерге жұмыс iстей алады. Қабылдағыш сигналдың деңгейiнiң кiшiрейтуi кiруге бұл биiк ПӘК-пен күрделi антеннаның құны жасауына шығыны анағұрлым төменде қабылдағышта қосымша күшейтумен орнын толтыра алады.

Директорлық антенна. Құрылымы, жұмыс істеу принципі. Бд.

Директорлық антенналары (Толқындық канал). Бағытталған ретінде көп жағдайда антеннаның толқындық канал түрі қолданады. Бұл (6.1 сурет) антенналар дiрiлдеткiш Б, рефлектордан А тұрады және бiрнеше директорлар В, Г және Д. Құрылымды жеңiлдету үшін рефлектордың және директорлар екiншi орындалады, оларға қоректенулердi тұжырымдамайды. Екiншi дiрiлдеткiштер алғашқы дiрiлдеткiштiң Б өрiстерiмен қоздырылады. Алғашқы дiрiлдеткiштен (6.1 сурет) 1 және екiншi 2 тұратын жүйені қарастырайық. Аз жоғалтулары бар сызықтар аяқ алшақ салынған дiрiлдеткiште, кернеу бейтарап толқынның тәртiбi жанында бекiтiледi, тоқтан I1 (6.1 сурет) 90 тең бұрышқа артта қалады. U₁ кернеу фаза бойынша Е₁ 1 өрiсiнiң дiрiлдеткiшiнiң жанында дәл келетiн олардан жасайды. Дiрiлдеткiш (Е₁₂) 2 фаза бойынша бұрышқа kd=90° артта қалған бұл өрiстер және Э2 ЭҚҚ дiрiлдеткiште тұрады. Екiнші дірілдеткішті 2 бiрнеше 0,5 ұзындау аламыз,. Мұндай дiрiлдеткiштiң реактивтi кедергiсi (kl2>90°) индукциялы сипатты болады, және Э2 I2, мерзiмдi ЭҚҚ тоқ, одан 90 бұрышқа артта қалады.

а - бес элементті,

б - екiншi рефлектормен дiрiлдеткiш; в - екiншi директоры бар дiрiлдеткiш

6.1 Сурет -Толқындық канал

Өз кезегiнде, I2-шi тоқ тоқтан фаза бойынша 90 қалық Е2дiң 2 өрiстiң дiрiлдеткiшiнде жасайды. 2-шi екiншi дiрiлдеткiштiң арт жақта фаза қарсы, қорытынды өрiсi Е12 және Е2 өрiстер баяулатқандығы. 2-шi дiрiлдеткiштiң Е2i өрiс, kd=90 фаза бойынша бұрышқа дiрiлдеткiш (Е21 ) 1 жетiп артта қалған және Е1 өрiспен дәл келедi. 1 бұдан әрi өрiстiң 2 дiрiлдеткiшiне дiрiлдеткiштен бағытындалар қалыптасады. ұзындықпен екiншi дiрiлдеткiш, өзiн өзi рефлектор сияқты ұстайды.

Егер (6.1 сурет) қысқалау 0,5 екiншi дiрiлдеткiш болса, онда оның белсендi кедергiсi сыйымды сипаты болады және Э3 ЭҚҚ I3-шi тоқ бұрышқа, 90 тең бұрышқа озады. Шығаруды максимум екiншi дiрiлдеткiштiң тарабына 3 бағытталған, алғашқы дiрiлдеткiштiң арт жақта өрiсi баяулатқан. Мұндай ( ) екiншi дiрiлдеткiш директормен деп аталады.

Декаметрлік (қт) толқынның қолдану аумағы және таралу ерекшеліктері. Үнсіздік аймағы.

Қысқа толқындар кеңiстiктiң ионосфералық толқындарының түрлерiнде таралады. Радиотолқын F2 3500.... 4000 км қашықтық бiр секiрiспен қайта жаба алуға қабаттай шағылысуда (бәйге қашықтық жердiң бедерi бойлай өлшенедi). Бәйге максимал қашықтығы жiктердiң Есi немесе Еs шағылысуда қысқа толқындарға ионосфераның өткiзу қабiлетi 2000 шақырым салыстырмалы тең аз, және радиотолқындардың ионосферасындағы жұту жұмыс жиiлiгiнiң дұрыс таңдауында өйткенi ептеген. Ионосфера және жердiң бедерiнен арқасында бұл жолымен бiрнеше рет шағылысуды қысқа толқындарға жер шарында кез келген нүктелердiң арасындағы байланыс (12.1 сурет) ретрансляторлардың қолдануысыз қамтамасыз ете алады. Декаметрлiк толқындарға сонымен бiрге сондай болып кең жолақты радиоканалдарды мүмкiн емес ұйымдастырсын, УҚТ сияқты. Декаметрлiк толқындар өте алыс жердегi радиохабары үшiн қолданады, үлкен созылымдықтың магистралдiқ телефон және телеграф сызықтарының құрастыруы үшiн радио сызықтарының УҚТы тиiмсiз ұйым жағдайлар сол сонымен бiрге теңiздегi соттары бар байланыс және ұшақтар үшiн.

Ерекшелiктер:

1) Тыныштық аймақ. Ионосфераданғы радиотолқындардың шағылысулары үшiн шарттың орындауы керек

Жанында әлi ионосферадан радиотолқынның шағылысуы болуы мүмкiн ең төменгi құлау бұрышы кризистiк деп аталады. Егер жақын кризистiкке жиiлiк болса, үндемеудi аймақты жоғалады, егер өйткенi, радиотолқын жанында ионосферадан шағылысады.

12.1 сурет - декаметрлік 12.2 сурет – Тыныштық зоналарының толқындарды үлкен ара пайда болуы жер бетінен және

қашықтыққа тарату ионосферадан шағылуы

Е

Екі байланысқан вибратор бағытталған жүйе қасиеті

3.1 сурет - Екі дірілдеткіш жүйесі

Егер сызықтық торды бағытталған сәулелендіргіштерден,мысалы симметриялы дірілдеткіштерден құрайтын болсақ,онда әрбір дірілдеткішпен туғызылған өріс Е₁ оның бағытталған қасиеттерімен және нәтижелік бағыттылық сипаттамасымен анықталады.

.

3.2 сурет - Бірдей амплитудалы, бірақ дірілдеткіштер арасындағы қашықтыққа байланысты әр түрлі ток фазасы бар екі дірілдеткіштен құралған жүйе көбейткішінің бағытталған диаграммалары

Ж

Жіңішке электрлік вибратор сәулеленуінің міндеті. тегі жуықталған ток үлестіру заңы.

Вибратором в теории антенн называют излучатель в виде тон­кого проводника (электрический вибратор) или узкой длинной щели, прорезанной в металлическом экране (щелевой вибратор). Возбуждение вибратора может осуществляться различными спо­собами, в простейшем из которых энергия подводится от генера­тора с помощью двухпроводной линии. Если эта линия подсоеди­няется к вибратору в его середине, такой излучатель носит на­званиесимметричного. Вибраторные антенны находят широкое применение как самостоятельные излучатели, а также как элементы более сложных антенн. Рассмотрим симметричный электрический вибратор (СЭВ), представляющий собой тонкий цилиндрический проводник радиусом a, расположенный в свободном воздушном пространстве, лишенном потерь.Длину каждого плеча обозначим через  , ширину зазора, к которому подключается возбуждающая двухпроводная линия, – через  . Поскольку обычно  , то общая длина вибратора   – рис. 2.1. Рис. 2.1 – Симметричный электрический вибратор Под воздействием напряжения, приложенного к зазору на входе антенны, в плечах вибратора возникают электрические токи, создающие в окружающем пространстве электромагнитное поле. Если предположить, что плечи вибратора выполнены из идеального проводника, то распределение токов на плечах вибратора получается таким, что полное электрическое поле удовлетворяет граничному условию  , где   - касательная компонента к поверхности вибратора. Строгое решение задачи нахождения тока, несмотря на простоту геометрии задачи, встречает большие математические трудности. Приближенная теория электрических вибраторов из тонких проводов основана на аналогии с длинной линией. Рис. 2.2 – Аналогия электрических вибраторов с длинной линией В первом приближении эту линию можно представить как образованную разворотом плеч вибратора вокруг точек питания – рис. 2.2. В полученной таким образом эквивалентной разомкнутой линии длиной   потери энергии отсутствуют, так как провода линии, как и провода вибратора, считаются идеально проводящими. Поскольку вибратор, как и любая антенна, при подключении генератора излучает энергию, а потери энергии на излучение (полезный эффект для антенн) ничем не отличаются от потерь на тепловой нагрев (джоулевы потери), то в длинную эквивалентную линию следует ввести потери. Это можно сделать двумя способами: продолжая по-прежнему считать проводники линии идеально проводящими, подключить к выходу линии некоторое комплексное сопротивление, потери энергии в котором учитывают эффект излучения энергии антенной, либо, оставляя линию разомкнутой, считать, что сами проводники обладают тепловыми потерями. Рис. 2.3 – Распределение тока в симметричном электрическом вибраторе Используем второй способ. В разомкнутой линии без потерь распределение тока вдоль линии представляется суперпозицией двух бегущих волн: падающей и отраженной, амплитуды которых равны. При наличии потерь амплитуда падающей волны в каждой точке преобладает над амплитудой отраженной волны; в распределении тока теперь отсутствуют нулевые значения. Функция распределения тока при этом описывается выражением , (2.1) где   - ток на входе линии;  ,   – коэффициент затухания,   – коэффициент фазы;   - координата, отсчитываемая вдоль линии от входных точек – рис. 2.3. На рис. 2.3 сплошной линией изображено характерное распределение модуля тока в эквивалентной разомкнутой линии, описываемого формулой (2.1), а также вдоль плеч вибратора, получаемого путем обратного развертывания проводников эквивалентной линии. Отметим, что для вибратора ввиду симметрии картины тока относительно точек питания в (2.1) необходимо ввести  , т.е.  (2.2) На концах тонкого вибратора ток всегда равен нулю; другие нулевые значения, как уже отмечалось, отсутствуют. В любых двух точках, симметричных относительно  , направление тока одинаково. При расчете ДН функцию распределения тока можно еще более упростить, пренебрегая затуханием, т. е. полагая  , , где   – коэффициент фазы в свободном пространстве. В этом случае  и распределение тока описывается функцией  , (2.3) соответствующей чисто стоячей волне с нулевым значением на концах антенны (узел тока); при  узлы и пучности чередуются через  .  Кривая распределения тока, соответствующая (2.3), показана штриховой линией на рис. 2.3. Переходу, через нуль в этом случае соответствует изменение фазы тока на противоположное, что отражено соответствующими стрелками на рис. 2.3. Как видно, отличие   от кривых, соответствующих более точному выражению (2.2), невелико и наблюдается только в области вблизи нулевых значений. Соответственно погрешность расчета ДН по распределению тока (2.3) будет также невелика и определяется в первом приближении разницей площадей под кривыми тока. Обратим внимание, что при  , где n = 1, 2, 3 … знаменатель в (2.3) обращается в нуль. В этом случае вводят  понятие тока в пучности  (термин из теории длинных линий), который всегда отличен от нуля. Поскольку  , то вместо (2.3) можно использовать  . (2.4) Кроме распределения тока представляет интерес вопрос о распределении зарядов вдоль вибратора, важный для определения предельной мощности, которую можно подвести к вибратору, не опасаясь пробоя. Используя уравнение непрерывности, и учитывая, что ток в тонком вибраторе имеет только продольную составляющую, получаем , (2.5) где  – заряд на единицу длины. Из (2.5) и (2.4) следует, что приближенный закон распределения плотности зарядов описывается выражением , (2.6) причем знак «плюс» относится к точкам  , «минус» – к точкам  ,  ,   - скорость света. Как следует из (2.6), на концах вибратора всегда имеет место пучность зарядов; узлы и пучности зарядов чередуются, как и ток, через  . При несимметричном возбуждении вибраторов распределение тока и зарядов существенно меняется, но для вибраторов резонансной длины, т. е. при   остается неизменным.

Жылжымалы толқындағы қабылдағыш антенналар. Ерекшеліктері. Құрылымы, БД. Логопериодтық антенналар (Логопериодические антенны) — сәуле шығарушы элементтердің ұзындықтары мен арақашы қтықтары логарифмдік периодтылыққа негізделген, құрылымы жағынан "толқындық канал" антеннасына ұқсас антенна. Жиілік жолағының кеңдігімен ерекшеленеді. Теледидарда және декаметрлік толқындардағы радиобайланыстақолданылады.Интерференция қылшиып қалулары. Жанында қабылдау нүктеге сәулелердiң ионосферадағы айнадағы бейне сынап көрген сәуле және жиыны, (12.3 суретті қара) алаңғасар ионосфералық бiртектi еместiктермен жүредi. Қабылдау нүктеге сонымен бiрге кәдiмгi және керемет келе алады (12.3 суретті қара) жаңқалар едi.    Қабылдау жанында көмiр нүктеге келе алады жаңқала (12.3 суретті қара) осы трассада скач ков әр түрлi сан болған. Многолучевость орташа мерзiмi 1 шақты құрайтын интерференция қылшиып қалуларына алып келедi.

Алаңғасар сәулелердiң интерференциясы; кәдiмгi және керемет толқындармен интерференция,әр түрлi сан шабу болған сәулелердiң интерференциямен болып табылады.

Жазық апериодикалық рефлектор.Екi дiрiлдеткiштердiң жүйесi таржолақты болып табылады. Жиiлiктердiң кең жолағындағы қорғайтын әсердiң коэффициентiнiң үлген мәнiн алу үшiн жазық металлдық беттер түрінде жасалған периодтық емес рефлекторларды қолданады (3.9 а сурет).

Үлкен өлшемдердi жазық рефлекторлар Е векторына параллель орналасқан өткiзгiштер, металлдық сырықтардан жасайды. Энергияның бiр бөлiгi торлы рефлектор арқылы өтетiндiгiнен мұндай рефлекторлар толық рефлектордан жеңiлдеу, бiрақ қорғайтын әсердiң кiшi коэффициенттерiне ие болады.