14.Как будут выглядеть уравнения (1.1), если вход пассивного вибратора замкнуть накоротко?

15.Опираясь на выражение (1.2), выведите выражения (1.3) и (1.4).

16.Что понимают под входным сопротивлением антенны, состоящей из активного и пассивного вибраторов?

17.Опираясь на выражение (1.5), выведите выражения (1.6).

18.От каких параметров зависит системный множитель ДН рассматриваемой антенны?

19.Покажите на формулах, что характеристику направленности системы можно изменять, перестраивая сопротивление Xн.

20.Что такое отношение «вперед/назад»?

21.В каких случаях можно говорить, что пассивный вибратор работает как идеальный рефлектор или директор? Чему в этих случаяхравно отношение q?

1.5. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1.Структурную схему установки с указанием всех основных узлов приемного и передающего тракта;

2.Результаты эксперимента в виде зависимостей уровня поля от длины шлейфа, ДН в режиме рефлектора и директора с указанием расстояния между элементами и выбранных оптимальных значений длин шлейфа;

3.Расчетные данные:

–график отношения вперед/назад (1.9), как функция длины шлейфа. Здесь следует отметить, что коэффициент m (отношение токов в вибраторах) зависит от Хн, который в свою очередь определяется длинной шлейфа lш.

–расчетные ДН в виде графиков (1.8).

4.Выводы по работе.

2.ИССЛЕДОВАНИЕ СПИРАЛЬНОЙ АНТЕННЫ

2.1. Введение. Теоретические сведения

Спиральные антенны (СА) широко используются в качестве самостоятельных излучателей или в составе небольших антенных решеток как широкополосные излучатели круговой поляризации, работающие в режиме осевого излучения. Чаще всего СА представляет собой спиральный проводник ограниченной длины (несколько длин волн), намотанный на диэлектрический каркас, один конец проводника СА подсоединен к внутренней жиле возбуж-

10

волновое число, a – радиус). При k a << 1 ДН спиральной антенны близка по форме к ДН диполя Герца, а при k a >> 1 она имеет воронкообразный характер.

град. (обычно выбирают 12° ≤ α ≤15°); N – число витков.

Рис. 2.3

d

α

2a

L

Рис. 2.4

Рис. 2.5 поясняет механизм формирования поля круговой поляризации в режиме осевого излучения СА. При длине витка СА, близкому к длине волны, в антенне устанавливается режим бегущей волны тока и в каждый момент времени одному витку СА можно поставить в соответствие два одина-

Рис. 2.5

12

ковых синфазных изогнутых диполя. В частности, на рис. 2.5, а, б, в последовательно, в трех разных моментах времени виток эквивалентен двум изогнутым диполям, принимающим различные угловые положения в плоскости витка. Результирующий вектор напряженности излученного электрического поля вращается с постоянной длиной.

ДН спиральной антенны как ДН антенной решетки, состоящей из кольцевых плоских излучателей. Для приближенного расчета диаграммы направленности СА ее удобно рассматривать как систему, состоящую из N одинаковых элементов, расположенных вдоль продольной оси z с шагом d. Такая система носит название одномерной (линейной) антенной решетки. Ее элементами в данном случае являются неплоские витки спирали. Они возбуждены со сдвигом фаз от витка к витку ψ = kd . В соответствии с теоремой перемножения диаграмм направленности ДН такой антенной решетки представляет собой произведение множителя решетки (системного множителя) Fс (θ) и характеристики направленности ее элемента – в данном случае витка

спирали Fв (θ):

Системный множитель. В общем случае, когда в решетке скачок фазы ψ между соседними элементами имеет произвольное значение, модуль системного множителя, входящего в (2.1), представляется выражением

Диаграммы направленности витка спирали. Характеристика направ-

ленности такого витка известна из теории антенн, она имеет две составляющие – по ортам сферической системы координат eθ и eα [4], [5] (рис. 2.6):

13