Коэффициент направленного действия элементарного вибратора
Коэффициент направленного действия показывает во сколько раз мощность излучения антенны в направлении максимального излучения больше мощности, которая излучалась бы в любом направлении абсолютно ненаправленной антенны при равенстве общей измеряемой мощности.
Где Ее – напряженность направленного вибратора;
Ее0 – напряженность ненаправленного вибратора.
Для элементарного направленного вибратора:
Данная формула справедлива для любого вибратора с равномерным распределением тока по его длине.
26. Электромагнитное поле симметричного вибратора. Диаграмма направленности симметричного вибратора.
Симметричным вибратором называется вибратор, имеющий симметричные плечи, ток вдоль которого распределён неравномерно. При этом в точках вибратора, равностоящих от генератора токи равны, а напряжения противоположны по знаку и равны по амплитуде.
На конце симметричного вибратора ток равен нулю.
В линии, разомкнутой на конце и питаемой высокочастотным сигналом будут следующие распределения токов и напряжений вдоль её линии.
1) длина плеча равна (линии, разомкнутой на конце)
2) длина разомкнутой на конце линии равна λ/2
Приведённые рисунки демонстрируют распределение токов и напряжений вдоль плеч симметричного вибратора.
Диаграмма направленности симметричного вибратора
Напряженность поля в точке М:
Данный интеграл имеет следующее решение:
Где I m – амплитуда тока в пучности;
Em - амплитуда напряжённости электрического поля в направлении максимального излучения антенны;
F(θ) – функция направленности симметричного вибратора в меридиональной плоскости.
Так как в формулу (3) азимутальный угол не входит, то симметричный вибратор, так же как и элементарный не обладает направленными свойствами в экваториальной плоскости
sin(ώt-βr) – множитель характерный для бегущих волн, так как под знаком синус расстояние r, а не r1 и r2, то средняя точка О является эквивалентной точкой излучения или фазовым центром всего вибратора.
Построим диаграммы направленности симметричного вибратора для нескольких значений его длины:
1)
2)
Выводы:
1) Симметричный вибратор любой длины не излучает вдоль своей оси;
2) Увеличение длины вибратора свыше длины волны λ приводит к появлению дополнительных лепестков, что в общем случае уменьшает излучение в экваториальной плоскости;
3) при длине вибратора l=2*n*λ, где n=1,2,3…, число лепестков в каждой полусфере равно числу длин волн, укладывающихся по длине вибратора, и излучение в экваториальной плоскости отсутствует;
Влияние экрана на электромагнитное поле симметричного вибратора
Пусть вибратор находится над некоторой идеально проводящей поверхностью. Рассмотрим 3 случая расположения вибратора:
1) Вертикальный вибратор
2) Горизонтальный вибратор
3) Наклонный вибратор
J г – горизонтальная составляющая тока;
J в – вертикальная составляющая тока.
Вывод: токи вертикального вибратора и его зеркальные отображения совпадают по фазе. А горизонтального не совпадают. При наклонном вибраторе необходимо рассматривать его горизонтальную и вертикальную составляющие.