АФУ_Экзамен

На рисунках показаны схемы индуктивного возбуждения однопроводной и двухпроводной направляющих линий. Преимуществом индуктивного способа является то, что между проводами направляющей линии 2 и возбуждающей 1 отсутствует гальваническая связь. Благодаря этому в качестве направляющих линий могут исп. и высоковольтные.

Длина возбуждающего провода l выбирается равной 40-42 м. Расстояние между возбуждающим проводом и направляющей линией в завис. от вида направляющей линии должно лежать в пределах от 0,25 до 0,8 м.

Графики зависимости уровня сигнала на входе приёмника локомотивной радиостанции от расстояния:

График 1 соотв. индуктивной антенне и направляющей линии, а график 2 – стационарной Г-образной антенне. Сравнение эффективности применения Г-образной и индуктивной антенн в линейных сетях ПРС показывает, что при равных характеристиках приёмопередатчиков уровень сигнала на входе возимой радиостанции при применении индуктивной антенны и направляющей линии на 2-6 дБ больше, чем при применении Г-

То для ее уменьшения необходимо увеличить емкость. Это достигается применением антенны следующей конструкции:

7. Принцип действия и диаграммы направленности Г-образной антенны

Г-образная антенна представляет собой не симметричный вибратор, сделанный из провода, сечением не менее 10 мм2. Провод согнут под 900 и имеет 2 части (крыша и снижение). Снижение подключается к антенно-согласующему устройству, а свободный конец крыши изолируют.

Основное излучение создаёт снижение, излучение крыши можно не учитывать, т.к. токи горизонтальной части антенны и её зеркального отображения имеют одинаковую амплитуду, но направленны в разные стороны, а поля, создаваемые в точке приёма этими токами, взаимно компенсируются. Основная функция горизонтального провода –

увеличение действ. высоты антенны при неизменной физ. высоте.

Благодаря наличию крыши амплитуда тока, увеличивающаяся от конца вибратора, и генератору в снижении имеет существенно большее значение, чем у вибратора не имеющего крыши.

Геометрические размеры Г-образной антенны находятся по формуле:

г = 0.25 − 0.5 , где г – длина крыши антенны, – длина волны, Н – высота снижения

Если суммарная длина провода антенны оказывается на половину высоты снижения больше четверти длины волны, то максимум (пучность) тока приходится на середину снижения, что обеспечивает максим. возможное значение амплитуды тока вдоль всего снижения.

Несимметричный вибратор, которым является Г-образная антенна со своим зеркальным отображением образует симметричный вибратор, поэтому ДН над идеально проводящей землей представляет собой верхней половиной ДН несимметричного вибратора, но на практике в реальных условиях влияние земли не сильно искажает ДН антенны.

Из рисунка А видно, что в случае идеально проводящей земли Г-образная антенна в горизонтальной плоскости направленностью не обладает. Причем волны с горизонтальной поляризацией вообще не излучаются.

В вертикальной плоскости угол максимального излучения вертикально поляризованных волн соответствует направлению вдоль поверхности земли, для волн с горизонтальной поляризацией — перпендикулярному горизонтальной части антенны.

При переходе от идеальной проводящей земли и реальной излучение антенны приобретает некоторую направленность. Уровень излучения волн с вертикальной поляризацией в

направлении от снижения к изолированному концу крыши оказывается примерно на 2 дБ больше, чем в противоположном.

В вертикальной плоскости угол максимального излучения вертикально поляризованных волн становится отличным от 900, те макс. излучение отклоняется от поверхности земли, причем хуже проводимость земли, тем дальше от ее поверхности направление максимального излучения.

Помимо Г-образных антенн некоторое время использовали Т-образные, у которых снижение соединялось с крышей не на ее конце, а в середине, однако для обеспечения одинаковых значений действующей высоты антенн длина крыши Т-образной антенны должна быть в 1,6-1,9 раз больше, чем длинна крыши Г-образной антенны. По этой причине Т-образные антенны на ЖД не используют.

8. Возимые антенны ГМВ диапазона

Из-за ограничений по высоте и длине антенны, располагающейся на крыше ПС, ее размеры должны быть существенно меньше π/4 (менее 35 м). В результате антенна имеет крайне низки КПД (единицы процентов). До последнего времени основным видом возимых антенн ГМВ диапазона являлись П-образные заземленные антенны, представляющие собой отрезок провода длиной 7,5 – 12 м, подвешенный над крышей локомотива на высоте 0.6 – 1 м. Длина волны в ГМВ — 140 м, четверть — 35 м.

Свободный конец заземляют. Данную антенну затруднительно разместить на крыше дрезины.

Одно из снижений через проходной изолятор подключается к АнСУ, а второе к металлической крыше локомотива (заземление), что обеспечивает электробезопасность обслуживающего персонала и машинистов от наведённых на антенне напряжений и от высоких напряжений при случайном соприкосновении антенны с контактным проводом. Большое распространение получила антенна АМК – 2В, представляющая собой несимметричный вибратор, намотанный в виде спирали на диэлектрическую трубу.

1 — крыша локомотива; 2 — кабель; 3 — провод заземления; 4 — согласующее устройство; 5 — излучатель, помещенный в диэлектрический корпус; 6 — стойки алюминиевые; 7— заглушка; 8 — опоры Антенна АМК-2В имеет круговую поляризацию (излучатель несимметричный в виде

спирали), т.е. излучение имеет вертикальную и горизонтальную составляющие.

kсв ≤2,5, макс. подводимая мощность 20Вт, длина антенны 205 см, высота 0,55-0,9 м (над метал. поверхностью), длина провода 35 м.

Излучатель 5 с помощью высокочастотного кабеля 2 с одним концом подключен к радиостанции через согласующее устройство 4. Второй конец излучателя не нагружен.

Настройка антенны производится изменения высоты стоек над металлической поверхностью (крышей). При выборе оптимальной высота излучателя фиксируется в диэлектрических держателях. АнСУ содержит светодиод, который сигнализирует,

когда настройка выполнена верно.

ДН антенны в горизонтальной плоскости подобна ДН Г-образной антенны (похожа на яйцо, в направлении свободного конца ДН больше) и имеет максимум излучения в направлении от согласующего устройства и свободным концом излучателя, в обратном направлении уровень сигнала на 3 дБ ниже, чем в прямом.

9. Антенна типа наклонный луч. Рамочная антенна

Антенна «Наклонный луч» состоит из наклонного провода длиной 20-30 м и противовеса длиной не менее 10 м. Один конец провода антенны подвешивается на высоте 8-10 м, а другой подключается к радиостанции. Противовес развертывается в направлении корреспондента. Желательно, чтобы длина наклонного луча равнялась 1/4 средней рабочей волны диапазона. Тогда у основания антенны будет пучность тока.

В вертикальной плоскости угол наклона направления максимального излучения зависит от наклона провода. По мере уменьшения угла наклона провода к вертикали излучение вдоль земли увеличивается под углом, близким к 0° (провод вертикален), и становится максимальным. При углах наклона, близких к 45°, антенна хорошо излучает как вдоль земли, так и под большими углами к горизонту.