5.Симетричний вібратор

5.1. Призначення та будова

Призначеннята застосування. Симетричний вібратор (СВ)є логічнимрозширеннямДГ, але вказану антену вже можна реалізувати практично.СВ належить до найбільш поширених антен в різних діапазонах частот та використовується як стаціонарна антена, а його модифікація (несиметричний вібратор) – також як автомобільна антена. Але СВ забезпечує відносно невисокі значення параметрів. Наприклад в області, де відсутні бокові пелюстки :

• КСД не перевищує значення 1.64 (або 3 дБ);

• ШГП (2v_0.5) не вужча 30^о.

Широке поширення СВ пояснюється його простотою та застосуванням в якості елементів АР.

Будова СВ.СВ складається з двох симетричних пліч довжиною L та максимальним розміром поперечного перерізу S, причому S<<L. Плеча розташовані вздовж прямої, яка є віссю СВ. Між найближчими точками обох пліч через фідер (наприклад, ВЧ кабель) вмикається передавач, або приймач

Рис. 5.1. Будова СВ та його підєднання до радіосистеми

В результаті на виході передавача (або вході приймача) забезпечується наявність струмуІ .Варто зауважити, що при аналізі більш зручно користуватись нормованою довжиною плеча СВ

(5.1)

Видно (рис.5.1), що загальна довжина СВ становить 2L. Тому в залежності від загальної довжини СВ розрізняють (табл..5.1) хвильовий, півхвильовий, четвертьхвильовий СВ і т.д.

Деякі види СВ

Таблиця 5.1

Довжина/види СВ	2L	Ln
хвильовий	2L=λ	1/2
півхвильовий	2L=λ/2	1/4
четвертьхвильовий	2L=λ/4	1/8

Отже, виникає питання – якому виду СВ надати перевагу при практичному застосуванні. Критерієм такого вибору може бути порівняння ДС різних видів СВ.

5.2. Діаграмаспрямованості

Визначення ДС СВ.Привизначенні ДС вісь СВ розміщується вздовж осі OZ(рис.1.хх). На перший погляд, основними чинниками , що впливають на ДС СВ, можуть бути геометричні розміри СВ (L, S), довжина хвилі та кутиv,gсферичної системи координат

а) б)

Рис. 5.2. Фактори впливу на ДС СВ: можливі (а), реальні (б)

Як вказувалось (5.1) вплив факторів L, доцільно оцінювати одним нормованим параметром Ln. Поперечний переріз S для СВ в зв'язку з його малим нормованим значенням(Sn= S/λ)не повинен впливати на форму ДС. Також для вертикально розташованого СВ немає ніяких причин для того, щоб в одному напрямку азимуту (кута g) випромінювання відрізнялось, порівняно з іншими значеннями даного кута. Отже, ДС СВ не повинна залежати від кута g.

Тому реальними факторами впливу на ДС СВ повинні бути фактори, вказані на рис.5.2,б. Як показано (Додаток 5.1) ДС СВ становить

- за напруженістю поля (5.2,а)

- за кутовою густиною потужності(5.2,б)

Отже, ДС для СВ дійсно залежить, як і передбачалось, від двох аргументів: кута v сферичної системи та нормованої довжини L_n плеча СВ.На основі залежностей (5.2,а.б) розглянемо вплив Ln на ДС.

ДСCВ при малих значеннях Ln.На основі залежності (5.2,a) можна визначити ДС СВ у випадку, коли L_n<<1, тобто коли СВ стає близьким до диполя Герца

Програма 5.1

symsvLn ; b1=2*pi*Ln;b2=cos(b1);b3= cos( b1*cos(v))-b2;b4=sin(v);

F=b3/b4; Fv=limit(F,Ln,0.1); simplify(Fv);Fv

В результаті отримаємо Fv =-(cos(v)^2 - 1)/sin(v) або F(v)=sin (v), тобто ДС СВ в даному випадку дійсно відповідає ДС ДГ (табл.1.1).

Порівняємо ДС ДГ та СВ - для випадку малих значень Ln

а)

б) в)

Рис. 5.3. ДС в сферичній системі та їх перерізи: ДГ (а);СВ (б); проекції перерізів (в)

В приведених ДС кут vвідраховується від осі OZ, що вказує на представлення ДС в сферичній системі. Видно, що навіть при досить великому значенні Ln (Ln=0.3) ДС СВ незначно відрізняється від ДС ДГ.