Излучение антенны типа диполь (линейный симметричный вибратор, лсв).

ЛСВ – проводник, в середину которого вводится ЭДС, причем длинна проводника сравнима с длинной волны, а диаметр много меньше.

Рис.

l– длина плеча, при этоми.

Условие исключает из рассмотрения излучения с поверхности, то есть диполь является линейным излучателем.

Рис.

Выделим симметричные элементы на двух плечах. Можно считать, что между ними существует распределенная емкость. При включении генератора по проводнику будет протекать ток проводимости, а по распределенным емкостям ток смещения. Вышеуказанные токи замыкаются через генератор. Распределенные токи подчиняются уравнению Максвелла. Токи, протекающие непосредственно по плечам попадают под условия и. Токи, протекающие в пространстве около плечей занимают некоторый объем. Следовательно, не удовлетворяют условиюи в расчетах не участвуют.

В соответствии с уравнениями Максвелла около протекающих токов будет образовываться замкнутое магнитное поле, порождающее замкнутое электрическое поле.

Выводы:описанное электромагнитное поле является излучением антенны типа диполь. Плоскость, в которой располагается электрическое поле называетсяЕ-плоскость, а перпендикулярное к ней –H-плоскость.

Диаграмма направленности антенны типа диполь.

В зависимости от длинны плеча lбудет меняться диаграмма направленности антенны. Построим графики, на которых изобразим диаграммы направленности по напряженности в зависимости от угла.

Рис.

Вывод:

1. С увеличение lуменьшается ширина диаграммы направленности.

2. Только первые три графика демонстрируют характеристики антенн, представляющих практическую ценность.

3. Распределение тока вдоль плеча характеризуется амплитудными искажениями, то есть изменениями амплитуды тока от минимума до максимума. Если амплитудные искажения вдоль плеча превышают 1, в диаграмме направленности появляется боковой лепесток.

4. Чем больше амплитудные искажения превышают 1, тем больше уровень бокового лепестка.

5. Распределение токов вдоль плеча можно характеризовать сдвигом фаз между двумя торцами диполя. Если фазовое искажение в распределении тока вдоль плеча превышают , в диаграмме направленности появляется боковой лепесток.

6. Боковые лепестки являются нежелательными, поэтому наиболее узкой является ДН для .

Сопротивление излучения антенны типа диполь.

Излучение антенны типа диполь характеризуется не только диаграммой направленности, но и сопротивлением излучения, которая зависит от относительной длинны плеча.

Рис.

Характерными точками сопротивления излучения является:

[0.25,72] – фактически, это 75 Ом. Это соответствует стандартному волновому сопротивлению коаксиального кабеля, то есть, антенну типа диполь при длине плеча в четверть волны можно подключать к коаксиальному кабелю без согласующего устройства.

[0.5,208] – это строгое соответствие стандартному сопротивлению двухпроводной или четырехпроводной линии.

Диполь является симметричной системой, а коаксиальный кабель – не симметричной. Поэтому подключать напрямую диполь к коаксиальному кабелю нельзя, необходимо симметрирующее устройство.

Рассмотрим симметрирующее устройство (У-колено).

Лекция.