Симметричные вибраторы

Симметричный вибратор – это антенна в виде металлического провода или стержня, у которого в сечениях, симметричных относительно середины, продольные в. ч. токи равны по величине и имеют одинаковую фазу, т. е. обеспечивается равенство .

Для этого достаточно выполнить следующие условия:

- обе половины вибратора по своим размерам и форме должны иметь зеркальную симметрию относительно плоскости, проходящей через середину вибратора перпендикулярно его оси;

- симметричные участки вибратора должны быть на одинаковых расстояниях от окружающих предметов;

- питающий двухпроводной фидер должен подключаться к разрыву вибратора, расположенному в его середине, сам фидер должен быть симметричным, т. е. напряжения на его проводах в каждом сечении по отношению к телу нулевого потенциала должны быть равны по величине и противоположны по знаку.

Для изготовления вибраторов используются хорошо проводящие металлы. в диапазонах КВ и СВ в антеннах обычно применяются многожильные гибкие провода – антенные канатики. В диапазоне СВЧ – стержни или полные трубки.

Распределение тока на симметричном вибраторе

Расчет распределения тока вдоль проводов антенны при заданных напряжении на ее клеммах, частоте этого напряжения и геометрии антенны, т. е. задача о вынужденных колебаниях тока в вибраторе, является важной задачей в теории линейных антенн. Если распределение тока известно, то расчет всех характеристик излучения – ДН, КНД, входного сопротивления, поляризации – не представляет принципиальных затруднений.

Решение этой задачи довольно сложное, однако выражения для функции распределения тока по тонкому цилиндрическому вибратору показывают, что распределение тока зависит от относительной тол­щины вибратора , где - половина длины вибратора и - его радиус. В общем случае ток в различных сечениях вибратора имеет различную фазу и амплитуду, сложным образом зависящую от коорди­наты вдоль вибратора.

Если , т.е. для очень тонких вибраторов, распределе­ние тока является почти синусоидальным и симметричным относитель­но середины вибратора. Оно имеет вид стоячих волн с узлами на концах вибратора и в сечениях, отстоящих на расстояниях от концов (n - целое положит. число). Максимальное значение тока в стоя­чей волне есть значение тока в пучности – In.

	(Ж)

Таким образом, выражение для амплитуды тока в произвольном сечении вибратора имеет вид :

,

где - волновое число.

Фаза тока во всех сечениях вибратора одинакова (синфазное распределение) или изменяется скачком на при изменении знака синуса. Соответственно мгновенные значения тока:

Распределение тока для вибраторов длиной - синфазное, а для вибратора длиной - переменно-фазное.

Распределение тока в вибраторах конечной толщины отличается от синусоидального и тем сильнее, чем толще вибратор. Наиболее существенные отличия: отсутствие чистых нулей, уменьшение рассто­яния между минимумами полуволн тока, эквивалентное укорочению длины волны, несинфазность тока по длине в пределах каждой полу­волны. Распределение тока на вибраторе конечной толщины соответ­ствует сложению чисто стоячей и бегущей волн, последняя характе­ризует потери главным образом на излучение.