Питание симметричных вибраторов

Питание должно осуществляться помощью симметричного фидера. Если применяется коаксиальный кабель, то вблизи клемм вибратора ставиться симметрирующее устройство.

Симметричные фидеры имеют сопротивление около 200 – 600 Ом. При непосредственном их подключении к вибратору с низким входным сопротивлением (полуволновому) получается большое рассогласование. Для устранения этого недостатка применяется шунтовое возбуждение симметричного вибратора от симметричного фидера, который позволяет в широких пределах изменять входное сопротивление.

Шунт представляет собой две последовательно соединённые двухпроводные линии, ширина которых . В этих линиях текут противофазные фидерные токи , поле излучения которого мало за счёт малого d. Однако ближнее магнитное поле шунта очень велико. Оно охватывает основной вибратор и возбуждает в нём синфазный ток , который и создаёт поле излучения. Это устройство напоминает автотрансформатор. У полуволнового вибратора при изменении от 0 до входное сопротивление изменяется от 0 до 290 Ом (при одинаковых диаметрах проводов). Провод вибратора можно заземлить в его середине (конструктивное преимущество).

Несимметричные антенны

Под этим термином объединяют различные несимметричные вибраторы и собственно антенны: вибраторы со смещёнными клеммами; разноплечие вибраторы; вертикальный вибратор над экраном конечных размеров: - используется в основном в диапазонах УКВ и КВ. Не симметричные антенны – провода, стрежни, башни, мачты расположенные у поверхности земли или в близи экранов, размеры которых обычно можно считать большими по сравнению с размерами антенны. Это в основном антенны ДВ и СВ: открытая вертикальная антенна, Г – образная антенна, Т – образная антенна и антенна с многократным снижением.

1.Несимметричные вибраторы со смещёнными клеммами используются главным образом в равновесном режиме, когда на их длине укладывается целое число полуволн тока. При изменение положения клемм в резонансном режиме изменятся значения тока в пучности и входное сопротивление, но кривая распределения тока изменяется мало. У вибраторов Длиной в число полуволн ДН такая же как и у симметричных вибраторов.

Если длина вибратора составляет целое число длин волн, то имеет место несимметричное распределение тока - , где z – координата отсчитываемая от середины вибратора вдоль его оси, l – половина полной геометрической длинны вибратора при этом ДН имеет вид:

,

где А – нормирующий множитель: m = 2, 4, … - число полуволн тока на длине вибратора; - угол отсчитываемый от оси вибратора. Значит m = 1, 3, 5, … соответствует симметричному распределению тока.

У толстых вибраторов и у тонких при ДН становиться не симметричной и в значительной мере зависит от положения клемм. На рис показана экспериментальная ДН вибратора Длиной при и .

2. Разноплечий вибратор с питанием в середине – образован двумя проводами одинаковой длины и разных диаметров (2а₁ и 2а₂). На не очень толстых разноплечих вибраторах ( ) при их длинах, близких к резонансным или меньших , распределение тока близко к синусоидальному. Соответственно ДН будет такой же, как и у вибраторов с плечами одинакового диаметра.

Входное сопротивление может быть рассчитано по формулам для симметричного вибратора, при этом для расчета волнового сопротивления может быть использована приближённая формула (по аналогии с двухпроводной линией, составленной из проводов разного диаметра):

.

3. Вертикальный вибратор над экраном конечных размеров – используется главным образом в диапазоне УКВ - выполняется виде стержня расположенного над металлическим экраном (диском). Если размеры экрана не очень велики, то токи затекают на нижнюю сторону экрана и наружную оболочку питающего коаксиального кабеля. Чем меньше их размеры тем меньше их влияние на ДН и входное сопротивление антенны. На рисунке показана ДН четвертьволнового несимметричного вибратора, расположенного над металлическим диском диаметром . Пунктиром показана диаграмма того же вибратора над бесконечно идеально проводящей плоскостью.

Входное сопротивление несимметричного вибратора над диском зависит от длинны вибратора и диаметра диска. При диаметре диска, больше чем , поправка на конечный диаметр не превышает Ом для активного и реактивного сопротивлений и уменьшается с увеличение диаметра диска.