31.Режими роботи фідерів. Коефіцієнти стоячої та біжучої хвиль.
Втрати енергії у фідері залежать не тільки від його конструкціїї, але й від електричного режиму роботи. Нехай фідер довжиною l працює в режимі біжучої хвилі. Режим біжучої хвилі реалізується за умови, що хвильовий опір лінії рівний активному вхідному опору антени ( = RА), а реактивний опір антени дорівнює нулю (XА = 0). При цьому в ідеальній лінії без втрат енергії амплітудне значення високочастотної напруги між провідниками лінії залишається незмінним по всій її довжині (рис. 10.6, крива 1).
В реальній лінії з втратами амплітуди високочастотної напруги та струму дещо зменшуються при поширенні біжучої хвилі від генератора до навантаження (рис. 10.6, крива 2). Амплітуди струмів та напруг на початку і в кінці лінії зв’язані залежностями:
). Стояча хвиля (рис. 10.6, крива 3) утворюється при взаємодії падаючої та відбитої від навантаження (антени) хвиль. Максимуми напруги стоячої хвилі (Umax = Uпад + Uвід ) утворюються в тих перетинах лінії, де фази падаючої і відбитої хвилі збігаються, в той час як мінімуми (Umin = Uпад - Uвід ) - в тих перетинах, де фази протилежні. Важливо пам’ятати, що довжина стоячої хвилі в лінії вдвічі менша від довжини падаючої та відбитої хвиль.
Величина КСХ, за визначенням, дорівнює відношенню максимального та мінімального значень напруги стоячої хвилі у відповідних перетинах лінії.
Антенним фідером називається пристрій для передачі високочастотної енергії від передавача до антени, або від антени до приймача. Вимоги, що висуваються до фідера:
1) Мінімальні втрати енергії високочастотних коливань на нагрів провідників й діелектриків, а також на випромінювання.
2) Відсутність антенного ефекту, тобто сам фідер не має випромінювати та приймати електромагнітні хвилі.
3) Відсутність впливу на частоту настройки вихідного контура передавача, або вхідного контура приймача.
4) Можливість передачі заданої потужності високочастотних коливань.
5) Стабільність електричних параметрів і механічна надійність.
Найпростішим
за конструкцією фідером можна вважати
повітряну однопровідну лінію, в якій
оберненим проводом служить земля (рис.
10.1). За визначенням хвильовий опір
довільної лінії
,
де L i C - погонні індуктивність і ємність
провідників лінії.
Рис. 10.1
Застосування цього визначення до однопровідної лінії дозволяє знайти наступний вираз для розрахунку її хвильового опору через геометричні розміри:
. (10.1)
На практиці однопровідний фідер використовується рідко через властивий йому недолік - значний антенний ефект.
Меншим антенним ефектом володіють двопровідні лінії (рис. 10.2). Мідні або біметалеві провідники двопровідної лінії діапазону декаметрових хвиль вибираються діаметром 3-6 мм і
62
розташовуються на відстані 20-40 см. Хвильовий опір двопровідного фідера становить:
. (10.2)
Чотирипровідна лінія пониженого хвильового опору, поперечний переріз якої показано на рис. 10.3, складається зі з’єднаних попарно чотирьох провідників. Її хвильовий опір можна обчислити за формулою:
. (10.3)
Незначним антенним ефектом володіє чотирипровідна лінія з діагонально з’єднаними провідниками (рис. 10.4). При розташуванні провідників лінії у вершинах квадрата її хвильовий опір становить: