Симметричные фидеры
В диапазоне декаметровых волн применяются симметричные двух- и многопроводные фидеры из медных или биметаллических проводов. Волновое сопротивление двухпроводного фидера Ом,
Wф = 276 lg ((D1/d) + √(D12/d2)- 1)].
В случае D1/d ≥3 формула может быть упрощена;
Wф = 276 lg(2D1/d
Здесь D1 — расстояние между центрами проводов; d — диаметр провода. Двухпроводный фидер прост по конструкции и имеет относительно большое волновое сопротивление (300...700 Ом). В зависимости от передаваемой мощности Р применяются стандартные двухпроводные фидеры с волновым сопротивлением 600 Ом со следующими размерами: при Р до 15 кВт d=4 мм, D1=300 мм; при Р до 25 кВт d=6 мм, D1=450 мм.
. Сечения симметричных фидеров:
а — двухпроводного; б — четырехпроводного; в — четырехпроводного перекрещенного; г, д • многопроволочных
Для передачи большей мощности применяют четырехпроводные фидеры (рис.6),
волновое сопротивление которых
Wф = 138 lg ((2D1,/D2,d)√(D12+D22), (10.9)
где D1 — расстояние между разнополярными проводами; D2 — расстояние между однополярными проводами.
В зависимости от передаваемой мощности применяют стандартный фидер с волновым сопротивлением 300 Ом, имеющий размеры: при Р до 120 кВт d==4 мм, D1=300 мм, D2=300 мм; при Р до 200 кВт d=6 мм, D1=300 мм, D2=500 мм.
Активное сопротивление потерь в проводах на один метр длины двухпроводного фидера, Ом/м, выполненного из медного или биметаллического провода,
R1=2,96 / d√ λ (10.10)
где d выражено в миллиметрах, λ — в метрах.
Активное сопротивление потерь в четырехпроводном фидере вдвое меньше, чем в двухпроводном. Коэффициент затухания α = R1/2Wф двух- и четырехпроводного фидеров, выполненных из одинаковых проводов, равны, следовательно, равны и их КПД. Объясняется это тем, что с уменьшением волнового сопротивления фидера передача заданной мощности происходит в режиме бегущей волны при больших токах, но соответственно меньших напряжениях.
Максимальная напряженность поля у поверхности проводов двухпроводного фидера
Eмах=120√P/d√(КбвWф)
четырехпроводного Eмах=60√P/d√КбвWф
Уменьшение Емах и снижение Wфв четырехпроводном фидере позволяет передавать по нему значительно большую мощность, чем в двухпроводном, при одинаковых d и D1.
Двухпроводный фидер в некоторой степени способен излучать или принимать электромагнитную энергию, т. е. обладает антенным эффектом. Особенно малым антенный эффект должен быть у приемного фидера, поскольку он может существенно ухудшить отношение сигнал-помеха. Снижение антенного эффекта достигается уменьшением расстояний между проводами или применением четырехпроводных перекрещенных фидеров, у которых однополярные провода расположены по диагонали квадрата сечения фидера (рис.е). В двухпроводном фидере ЭДС, наведенные электромагнитной волной, в обоих проводах имеют одно направление, но различаются по фазе. При малом расстоянии между проводами или большой длине волны фазы ЭДС, наведенные в отдельных проводах, совпадают и результирующая ЭДС, равная разности ЭДС, наведенных в проводах, мала. При увеличении расстояния между проводами или укорочении волны фазы ЭДС, наведенные в проводах, существенно различаются и появляется антенный эффект. В четырежпроводном перекрещенном фидере в каждой паре однополярных проводов наводится ЭДС, имеющая такую же фазу, что и ЭДС, наведенная в проводе, который был бы расположен в центре сечения фидера. Таким образом, четырехпроводный перекрещенный фидер эквивалентен двухпроводному, у которого расстояние между проводами равно нулю. Антенный эффект у такого фидера почти полностью отсутствует. Волновое сопротивление четырехпроводного перекрещенного фидера, Ом,
Wф=138 lg (√2 D1/d)
Четырехпроводный перекрещенный фидер широко применяется в качестве приемного в диапазоне декаметровых волн. Стандартный приемный фидер выполняется из медных или биметаллических проводов диаметром 1,5 мм с расстоянием между проводами 34 мм и имеет волновое сопротивление 208 Ом.
Незначительный антенный эффект и малое волновое сопротивление четырехпроводного перекрещенного фидера позволяют использовать его для питания антенн мощными и сверхмощными передатчиками. Для уменьшения перенапряжений в этом случае в качестве провода применяют несколько проволок, располагая их по образующим цилиндров.
На рис. 10.1,г показано сечение такого двадцатипроволочного фидера. На рис. д показан двух-проводный восьмипроволочный фидер.
При низком расположении фидеров из-за плохой проводимости почвы КПД фидера может существенно понизиться. Для уменьшения потерь в почве высоту двух проводных фидеров выбирают из условия Н≥(8...10).D1. Перекрещенные фидеры имеют меньшее внешнее поле, а ,следовательно, и меньшие потери в почве и более высокий КПД и могут подвешиваться на меньшей высоте, чем неперекрещенные.
Проволочные фидеры крепятся на деревянных, асбоцементных или железобетонных опорах на высоте около 3 м. Подвеска проводов к опорам осуществляется с помощью специальных изоляторов. Для придания жесткости однополярные провода через интервалы в 2... 3 м по длине соединяются металлическими перемычками, между разнополярными проводами могут устанавливаться изоляторы.