Диаграмма направленности симметричных вибраторов.
Рис. 20. Диаграмма направленности симметричных вибраторов с разным соотношением
Нормированная диаграмма направленности
Сопротивление излучения. КНД.
Действующая длинна симметричного вибратора
Мощность излучения симметричного вибратора
Эта формула связывает мощность излучения с квадратом тока через сопротивление излучения.
Для определения воспользуемся методом вектора Пойнтинга. В соответствии с этим методом симметричный вибратор окружается сферой радиусом , центр сферы совпадает с центром симметричного вибратора.
Рис. 21. Сферические координаты площадки излучения
Полагая
После интегрирования получается формула, которую в 1924 году получил Баллангайн.
,
где постоянная Эйлера
– интегральный синус
– интегральный косинус
(См. в Янке Е., Эмде Ф. «Специальные функции»)
Рис. 22.Сопротивление излучения тонкого симметричного вибратора, отнесенное к току в пучности, в зависимости от
если , то
если , то
Входное сопротивление симметричного вибратора.
Мощность, подведенная от генератора к симметричному вибратору делится на излучаемую, теряемую в самом вибраторе (омические потери, потери в изоляторах, окружающих металлический проводник и в земле).
Излучаемая мощность характеризуется сопротивлением излучения .
Мощность потерь характеризуется сопротивлением .
Кроме излученного поля, есть еще колеблющееся вблизи антенны. Этому полю соответствует реактивная мощность. Эта мощность, то отдается генератором в пространство, то принимается генератором.
Реактивная мощность характеризуется реактивным сопротивлением
Таким образом
для симметричного вибратора, как правило , тогда
Рассмотрим полуволновой вибратор ( ).
Расчет ведут следующим образом. В вибраторе существуют потери, пусть , тогда
, но этого не может быть, так как
в точке питания он конечен, значит и
– конечно.
Закон синуса тока – справедлив для линии без потерь, а у нас существуют потери, значит закон не синусоидальный, а такой, какой бывает в линиях с потерями. Он соответствует закону гиперболического синуса:
где ,
– коэффициент затухания и
– коэффициент фазы.
Поэтому при расчете «коротких» вибраторов (
и
), то есть у которых узел тока находится от точек питания вибратора не ближе
, исходят из синусоидального распределения тока.
При расчете «длинных» вибраторов (
) следует исходить из распределения тока по закону
.
Найдем формулу для расчета активной составляющей
через ток в пучности
через ток в точках запитки
Используя
, получим
Значение для данной длины находят из таблиц или графиков
для
При расчете пользуются формулой входного сопротивления разомкнутой на конце двухпроводной линии без потерь, заменяя в ней волновое сопротивление линии волновым сопротивлением антенны (симметричного вибратора)
Таким образом
(7)
точность формулы (7) повышается с уменьшением толщины вибратора (уменьшается радиус провода).
Зависимость входного сопротивления симметричного вибратора от величины отношения и от
показаны на рисунках ниже.
Рис. 22. Кривые активной и реактивной составляющих входного сопротивления тонких вибраторов в зависимости от