Симметричный электрический вибратор в свободном пространстве

Симметричные вибраторы, состоящие из двух одинаковых по размерам и форме проводников, между которыми включается генератор высокой частоты (часто эти проводники называют плечами), начали широко применяться уже в первой половине 20-х годов в связи с возникновением и развитием радиосвязи на коротких волнах. В настоящее время симметричный вибратор как самостоятельную антенну используют на коротких (декаметровых), метровых и дециметровых волнах. В этих же диапазонах широко применяют сложные антенны, состоящие из ряда симметричных вибраторов. Симметричные вибраторы используют также в сантиметровом диапазоне волн в качестве элементов сложных систем (например, облучатели зеркальных антенн).

Рассмотрим линейный симметричный вибратор, представляющий собой тонкий цилиндрический проводник длиной 21 и радиусом а (рис. 1), находящийся в свободном пространстве.

Рис. 1

До разработки строгой теории симметричного вибратора, которая появилась в конце 30-х - начале 40-х годов, при расчете поля вибратора применялся приближенный метод. В его основе лежит предположение о синусоидальном распределении тока по вибратору (закон стоячей волны), связанное с некоторой внешней аналогией между симметричным вибратором и двухпроводной, разомкнутой на конце длинной линией без потерь (предположение о синусоидальном распределении тока делалось и при расчете поля длинноволновых проволочных антенн, появившихся в самом начале возникновения радиосвязи). Действительно, от двухпроводной линии можно перейти к симметричному вибратору, если провода линии развернуть под углом 180° друг к другу.

Полагают, что при таком переходе закон распределения тока не нарушается, т.е.

где /п - амплитуда тока в пучности тока вибратора (в общем случае - это величина комплексная); l - длина одного плеча вибратора, при этом зазором между плечами вибратора пренебрегают; г - расстояние от начала координат (середина вибратора) до произвольной точки на поверхности вибратора (текущая координата); - коэффициент фазы тока, текущего по вибратору (полагают, что длина волны в вибраторе равна длине волны в свободном пространстве, т. е. фазовая скорость этой волны равна скорости света). Как видно из формулы для распределения тока по вибратору, распределение тока не зависит от толщины вибратора.

В действительности, хотя длинная линия и вибратор являются колебательными системами с распределенными параметрами, они существенно различаются. Во-первых, распределенные параметры линии не изменяются по длине линии, распределенные параметры вибратора непостоянны по его длине. Во-вторых, линия предназначена для передачи электромагнитных волн к антенне или к какой-либо другой нагрузке и является практически не излучающей системой; в разомкнутой линии без потерь ток изменяется по закону стоячей волны. В вибраторе, выполненном даже из идеального проводника, существуют потери (полезные) на излучение, и ток в нем, строго говоря, не может быть распределен по закону стоячей волны, как в формуле. В частности, в узлах ток не обращается в нуль.

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Другое по теме:

Импульсно-цифровой преобразователь с частотно-импульсным законом преобразования по классическому методу последовательного счета
В настоящее время медицинская электроника находиться на этапе своего активного развития. В разработку новой медицинской аппаратуры внедряют все новейшие разработки инженеров-электронщиков, работающих в этом направлении. С помощью ...

Проектирование многоразрядного десятичного сумматора комбинационного типа
Двоично-десятичный код, в котором находятся числа. - 2421 Система логических элементов - ИЛИ, ИЛИ-НЕ. Критерий оптимальности элементов для проектирования логических схем - минимальное количество логических элементов. ...

©  www.techvarious.ru - 2019