Несимметричный вертикальный заземленный вибратор

Несимметричным называется вибратор, у которого одно плечо по размерам или форме отличается от другого. Несимметричным вертикальным заземленным вибратором называют вертикальный проводник, к нижнему концу которого присоединен один из зажимов генератора, а второй - к земле посредством заземления. Несимметричный вибратор, расположенный над идеально проводящей поверхностью, аналогичен симметричному вибратору в свободном пространстве, так как функции второго плеча несимметричного вибратора выполняет зеркальное изображение. Такое представление позволяет значительную часть решений и выводов, выполненных для симметричных вибраторов, распространить на несимметричные антенны. Выражения, характеризующие распределение тока и напряжения в симметричном вибраторе, полностью распространяются на вертикальный несимметричный вибратор.

 Характеристика направленности вертикального несимметричного вибратора в вертикальной плоскости F(∆) с учетом влияния зеркального изображения определяется по формуле для симметричного вибратора, в которой угол φ углом ∆:

F (∆) = (cos (к1 sin ∆)— cos к1) /cos ∆,

где∆—угол между поверхностью земли и направлением в точку наблюдения.

                   60° _∆r   90°     60                          60°  90° 60

1=0,25λ.              0,2    0,4  0,6    0,8                      l= 0,5λ                        0,2  0,4  0,6    0,8    1,0

                60° 90    60                            60°   90°   60°

0,2       0.6 0,8

0,2  0,4,  0.6 0,.8

Диаграммы направленности вертикального несимметричного вибратора

 

Распределение тока по вертикальному несимметричному вибратору и его ДН в вертикальной плоскости в зависимости от отношения l/λ даны на рис.. Из приведенных ДН видно, что вертикальный несимметpичный вибратор имеет максимальное излучение вдоль поверхности земли. Такие вибраторы целесообразно использовать при связях поверхностной волной и на относительно небольшие расстояния. При плохой проводимости почвы поверхность земли является плохим экраном и значительная часть энергии электромагнитной волны, распространяющейся вблизи ее поверхности, проникает в землю. В результате напряженность поля вдоль земли с расстоянием быстро уменьшается и поле излучения под некоторым углом к поверхности земли оказывается больше, чем вдоль земли. В этом случае ДН принимает вид, показанный на рис. штриховой линией. Чем хуже проводимость почвы и больше расстояние от антенны, тем значительней ослабление поля вдоль поверхности земли, и максимум излучения наблюдается под большим углом к горизонту. В горизональной плоскости вертикальный вибратор излучает paвномерно по всем направлениям.

Действующая длина (высота) вертикальной несимметричной антенны вдвое меньше, чем симметричного вибратора:

Lд=(l/k)tg(0,5kl)

Сравнивая вибратор с симметричным можно сделать вывод о том, что для получения равных токов напряжение питания несимметричного вибратора, приложенное между вибратором и землей, должно быть вдвое меньше напряжения, приложенного между плечами симметричного вибратора. Следовательно, волновое сопротивление, сопротивление излучениями входное сопротивление несимметричной антенны вдвое меньше аналогичных сопротивлений симметричной антенны.

Волновое сопротивление несимметричной антенны

Wв=138 lg(l/r) – 60        при l>0,5 λ

Wв=138 1g(λ/πr)—35    при 1>0,5λ.                     

При выполнении вертикальной антенны в виде мачты треугольного или квадратного сечения в формулах приближенно за радиус r можно принять радиус окружности, вписанный в сечение излучателя.

Сопротивление излучения несимметричной антенны при  l<0,25λ

R_Σ== 40 к² Lд\ w ≈1600 Lд² /λ².

Входное сопротивление вертикальной несимметричной антенны определяют по формулам для симметричного вибратора.

Контрольные вопросы

1. Изобразите распределение тока и напряжения по симметричному вибратор) с длиной плеча 2 м на волне 5 м.

2. Запишите выражение F((p} для симметричного вибратора.

3. В каких случаях ДН симметричного вибратора имеет боковые лепестки?

4. Чему равна /,д симметричного полуволнового вибратора?

5. Изобразите эквивалентную схему входного сопротивления симметричного вибратора с длиной плеча 2 м на волне 5 м.

6. Чем определяется полоса пропускания симметричного вибратора?