Сопротивление потерь при рабочей длине волны l и собственной длине волны антенны lо
, (3.1.)
где А - коэффициент, зависящий от качества заземления.
Индуктивность удлинительной катушки , (3.2)
где Z в.a - волновое сопротивление вертикального вибратора, Ом; h - его высота, м.
Емкость укорачивающего конденсатора, пФ:
. (3.3)
Действующая высота рамочной антенны
, (3.4)
где N - число витков рамки; S - площадь, ограниченная контурами рамки.
Сопротивление излучения рамочной антенны, Ом:
(3.5)
Резонансная длина волны lо Т-образной антенны определяется по формуле
, (3.6)
где h - высота антенны; l г - длина горизонтального провода антенны; Z в.в, Z в.г - волновое сопротивление вертикального и горизонтального проводов антенны соответственно.
Размер l’ г вертикального вибратора, эквивалентного горизонтальной части Т-образной антенны, определяется выражением
(3.7)
Аналогично для Г-образной антенны имеют место следующие соотношения:
(3.8)
Амплитуды напряжения и тока в точках А, В, С Г-образной антенны (рис. 1) при амплитуде тока в основании I m0 соответственно равны
|
|
(3.9)
Полная длина вертикального вибратора, эквивалентного Т-образной антенне:
(3.10)
Статическая емкость п параллельных проводов радиусом r и длиной l каждый, которые расположены на высоте h в одной плоскости на расстоянии а один от другого (рис.3):
. (3.11)
Рис.3
При вертикальном расположении проводов
|
В формулах (3.11), (3.12) емкость и линейные размеры антенны выражены в сантиметрах.
Амплитуда ЭДС, индуктируемой в рамке при амплитуде напряженности поля Еm:
(3.13)
где j - угол между направлением принимаемой волны и плоскостью рамки.
Задачи
3.1. Почему длинноволновым антеннам придают форму вертикальных заземленных проводов с сильно развитой горизонтальной частью? Какие функции выполняют в этой антенне вертикальные и горизонтальные провода?
3.2. Во сколько раз увеличится сопротивление излучения вертикального заземленного провода, длина которого значительно меньше длины волны λ, если антенну снабдить горизонтальной частью, при которой ток в вертикальном проводе распределится равномерно?
3.3. Как производится настройка в резонанс вертикального вибратора при удлинении и укорочении резонансной длины волны вибратора?
3.4. Определить КПД антенны в виде вертикального заземленного вибратора высотой h =60 м при длине волны λ =1200м. собственной длине волны λ о=900 м и удовлетворительном заземлении (A =3 Ом).
3.5. Определить мощность, подводимую к антенне в виде вертикального заземленного вибратора высотой h=30 м, если длина волны λ =1500 м, собственная длина волны антенны λ 0=1000 м, излучаемая мощность P å ==100 Вт и заземление удовлетворительного качества (A =2,5 Ом).
|
|
3.6. Определить индуктивность удлинительной катушки, предназначенной для настройки вертикального заземленного вибратора, имеющего высоту 150 м и волновое сопротивление 500 Ом, в резонанс на волну λ =800 м.
3.7. Определить емкость укорачивающего конденсатора, необходимую для настройки вертикального заземленного вибратора, имеющего высоту 100 м и волновое сопротивление 450 Ом, в резонанс на волну λ =250 м.
3.8. Вертикальный заземленный вибратор, имеющий высоту 100 м и волновое сопротивление 400 Ом, настраивается в резонанс на рабочую волну 800 м. Требуется определить.характер и размер элемента настройки вибратора.
3.3. Определить сопротивление потерь Г-образной антенны с длиной пути тока l= 100 м при длине волны λ= 1200 м и хорошем заземлении (A =1 Ом). Волновой коэффициент k= 5.
3.4. Определить КПД Т-образной антенны с длиной пути тока l =120 м, действующей высотой h д=40 м и хорошим заземлением (A =2,5 Ом), если длина волны λ =1600 м, а волновой коэффициент k= 6.
3.11. Изобразить распределение амплитудных значений напряжения и тока в вертикальном заземленном вибраторе с удлинением и укорочением резонансной длины волны.
3.5. Изобразить распределение амплитудных значений напряжения и тока в Г-образной антенне при удлинении и укорочении резонансной длины волны.
3.13. Изобразить распределение амплитудных значений напряжения и тока в Т-образной антенне при удлинении и укорочении резонансной длины волны.
3. 14.* Рассчитать резонансную длину волны и параметры элемента настройки Т-образной антенны, имеющей волновое сопротивление вертикального провода Z в.в=550 Ом, волновое сопротивление горизонтального провода Z в.г=400 Ом, высоту h= 50 м и длину горизонтальной части l г=120 м. Рабочая длина волны l=900 м.
3.15.* Определить статическую емкость и волновое сопротивление Г-образной антенны, в которой как горизонтальная часть, так и снижение состоят из четырех (n =4) параллельных проводов, расположенных в одной плоскости (рис.4). Длина горизонтальной части l Г=90 м, высота антенны h =60 м. Радиус проводов r =3 мм. Расстояние между проводами а =80 см.
3.16. Рассчитать статическую емкость и волновое сопротивление Г-образной антенны, имеющей длину горизонтальной части l г=80 м, высоту h =40 м, радиус проводов r =3мм, причем как горизонтальная часть, так и снижение антенны состоит из шести проводов, расположенных в одной плоскости на расстоянии а =90 см.
3.17.* Определить амплитудные значения напряжения и тока в точках А, В, С Г-образной антенны (см. рис. 3), имеющей волновые сопротивления Z в.г=450 Ом, Z в.в=550 Ом, длину горизонтальной части l г=80 м и высоту h= 60м, если длина волны λ =720 ми амплитуда тока в основании антенны I m0=10 A.
3.18. Определить амплитудные значения напряжения и тока в характерных точках Т-образной антенны, данные которой приведены в задаче 3.15. В основании антенны амплитуда тока равна 5 А.
3. 13.* Какое максимальное напряжение может быть подведено к входным клеммам антенны, рассчитанной по данным предыдущей задачи, если эта антенна возбуждается амплитудно-модулированными колебаниями с коэффициентом модуляции m =1? Критическое значение напряжения в антенне составляет U mкр=100 кВ.
3.20. Доказать, что действующая высота антенны с верхней частью выражается формулой
где l оe - высота эквивалентного вертикального вибратора; h - высота антенны.
3.21.* Определить коэффициент полезного действия Г-образной антенны с высотой эквивалентного вибратора l оe= 177,5 м и высотой антенны h= 50 м при наличии удовлетворительного заземления (A =3 Ом ), собственной длине волны λ 0 =639 м и длине волны λ =900 м.
3.22. Рамочная антенна состоит из 30 витков провода, образующих прямоугольную рамку со сторонами m =40 см и h= 1м, принимает радиоволны длиной λ =400 м. Определить действующую высоту и сопротивление излучения антенны.
|
|
3.23. По данным задачи 3.22 определить амплитуду ЭДС, индуктируемой в рамочной антенне, если плоскость рамки совпадает с направлением приема вертикально поляризованных волн, магнитное поле которых имеет амплитуду напряженности Нт= 10-8А/м.
3.24. Какой будет амплитуда ЭДС в рамочной антенне (см. задачу 3.23), если плоскость ее расположена относительно направления принимаемой волны под углом j=30°?
3.25. Определить сопротивление излучения круглой рамочной антенны, имеющей диаметр 40 см и состоящей из 20 витков провода. Длина волны равна 800 м. Какова амплитуда ЭДС, индуктируемой в рамке, если волна поляризована вертикально и имеет амплитуду напряженности электрического поля 10 мВ/м?
3.26. Какие необходимы дополнения к рамочной антенне, чтобы получить диаграмму направленности в виде кардиоиды? Изобразите графически такую диаграмму.