Teorinė dalis

1. Bangolaidžių lizdinių antenų paskirtis ir savybės

Bangolaidžio plyšio antena (WSA) priklauso linijinių (plokščių) kelių elementų antenų klasei. Tokių antenų spinduliuojantys elementai yra bangolaidžių sienelėse išpjauti plyšiai, ertmių rezonatoriai arba juostelių linijų metaliniai pagrindai. Praktikoje naudojamas VSCHA su erdvėje fiksuotu kryptiniu modeliu (DP), taip pat VSCHA su mechaniniu, elektromechaniniu ir elektriniu skenavimu.

VSCHA pranašumai yra šie:

Išsikišusių dalių nebuvimas, leidžiantis jų spinduliuojantį paviršių sujungti su išoriniu orlaivio korpuso paviršiumi, nesukuriant papildomo aerodinaminio pasipriešinimo;

Palyginti paprastas jaudinantis įrenginys ir lengvai valdomas.

Pagrindinis VSCHA trūkumas yra riboto diapazono savybės. Pasikeitus dažniui neskenuojančiame VSC, spindulys nukrypsta nuo nurodytos padėties erdvėje, o tai lydi modelio pločio pasikeitimas ir antenos koordinavimo su tiekimo tiektuvu pažeidimas.

2. Pagrindiniai bangolaidžio plyšio parametrai

Plyšys, išpjautas į bangolaidį, bus sujaudintas, jei jo plati pusė kerta sroves, tekančias išilgai vidinių sienų. Statant VSC remiantis stačiakampiu bangolaidžiu, kurio pagrindinė banga H 10, būtina atsižvelgti į tai, kad plačioje bangolaidžio sienelėje yra išilginės ir skersinės paviršiaus srovės dedamosios, o siauroje sienoje – tik skersiniai. Plačiose ir siaurose bangolaidžio sienelėse galima išpjauti plyšius.

Panagrinėkime plyšį, esantį plačioje bangolaidžio sienelėje išilgai plačiosios sienelės ašinės (vidurinės) linijos atžvilgiu (1 pav.).

Tokį tarpą sužadina skersinis srovės komponentas, jei jis yra pasislinkęs vidurio linija atstumu x 1. Esant x 1 =0 spinduliuotės iš tarpo nėra. Keičiant plyšio poslinkio dydį x 1, galima reguliuoti jo spinduliavimo intensyvumą.

Kai plyšį sužadina srovės, tekančios palei bangolaidžio vidines sieneles, elektromagnetinė energija išspinduliuojama tiek į išorinę erdvę, tiek į bangolaidį. Tarpo veikimui analizuoti įvedamos išorinio ir vidinio tarpo laidumo sąvokos, atitinkamai nulemtos išorinės ir vidinės tarpo spinduliuotės. Žinant šių laidumo vertes, galima nustatyti įvairaus ilgio plyšių rezonansinį dažnį ir atsekti jo priklausomybę nuo vietos ant bangolaidžio sienelės.

Kaip žinoma, bangolaidžio plyšys sutrikdo jo veikimo režimą, sukeldamas energijos atspindį: dalis jos išspinduliuojama, kita dalis eina toliau palei bangolaidį. Taigi galime manyti, kad plyšys tarnauja kaip bangolaidžio apkrova, ant kurios išsklaido dalis galios, lygiavertės spinduliuotės galiai. Todėl, siekiant supaprastinti analizę, bangolaidį galite pakeisti lygiaverte dviejų laidų linija, į kurią lygiagrečiai arba nuosekliai jungiamos apkrovos, priklausomai nuo lizdo tipo (išilginis plyšys prilygsta lygiagrečiam sujungimui, skersinis). lizdas atitinka nuoseklųjį ryšį).

3. VSCHA veislės

Pagal principą, kuriuo grindžiamas VSC veikimas, skiriamos rezonansinės ir nerezonansinės bangolaidžio plyšinės antenos.

Rezonansinėse antenose atstumas tarp gretimų plyšių parenkamas lygus l B (plyšiai, sujungti su bangolaidžio lauku) arba l B /2 (plyšiai, sujungti su bangolaidžio lauku), kur l B yra bangos ilgis bangolaidį, o bangolaidžio gale sumontuokite trumpojo jungimo stūmoklį. Taigi rezonansinės antenos yra fazėje, todėl jų didžiausios spinduliuotės kryptis sutampa su normalia antenos išilginei ašiai. Išilginių plyšių, esančių skirtingose ​​vidurio linijos pusėse, fazinis sužadinimas užtikrinamas papildomu 180° fazių poslinkiu, kurį sukelia priešingos srovės abiejose plačiosios bangolaidžio sienelės ašinės linijos pusėse.

Rezonansinė antena gali būti gerai suderinta su tiekimo tiektuvu gana siauroje dažnių juostoje. Iš tiesų, kadangi kiekvienas lizdas nėra atskirai suderintas su bangolaidžiu, visos bangos, atsispindėjusios iš lizdų, fazėje sumuojasi antenos įėjime ir sistemos atspindžio koeficientas tampa didelis. Todėl jie dažniausiai atsisako atskirų plyšių bendrojo režimo sužadinimo ir pasirenka atstumą tarp jų d¹l V /2.

Būdinga tokiu būdu gautos nerezonansinės bangolaidžio plyšio antenos (NVSA) ypatybė yra platesnė dažnių juosta, kurioje yra geras suderinimas, nes atskiri atspindžiai su daugybe emiterių yra beveik visiškai kompensuojami. Tačiau skirtumas tarp atstumo tarp plyšių ir l B /2 lemia jų nefazinį sužadinimą krintančios bangos ir pagrindinės spinduliuotės maksimumo krypties nukrypimą nuo normalios iki antenos ašies. Norint pašalinti bangolaidžio galo atspindžius, paprastai įrengiama galinė apkrova.

Kaip minėta pirmiau, NVShchA turi gerą koordinavimą su tiektuvu gana plačiame diapazone. Išimtis yra atvejis, kai d»l B /2; šiuo atveju atsispindinčios bangos sumuojasi faze ir slenkančios bangos koeficientas (TWC) bangolaidyje smarkiai sumažėja. Toks BV pokytis, kai atstumas tarp plyšių artėja prie l B /2 vertės, vadinamas normaliu efektu.

NVShCHA trūkumas yra tas, kad jis turi mažesnį koeficientą nei rezonansinių antenų. naudingas veiksmas(norint jį padidinti, reikia padidinti plyšio sužadinimo intensyvumą) ir nepašalinamus amplitudės iškraipymus (kad juos sumažinti, mažinti plyšio sužadinimo intensyvumą). Remiantis tuo, sužadinimo intensyvumas turi būti pasirinktas remiantis kompromisiniais sumetimais.

4. Orlaivio greičio ir dreifo kampo Doplerio matavimo antenų ypatybės (DISS antenos)

Užduotį nustatyti tikrąją orlaivio vietą erdvėje, veikiant meteorologiniams veiksniams, galima išspręsti, jei žinomos išilginės ir skersinės jo greičio dedamosios. Šie dydžiai paprastai nustatomi netiesiogiai, matuojant Doplerio dažnius. Yra žinoma, kad radijo signalas, kurio dažnis f, atsispindėjęs nuo objekto (pavyzdžiui, iš orlaivio), judančio erdvėje greičiu V, gauna papildomą dažnio prieaugį.

kur a yra kampas tarp greičio vektoriaus ir orlaivio radialinės krypties. Doplerio prieaugio ženklas yra teigiamas, jei objektas juda radijo šaltinio link, ir neigiamas, jei objektas tolsta nuo jo.

DISS antenos leidžia, matuojant Doplerio komponentus, nustatyti išilginį ir skersinį orlaivio greitį bei jo judėjimo vertikalia kryptimi greitį. Tokios antenos sudaro keturis pluoštus, kaip parodyta 2 pav.

Kadangi Doplerio komponentai, kuriuos sukelia orlaivio judėjimas tam tikru greičiu, turi priekines ir galines sijas skirtingas ženklas, o juose esantys atsitiktiniai (interferenciniai) komponentai yra maždaug vienodi, tada iš pirmosios poros signalų atėmus antrosios pluoštų poros signalus, galima kompensuoti trukdžius ir atitinkamai padidinti signalų tikslumą. matuojant lėktuvo greitį.

Orlaivio greičio ir dreifo kampo Doplerio matavimo antenos dažnai statomos VSCHA matricų pagrindu. Siekiant apsaugoti nuo kritulių ir dulkių, antenų matricų anga uždengiama dielektrine plokšte arba visa spinduliavimo sistema įdedama į radijo bangomis permatomą radomą.

antenos bangolaidžio lizdas Dopleris

5. VShchA apskaičiavimas

5.1 Plačios bangolaidžio sienelės apskaičiavimas

Išspręskime lygčių sistemą, iš kurios randame a ir lcr.

ir reikia pasirinkti tokį, kad bangos ilgis bangolaidyje būtų 0,9 kritinio bangos ilgio.

5.2 Atstumo tarp plyšių d apskaičiavimas, paimkite μmax = -20 laipsnių, d bus rasta sprendžiant lygtį.

superkritiniu režimu, kai jie sklinda tarp lygiagrečių metalinės plokštės galite nustatyti atstumą tarp iškyšų; d 0 (5.12 pav.), jų ilgis 1(/ir storis - \ - ., \ ^

Fig. 5.13 ir 5.14 pateikti nerezonansinio bangolaidžio plyšio konstrukcijos pavyzdžiai

antenos su pasvirusiais plyšiais siauroje bangolaidžio sienelėje, kai antena maitinama stačiakampiu bangolaidžiu (5.13 pav.), ir su išilginiais plyšiais plačioje sienoje, kai maitinama bendraašiu kabeliu (5.14 pav.).

Bangolaidžio plyšinės antenos su elektromechaniniu spindulio svyravimu (su nuimama viršutine lizdo sienele) konstrukcijos pavyzdys parodytas fig. 5.15. Atskirų antenos elementų paskirtis nurodyta tame pačiame paveikslėlyje.

Fig. 5.1-6a parodytas vienas iš dvimatės bangolaidžio plyšinės antenos [L 11] variantų, susidedantis iš aštuonių lygiagrečių aliuminio bangolaidžių, kurių kiekviename yra išpjauta po dešimt hantelių plyšių. Hantelių lizdai turi didesnį pralaidumą nei įprasti stačiakampiai lizdai [LO 9]. Ypatinga antenos savybė yra ta, kad lyginiai ir nelyginiai bangolaidžiai yra maitinami iš skirtingų pusių, naudojant galios daliklius, o visa diafragma suformuojama keturiems pluoštams, kurių erdvinį išdėstymą rodo punktyrinė linija Fig. 5.16.6, Tokios antenos naudojamos, pavyzdžiui, * orlaivio Doplerio autonominiuose navigacijos įrenginiuose, skirtuose orlaivio greičiui ir dreifo kampui nustatyti.

Norint suformuoti reikiamą spinduliuotės modelio formą [LO 7], gali būti naudojamas kelių tiesinių* bangolaidžių-plyšinių antenų rinkinys, išdėstytas palei orlaivio kūginės dalies generatorius (5.17 pav.) /.

Norint apsaugoti nuo atmosferos kritulių ir dulkių, bangolaidžio-plyšinės antenos anga turi būti uždengta dielektrine plokšte arba visa spinduliavimo sistema turi būti patalpinta į radijo bangomis permatomą radomą /у.-"-; ;7";;>■-■

5.9. Apytikslė bangolaidžio plyšio apskaičiavimo procedūra

Kuriant ar projektuojant lizdines antenas, pradiniai duomenys gali būti:

Rašto plotis dviejose pagrindinėse plokštumose arba vienoje

20q 5 ir šoninės skilties lygis;

Krypties koeficientas £) 0 ;

Amplitudė: arba amplitudės-fazių pasiskirstymas per anteną ir emiterių skaičius N; dažnių diapazonas

Pažvelkime į šių dviejų variantų skaičiavimo procedūrą:

1 variantas. Nurodomas amplitudės pasiskirstymas per antenos apertūrą ir emiterių skaičius N.

2 variantas. Nurodomas spinduliavimo modelio plotis vienoje arba dviejose pagrindinėse plokštumose ir šoninės spinduliuotės lygis.

Pirmiausia pasirenkamas bangolaidžio lizdo antenos tipas. Jei nurodyta pagrindinio maksimalaus DN 0 GL kampinė padėtis ir antena turi užtikrinti veikimą dažnių juostoje, pasirenkama nerezonansinė antena Jeigu pagal projektavimo nurodymus antena siaurajuostė, bet turi turėti aukšta efektyvumo vertė, geriau naudoti rezonansinę anteną.

1 variantas. Esant tam tikram amplitudės pokyčių dėsniui pagal antenos apertūrą, iš pradžių nustatomas atstumas tarp emiterių d tam tikro dažnio diapazono bangolaidyje, pasirinktame antenai konstruoti: Rezonansinėje antenoje su kintamų fazių plyšiais nerezonansinė antena, d reikšmę galima pasirinkti dviem būdais. Jei nurodyta pagrindinio modelio maksimumo padėtis erdvėje 6 Nr., tai reikiama rf reikšmė randama naudojant (5.26) formulę. Jei kampo kampas nenurodytas, atstumas tarp emiterių pasirenkamas d^\"k B /2 ir, be to, taip, kad esant kraštutiniams duoto diapazono dažniams nebūtų rezonansinio antenos sužadinimo [formulė (5.22) )]: Tada apskaičiavimas atliekamas tokia tvarka.

Ts Atsižvelgiant į bendrą antenos ekvivalentinę grandinę (žr. 5.8.6 pav.), apskaičiuojami visų N antenos lizdų ekvivalentiniai normalizuoti laidumai g n (arba varža g n) (žr. § 5.4).

2. Žinant gv arba g p / reikšmę pagal formules lentelę. 5.1 (§ 5.2) nustato plyšių centro poslinkį plačios bangolaidžio sienelės vidurio atžvilgiu arba jų pasvirimo kampą 6 šoninėje sienelėje.

P 3. Apskaičiavę bangolaidžio plyšio spinduliuotės laidumą (t.y. išorinį laidumą), f pagal žinomą galios reikšmę įėjime (siuntančios antenos atveju) nustatykite įtampą antimazge. plyšio U m [formulė (5.3)], todėl ir plyšio plotis di [formulė (5.4)].

4. Atsižvelgiant į žinomą plyšių vietą ant bangolaidžio sienelės ir jų plotį, pagal § 5.2 duomenis, suraskite bangolaidžio plyšių rezonansinį ilgį.

5. Apskaičiuokite antenos raštą (žr. § 5.7) ^ jos k.n. d. ir k.u.

2 variantas. Pirmiausia suraskite atstumą tarp emiterių, panašų į pirmąjį skaičiavimo variantą. Tada parenkamas amplitudės pasiskirstymas per anteną, užtikrinant

10* 147 pradinis modelis su tam tikru šoninių skilčių lygiu. Toliau, naudojant dabar žinomą amplitudės pasiskirstymą, randamas antenos ilgis (ir atitinkamai emiterių skaičius), užtikrinantis reikiamą modelio plotį 0,5 galios lygiu (5.2 lentelės 5.7 formulės). Tolesnis skaičiavimas sutampa su pastraipomis. 1-5 ankstesnio skaičiavimo varianto.

Be pačios antenos elektrinio skaičiavimo, apskaičiuojama tiekimo linija ir žadintuvas, reikalingas tipas sukamoji jungtis, kai to reikalauja projekto specifikacijos, ir nustatyti pagrindines jo charakteristikas.

Literatūra

G. Kyu n PV Mikrobangų antenos. TTur. Su; vokiečių kalba Redaguota M. P. Dolukhanova. Leidykla „Laivų statyba“, 1967 m.

"2. Pietol'kor su A.A. Bendroji difrakcijos antenų teorija. ZhTP, 1944, t. XIV, Nr. 12, ZhTF, 1946, tomas XVI, (Nb 1.

3. "Antenų kurso projektavimo vadovas." VZEIS, 1967 m.

4. Yatsuk L.P., Smirnova N.! B. Stačiakampio bangolaidžio nerezonansinių plyšių vidinis laidumas. „Universitetų žinios“, Radijo inžinerija, 1967, t., 4.

"5. Veshch"Nikova I.E., Evetroiyov G.A. Suderintų lizdų emiterių teorija. "Radijo inžinerija ir elektronika", 1965, t. Ш

6. E in s t r. o i o in G. A., Ts a r a p k i n S. A. Bangolaidžių plyšinių antenų tyrimas: su vienodais rezonansiniais spinduliais. „Radijo inžinerija ir elektronika“, 1965, t. 9.

7. Evstropovas G. A., Tsarailkin S. „A: bangos dugno plyšio antenų apskaičiavimas, atsižvelgiant į emiterių sąveiką palei pagrindinę bangą. „Radijo inžinerija ir elektronika“, 1966, 5 t.

8. Shubarin Yu V. Itin aukštų dažnių antenos. Charkovo universiteto leidykla, 1960 m.

9. "Mikrobangų skenavimo antenų sistemos", t. I. Vertimas. iš anglų k., red. G. T. Markovas ir A. F. Čaplinas. Leidykla „Tarybų radijas“, 1966 m.

10. Shyrman Ya D. Radijo pluošto kreiptuvai ir tūriniai rezonatoriai. Svyazizdatas, 1959 m.

11. Reznikovas G. B. Orlaivių antenos. Leidykla „Tarybų radijas“, 1962 m.

RAGŲ ANTENOS

6.1. Pagrindinės raginių antenų charakteristikos

Bangolaidžio rago antenos yra paprasčiausios antenos centimetrų bangų diapazone.

Jie gali sudaryti spinduliavimo modelius, kurių plotis nuo 100-140° (atidarius specialią formą) iki 10-520° piramidiniuose raguose. Galimybę dar labiau susiaurinti rago raštą riboja poreikis smarkiai padidinti jo ilgį.

Bangolaidžio rago antenos yra plačiajuosčio ryšio įrenginiai ir suteikia maždaug pusantro diapazono aprėptį. Galimybę keisti veikimo dažnį dar didesnėse ribose riboja aukštesnių tipų bangų sužadinimas ir sklidimas tiekimo bangolaidžiuose. Rago efektyvumas didelis (apie 100%). Garso antenas lengva gaminti. Palyginti nedidelė komplikacija (fazinės sekcijos įtraukimas į bangolaidžio kelią) užtikrina lauko su žiedine poliarizaciją sukūrimą.

Garso antenų trūkumai yra šie: a) didelė konstrukcija, ribojanti galimybę gauti siaurus spinduliuotės modelius; b) sunkumai reguliuojant lauko amplitudės ir fazės pasiskirstymą angoje, o tai riboja galimybę sumažinti šoninių skilčių lygį ir sukurti spinduliuotės modelius speciali forma.

Garsiniai radiatoriai gali būti naudojami kaip nepriklausomos antenos arba, kaip atviri bangolaidžių galai, kaip sudėtingesnių antenų įtaisų elementai. Kaip nepriklausomos antenos, ragai naudojami radijo relių linijose, orų tarnybos stotyse, labai plačiai radijo matavimo įrenginiuose, taip pat kai kuriose specialiosios paskirties stotyse. Plačiai – naudojami smulkūs rageliai. ir atviri bangolaidžių galai kaip tiekimas

paraboliniai veidrodžiai ir lęšiai. Ragų linijos arba atvirų bangolaidžių galų formos tiektuvai gali būti naudojami formuojant specialios formos spinduliuotės modelius, valdomus modelius arba, pavyzdžiui, naudojant tą patį paraboloidą sukurti -pieštuko ir kosekanto] diagramas!® orientaciją. Keturių arba aštuonių ragų emiteris gali būti naudojamas: Monopulsinės krypties nustatymo metodui. Tam pačiam tikslui gali būti naudojami ir aukštesnio aukščio sektoriniai ragai. : bangų tipai (#yu, Nsch #zo). Norint suformuoti siaurus spinduliuotės modelius, gali būti naudojamos dvimatės matricos, pagamintos iš atvirų bangolaidžių galų arba mažų ragų. Galima konstruoti plokščias arba išgaubtas fazuotas matricas.

6.2–6.9 dalys yra skirtos metodų svarstymui. garsinių spindulių skaičiavimas. 6.10–6.12 dalyse aprašomi kai kurie raginio bangolaidžio fazinių matricų projektavimo ypatumai.

6.2. Skaičiavimo metodas

Raginių antenų skaičiavimas remiasi jų analizės rezultatais, t.y., iš pradžių preliminariai patikslinama; " antenos geometrinius matmenis, o tada nustatyti jos elektrinius parametrus. Jei matmenys nepavyksta, skaičiavimas kartojamas dar kartą.

Raginės antenos spinduliavimo laukas; kaip ir visos mikrobangų antenos, jis nustatomas apytiksliu metodu. Požiūrio esmė; yra tai, kad nepaisant ryšio tarp lauko viduje ir išorėje rage, vidinė problema yra išorinės problemos sprendimas ir gaunamas iš. tai

lauko reikšmės sprendimas rago atidarymo plokštumoje naudojamas išorės uždaviniui išspręsti [DO 1, LO 13].

Laikoma, kad lauko amplitudės pasiskirstymas rago angoje yra toks pat kaip jį maitinančiame bangolaidyje. Pavyzdžiui, . kai sužadinamas.;, ragas su stačiakampiu WAVEGUIDE SU banga #10, išilgai X ašies (einanti H plokštumoje) lauko amplitudės pasiskirstymas yra kosinusas, o išilgai Y ašies (einantis E plokštumoje) amplitudė pasiskirstymas vienodas. Dėl to, kad bangos frontas rage nelieka plokščias, o transformuojasi į cilindrinį sektoriniame rage, o į sferinį – piramidiniame ir kūginiame, lauko fazė išilgai angos keičiasi pagal kvadratinis dėsnis.

Aprašytas lauko amplitudės ir fazių pasiskirstymas išilgai diafragmos yra apytikslis. Tam tikras paaiškinimas pateikiamas atsižvelgiant į bent tik pagrindinio bangos tipo atspindį. Reikėtų nepamiršti, kad didėjant diafragmai, atspindžio koeficientas G mažėja.

Raginės antenos spinduliuotės raštas, pagrįstas žinomu lauku diafragmoje, gali būti apskaičiuotas bangų optikos metodu, paremtu Hiugenso principu ir Kirchhoffo formule [LO 13, JIO 11, J10 1]. Kirchhoff formulės taikymas elektromagnetiniam laukui nėra griežtas. Nemažai autorių patikslino atsižvelgdami į ypatumus elektromagnetinis laukas antenos. Dėl šios priežasties radiacijos modelio skaičiavimo literatūroje yra keletas skirtingų, bet panašių formulių, kurios duoda panašius rezultatus. Skaičiavimo formulės bus pateiktos 6.5 punkte. Turint spinduliavimo modelio išraišką, galima rasti antenos krypties koeficientą, spinduliuotės pločio priklausomybę nuo apertūros dydžio ir kitas antenos charakteristikas.

6.3. Garso signalo ir bangolaidžio emiterio geometrinių matmenų parinkimas

Garso antena (6.1 pav.) susideda iš rago I, bangolaidžio ir jaudinančio įtaiso 3

Jei generatorius, maitinantis anteną *, turi koaksialinę išvestį, antenos bangolaidis 2 dažniausiai sužadinamas kaiščiu, esančiu statmenai plačiajai bangolaidžio sienai j, sužadinimas į kaištį tiekiamas bendraašiu kabeliu. Jei generatorius, maitinantis anteną, turi bangolaidžio išvestį, tada tiekimo kelias paprastai yra stačiakampio bangolaidžio su H 10 banga forma. Bangolaidžio tiektuvas tiesiogiai patenka į bangolaidį 2, sužadindamas ragą. Jaudinančio prietaiso formoje apskaičiavimas; kitoje pastraipoje bus pateiktas asimetrinis kaištis.

Bangolaidžio dydžių pasirinkimas

Stačiakampio bangolaidžio a ir b skerspjūvio matmenys pasirenkami atsižvelgiant į tik pagrindinio tipo bangos #у sklidimo bangolaidyje sąlygą:

Ryšys (6.1) pateiktas grafike pav. 6.2, pagal kurį galima rasti a matmenis. B matmuo turi atitikti b sąlygą

Pateiksime kai kuriuos zondo perdavimo skaičiavimo aspektus (žr. 6.3 pav.).

Bangolaidžio kaiščio įvesties varža, taip pat asimetrinio vibratoriaus laisvoje erdvėje, paprastai yra sudėtingas dydis. Aktyvioji įėjimo varžos dalis priklauso: daugiausia nuo kaiščio ilgio, reaktyvioji - nuo ilgio ir storio. Skirtingai nuo laisvos vietos, bangolaidžio kaiščio įvesties varža priklauso nuo lauko struktūros bangolaidžiame šalia kaiščio.

Skaičiavimas; reaktyvusis įėjimo varžos komponentas duoda netikslius rezultatus ir neturi prasmės. Kad būtų užtikrintas atitikimas, įėjimo varžos reaktyvusis komponentas turi būti lygus nuliui. Aktyvusis įėjimo varžos komponentas gali būti laikomas lygiu bangolaidžio spinduliavimo kaiščio varžai. būk lygus!

Stačiakampio bangolaidžio kaiščio atsparumas spinduliuotei slenkančios bangos režimu nustatomas pagal šį ryšį:

Jei stačiakampėje yra atsispindėjusi banga; bangolaidis, kaiščio varža šiek tiek pasikeičia: -

tiektuvo bangos varža.

reaktyviosios laidumo dalys kaiščio dešinėje ir kairėje, būtent:

Pateiktose formulėse priimami tokie užrašai: a ir bSh yra bangolaidžio skerspjūvio matmenys; X\ - kaiščio padėtis plačioje bangolaidžio sienelėje, dažniau; Iš viso kaištis yra plačios sienos viduryje, ty Xi = a/2; Zi.-- atstumas nuo kaiščio iki trumpojo jungimo bangolaidžio sienelės; dsh yra atstumas nuo kaiščio iki artimiausio įtampos mazgo; k.b. V. - slenkančios bangos koeficientas bangolaidyje; X^f – bangolaidžio bangos ilgis; r in -4 bangolaidžio varža

/g d – efektyvusis kaiščio aukštis bangoje

vandens, kurio geometrinis aukštis yra /, nustatomas pagal formulę

Atsižvelgdami į reikšmes x\ ir naudodami (6.18), (6.19) ir (6.21) formules, galime rasti kaiščio aukštį /, kuriame reikalingas /? Į x.

Norint visiškai suderinti, projektuose turi būti du reguliavimo elementai. Pavyzdžiui, galite reguliuoti kaiščio / aukštį ir trumpojo jungimo sienelės padėtį bangolaidyje U (žr. 6.3 pav.) arba matmenis k ir S (žr. 6.4,6 pav.). Kai kuriais atvejais, siekiant supaprastinti dizainą, jie apsiriboja vienu; reguliavimas ir leisti tam tikrą* neatitikimą tiekimo koaksialėje.

6.5. Atspindžio koeficiento skaičiavimas

Atsispindėjimas rago antenoje vyksta dviejose dalyse: rago angoje (1\) ir jo kakle (G 2).

Trumpai apsvarstykime kiekvieną atspindžio koeficientą. Atspindžio koeficientas nuo diafragmos T\ yra kompleksinė reikšmė; jo modulis ir fazė priklauso nuo angos dydžio. Griežtas bangolaidžio atviro galo, įsprausto tarp dviejų begalinių plokštumų, problemos sprendimas, kurį atliko L. A. Weinstein; leidžia nustatyti, kad didėjant diafragmos dydžiui atspindžio koeficiento modulis mažėja, o fazė artėja prie nulio.

Apytiksliai atspindžio koeficiento modulis iš apertūros pagrindiniam bangos tipui gali būti nustatytas iš santykio

Sklidimo konstanta stačiakampiame bangolaidyje, kurio skerspjūvis lygus rago apertūrai;/" d*// r: . ? \ ^

Sklidimo konstanta apskritame bangolaidyje, kurio skersmuo yra lygus kūginio rago angos skersmeniui.

Atspindžio koeficientas išilgai rago ilgio nuo angos iki kaklo kinta ne tik fazėje, bet ir amplitudėje. Su kelių ilgių angos dydžiais

Atspindžio koeficientas fi nuo atvirojo stačiakampio bangolaidžio (23X10) mm 2 galo, kai bangos ilgis 3,2 cm, išmatuotas eksperimentiškai, yra lygus

Panagrinėkime atspindžio koeficientą nuo rago gerklės G2.

Nustatant koeficientą G2, daroma prielaida, kad

rage įsitvirtino keliaujanti banga. Problema išspręsta sujungiant laukus > bangolaidžio sandūroje

Ragų dydžių pasirinkimas

Piramidinio arba sektorinio rago angos matmenys a p ir b p (žr. 6.1 pav.) parenkami pagal reikiamą spinduliuotės rašto plotį atitinkamoje plokštumoje arba pagal k.n. d.

Spinduliavimo modelio plotis yra susijęs su apertūros matmenimis a v ir b v šiais santykiais:

Išradimas yra susijęs su antenos tiekimo įtaisais, būtent su ultratrumpųjų radijo bangų antenomis ir mikrobangų antenomis, skirtomis skleisti horizontaliai poliarizuotas bangas su apskrito spinduliavimo modeliu horizontalioje plokštumoje. Techninis rezultatas, pasiektas įgyvendinus siūlomą išradimą, yra plyšinės cilindrinės antenos veikimo dažnių diapazono išplėtimas, aprūpinant anteną suderinimo su tiektuvu įtaisais, kurie nėra kritiški dydžiui derinant anteną prie darbo rezonanso. dažnis. Plyšinėje cilindrinėje antenoje yra laidus cilindrinis korpusas su išilgine plyšiu su pirmuoju ir antruoju kraštais ir tiektuvu, papildomai turinčiu pirmąjį laidžią spaustuką, antrąjį laidžią gnybtą ir atitinkamą kabelio sekciją, kur pirmasis spaustukas yra galvaniniam kontaktui sudaryti. pirmajame plyšio krašte, antrasis gnybtas yra su suformuojant galvaninį kontaktą antrame plyšio krašte, tiektuvas cilindro paviršiuje yra išdėstytas išilgai tiesės, kuri yra diametraliai priešinga išilginei plyšio ašiai. , su lenkimu šalia plyšio sužadinimo taško, nutiestą per pirmąjį spaustuką, kai išorinis tiektuvo laidininkas sudaro galvaninį kontaktą su pirmuoju spaustuku, per antrąjį spaustuką nutiesiama atitinkama kabelio dalis, centrinis tiektuvo laidininkas yra galvaniškai sujungtas su atitinkamos kabelio sekcijos centriniu laidininku. 1 atlyginimas f-ly, 6 lig.

RF patento 2574172 brėžiniai

Technologijos sritis, su kuria susijęs išradimas

Išradimas yra susijęs su antenos tiekimo įtaisais, būtent su ultratrumpųjų radijo bangų antenomis ir mikrobangų antenomis, skirtomis skleisti horizontaliai poliarizuotas bangas su apskrito spinduliavimo modeliu horizontalioje plokštumoje.

moderniausias

Plyšinę anteną 1938 m. pirmą kartą pasiūlė Alanas D. Blumleinas, skirtas naudoti televizijos transliavimui ultratrumpųjų bangų diapazone su horizontalia poliarizacija ir apskrito spinduliavimo modeliu (RP) horizontalioje plokštumoje [Britų patentas Nr. 515684. HF elektros laidininkai. Alanas Blumleinas, publ. 1938. JAV patentas Nr. 2 238 770 Aukšto dažnio elektros laidininkas arba radiatorius]. Antena yra vamzdis su išilgine plyšiu. Dizaino paprastumas, išsikišusios dalies nebuvimas virš paviršiaus, kuriame išpjautas plyšys, patraukė specialistų, projektuojančių povandeninių laivų radijo sistemas, dėmesį. Plyšinės antenos nesutrikdo objektų, ant kurių jos sumontuotos, aerodinamikos, o tai lėmė platų jų naudojimą orlaiviuose, raketose ir kituose judančius objektus. Tokios antenos su išpjovomis į stačiakampio, apskrito ar kitokio skerspjūvio formos bangolaidžių sieneles plačiai naudojamos kaip ore ir antžeminės antenos radarų ir radijo navigacijos sistemoms.

Taigi, žinoma pirmoji cilindrinė antena A.D. Blumlein, skirtas skleisti aukšto dažnio horizontaliai poliarizuotas bangas, turintis laidų cilindrą su išilginiu plyšiu, įtaisus, skirtus sužadinti plyšį viename cilindro gale ir trumpąjį jungimą kitame cilindro gale, įtaisą pločio reguliuoti. plyšys. Laidžio cilindro ilgis lygus pusei bangos ilgio laisvoje erdvėje.

Žinomos pirmosios lizdinės antenos trūkumai yra šie:

Antenoje nėra įrenginių, skirtų antenai suderinti rezonansinį dažnį,

Antenos ilgis yra lygus pusei laisvos erdvės bangos ilgio, todėl sunku pasiekti priimtiną antenos našumą, atsižvelgiant į krypties savybes ir antenos ir tiekimo atitiktį.

Yra žinoma antroji cilindrinė plyšinė antena, skleidžianti horizontaliai poliarizuotas aukšto dažnio bangas, turinti laidų cilindrą su išilgine plyšiu, tiektuvą, trumpąjį jungimą viename lizdo gale ir įtaisus antenai sužadinti kitame plyšio gale. , minėto cilindro skersmuo yra nuo 0,151 iki 0,121, kur 1 – bangos ilgis laisvoje erdvėje esant veikimo dažniui. Minėto cilindro ilgis yra beveik devynios dešimtosios ketvirtosios stovinčios bangos ilgio, nustatytos išilgai cilindro plyšio linijos (bangos ilgis cilindro plyšio linijoje yra kelis kartus didesnis nei bangos ilgis laisvoje erdvėje) .

Kai cilindras yra vertikaliai orientuotas, antena turi beveik apskritą spinduliavimo modelį su horizontalia spinduliuotės lauko poliarizacija ir turi didelį kryptingumo koeficientą (DA). Antena kompaktiška, patogi montuoti ant aukštų pastatų stogų, lygūs paviršiaus kontūrai neleidžia kauptis šlapiam sniegui ir susidaryti ledui. Dėl apvalios cilindrinės formos antena turi palyginti mažą vėjo apkrovą.

Žinoma antroji antena įveikia pirmosios žinomos antenos trūkumus, nes jos dydis yra pusė bangos ilgio laisvoje erdvėje. Andrew Alfordo daugiakryptė plyšinė antena, sukurta 1946 m. ​​ir sumontuota ant Chrysler dangoraižio Niujorke, buvo panaudota pirmosioms spalvotoms televizijos transliacijoms.

Tačiau žinoma antrojo lizdo cilindrinė antena turi šiuos trūkumus:

antena turi didelį išilginį bangos ilgį laisvoje erdvėje, todėl ją sunku naudoti kaip spinduliuojantį antenos matricos elementą, kuris sudaro specialaus tipo spinduliuotės modelį vektoriaus H plokštumoje;

antena neturi įtaisų, skirtų ją suderinti su tiektuvu.

Yra žinoma trečioji cilindrinė antena, skleidžianti aukšto dažnio horizontaliai poliarizuotas bangas, turinčią laidų cilindrą su išilgine plyšiu, trumpuoju jungimu abiejuose cilindro galuose, sužadinamą bendraašiu kabeliu, kurio išorinis laidininkas yra galvaniškai sujungtas pirmasis plyšio kraštas, o centrinis laidininkas galvaniškai prijungtas prie antrojo lizdo krašto.

Žinoma trečiojo lizdo cilindrinė antena turi trūkumų:

Dėl asimetriško antenos sužadinimo sužadinama banga, sklindanti koaksialinio kabelio išorinio laidininko ir cilindro suformuotoje linijoje, dėl ko pastebima pastebima kabelio spinduliuotė (antenos tiektuvo efektas), jos charakteristikos labai priklauso nuo išorinių eksploatacinių veiksnių;

Nėra prietaisų, skirtų antenai suderinti su tiektuvu (kad antena būtų suderinta su rezonansu darbo dažniu),

Žinoma trečiojo lizdo cilindrinė antena turi siaurą veikimo dažnių diapazoną, neviršijantį 1% SWR lygyje elektros linijoje.

Trečioji žinoma cilindrinė plyšinė antena, maitinama bendraašiu kabeliu, savo esminėmis savybėmis yra artimiausia šiam išradimui. Šią anteną autoriai pasirinko kaip prototipą.

Išradimo atskleidimas

Techninis šio išradimo tikslas yra išplėsti cilindrinės plyšinės antenos veikimo dažnių diapazoną, aprūpinant anteną suderinimo su tiektuvu įtaisais, kurie nėra kritiški dydžiui derinant anteną prie darbinio (rezonansinio) dažnio.

Ši užduotis pasiekiama tuo, kad plyšinėje cilindrinėje antenoje, kurioje yra laidus cilindrinis korpusas (toliau – korpusas) su išilgine plyšiu su pirmuoju ir antruoju kraštais ir tiektuvu, papildomai yra pirmasis laidus spaustukas, antrasis laidus spaustukas (toliau – korpusas). kaip pirmasis gnybtas, antrasis gnybtas) ir atitinkamas kabelio gabalas, kai pirmasis spaustukas yra galvaniniam kontaktui sudaryti pirmame plyšio krašte, o antrasis spaustukas yra galvaniniam kontaktui sudaryti antrame plyšyje, tiektuvas ant cilindro paviršiaus yra išdėstytas išilgai tiesės linijos, diametraliai priešingos išilginei plyšio ašiai, su lenkimu šalia sužadinimo taško plyšio, nutiesta per pirmąjį spaustuką, suformuojant galvaninį kontaktą išoriniu tiektuvo laidininku su pirmuoju spaustuku, per antrąjį spaustuką nutiesta atitinkama kabelio sekcija, centrinis tiektuvo laidininkas galvaniškai sujungtas su atitinkamos kabelio sekcijos centriniu laidininku.

Pirmojo laidžiojo spaustuko, antrojo laidžio spaustuko ir atitinkamos kabelio dalies įvedimas į anteną, jų santykinė padėtis ir prijungimas antenoje, kaip nurodyta aukščiau, išsprendžia šias problemas:

Sukurti anteną, kuri dėl simetriškos galios sistemos suteikia simetrišką spinduliuotės raštą vektoriaus H plokštumoje, be diagramos išsišakojimų ir spinduliavimo modelio maksimumo nukrypimo nuo plokštumos, statmenos cilindro ašiai;

Sukurkite anteną, kuri vektoriaus plokštumoje suteikia apskrito spinduliavimo modelį dėl to, kad cilindro skersmuo yra daug mažesnis už bangos ilgį;

Sukurti anteną, kuri užtikrintų stabilias spinduliavimo charakteristikas, naudojant tiek siaurus plyšius su maža bangų varža, tiek plačius plyšius su didele bangų varža;

Sukurti anteną, kuri kompensuotų reaktyvųjį antenos įvesties varžos komponentą plačiame dažnių diapazone;

Sukurti anteną, kurios atsparumas spinduliavimui kinta nedideliame diapazone plačiame dažnių diapazone;

Sukurkite anteną, užtikrinančią mažą SWR elektros linijoje, suderindami antenos įėjimo varžą su būdinga tiektuvo varža plačioje dažnių juostoje;

Sumažinkite galios lygį, grįžtantį į siųstuvą, kai siunčia antena, suderindami anteną su tiektuvu;

Sumažinti antenos perduodamo (priimamo) signalo spektro iškraipymo lygį dėl vienodos antenos amplitudės fazės charakteristikos dažnių diapazone;

Padidinti antenos atsparumą aukšto dažnio gedimui sumažinant lauko stiprumą radijo dažnio jungtyje dėl sumažėjusio SWR maitinimo linijoje, kai antena veikia perdavimo režimu;

Aprūpinkite anteną suderinimo įtaisu, keisdami derinimo įrenginio reaktyvumą ir taip išplėskite antenos veikimo dažnių juostą;

Pateikite paprastą antenos derinimo būdą derinant su tiektuvu dažnių diapazone;

Užtikrinti maksimalų galios perdavimą suderinant būdingąją tiektuvo varžą;

Padidinkite potencialios galios lygį iš anksto pasirinktame tiektuve, sumažindami jame SWR;

Sumažinkite tiektuvo nuostolius ir dėl to sumažinkite tiektuvo įkaitimą perduodant energiją per ją;

Sumažinti tiektuvo (koaksialinio kabelio išorinio laidininko išorinės pusės) elektromagnetinių bangų emisiją (priėmimą);

Sukurti plyšinę anteną, kurią būtų galima naudoti kaip nepriklausomą anteną, taip pat kaip antenos matricos elementą;

Sukurkite anteną, patogią montuoti ant grotelių bokšto vamzdžio ar diržo.

Antena yra kompaktiška, kai cilindras nukreiptas vertikaliai, ji skleidžia horizontaliai poliarizuotas bangas. Gali tarnauti kaip spinduliuojantis antenos matricos elementas. Plyšinių emiterių antenų masyvas gali būti montuojamas tiek tiesiai ant žemės paviršiaus, tiek ant aukštų pastatų stogų. Lygūs antenos paviršiaus kontūrai neleidžia ant jo kauptis šlapiam sniegui ir ledui susidaryti. Dėl apvalios cilindrinės formos antena turi palyginti mažą vėjo apkrovą.

Į anteną įtraukus radomą, pagal šį išradimą išspręsta plyšinės cilindrinės antenos apsaugos nuo išorinių veikimo veiksnių įtakos problema.

Aukščiau pateiktų problemų sprendimas rodo, kad buvo sukurta nauja lizdinė cilindrinė antena, kuri užtikrina našumą plačiame dažnių diapazone.

Pirmosios iš šių problemų sprendimas buvo gautas dėl to, kad siūloma plyšinė cilindrinė antena yra sužadinama simetriškai plyšio vidurio atžvilgiu.

Siūlomos antenos veikimo dažnių diapazoną trumpesnių bangų pusėje riboja spinduliuotės modelio (DP) formos pokyčiai. Naudokite tokio ilgio plyšius, kad raštas turėtų tik vieną didžiausią dydį, nukreiptą statmenai antenos ašiai. Sumažėjus bangos ilgiui esant pastoviems plyšio matmenims, gali atsirasti dviejų maksimumų, nukrypusių nuo antenos ašies.

Bangos ilgio padidėjimą riboja kryptingumo koeficiento (DA) sumažėjimas. Tai yra reikšminga, jei cilindro skersmuo yra mažesnis nei 0,12 bangos ilgio laisvoje erdvėje.

Siūloma antena gali būti derinama nurodytame dažnių diapazone.

Apvalaus spinduliavimo modelio vektoriaus plokštumoje sukūrimo problemos sprendimas gaunamas dėl to, kad cilindro skersmuo yra daug mažesnis už bangos ilgį laisvoje erdvėje.

Trečiosios problemos sprendimas, būtent plataus veikimo dažnių diapazono suteikimas tiek siauromis, tiek plačiomis plyšėmis, buvo gautas kompensuojant reaktyviąją antenos įėjimo varžos komponentą.

Problemos, susijusios su paprasto antenos įėjimo varžos reaktyviosios komponentės kompensavimo dažnių diapazone metodu, problemos sprendimas pasiekiamas kompensavimui naudojant du nuosekliai sujungtus kondensatorius.

Problemos sprendimas: iki minimumo sumažinti tiektuvo elektromagnetinių bangų emisiją (priėmimą) – gaunama racionaliai padėjus tiektuvą ant cilindro paviršiaus, į anteną įstačius pirmąjį laidžią spaustuką, užtikrinant išorinio laidininko galvaninį kontaktą su pirmas spaustukas per visą jo perimetrą ties išėjimu iš spaustuko.

Trumpas brėžinių aprašymas

Fig. 1a) parodyta cilindrinė plyšinė antena 1 pagal šį išradimą. Fig. 1b parodytas cilindrinės plyšio antenos vaizdas iš priekio, Fig. 1c parodytas cilindrinės lizdo antenos vaizdas iš viršaus. Fig. 1b) ir fig. 1c) buvo įvestas toks žymėjimas:

1 - cilindrinė antena,

2 - cilindrinis korpusas,

4 - pirmasis lizdo kraštas,

5 - antrasis lizdo kraštas,

7 - pirmasis spaustukas,

8 - antrasis spaustukas,

9 - tinkamas cilindras,

10 - atitinkama kabelio sekcija,

11 - tiektuvo lenkimas (posūkyje nuo vertikalios sekcijos į horizontalią sekciją, esančią šalia plyšio sužadinimo taško),

A – tarpo sužadinimo sritis.

Fig. 2a) parodyta tarpo sužadinimo sritis A. Fig. 2b) parodytas tiektuvo išorinio laidininko sujungimas su pirmuoju spaustuku ir pirmuoju plyšio kraštu, antenos įvesties varžos suderinimo įtaisas ir jo sujungimas su antruoju lizdo kraštu. Fig. 2c) pjūvyje parodytas tiektuvo išorinio laidininko sujungimas su antruoju spaustuku ir antruoju plyšio kraštu, atitinkantis cilindras ir atitinkama kabelio sekcija. Fig. 2b) ir fig. 2c) papildomai įvedami šie užrašai:

12 - tinkamo kabelio sekcijos centrinis laidininkas,

13 - centrinis tiektuvo laidininkas,

14 - išorinis tiektuvo laidininkas.

Fig. 3 parodyta lygiavertė antenos grandinė; pav. Įvesti 3 nauji pavadinimai:

15 - kondensatoriaus talpa, kurią sudaro suderinamo cilindro 9 vidinis paviršius ir suderinamo kabelio sekcijos 10 išorinio laidininko išorinis paviršius,

16 - kondensatoriaus talpa, kurią sudaro išorinio laidininko vidinis paviršius ir kabelio 10 atitinkamos dalies centrinis laidininkas,

17 - induktyvumas dėl srovių srauto išilgai vidinio ir išorinio vamzdžio paviršių nuo pirmojo krašto iki antrojo lizdo krašto (jei nėra kondensatorių 15 ir 16),

18 - tikroji antenos įvesties varžos dalis (prieš prijungiant 15 ir 16 kondensatorius),

19 - sąlyginis gnybtas, atitinkantis tiektuvo išorinio laidininko galvaninio kontakto tašką per pirmąjį laidžią spaustuką su 4 kraštu,

20 - sąlyginis gnybtas, atitinkantis tašką, esantį atitinkamo kabelio sekcijos centrinio laidininko įėjime,

21 - atitinkamo cilindro galvaninio kontakto taškas per laidų spaustuką 2 su plyšio 3 kraštu 5.

Fig. 4 paveiksle parodytos įėjimo varžos ir SWR tikrosios ir įsivaizduojamos dalių eksperimentinės priklausomybės nuo plyšinės cilindrinės antenos pirmo ir antro pavyzdžio dažnio; pav. Įvestas 4 žymėjimas:

221 - pirmojo pavyzdžio įėjimo varžos tikrosios dalies priklausomybė nuo dažnio su atitinkama 10,5 mm ilgio kabelio sekcija,

222 - priklausomybė nuo pirmojo pavyzdžio įėjimo varžos įsivaizduojamos dalies dažnio su atitinkama 10,5 mm ilgio kabelio sekcija,

223 - priklausomybė nuo pirmojo pavyzdžio SWR antenos dažnio su atitinkama 10,5 mm ilgio kabelio sekcija,

231 - priklausomybė nuo antrojo pavyzdžio įėjimo varžos tikrosios dalies dažnio su suderintu 11,5 mm ilgio cilindru ir 20,5 mm ilgio atitinkama kabelio sekcija,

232 - priklausomybė nuo antrojo pavyzdžio įėjimo varžos įsivaizduojamos dalies dažnio su 11,5 mm ilgio suderintu cilindru ir 20,5 mm ilgio atitinkančiu kabelio segmentu,

233 - antrojo mėginio antrojo pavyzdžio SWR antenos dažnio priklausomybė su 11,5 mm ilgio suderintu cilindru ir 20,5 mm ilgio atitinkamu kabelio segmentu,

241 - priklausomybė nuo antrojo pavyzdžio įėjimo varžos tikrosios dalies dažnio su 7 mm ilgio suderintu cilindru ir 24 mm ilgio atitinkama kabelio sekcija,

242 - priklausomybė nuo antrojo pavyzdžio įėjimo varžos įsivaizduojamos dalies dažnio su 7 mm ilgio suderintu cilindru ir 24 mm ilgio atitinkama kabelio sekcija,

243 - antrojo pavyzdžio SWR antenos dažnio priklausomybė su 7 mm ilgio suderintu cilindru ir 24 mm ilgio atitinkama kabelio sekcija,

251 - antrojo pavyzdžio įėjimo varžos tikrosios dalies priklausomybė nuo 5 mm ilgio atitinkančio cilindro ir 30 mm ilgio atitinkamos kabelio dalies,

252 - priklausomybė nuo antrojo mėginio įėjimo varžos įsivaizduojamos dalies dažnio su 5 mm ilgio suderintu cilindru ir 30 mm ilgio atitinkama kabelio sekcija,

253 - antrojo pavyzdžio SWR antenos dažnio priklausomybė su 5 mm ilgio suderintu cilindru ir 30 mm ilgio atitinkama kabelio sekcija,

Fig. 5 paveiksle parodyti elektrinio lauko stiprumo pasiskirstymo išilgai perdavimo linijos 26, kuri yra cilindro išilginė plyšys, ir išilgai dviejų laidų linijos, naudojamos minėtai perdavimo linijai sužadinti, pavyzdžiai: a) generatoriaus dažnis yra mažesnis už apskrito cilindro plyšio linijos pagrindinės bangos kritinį dažnį, b) generatoriaus dažnis, maždaug lygus apskrito cilindro plyšio linijos pagrindinės bangos kritiniam dažniui, c) generatorius yra didesnis už apskrito cilindro plyšio linijos pagrindinės bangos kritinį dažnį.

Fig. 5 įvedami šie užrašai:

27 - koncentruotas įtampos šaltinis,

28 - dviejų laidų perdavimo linija,

29 - elektrinio lauko stiprumo vektoriai.

Fig. 6 paveiksle pavaizduota elektrinio lauko struktūra tam tikru laiko momentu vidinėje ir išorinėje plyšinės cilindrinės antenos srityse, statmenoje antenos ašiai. Fig. 6 įvedami šie užrašai: 30 - elektrinio lauko linijos.

Fig. 7 parodytas šio išradimo cilindrinės plyšinės antenos, kaip antenos matricos elemento, naudojimo pavyzdys.

Išradimo vykdymas

Remiantis Fig. 1b, kuriame pavaizduota plyšinė antena 1 pagal šį išradimą. Antena yra cilindrinio korpuso 2 formos su plyšiu 3 su pirmuoju kraštu 4 ir antruoju kraštu 5, tiektuvu 6, pirmuoju laidžiu gnybtu 7, antruoju laidžiu spaustuku 8, suderinamu cilindru 9, suderintu 10 kabelio sekcija ir tvirtinimo detalės.

Cilindrinis korpusas 2 yra pagamintas iš laidžios medžiagos, tokios kaip, pavyzdžiui, žalvaris, aliuminio lydinys, plienas ar kitas metalas arba gero laidumo metalo lydinys. Cilindrinis korpusas, kurio skerspjūvis yra 2, yra apskritimo formos. Korpuso skerspjūvis gali būti kvadrato, stačiakampio, elipsės ar kitokio lenkto profilio formos.

Plyšys 3 yra padarytas cilindriniame korpuse 2 iki viso korpuso sienelės gylio frezavimo, pjovimo lazeriu ar kitokiu mechaniniu būdu, kad būtų suformuotas pirmasis kraštas 4 ir antrasis kraštas 5, lygiagrečiai cilindrinio korpuso išilginei ašiai.

Serijinį koaksialinį kabelį galima naudoti kaip tiektuvą 6. Aiškumo dėlei tinkantis cilindras 9 parodytas kaip apskrito cilindro segmentas.

Aiškumo dėlei atitinkama kabelio 10 dalis parodyta kaip trumpa koaksialinės linijos atkarpa. Tinkamoji kabelio 10 dalis yra iš dalies suderinamo cilindro 9 viduje ir iš dalies 9 išorėje.

Tinkamas cilindras 9, spaustukai 7 ir 8 yra pagaminti iš labai laidžios medžiagos, pavyzdžiui, žalvario arba aliuminio lydinio. Siekiant užtikrinti litavimą, jie padengiami, pavyzdžiui, alavo ir bismuto lydiniu.

Tinkamo kabelio sekcijos 10 galas, esantis priešais lizdą, yra atviras ir prie nieko neprijungtas. Kabelio 10 atitinkamos dalies centrinis laidininkas 11 išeina iš suderinimo cilindro 9 ir tęsiasi iki plyšio 3 vidurio.

Pirmiau minėti įrenginiai ir dalys yra išdėstyti vienas kito atžvilgiu ir yra sujungti vienas su kitu taip.

Pirmasis spaustukas 7 yra pritvirtintas, kad sudarytų galvaninį kontaktą pirmajame plyšio krašte 4, antrasis spaustukas 8 pritvirtintas galvaniniam kontaktui sudaryti ant antrojo griovelio krašto 5, tiektuvas 6 - ant cilindro 2 paviršiaus. fiksuojamas išilgai tiesios linijos, diametraliai priešingos išilginei plyšio ašiai, su lenkimu 13, esančiu netoli plyšio sužadinimo taško, po to perkeliamas per pirmąjį spaustuką 7, suformuojant galvaninį kontaktą išoriniu laidininku 14. tiektuvas su pirmuoju spaustuku 7, kabelio 10 atitikimo atkarpa klojama derinimo cilindro viduje, kuris yra uždengtas antruoju spaustuku, tiektuvo centrinis laidininkas 12 yra galvaniškai sujungtas su atitinkamo kabelio sekcijos centriniu laidininku 11.

Antrasis tiektuvo 6 galas yra sumontuotas radijo dažnio jungtyje. Šiuo atveju, kaip atitinkama kabelio 10 sekcija, naudojama standartinio bendraašio kabelio sekcija arba specialios perdavimo linijos sekcija, kurią sudaro išorinis vamzdelio pavidalo laidininkas, centrinis laidininkas strypas arba vamzdis ir tarp jų esantis tuščiaviduris dielektrinis cilindras.

Norint pritvirtinti tiektuvą 6 prie cilindrinio korpuso 2, galima naudoti standartinius spaustukus, varžtus ir veržles.

Antenos veikimo principas

Antena veikia taip. Antenos elektromagnetiniai virpesiai sužadinami dėl potencialų skirtumo taikymo dviejuose taškuose 19 ir 20, esančiuose vienas priešais kitą pirmuose 4 ir antrajame 5 plyšio 3 kraštuose. Norint efektyviai sužadinti anteną, antenos skersmuo vamzdis 2 turi būti parinktas taip, kad generatoriaus dažnis būtų didesnis nei kritinio dažnio pagrindinės bangos H 00 plyšio linija ant cilindrinio bangolaidžio. Šiam klausimui iliustruoti buvo apsvarstytos trys situacijos, pateiktos 1 pav. (naudojant griežtą elektrodinamikos ribinių verčių problemos sprendimą), naudojant modelio uždavinį. 5.

Fig. 5 parodyta plyšio linija ant apskrito bangolaidžio, nuosekliai sujungta su dviejų laidų linija, prie kurios galo prijungtas įtampos generatorius. Fig. 5 paveiksle pateikiami elektrinio lauko stiprio pasiskirstymo palei perdavimo liniją pavyzdžiai šiais atvejais: a) generatoriaus dažnis yra mažesnis už apskrito cilindro plyšio linijos pagrindinės bangos kritinį dažnį, b) generatoriaus dažnis yra maždaug lygus apskrito cilindro plyšio linijos pagrindinės bangos kritiniam dažniui, c) generatoriaus dažnis yra didesnis apskrito cilindro plyšio linijos pagrindinės bangos kritinis dažnis. Fig. 5, elektrinio lauko stiprumas yra proporcingas vektoriaus ilgiui. Kaip matyti iš fig. 5, a) atveju elektromagnetinė banga atsispindi praktiškai nuo įėjimo į perdavimo liniją. Banga prasiskverbia į plyšio liniją iki tokio gylio, kuris yra nežymiai mažas valios ilgiais. B) atveju plyšinėje cilindrinėje perdavimo linijoje nustatomas eksponentiškai mažėjantis lauko pasiskirstymas. c) atveju stovinčioji banga nustatoma plyšinėje cilindrinėje perdavimo linijoje. Šiuo atveju stovinčios bangos ilgis plyšio perdavimo linijoje yra didesnis nei stovinčios bangos ilgis dviejų laidų perdavimo linijoje.

Pageidautina pasirinkti vamzdžio skersmenį, lygų 0,14 bangos ilgio laisvoje erdvėje. Patartina pasirinkti plyšio ilgį, artimą pusei pagrindinės plyšio linijos bangos ilgio H 00 ant cilindrinio bangolaidžio.

Plyšio 3 plotis neviršija vienos trisdešimtosios bangos ilgio. Todėl srovės pasiskirstymo centriniame kabelio laidininke 3 plyšyje galima praktiškai nepaisyti. Vadinasi, nesubalansuotas bendraašis kabelis įvedamas į antenos sužadinimo sritį taip, kad nepažeistų nei fizinės, nei elektrinės antenos simetrijos. Poslinkio srovės, atsirandančios tarp tiektuvo 6 išorinio laido ir korpuso 2 srityje nuo tiektuvo lenkimo iki plyšio, yra mažos dėl to, kad išorinis tiektuvo 6 laidininkas ir korpusas 2 turi galvaninį kontaktą su vienas kitą per pirmąjį laidžią gnybtą 7. Galvaninis tiektuvo 6 išorinio laidininko ir korpuso 2 kontaktas lemia, kad elektrinio lauko stiprumas jų sujungimo taške yra lygus nuliui. Tiektuvo atkarpoje, esančioje išilgai tiesės, diametraliai priešingos plyšio ašiai, poslinkio srovės tarp išorinio tiektuvo 6 laidininko ir korpuso 2 nėra sužadintos, nes šioje kelio atkarpoje potencialas yra lygus nuliui. Todėl galima nepaisyti potencialios spinduliuotės iš tarpo, susidariusio tarp tiektuvo 6 išorinio laidininko ir korpuso 2. Taigi pašalinamas tiektuvo antenos efektas ir su tuo susiję nenuspėjami antenos spinduliavimo modelio iškraipymai, antenos įėjimo varžos pokyčiai ir kryžminio poliarizuoto lauko spinduliuotė. Naudojant griežtą Maksvelo lygčių sprendimą pateiktomis idealiomis ribinėmis sąlygomis, elektrinio lauko linijos buvo apskaičiuotos laiko metodu skirtingu metu per vieną generatoriaus įtampos svyravimų periodą. Lauko linijos tam tikru laiko momentu parodytos fig. 6. Patogumui antenos elementus žymėti skaičiais, buvo pasirinktas toks laiko momentas, kai elektrinio lauko stipris greta plyšio yra mažas, todėl šioje aplinkoje jėgos linijų 6 pav. Toli nuo plyšio stebimi jau susiformavę lauko sūkuriai, pavaizduoti jėgos linijomis, kurių nepalaiko krūviai ant cilindro sienelių. Tarpinėje zonoje jėgos linijos prasideda apatinėje cilindro pusėje pateiktame brėžinyje ir baigiasi viršutinėje cilindro dalyje. Taške, esančiame priešais plyšio centrą, jėgos linija neužima ir nesibaigia savo kelio, nes potencialas šiame taške yra lygus nuliui. Šis taškas yra ribinis taškas tarp apatinės ir viršutinės cilindro dalių. Pagal aukščiau pateiktą taisyklę jėgos linija turėtų prasidėti ir baigti savo kelią čia. Tačiau tai pasirodo neįmanoma, nes elektrinio lauko stiprumo vektoriai, liečiantys apatinę ir viršutinę lauko linijos dalis, šiuo metu yra priešingi vienas kitam ir todėl vienas kitą panaikina. Dėl šios priežasties linijos, esančios priešingos plyšio ašiai, kaimynystė yra patogi išilgai jos tiesti tiektuvą, kad būtų sumažintas tiektuvo antenos efektas.

Aukščiau pateikta antenos konstrukcija leidžia patogiai reguliuoti antenos išlygiavimą su tiektuvu. Panagrinėkime tai išsamiau, remdamiesi lygiaverte antenos grandine Fig. 3. Fig. 3, skaičius 15 žymi pirmąjį kondensatorių, kurio talpa C 1, sudarytą iš vidinio suderinamo cilindro 9 paviršiaus ir išorinio atitinkamo kabelio sekcijos 10 laidininko paviršiaus. Šiuo atveju kabelio apvalkalas atlieka dielektrikas. Skaičius 16 žymi antrąjį kondensatorių, kurio talpa C 2, kurį sudaro išorinio laidininko vidinis paviršius ir 10 atitinkančios sekcijos centrinio laidininko paviršius. Skaičius 17 žymi induktyvumą L, kurį sukelia srovių srautas. išilgai vidinio ir išorinio vamzdžio paviršių nuo pirmojo krašto 4 iki antrojo plyšio krašto 5. Skaičius 18 rodo varžą R dėl antenos spinduliuotės nuostolių. 19 gnybtas atitinka tiektuvo išorinio laidininko galvaninio kontakto tašką per pirmąjį laidžią gnybtą su briauna 4. Gnybtas 20 atitinka tašką, esantį atitinkamos kabelio sekcijos centrinio laidininko įėjime. Skaičius 21 rodo atitinkamo cilindro galvaninio kontakto tašką per laidžią spaustuką 8 su plyšio 3 kraštu 5.

Du nuosekliai sujungti kondensatoriai 15 ir 16 turi lygiavertę talpą C 3:

Įėjimo varža gnybtuose 19, 20 Zin dėl lygiavertės talpos C 3 nuosekliojo prijungimo ir lygiagrečiai sujungtos varžos R ir induktyvumo L grandinės, esant dažniui, yra lygi:

Esant rezonansiniam dažniui, įsivaizduojama įėjimo varžos dalis lygi nuliui, t.y.

Vardiklio koeficientą laužtiniuose skliaustuose (2) pakeitę jo reikšme iš (3), gauname įvesties reikšmę rezonansiniu dažniu:

Idealus suderinimas su tiektuvu pasiekiamas, kai antenos įėjimo varža yra lygi būdingajai tiektuvo varžai. Duotiesiems L ir R reguliavimas pagal susitarimą pasiekiamas parenkant ekvivalentinės talpos C 3 vertę.

Ribiniu atveju, kai nėra suderinamo cilindro (C 1 ), lygiavertė talpa C 3 yra lygi talpai C 2 - sutampančios kabelio sekcijos talpai. Paprastai, norint suderinti anteną su tiektuvu, būtina turėti nedidelę C 2 reikšmę. Kartais, dirbant metro ir decimetro bangos ilgio diapazonuose, reikia ne ilgesnio kaip dešimties milimetrų atitinkančio segmento. Maži absoliutūs kabelio atkarpos ilgio pokyčiai sąlygoja santykinai didelius santykinius C2 vertės pokyčius. Todėl, tiksliai derinant anteną prie veikimo dažnio, reikia pakeisti atitinkančio segmento ilgį milimetro dalimis. Būtinybė pasirinkti tinkamo kabelio segmento ilgį milimetro dalių tikslumu apsunkina antenos derinimo procesą.

Visiškai kitokia situacija, kai susiduriame su dviem nuosekliai sujungtais kondensatoriais: talpa C1 ir talpa C2. Yra žinoma, kad nuosekliai sujungus du kondensatorius, gauname lygiavertį kondensatorių, kurio talpa mažesnė už kiekvieno kondensatoriaus talpą atskirai. Dabar, esant fiksuotai reikšmei C 1, keičiant talpą C 2 didelėse ribose, gauname ekvivalentinės talpos vertės pokyčius mažose ribose.

Pradinis tinkamo kabelio sekcijos ilgis turėtų būti akivaizdžiai didesnis, palyginti su tuo atveju, kai šio kito kondensatoriaus nėra. Vadinasi, dabar atitinkančio kabelio sekcijos ilgio pokytis santykiniais vienetais yra didesnis, o nustatymas yra tikslesnis.

Tie. Antenos derinimas prie darbinio dažnio, keičiant atitinkamos kabelio sekcijos ilgį, pavyzdžiui, perpjaunant, nesukelia sunkumų, nes ilgio pokyčiai atliekami milimetrais matuojamais kiekiais.

Antena turi tokį pranašumą, būtent tai, kad į anteną įdėjus atitinkamą cilindrą, padidėja antenos elektrinis stiprumas. Didžiausias elektrinio lauko stiprumas, kai antena sužadinama, atsiranda atitinkamoje kabelio dalyje. Antenoje su suderintu cilindru potencialų skirtumas tarp centrinio laidininko ir vamzdžio krašto dabar paskirstomas tarp dviejų kondensatorių, iš kurių pirmąjį sudaro centrinis laidininkas ir išorinis kabelio laidininkas, antrasis kondensatorius yra suformuotas iš išorinio kabelio laidininko ir jį atitinkančio cilindro. Įtampos kritimų per šiuos du kondensatorius suma yra lygi potencialų skirtumui tarp centrinio laidininko ir krašto. Tie. kiekvieno kondensatoriaus įtampa yra mažesnė už bendrą įtampą, o tai padidina antenos elektrinį stiprumą.

Buvo pagaminti du plyšinės cilindrinės antenos pavyzdžiai. Pirmajame pavyzdyje buvo laidus cilindras su išilgine plyšiu, tiektuvas ir atitinkama kabelio sekcija. Pirmajame pavyzdyje nebuvo tinkamo cilindro, pirmojo laidžiojo spaustuko ir antrojo laidžiojo spaustuko. Išorinis atitikimo tiektuvo laidininkas turėjo galvaninį kontaktą tiesiogiai su briauna 4. Antrasis pavyzdys skiriasi nuo pirmojo tuo, kad jame papildomai yra suderinimo cilindras, pirmasis laidus gnybtas ir antrasis laidus gnybtas. Antrajame pavyzdyje naudojama atitinkama kabelio dalis, kuri yra ilgesnė nei pirmasis pavyzdys. Antrajame pavyzdyje atitinkama kabelio sekcija klojama derinimo cilindro viduje ir tęsiasi už jo ribų. Žemiau bus pateiktas antrojo pavyzdžio, atitinkančio šį išradimą, aprašymas. Apibūdindami antenos pavyzdį, remsimės Fig. 1 ir pav. 2.

Antenos pavyzdį sudaro cilindrinis korpusas 2 su plyšiu 3 su pirmąja briauna 4 ir antra briauna 5, tiektuvas 6, atitinkama kabelio dalis 10, suderinimo cilindras 9, pirmasis spaustukas 7 ir antrasis spaustukas 8, ir tvirtinimo detalės.

Korpusas 2 720 mm ilgio ir 130 mm skersmens pagamintas iš 0,3 mm storio alavuotos skardos. Kūno skerspjūvis yra apskritimo formos. Korpuse išpjaunama 640 mm ilgio ir 30 mm pločio plyšys 3, suformuojant pirmąjį kraštą 4 ir antrąjį kraštą 5, lygiagrečiai cilindrinio korpuso išilginei ašiai.

Kaip 6 tiektuvas buvo naudojamas nuoseklusis bendraašis kabelis RK-50-2-11.

Tinkamoji tiektuvo 10 dalis pagaminta iš trumpos koaksialinio kabelio RK-50-2-11 atkarpos. Koaksialinio kabelio 10 sekcija yra atitinkamo cilindro 9 viduje.

Tinkamas cilindras 9 yra pagamintas iš žalvarinio vamzdžio, kurio vidinis skersmuo yra 4 mm. Šiuo atveju matavimai atlikti trimis vamzdžių ilgiais: 11,5 mm; 7 mm; 5 mm.

Tinkamo kabelio sekcijos 10 galas, esantis priešais lizdą, yra atviras ir prie nieko neprijungtas. Koaksialinės linijos suderinimo sekcijos 10 centrinis laidininkas 11 išeina iš suderinimo cilindro 9 ir tęsiasi iki plyšio 3 vidurio.

Tiektuvas 6 pritvirtinamas prie cilindro paviršiaus išilgai tiesia linija, diametraliai priešinga išilginei plyšio ašiai, sulenktas šalia antenos sužadinimo taško, padėtas pirmojo spaustuko 7 viduje, o po to yra virš plyšio 3. atitinkančio cilindro 9 viduje, o paskui tęsiasi už cilindro 9. Išorinė tiektuvo izoliacija nupjauta ir pašalinta išilgai plyšio. Išorinis laidininkas (pynė) nupjaunamas išilgai apskritimo ties įėjimu į antrąjį spaustuką 8, pynė šukuojama link krašto 4. Sušukuota pynė tolygiai paskirstoma aplink apskritimą ir prilituojama prie spaustuko 7. Taigi išorinis laidininkas tiektuvo 6 yra galvaniškai prijungtas per spaustuką 7 prie pirmojo krašto 4 plyšių, o tiektuvo 6 centrinis laidininkas 12 yra prijungtas prie kabelio 10 atitinkamos sekcijos centrinio laidininko 11. Antrasis koaksialinio tiektuvo 6 galas yra įtaisytas į radijo dažnio jungtį.

Norint pritvirtinti tiektuvą 6 prie korpuso 2, naudojami standartiniai spaustukai, varžtai ir veržlės.

Prototipo antenos ir šio išradimo antenos įėjimo impedanso tikrosios ReZ ir įsivaizduojamos ImZ dalių reikšmės dažnių diapazone, išmatuotame pavyzdžiuose, parodytos grafikų pavidalu Fig. 4a).

SWR priklausomybės nuo dažnio, išmatuoto pirmojo ir antrojo antenos pavyzdžiuose, parodytos grafikų pavidalu Fig. 4b). 22 grafikas atitinka pirmąjį antenos pavyzdį. Šiuo atveju tinkamo kabelio sekcijos ilgis yra 10,5 mm. 23, 24 ir 25 grafikai atitinka antrąjį antenos pavyzdį, kurio cilindro ilgis yra atitinkamai 11,5 mm, 7 mm ir 5 mm. Šiuo atveju tinkamos kabelio sekcijos ilgis yra atitinkamai 20,5 mm, 24 mm ir 30 mm.

Derinant pirmąjį antenos pavyzdį į rezonansinį dažnį, atitikimo kabelio atkarpos ilgis buvo pakeistas 0,25 mm žingsniais. Pakeitus atitikimo segmento ilgį 0,25 mm, rezonansinis dažnis pasikeitė 0,5 MHz. Derinant antrąjį antenos pavyzdį rezonansiniam dažniui, atitikimo kabelio atkarpos ilgis buvo keičiamas 2 mm žingsniais. Pakeitus atitikimo segmento ilgį 2 mm, rezonansinis dažnis pasikeitė 0,5 MHz. Kaip matyti iš grafikų, pateiktų fig. 4, antena, sureguliuota į tą patį rezonansinį dažnį, esant skirtingam suderinamo cilindro ilgio ir atitinkamo kabelio sekcijos ilgio santykiui, turi beveik tokią pačią SWR priklausomybę nuo dažnio. Naudingiau naudoti trumpesnio ilgio atitinkamą cilindrą.

Iš tiesų, lygiavertės talpos C 3 prieaugį DC 2 galima rasti iš santykio:

Iš šio ryšio išplaukia: kuo mažesnė suderinančio cilindro C 1 talpa (kuo trumpesnis suderinamo cilindro ilgis), tuo mažiau lygiavertė talpa kinta, kai talpa C 2 didėja (atitinkančio kabelio ilgio prieaugis). skyrius). Tokiu atveju galima naudoti ilgesnes atitinkančias kabelio dalis.

Su ilgesnėmis derančiomis kabelių sekcijomis patogiau derinti anteną, nes galite naudoti tradicinį kabelių pjovimo įrankį.

Antenos poliarizacijos charakteristikų matavimai parodė, kad antena turi tiesinę poliarizaciją. Antenos matavimai rodo, kad antena neturi tiekimo antenos efektų.

Išradimo taikymas

Išradimas gali būti naudojamas kaip nepriklausoma antena, kaip sudėtingesnių antenų elementai, spinduliuojantys antenų matricų elementai, veidrodinių ir objektyvų antenų tiekimas.

Antena gali būti naudojama kaip nepriklausoma antena arba kaip linijinės antenos matricos elementas.

Siūloma plačiajuosčio dipolio antena pasiteisina visais atvejais, kai reikalinga nepriklausoma plyšinė antena arba sudėtingesnio antenos įrenginio ar antenos sistemos spinduliuojantis (priimantis) elementas, dėl kurio maži nuostoliai tiektuve, didelis antenos efektyvumas, ir reikalingas mažas kryžminės poliarizacijos spinduliuotės lygis.

REIKALAVIMAS

1. Plyšinė cilindrinė antena su laidžiu cilindriniu korpusu, kuriame padaryta išilginė plyšys su pirmuoju ir antruoju kraštais, ir tiektuvas, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad joje yra pirmasis gnybtas, pritvirtintas prie pirmojo plyšio krašto galvaniniam kontaktui sudaryti, antrasis spaustukas, pritvirtintas prie antrojo lizdo krašto, suformuojant galvaninį kontaktą, atitinkantis cilindras ir atitinkama kabelio sekcija, atitinkantis cilindras pritvirtinamas prie antrojo lizdo krašto ir perkeliamas per antrąjį spaustuką, atitinkama kabelio dalis yra sumontuotas ant antrojo plyšio krašto ir ištiestas per atitinkamą cilindrą, tiektuvas pritvirtinamas prie cilindro paviršiaus išilgai tiesia linija, diametraliai priešinga išilginei plyšio ašiai, su lenkimu link plyšio netoli taško lizdo sužadinimas ir nutiestas per pirmąjį spaustuką, suformuojant galvaninį kontaktą išoriniam tiektuvo laidininkui su pirmuoju spaustuku, centrinis tiektuvo laidininkas yra galvaniškai sujungtas su atitinkamo kabelio sekcijos centriniu laidininku.

2. Plyšinė cilindrinė antena pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad sutampantis cilindras yra pagamintas apskrito laidžiojo cilindro pavidalu.

Ar tu žinai, Kas yra minties eksperimentas, gedanken eksperimentas?
Tai neegzistuojanti praktika, anapusinė patirtis, įsivaizdavimas to, ko iš tikrųjų nėra. Minties eksperimentai yra tarsi pabudimo sapnai. Jie pagimdo monstrus. Skirtingai nuo fizinio eksperimento, kuris yra eksperimentinis hipotezių patikrinimas, „mąstymo eksperimentas“ stebuklingai pakeičia eksperimentinį bandymą norimomis išvadomis, kurios nebuvo patikrintos praktiškai, manipuliuodami loginėmis konstrukcijomis, kurios iš tikrųjų pažeidžia pačią logiką, kaip įrodytas naudojant neįrodytas prielaidas, yra pakeičiant. Taigi pagrindinė „minties eksperimentų“ pretendentų užduotis yra apgauti klausytoją ar skaitytoją, tikrą fizinį eksperimentą pakeičiant jo „lėle“ - fiktyviais samprotavimais lygtinai be paties fizinio patikrinimo.
Fiziką pripildžius įsivaizduojamais „minčių eksperimentais“, atsirado absurdiškas, siurrealistinis, painus pasaulio vaizdas. Tikras tyrinėtojas tokius „saldainių popierėlius“ turi atskirti nuo tikrų vertybių.

Reliatyvistai ir pozityvistai teigia, kad „minčių eksperimentai“ yra labai naudinga priemonė teorijų (taip pat kylančių mūsų galvose) nuoseklumui patikrinti. Tuo jie apgaudinėja žmones, nes bet kokį patikrinimą gali atlikti tik nuo patikrinimo objekto nepriklausomas šaltinis. Pats hipotezės pareiškėjas negali būti savo teiginio testu, nes paties šio teiginio priežastis yra pareiškėjo matomų teiginių prieštaravimų nebuvimas.

Tai matome SRT ir GTR pavyzdyje, kurie virto savotiška religija, kontroliuojančia mokslą ir viešąją nuomonę. Jokie jiems prieštaraujantys faktai negali įveikti Einšteino formulės: „Jei faktas neatitinka teorijos, pakeisk faktą“ (Kitoje versijoje „Ar faktas neatitinka teorijos? - Tuo blogiau už faktą“. “).

Maksimalus, ką gali teigti „minčių eksperimentas“, yra tik vidinis hipotezės nuoseklumas paties pareiškėjo, dažnai jokiu būdu netikros, logikos rėmuose. Tai netikrina, kaip laikomasi praktikos. Tikrasis patikrinimas gali įvykti tik atliekant tikrą fizinį eksperimentą.

Eksperimentas yra eksperimentas, nes tai ne minčių tobulinimas, o minties išbandymas. Savaime nuosekli mintis negali savęs patikrinti. Tai įrodė Kurtas Gödelis.

suformuojama dviejų laidų linijos trumpojo jungimo ketvirčio bangų atkarpa. Turėdamas didelę įėjimo varžą, jis neleidžia srovėms išsišakoti į išorinį tiektuvo korpusą. Kadangi pasipriešinimas tarp taškų „a“ ir „b“ yra didelis, vibratoriaus svirties spinduliavimo dažniu yra elektra izoliuotos, nepaisant galvaninio ryšio tarp jų. Plyšių kraštai paprastai yra platinami, kad būtų užtikrintas tiektuvo bangos varžos atitikimas vibratoriaus įėjimo varžai.

Vibratoriaus įėjimo varža yra 4 kartus didesnė. Šiuo atžvilgiu patogu jį naudoti norint maitinti Pistelkors kilpos vibratorių, kurio įėjimo varža yra 300 omų, su standartiniu tiektuvu, kurio ρ f = 75 omai.

3. 2. Lizdinės antenos

3.2.1. Lizdinių antenų tipai. Jų dizaino ypatybės

Plyšinė antena yra siauras plyšys, įpjautas į metalinį ekrano, rezonatoriaus apvalkalo arba bangolaidžio paviršių. Plyšio plotis d<<λ , длина обычно близка к половине волны. Щели прорезаются так, чтобы они пересекали линии поверхностного тока, текущего по внутренней стенке волновода или резонатора (рис. 3.21). Возможны различные положения щелей (см. рис. 3.21): поперечная (1), продольная (2), наклонная (3), и разнообразные их формы: прямолинейные, уголковые, гантельные, крестообразные (рис. 3.22).

Aukšto dažnio paviršiaus srovė, kertanti tarpą, sukelia kintamus krūvius (įtampa) išilgai jos kraštų ir atvirkštinėje (išorinėje) pusėje.

Sroves sužadina ne paviršius. Elektrinis laukas tarpelyje ir srovės paviršiuje yra spinduliuotės šaltiniai ir formuojasi erdvėje

o decimetru - naudojant bendraašią perdavimo liniją. Šiuo atveju išorinis laidininkas yra prijungtas prie vieno lizdo krašto, o vidinis laidininkas yra prijungtas prie kito. Kad perdavimo linija būtų suderinta su antena, tiekimo taškas perkeliamas iš lizdo vidurio į jo kraštą. Tokia antena gali spinduliuoti į abu pusrutulius. Centimetro diapazone ir gretimoje decimetro diapazono dalyje naudojamos rezonatoriaus ir bangolaidžio plyšinės antenos (žr. 3.21, 3.22 pav.). Koaksialiuose bangolaidžiuose sužadinami tik skersiniai arba pasvirę plyšiai stačiakampiuose bangolaidžiuose, galimi įvairūs plyšių išdėstymo variantai (žr. 3.21 pav.);

Lizdų plotis turi įtakos aktyviosioms ir reaktyviosioms įėjimo varžos dalims. Abu komponentai didėja didėjant plyšio pločiui. Todėl norint kompensuoti Xin, reikia sumažinti lizdo ilgį (sutrumpinti). Padidėjus Rin, padidėja lizdinės antenos pralaidumas. Paprastai plyšio plotis d pasirenkamas diapazone (0,03...0,15)λ. Norint dar labiau išplėsti pralaidumą, naudojami hantelių lizdai ir specialus įdomių įrenginių dizainas.

Be asortimento, plyšio pločio pasirinkimą įtakoja ir elektros stiprumo užtikrinimo sąlyga. Elektros krūvių koncentracija tarpo kraštuose sukelia vietinius viršįtampius ir elektros

čia E ь max – elektrinio lauko stipris antimazge. Paėmę E ь max = E μ (gedimo įtampa, sausam orui E μ = 30 kV/m), randame

Praktiškai pasirinkite d ≥ K atsarginis d min, kur K atsarginis =2…4 yra atsarginis koeficientas

Sudėtingesnių nei stačiakampių formų lizdai gali būti laikomi paprastų deriniais. Jie naudojami elektromagnetinėms bangoms, turinčioms reikiamas poliarizacijos savybes, gaminti. Pavyzdžiui, kryžiaus formos lizdas leidžia gauti anteną su elipsine ir apskrita poliarizacija. Sukimosi kryptis priklauso nuo plyšio poslinkio nuo bangolaidžio plačios sienelės ašies krypties.

Lizdinės antenos išsiskiria savo paprastu dizainu, dideliu patikimumu ir išsikišusių dalių nebuvimu, todėl jas galima naudoti orlaivių ir antenų sistemose kaip nepriklausomas antenas, sudėtingų antenų sistemų tiekimą ir antenų matricų elementus.

3.2.2. Vienvietis lizdas. Pistelkorso dvilypumo principas

Panagrinėkime vadinamosios idealios lizdinės antenos charakteristikas ir parametrus, t.y. vienas plyšys išpjautas į puikiai laidų plokščią ekraną. Tokios antenos lauko apskaičiavimas naudojant elektrodinamikos lygtis kelia didelių sunkumų. Tai labai supaprastėtų, jei naudotume Pistelkorso 1944 m. suformuluotą dvilypumo principą. Šis principas pagrįstas Maksvelo lygčių permutaciniu dvilypumu, žinomu iš elektromagnetinio lauko teorijos. Tarpai šios lygtys turi tokią formą:

Jei ekranas nuimamas ir plyšys pakeičiamas idealiu plokščiu vibratoriumi, kurio matmenys yra tokie pat kaip ir plyšys (3.23 pav.), o srovės pasiskirstymas toks pat kaip įtampos pasiskirstymas išilgai plyšio (lygiavertis vibratorius, nupjautas nuo ekrano iki sudaryti plyšį), tada laukas skleidžiamas jie taip pat

Palyginus plyšio (3.27) ir ekvivalentinio vibratoriaus (3.29) ribines sąlygas, galime įsitikinti, kad elektrinio lauko prie plyšio ir magnetinio lauko prie vibratoriaus struktūros sutampa. Ekvivalenčio vibratoriaus ribinės sąlygos gaunamos iš plyšio ribinių sąlygų, pertvarkant E ↔ H. Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta aukščiau, už visą lauką visoje erdvėje galime parašyti:

kur C 1 ir C 2 yra pastovūs koeficientai.

Praktikoje dažniausiai naudojami pusės bangos plyšiai. Tokiu atveju, nepriklausomai nuo sužadinimo būdo, elektrinio lauko amplitudė plyšyje yra didžiausia centre ir mažėja link kraštų, t.y. atitinka srovės pasiskirstymo pusės bangos vibratoriuje dėsnį. Siauro plyšio (plono vibratoriaus) ribinės sąlygos, taigi ir pastovūs koeficientai, gali būti išreikšti kaip

įtampa lizdo centre U 0 ir srovė vibratoriaus centre I 0 (žr. 3.23 pav.):

Tada pirmoji (3.31) išraiška bus perrašyta taip:

Taigi plyšinėms antenoms taikomas dvilypumo principas suformuluotas taip: plyšinės antenos elektrinis laukas iki pastovaus koeficiento sutampa su papildomo vibratoriaus magnetiniu lauku, kurio matmenys yra tokie patys kaip ir plyšys. amplitudės pasiskirstymas.

Tai reiškia, kad lizdo EMF ir lygiavertis vibratorius skiriasi

tarpusavyje tik pasukdami atitinkamus vektorius E r ы ir E B 90°,

H r sch ir H B .

Taikant dvilypumo principą, galime parašyti spinduliuotės modelius:

F u (θ ) H = F B (θ ) E ;

F u(θ) E = F B (θ) H,

kur F sch (θ ) H , F sch (θ ) E - normalizuoti DN tarpai plokštumose H ir E, atitinkančiose

atsakingai; F B (θ ) H , F B (θ ) E yra atitinkami normalizuoti pusbangio vibratoriaus modeliai.

Kai kampas θ matuojamas nuo normalios iki plyšio plokštumos, pusės bangos plyšio spinduliuotės modelis bus parašytas pagal lygybę (3.33) tokia forma:

Plyšio, kaip ir vibratoriaus, atsparumas yra sudėtingas ir priklauso nuo jo matmenų (ilgis 2l ir plotis d). Rw in ir X w in reikšmės apskaičiuojamos skirtingoms l / λ reikšmėms ir pateikiamos grafikų pavidalu informacinėje ir mokomojoje literatūroje. Reaktyvusis tarpo komponentas yra talpinis. Tačiau tarpą galima reguliuoti ir jį sutrumpinant. Sutrumpinimo dydis apskaičiuojamas pagal formulę:

Kaip matyti iš (3.35), platesni plyšiai sutrumpinami didesniu kiekiu.

Lizdų įėjimo varža yra susijusi su jį papildančio vibratoriaus įėjimo varža. Patogiau šį ryšį išreikšti kompleksinio įvesties tarpo laidumu:

Pusinės bangos lizdo kompleksinis įėjimo laidumas