Лекция
Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про определение коэффициента направленного действия, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое определение коэффициента направленного действия, коэффициента усиления виды симметричных, несимметричных вибраторов методы согласования, методы симметрирования , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства СВЧ и антенны.
определение коэффициента направленного действия и коэффициента усиления на примере симметричного вибратора. Основные виды симметричных и несимметричных вибраторов.Методы согласования и симметрирования.
Коэффициент направленного действия (КНД). КНД характеризует способность антенны фокусировать излучение в заданном направлении.
Определение 1. КНД — функция, которая показывает, во сколько раз напряженность поля реальной антенны в направлении максимума излучения больше напряженности поляэквивалентной ненаправленной антенны, при условии одинаковых мощностей излучения.
Определение 2. КНД — функция, которая описывает отношение интенсивности излучения (величины вектора Пойнтинга) в направлении максимума излучения к среднему значениюинтенсивности излучения по всем направлениям.
С учетом классического представления КНД для симметричного вибратора можно записать выражение
Результаты расчетов зависимости коэффициента направленного действия симметричного вибратора от 
представлен на рис. 7.1. Пунктиром показаны наиболее важные для решения практических задач значения относительных длин плеч излучателей и соответствующие им значения КНД.
Также для инженерных расчетов КНД можно пользоваться приближенными формулами, в которых используется понятие действующей длины
_img_143.jpg)
Обычно антенны располагаются вблизи поверхности Земли или вблизи каких-либо тел, обладающих свойствами проводников или диэлектриков
(вибраторы, установленные наметаллических башнях, кораблях, летательных аппаратах, различные типы щелевых антенн и т. п.).
Под действием электромагнитного поля антенны в почве и близко расположенных к антеннетелах возникают токи проводимости и смещения (вторичные токи).
Полное поле представляет собой результат интерференции первичного поля, излученного антенной, и вторичного(дифрагированного), создаваемого вторичными токами.
Решение задачи об определении поля излучения антенны в этом случае получается весьма просто по методу зеркальных изображений. Этот метод позволяет также до некоторой степениучестьвлияние параметров реальной почвына характеристики антенн.
Сущность метода зеркальных изображений применительно к антеннам состоит в том, что при определении электромагнитного поля, создаваемого вибратором, помещенным надбесконечно протяженной и идеально проводящей плоскостью, исключаются из рассмотрения вторичные токи введением фиктивного вибратора, являющегося зеркальным изображениемдействительного вибратора так, как показано на рис. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 7.2.
_img_144.jpg)
В случае, если симметричный вибратор располагается параллельно подстилающей поверхности (к экрану), на основании метода зеркальных изображений для системы излучателей«реальный-зеркальный» поле излучения будет определяться по формуле
В случае, если симметричный вибратор располагается перпендикулярно подстилающей поверхности (как показано на рис. 7.1), результирующая диаграмма направленности будетопределяться по формуле
Для симметричного вибратора, размещенного параллельно над апериодическим рефлектором, коэффициентнаправленного действия определяется по формуле
где 
— полное сопротивление излучения симметричного вибратора (собственное плюс наведенное зеркальным изображением).
Апериодический рефлектор представляет собой металлическую прямоугольную или круглую пластину (экран), устанавливаемую примерно на расстоянии 
от вибратора.
Иногда сплошная металлическая поверхность заменяется сеткой проводов, расположенных параллельно осивибратора. Линейные размеры экрана обычно несколько превосходят длину вибратора. Благодаря конечным размерам экрана излучение в заднее полупространство устраняется не полностью.
Несимметричным называется вибратор, у которого одно плечо по размерам или форме отличается от другого. Несимметричный вертикальный заземленный вибратор (рис. 7.3, а)представляет собой вертикальный по отношению к земле или к какой-либо металлической поверхности провод, к нижнему концу которого присоединен один зажим генератора, другой — кземле или к металлическому телу (корпусу самолета, автомобиля и т. д.). Роль второго плеча вибратора в данном случае играет земля или металлическая поверхность. В случае идеальнопроводящей земли замена ее зеркальным изображением вибратора сводится к переходу от несимметричного вибратора к симметричному (рис. 7.3, б).
_img_145.jpg)
В случае несимметричного вибратора угол может изменяться в пределах 0°…180°. В горизонтальной плоскости вертикальный несимметричный вибратор не обладает направленнымисвойствами. Если длина несимметричного вибратора не превышает примерно 0,7 , то он излучает с максимальной интенсивностью в перпендикулярном
направлении, т. е. в горизонтальной плоскости.
В случае коротких вибраторов ( 0,1), что имеет место в диапазоне километровых волн получаем сопротивление излучения
Реактивная составляющая входного сопротивления Хвх несимметричного вибратора, у которого 
определяется по формуле
где 
— волновое сопротивление несимметричного вибратора.
Действующая длина несимметричного вибратора
Сопротивление излучения 
можно увеличить без увеличения длины антенны увеличением за счет увеличения lд , для чегоследует сделать распределение тока по
вибратору более равномерным.
Этого можно достичь, нагрузив вибратор на его верхнем конце некоторой емкостью, например горизонтальным или наклонным проводом, проволочным диском(рис. 7.4).
_img_146.jpg)
Вертикальная часть называется снижением, а горизонтальная — сетью. Распределение тока по вертикальной и горизонтальной частям Г-образной антенны показано на рис. 10.3, г.
При небольшом значении 
и хорошо проводящей почве излучение горизонтальной части антенны почти полностью компенсируется излучением ее зеркального изображения.
Для антенны, содержащей n проводников в сети, длина плеча симметричного вибратора, эквивалентного по своим характеристикам рассматриваемой антенне, определяется из формулы
где 
;
— волновое сопротивление провода в снижении и сети, соответственно.
Действующая длина определяетсяпо формуле
Входное сопротивление симметричного вибратора рассчитывается по формуле
где 
определяетсядля 
;
— активное сопротивление потерь.
Действующая высота антенны 
, тогда 
можнорассчитать по формуле
Обычно стремятся к тому, чтобы 
. При этом ток и напряжение на входе вибратора оказываются в фазе и заданная мощность достигается при меньшем напряжении на зажимах.Кроме того, при чисто активном входном сопротивлении создаются оптимальные условия для работы генератора.
Поэтому для настройки антенны в резонанс вблизи точек питанияпоследовательно с генератором включают реактивные элементы настройки.
Направленные свойства вертикального вибратора
распределниее тока и напряжния вдоль вртикального вибратора
настройка вертикального вибратора в резонанс
способы повышения действующй высоты вертикального вибратора
Статью про определение коэффициента направленного действия я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое определение коэффициента направленного действия, коэффициента усиления виды симметричных, несимметричных вибраторов методы согласования, методы симметрирования и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Устройства СВЧ и антенны
Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про определение коэффициента направленного действия
Комментарии
Оставить комментарий
Устройства СВЧ и антенны
Термины: Устройства СВЧ и антенны