• Vertimas

Straipsnį versti pasiūlė alessandro893. Medžiaga paimta iš plačios informacinės svetainės, kurioje visų pirma aprašomi radarų veikimo ir konstrukcijos principai.

Antena yra elektrinis prietaisas, paverčiantis elektros energiją radijo bangomis ir atvirkščiai. Antena naudojama ne tik radaruose, bet ir trukdžiuose, perspėjimo apie radiaciją sistemose bei ryšių sistemose. Perdavimo metu antena sutelkia radaro siųstuvo energiją ir suformuoja norima kryptimi nukreiptą spindulį. Priimdama antena surenka grįžtančią radaro energiją, esančią atspindėtuose signaluose, ir perduoda juos imtuvui. Antenos dažnai skiriasi spindulio forma ir efektyvumu.

Kairė – izotropinė antena, dešinė – kryptinė

Dipolio antena

Dipolio antena, arba dipolis, yra pati paprasčiausia ir populiariausia antenų klasė. Susideda iš dviejų identiškų laidininkų, laidų arba strypų, dažniausiai turinčių dvišalę simetriją. Siuntimo prietaisams į jį tiekiama srovė, o priimantiems įrenginiams signalas priimamas tarp dviejų antenos pusių. Abi siųstuvo ar imtuvo tiektuvo pusės yra prijungtos prie vieno iš laidų. Dipoliai yra rezonuojančios antenos, tai yra, jų elementai tarnauja kaip rezonatoriai, kuriuose stovinčios bangos pereina iš vieno galo į kitą. Taigi dipolio elementų ilgį lemia radijo bangos ilgis.

Kryptinis modelis

Dipoliai yra įvairiakryptės antenos. Dėl šios priežasties jie dažnai naudojami ryšių sistemose.

Antena asimetrinio vibratoriaus (monopolio) pavidalu

Asimetrinė antena yra pusė dipolio antenos ir yra sumontuota statmenai laidžiam paviršiui, horizontaliai atspindinčiam elementui. Monopolio antenos kryptingumas yra du kartus didesnis nei dvigubo ilgio dipolio antenos, nes po horizontaliu atspindinčiu elementu nėra spinduliuotės. Šiuo atžvilgiu tokios antenos efektyvumas yra dvigubai didesnis ir ji gali toliau perduoti bangas naudodama tą pačią perdavimo galią.

Kryptinis modelis

Bangų kanalo antena, Yagi-Uda antena, Yagi antena

Kryptinis modelis

Kampinė antena

Antenos tipas, dažnai naudojamas VHF ir UHF siųstuvuose. Jį sudaro švitintuvas (tai gali būti dipolis arba Yagi matrica), sumontuotas prieš du plokščius stačiakampius atspindinčius ekranus, sujungtus 90° kampu. Metalo lakštas arba grotelės (žemo dažnio radarams) gali veikti kaip atšvaitas, mažinantis svorį ir vėjo pasipriešinimą. Kampinės antenos turi platų diapazoną, o stiprinimas yra apie 10-15 dB.

Kryptinis modelis

Vibratoriaus log-periodinė (logaritminė periodinė) antena arba simetrinių vibratorių log-periodinė matrica

Log-periodic antena (LPA) susideda iš kelių palaipsniui didėjančio ilgio pusiau bangos dipolių emiterių. Kiekvienas susideda iš poros metalinių strypų. Dipoliai montuojami glaudžiai, vienas už kito ir lygiagrečiai, priešingomis fazėmis, prijungiami prie tiektuvo. Ši antena savo išvaizda yra panaši į Yagi anteną, tačiau ji veikia kitaip. Elementų pridėjimas prie Yagi antenos padidina jos kryptingumą (stiprinimą), o pridėjus elementus prie LPA padidinamas jos pralaidumas. Pagrindinis jos pranašumas prieš kitas antenas – itin platus veikimo dažnių diapazonas. Antenos elementų ilgiai yra susiję vienas su kitu pagal logaritminį dėsnį. Ilgiausio elemento ilgis yra 1/2 žemiausio dažnio bangos ilgio, o trumpiausias – 1/2 didžiausio dažnio bangos ilgio.

Kryptinis modelis

Sraigtinė antena

Sraigtinė antena susideda iš laidininko, susukto į spiralę. Paprastai jie montuojami virš horizontalaus atspindinčio elemento. Tiektuvas yra prijungtas prie spiralės apačios ir horizontalios plokštumos. Jie gali veikti dviem režimais – normaliu ir ašiniu.

Normalus (skersinis) režimas: spiralės matmenys (skersmuo ir pokrypis) yra maži, palyginti su perduodamo dažnio bangos ilgiu. Antena veikia taip pat, kaip sutrumpintas dipolis arba monopolis, su tuo pačiu spinduliavimo modeliu. Spinduliuotė yra tiesiškai poliarizuota lygiagrečiai spiralės ašiai. Šis režimas naudojamas kompaktiškose antenose, skirtose nešiojamiesiems ir mobiliesiems radijo imtuvams.

Ašinis režimas: spiralės matmenys yra panašūs į bangos ilgį. Antena veikia kaip kryptinė, perduodama spindulį iš spiralės galo išilgai savo ašies. Skleidžia žiedinės poliarizacijos radijo bangas. Dažnai naudojamas palydoviniam ryšiui.

Kryptinis modelis

Rombinė antena

Deimantinė antena yra plačiajuosčio ryšio kryptinė antena, susidedanti iš vieno ar trijų lygiagrečių laidų, pritvirtintų virš žemės deimanto pavidalu, kiekvienoje viršūnėje paremta bokšteliais arba stulpais, prie kurių laidai pritvirtinami naudojant izoliatorius. Visos keturios antenos pusės yra vienodo ilgio, dažniausiai bent tokio pat bangos ilgio arba ilgesnės. Dažnai naudojamas ryšiui ir darbui dekametro bangų diapazone.

Kryptinis modelis

Dvimatis antenos matrica

Kelių elementų dipolių masyvas, naudojamas HF juostose (1,6–30 MHz), susidedantis iš dipolių eilučių ir stulpelių. Eilučių skaičius gali būti 1, 2, 3, 4 arba 6. Stulpelių skaičius gali būti 2 arba 4. Dipoliai yra horizontaliai poliarizuoti, o už dipolio matricos uždedamas atspindintis ekranas, suteikiantis sustiprintą spindulį. Dipolio stulpelių skaičius lemia azimutinio pluošto plotį. 2 kolonoms sijos plotis apie 50°, 4 kolonoms 30°. Tolimąją šviesą galima pakreipti 15° arba 30°, kad aprėpimas būtų 90°.

Eilučių skaičius ir žemiausio elemento aukštis virš žemės nulemia pakilimo kampą ir aptarnaujamo ploto dydį. Dviejų eilučių masyvo kampas yra 20°, o keturių eilučių masyvo kampas yra 10°. Dvimatės matricos spinduliuotė dažniausiai artėja prie jonosferos nedideliu kampu ir dėl žemo dažnio dažnai atsispindi atgal į žemės paviršių. Kadangi spinduliuotė gali daug kartų atsispindėti tarp jonosferos ir žemės, antenos veikimas neapsiriboja horizontu. Dėl to tokia antena dažnai naudojama tolimojo ryšio ryšiams.

Kryptinis modelis

Garso antena

Rago antena susideda iš besiplečiančio rago formos metalinio bangolaidžio, kuris surenka radijo bangas į spindulį. Garso antenos turi labai platų veikimo dažnių diapazoną, jos gali veikti su 20 kartų tarpais jo ribose – pavyzdžiui, nuo 1 iki 20 GHz. Stiprinimas svyruoja nuo 10 iki 25 dB, ir jie dažnai naudojami kaip didesnių antenų tiekimas.

Kryptinis modelis

Parabolinė antena

Viena iš populiariausių radaro antenų yra parabolinis reflektorius. Tiekimas yra parabolės židinyje, o radaro energija nukreipiama į reflektoriaus paviršių. Dažniausiai kaip tiekimas naudojama rago antena, tačiau galima naudoti ir dipolinę, ir spiralinę anteną.

Kadangi taškinis energijos šaltinis yra židinyje, jis paverčiamas pastovios fazės bangos frontu, todėl parabolė puikiai tinka naudoti radare. Keičiant atspindinčio paviršiaus dydį ir formą, galima sukurti įvairių formų pluoštus ir spinduliavimo raštus. Parabolinių antenų kryptingumas yra daug geresnis nei Yagi ar dipolio, stiprinimas gali siekti 30-35 dB. Pagrindinis jų trūkumas yra nesugebėjimas valdyti žemų dažnių dėl savo dydžio. Kitas dalykas, kad švitintuvas gali blokuoti dalį signalo.

Kryptinis modelis

Cassegrain antena

Cassegrain antena yra labai panaši į įprastą parabolinę anteną, tačiau radaro spinduliui sukurti ir sufokusuoti naudojama dviejų atšvaitų sistema. Pagrindinis atšvaitas yra parabolinis, o pagalbinis – hiperbolinis. Švitintuvas yra viename iš dviejų hiperbolės židinių. Radaro energija iš siųstuvo atsispindi nuo pagalbinio reflektoriaus į pagrindinį ir sufokusuojama. Iš taikinio grįžtančią energiją surenka pagrindinis reflektorius ir atspindi pluoštas, susiliejantis viename taške į pagalbinį. Tada jis atsispindi pagalbiniame reflektoriaus ir surenkamas toje vietoje, kur yra švitintuvas. Kuo didesnis pagalbinis atšvaitas, tuo jis gali būti arčiau pagrindinio. Ši konstrukcija sumažina ašinius radaro matmenis, bet padidina diafragmos šešėlį. Mažas pagalbinis atšvaitas, priešingai, sumažina angos šešėliavimą, tačiau jis turi būti atokiau nuo pagrindinio. Privalumai, palyginti su paraboline antena: kompaktiškumas (nepaisant antrojo atšvaito, bendras atstumas tarp dviejų atšvaitų yra mažesnis nei atstumas nuo tiekimo iki parabolinės antenos reflektoriaus), mažesni nuostoliai (imtuvas gali būti arti į garso signalo spinduliuotę), sumažinti antžeminių radarų šoninių skilčių trukdžiai. Pagrindiniai trūkumai: spindulys blokuojamas stipriau (pagalbinio reflektoriaus ir pastūmos dydis yra didesnis nei įprastos parabolinės antenos padavimo dydis), blogai veikia esant plačiam bangų diapazonui.

Kryptinis modelis

Antena Gregory

Kairėje yra Gregory antena, dešinėje - Cassegrain antena

Gregory parabolinė antena savo struktūra labai panaši į Cassegrain anteną. Skirtumas tas, kad pagalbinis atšvaitas yra išlenktas priešinga kryptimi. Gregory dizainas gali naudoti mažesnį antrinį reflektorių, palyginti su Cassegrain antena, todėl mažiau užblokuojamas spindulys.

Offsetinė (asimetrinė) antena

Kaip rodo pavadinimas, ofsetinės antenos emiteris ir pagalbinis reflektorius (jei tai yra Gregory antena) yra nukrypę nuo pagrindinio reflektoriaus centro, kad neužblokuotų pluošto. Ši konstrukcija dažnai naudojama parabolinėse ir Grigaliaus antenose, siekiant padidinti efektyvumą.

Cassegrain antena su plokščia faze plokšte

Kitas dizainas, skirtas kovoti su spindulio blokavimu pagalbiniu atšvaitu, yra plokščia plokštelė Cassegrain antena. Jis veikia atsižvelgiant į bangų poliarizaciją. Elektromagnetinė banga turi 2 komponentus – magnetinį ir elektrinį, kurie visada yra statmeni vienas kitam ir judėjimo krypčiai. Bangos poliarizaciją lemia elektrinio lauko orientacija, ji gali būti linijinė (vertikali/horizontali) arba apskrita (apvali arba elipsinė, sukama pagal laikrodžio rodyklę arba prieš laikrodžio rodyklę). Įdomus dalykas, susijęs su poliarizacija, yra poliarizatorius arba bangų filtravimo procesas, paliekant tik bangas, poliarizuotas viena kryptimi arba plokštumoje. Paprastai poliarizatorius yra pagamintas iš medžiagos, turinčios lygiagretų atomų išdėstymą, arba tai gali būti lygiagrečių laidų gardelė, kurios atstumas yra mažesnis už bangos ilgį. Dažnai manoma, kad atstumas turėtų būti maždaug pusė bangos ilgio.

Paplitęs klaidingas supratimas, kad elektromagnetinė banga ir poliarizatorius veikia panašiai kaip svyruojantis kabelis ir lentų tvora – tai, pavyzdžiui, horizontaliai poliarizuotą bangą turi blokuoti ekranas su vertikaliais plyšiais.

Tiesą sakant, elektromagnetinės bangos elgiasi kitaip nei mechaninės bangos. Lygiagrečių horizontalių laidų gardelė visiškai blokuoja ir atspindi horizontaliai poliarizuotą radijo bangą ir perduoda vertikaliai poliarizuotą – ir atvirkščiai. Priežastis yra tokia: kai elektrinis laukas arba banga yra lygiagreti vielai, jis sužadina elektronus išilgai laido, o kadangi laido ilgis yra daug kartų didesnis už jo storį, elektronai gali lengvai judėti ir sugeria didžiąją dalį bangos energijos. Elektronų judėjimas sukels srovės atsiradimą, o srovė sukurs savo bangas. Šios bangos panaikins perdavimo bangas ir elgsis kaip atspindėtos bangos. Kita vertus, kai bangos elektrinis laukas yra statmenas laidams, jis sužadins elektronus per visą laido plotį. Kadangi elektronai tokiu būdu negalės aktyviai judėti, atsispindės labai mažai energijos.

Svarbu pažymėti, kad nors daugelyje iliustracijų radijo bangos turi tik 1 magnetinį ir 1 elektrinį lauką, tai nereiškia, kad jos svyruoja griežtai toje pačioje plokštumoje. Tiesą sakant, galima įsivaizduoti, kad elektriniai ir magnetiniai laukai susideda iš kelių polaukių, kurie susijungia vektoriškai. Pavyzdžiui, vertikaliai poliarizuotai bangai iš dviejų polaukių, jų vektorių pridėjimo rezultatas yra vertikalus. Kai du polaukiai yra fazėje, susidaręs elektrinis laukas visada bus nejudantis toje pačioje plokštumoje. Bet jei vienas iš polaukių yra lėtesnis už kitą, gautas laukas pradės suktis ta kryptimi, kuria juda banga (tai dažnai vadinama elipsine poliarizacija). Jei vienas polaukis yra lėtesnis už kitus lygiai ketvirtadaliu bangos ilgio (fazė skiriasi 90 laipsnių), tada gauname žiedinę poliarizaciją:

Norint paversti tiesinę bangos poliarizaciją į žiedinę poliarizaciją ir atgal, reikia sulėtinti vieną iš polaukių kitų atžvilgiu lygiai ketvirtadaliu bangos ilgio. Tam dažniausiai naudojama lygiagrečių laidų, kurių atstumas tarp jų yra 1/4 bangos ilgio, grotelė (ketvirtos bangos fazinė plokštė), esanti 45 laipsnių kampu horizontalės atžvilgiu.
Per prietaisą einančios bangos linijinė poliarizacija virsta apskrita, o apskrita - tiesine.

Šiuo principu veikianti Cassegrain antena su plokščia fazine plokšte susideda iš dviejų vienodo dydžio reflektorių. Pagalbinis prietaisas atspindi tik horizontaliai poliarizuotas bangas ir perduoda vertikaliai poliarizuotas bangas. Pagrindinis atspindi visas bangas. Pagalbinė reflektoriaus plokštė yra priešais pagrindinę. Jis susideda iš dviejų dalių – plokštės su plyšiais, einančiomis 45° kampu, ir plokštės su horizontaliais plyšiais, kurių plotis mažesnis nei 1/4 bangos ilgio.

Tarkime, tiekimas perduoda bangą su apskrita poliarizacija prieš laikrodžio rodyklę. Banga praeina per ketvirčio bangos plokštę ir tampa horizontaliai poliarizuota banga. Jis atsispindi nuo horizontalių laidų. Jis vėl praeina per ketvirčio bangos plokštę, iš kitos pusės, ir jai plokštės laidai jau yra orientuoti į veidrodinį vaizdą, tai yra, tarsi pasukti 90°. Ankstesnis poliarizacijos pokytis yra atvirkštinis, todėl banga vėl tampa žiedine poliarizuota prieš laikrodžio rodyklę ir grįžta atgal į pagrindinį reflektorių. Atšvaitas keičia poliarizaciją iš prieš laikrodžio rodyklę į pagal laikrodžio rodyklę. Jis be pasipriešinimo praeina per horizontalius pagalbinio reflektoriaus plyšius ir vertikaliai poliarizuotas išeina taikinių kryptimi. Priėmimo režimu atsitinka priešingai.

Lizdinė antena

Nors aprašytos antenos turi gana didelį stiprinimą, palyginti su diafragmos dydžiu, jos visos turi bendrų trūkumų: didelis šoninių skilčių jautrumas (jautrumas trikdžiams atspindžiams nuo žemės paviršiaus ir jautrumas taikiniams, kurių efektyvusis sklaidos plotas), sumažėjęs efektyvumas dėl spindulio blokavimas (maži radarai, kuriuos galima naudoti orlaiviuose, turi blokavimo problemą; dideli radarai, kur blokavimo problema mažesnė, ore negali būti naudojami). Dėl to buvo išrastas naujas antenos dizainas - lizdinė antena. Jis pagamintas iš metalinio paviršiaus, dažniausiai plokščio, kuriame išpjaunamos skylės arba plyšiai. Kai jis apšvitinamas norimu dažniu, iš kiekvieno lizdo skleidžiamos elektromagnetinės bangos – tai yra, lizdai veikia kaip atskiros antenos ir sudaro masyvą. Kadangi iš kiekvieno lizdo sklindantis spindulys yra silpnas, jų šoninės skiltys taip pat yra labai mažos. Lizdinėms antenoms būdingas didelis stiprinimas, mažos šoninės skiltys ir mažas svoris. Jie gali neturėti išsikišusių dalių, o tai kai kuriais atvejais yra svarbus jų privalumas (pavyzdžiui, įrengus orlaivyje).

Kryptinis modelis

Pasyvioji fazinė masyvo antena (PFAR)

Radaras su MIG-31

Nuo pat pirmųjų radarų kūrimo dienų kūrėjus kamavo viena problema: balansas tarp radaro tikslumo, nuotolio ir skenavimo laiko. Taip yra dėl to, kad siauresnio spindulio radarai padidina tikslumą (padidina skiriamąją gebą) ir nuotolią esant tokiai pačiai galiai (galios koncentracija). Tačiau kuo mažesnis spindulio plotis, tuo ilgiau radaras skenuoja visą matymo lauką. Be to, didelio stiprumo radarui reikės didesnių antenų, o tai nepatogu greitai nuskaityti. Norint pasiekti praktinį tikslumą esant žemiems dažniams, radarui reikėtų tokių didelių antenų, kad jas būtų sunku mechaniškai pasukti. Norėdami išspręsti šią problemą, buvo sukurta pasyvi fazinė masyvo antena. Jis remiasi ne mechanika, o bangų trukdžiais, kad valdytų spindulį. Jei dvi ar daugiau to paties tipo bangų svyruoja ir susitinka viename erdvės taške, bendra bangų amplitudė sumuojasi panašiai kaip bangos vandenyje. Priklausomai nuo šių bangų fazių, trukdžiai gali jas sustiprinti arba susilpninti.

Spindulys gali būti formuojamas ir valdomas elektroniniu būdu, valdant perduodančių elementų grupės fazių skirtumą – taip valdant, kur atsiranda stiprinimo ar slopinimo trukdžiai. Iš to išplaukia, kad orlaivio radaras turi turėti bent du perdavimo elementus, kad būtų galima valdyti spindulį iš vienos pusės į kitą.

Paprastai PFAR radarą sudaro 1 tiekimas, vienas LNA (mažo triukšmo stiprintuvas), vienas galios skirstytuvas, 1000–2000 siųstuvų ir tiek pat fazių keitiklių.

Perduodantys elementai gali būti izotropinės arba kryptinės antenos. Kai kurie tipiški perdavimo elementų tipai:

Pirmųjų kartų naikintuvuose dažniausiai buvo naudojamos pataisinės antenos (juostinės antenos), nes jas buvo lengviausia sukurti.

Šiuolaikinės aktyviosios fazės matricos naudoja griovelius dėl plačiajuosčio ryšio galimybių ir pagerinto stiprinimo:

Nepriklausomai nuo naudojamos antenos tipo, padidinus spinduliuojančių elementų skaičių, pagerėja radaro kryptingumo charakteristikos.

Kaip žinome, tuo pačiu radaro dažniu padidinus diafragmą sumažėja spindulio plotis, o tai padidina diapazoną ir tikslumą. Tačiau fazinėms matricoms neverta didinti atstumo tarp skleidžiančių elementų, siekiant padidinti diafragmą ir sumažinti radaro kainą. Nes jei atstumas tarp elementų yra didesnis nei veikimo dažnis, gali atsirasti šoninių skilčių, kurios gerokai pablogins radaro veikimą.

Svarbiausia ir brangiausia PFAR dalis yra fazių keitikliai. Be jų neįmanoma valdyti signalo fazės ir pluošto krypties.

Jie būna įvairių tipų, tačiau paprastai juos galima suskirstyti į keturis tipus.

Fazių perjungikliai su laiko uždelsimu

Paprasčiausias fazių keitiklių tipas. Signalui perduoti perdavimo linija reikia laiko. Šis delsimas, lygus signalo fazės poslinkiui, priklauso nuo perdavimo linijos ilgio, signalo dažnio ir signalo fazinio greičio siunčiančioje medžiagoje. Perjungiant signalą tarp dviejų ar daugiau tam tikro ilgio perdavimo linijų, galima valdyti fazės poslinkį. Perjungimo elementai yra mechaninės relės, kontaktiniai diodai, lauko tranzistoriai arba mikroelektromechaninės sistemos. Kaiščių diodai dažnai naudojami dėl didelio greičio, mažų nuostolių ir paprastų poslinkių grandinių, užtikrinančių varžos pokyčius nuo 10 kΩ iki 1 Ω.

Delsa, sek. = fazės poslinkis ° / (360 * dažnis, Hz)

Jų trūkumas yra tas, kad fazės paklaida didėja didėjant dažniui ir didėja, kai dažnis mažėja. Be to, fazių pokytis skiriasi priklausomai nuo dažnio, todėl jie netaikomi labai žemiems ir aukštiems dažniams.

Atspindintis/kvadratūrinis fazių keitiklis

Paprastai tai yra kvadratinis sujungimo įtaisas, kuris padalija įvesties signalą į du signalus 90° fazės atžvilgiu, kurie vėliau atsispindi. Tada jie sujungiami fazėje prie išėjimo. Ši grandinė veikia, nes signalo atspindžiai iš laidžių linijų gali būti nefazių, palyginti su krintančio signalo. Fazių poslinkis svyruoja nuo 0° (atvira grandinė, nulinė varaktorio talpa) iki -180° (trumpasis jungimas, begalinė varaktorio talpa). Tokie fazių keitikliai turi platų veikimo spektrą. Tačiau fiziniai varaktorių apribojimai reiškia, kad praktiškai fazės poslinkis gali siekti tik 160°. Bet didesnei pamainai galima derinti kelias tokias grandines.

Vector IQ moduliatorius

Kaip ir atspindintis fazės keitiklis, čia signalas yra padalintas į du išėjimus su 90 laipsnių fazės poslinkiu. Nešališka įvesties fazė vadinama I kanalu, o kvadratūra su 90 laipsnių poslinkiu vadinama Q kanalu. Tada kiekvienas signalas perduodamas per dvifazį moduliatorių, galintį pakeisti signalo fazę. Kiekvienas signalas fazinis poslinkis 0° arba 180°, leidžiantis pasirinkti bet kurią kvadratinių vektorių porą. Tada abu signalai sujungiami. Kadangi galima valdyti abiejų signalų slopinimą, valdoma ne tik fazė, bet ir išėjimo signalo amplitudė.

Aukšto / žemo dažnio filtrų fazių perjungiklis

Jis buvo pagamintas siekiant išspręsti problemą, kai laiko delsos fazių perjungikliai negali veikti dideliame dažnių diapazone. Jis veikia perjungiant signalo kelią tarp aukšto dažnio ir žemo dažnio filtrų. Panašus į laiko delsos fazių keitiklį, tačiau vietoj perdavimo linijų naudojami filtrai. Aukšto dažnio filtras susideda iš kelių induktorių ir kondensatorių, kurie užtikrina fazės pažangą. Toks fazių keitiklis užtikrina pastovų fazės poslinkį veikimo dažnių diapazone. Jis taip pat yra daug mažesnio dydžio nei anksčiau išvardyti fazių perjungikliai, todėl dažniausiai naudojamas radaro programose.

Apibendrinant galima teigti, kad, palyginti su įprasta atspindinčia antena, pagrindiniai PFAR pranašumai bus šie: didelis skenavimo greitis (padidinamas sekamų taikinių skaičius, sumažėja tikimybė, kad stotis aptiks įspėjimą apie radiaciją), optimizuojamas laikas, praleistas ties taikiniu, didelis stiprinimas ir mažos šoninės skiltys (sunku užstrigti ir aptikti), atsitiktinė nuskaitymo seka (sunkiau užstrigti), galimybė naudoti specialius moduliavimo ir aptikimo būdus signalui išgauti iš triukšmo. Pagrindiniai trūkumai yra didelė kaina, nesugebėjimas skenuoti plačiau nei 60 laipsnių pločio (stacionarios fazės matricos matymo laukas yra 120 laipsnių, mechaninis radaras gali išplėsti iki 360).

Aktyvi fazinė masyvo antena

Išorėje AFAR (AESA) ir PFAR (PESA) sunku atskirti, tačiau viduje jie kardinaliai skiriasi. PFAR naudoja vieną ar du didelės galios stiprintuvus, kad perduotų vieną signalą, kuris vėliau padalijamas į tūkstančius takų tūkstančiams fazių keitiklių ir elementų. AFAR radaras susideda iš tūkstančių priėmimo/perdavimo modulių. Kadangi siųstuvai yra tiesiai pačiuose elementuose, jis neturi atskiro imtuvo ir siųstuvo. Architektūros skirtumai parodyti paveikslėlyje.

AFAR dauguma komponentų, tokių kaip silpnas signalo stiprintuvas, didelės galios stiprintuvas, duplekseris ir fazių keitiklis, yra sumažinami ir surenkami į vieną korpusą, vadinamą perdavimo / priėmimo moduliu. Kiekvienas modulis yra mažas radaras. Jų architektūra yra tokia:

Nors AESA ir PESA spinduliui formuoti ir nukreipti naudoja bangų trukdžius, unikalus AESA dizainas turi daug pranašumų, palyginti su PFAR. Pavyzdžiui, mažas signalo stiprintuvas yra arti imtuvo, prieš komponentus, kuriuose prarandama dalis signalo, todėl jo signalo ir triukšmo santykis yra geresnis nei PFAR.

Be to, turėdamas vienodas aptikimo galimybes, AFAR turi mažesnį darbo ciklą ir didžiausią galią. Be to, kadangi atskiri APAA moduliai nepriklauso nuo vieno stiprintuvo, jie vienu metu gali perduoti signalus skirtingais dažniais. Dėl to AFAR gali sukurti keletą atskirų spindulių, padalydamas masyvą į pogrupius. Galimybė veikti keliais dažniais suteikia galimybę atlikti daugybę užduočių ir įdiegti elektronines trukdymo sistemas bet kurioje radaro atžvilgiu. Tačiau sukuriant per daug vienalaikių spindulių, sumažėja radaro nuotolis.

Du pagrindiniai AFAR trūkumai yra didelė kaina ir ribotas matymo laukas iki 60 laipsnių.

Hibridinės elektroninės-mechaninės fazinės matricos antenos

Labai didelis fazinio masyvo nuskaitymo greitis derinamas su ribotu matymo lauku. Norėdami išspręsti šią problemą, šiuolaikiniai radarai deda fazuotas matricas ant kilnojamojo disko, o tai padidina matymo lauką. Nepainiokite matymo lauko su spindulio pločiu. Spindulio plotis reiškia radaro spindulį, o matymo laukas – bendrą skenuojamos erdvės dydį. Siauri spinduliai dažnai reikalingi tikslumui ir diapazonui pagerinti, tačiau siauras matymo laukas dažniausiai nėra būtinas.

Žymos: pridėti žymų

Radijo žurnalas, 9 numeris, 1999 m.

Sprendžiant iš užsienio radijo mėgėjų literatūros, skeleto lizdinė antena yra populiari, kai dažniai viršija 20 MHz. Publikuotame straipsnyje bandoma atsakyti į klausimą – kiek literatūroje nurodytas jo krypties koeficientas atitinka tikrovę.

Knygose apie VHF antenas ne kartą buvo aprašyta vadinamoji skeleto lizdinė antena, o visose publikacijose be išimties buvo pranešta apie jos labai aukštus parametrus, didelį kryptingumo koeficientą (DA), plačią dažnių juostą ir lengvą derinimą. Antenos idėją J. Ramsey pasiūlė dar 1949 m., jos konstrukcija parodyta 1 pav.pasiskolintas iš. Aktyvųjį antenos elementą sudaro trys lygiagrečiai pusiau bangos dipoliai, išdėstyti trimis lygiais vienas virš kito.

Norint sumažinti antenos dydį, viršutinio ir apatinio dipolio galai sulenkiami stačiu kampu link viduriniojo dipolio ir sujungiami su juo. Tai juos sujaudina. Vidurinis dipolis yra padalintas ir prijungtas prie atitinkamos ketvirčio bangos dviejų laidų linijos, kuri taip pat skirta montuoti atšvaitą. Atšvaitas sukurtas kaip bangų kanalas vieno vibratoriaus pavidalu, kurio elektrinis ilgis yra šiek tiek didesnis nei pusės bangos. Antenos matmenys bangos ilgiais ir sutrumpinimo koeficiento k reikšmės, priklausomai nuo laidininkų (vamzdžių) skersmens d, parodytos Fig. 1. Perkeldami tiekimo tašką XX išilgai dviejų laidų linijos, galite pakeisti antenos įvesties varžą nuo nulio (prie reflektoriaus) iki maždaug 400 omų (taške YY šalia aktyvaus elemento).

Srovės pasiskirstymas aktyviame elemente parodytas Fig. 2. Matyti, kad srovės antimazgiai (maksimai) išsidėstę tiksliai elemento horizontalių dalių viduryje, sudarydami trijų aukštų fazių sistemą. Vertikaliose aktyviojo elemento dalyse srovės yra mažos ir nukreiptos viena į kitą. Be to, čia yra keturi srovės mazgai, todėl iš vertikalių dalių nėra tolimojo lauko spinduliuotės. Prisiminkime, kad tolimojoje zonoje antenos spinduliuotės modelis yra beveik visiškai suformuotas. Atstumas iki tolimosios zonos yra keli bangos ilgiai. Kuo didesnis antenos efektyvumas, tuo jis didesnis.

Aktyvusis griaučių antenos elementas taip pat gali būti laikomas dviem kvadratais, sujungtais su viena puse ir padavimo taškais. Tačiau lyginant su dviem pilno dydžio kvadratais, skeleto plyšinės antenos aktyviojo elemento perimetras yra kiek mažesnis, tikriausiai dėl sutrumpėjusio talpos efekto tarp vertikalių elemento laidininkų. Panašią anteną pasiūlė K. Charčenko, tačiau joje du kvadratai paduodami iš kampų ir derinami su padavimo taškais.

Paprasta skeleto plyšio antena turi atšvaitą, kuris nėra pakankamai efektyvus. Šį trūkumą galima pašalinti sukonstruojant atšvaitą lygiai taip pat, kaip ir aktyvųjį elementą (tos pačios trijų aukštų vibratorių konstrukcijos pavidalu). Tarp elementų nebegalima dėti dviejų laidų linijų, bet niekas nesivargina jų nubrėžti kiekvieno elemento plokštumoje iki nulinio potencialo taško apatinio horizontalaus vibratoriaus viduryje.

Kas atsitiks po šios modifikacijos, parodyta fig. 3. Pačių elementų matmenys išlieka tokie patys, o atstumas tarp aktyvaus elemento ir reflektoriaus sumažėja iki 0,18. Ši antena turi dar vieną privalumą. Perkeliant trumpojo jungimo džemperius išilgai dviejų laidų linijų, elementus galima sureguliuoti iki norimo dažnio, o perkeliant reflektoriaus džemperį lengva nustatyti anteną iki maksimalaus efektyvumo arba pirmyn-atgal spinduliavimo santykio.

Tokiai dviejų elementų antenai, aprašytai [ir], pranešama apie neįprastai aukštą 14...16 dB efektyvumą! Jei antroji iš paminėtų knygų nebuvo rimtas leidinys, vis tiek galima būtų pasiduoti ir nežiūrėti į šią figūrą rimtai. Tačiau ši knyga apskritai yra labai gera ir joje beveik nėra klaidų. Jo autorius, žinoma, negalėjo išbandyti visų daugybės jame pateiktų konstrukcijų. Todėl, jei tai klaida, ji pasirodė anksčiau, kai kuriuose kituose leidiniuose, ir dabar sunku rasti pirminį šaltinį. Visiškai aišku, kad fazinė vibratorių sistema turėtų duoti didesnį efektyvumą nei vienas vibratorius, tačiau klausimas – kiek? Nors ant p. 100 ir teigiama, kad antena „... iš tikrųjų yra šešių elementų, trijų aukštų vienafazė antena“, tačiau vibratoriai yra gana arti vienas kito, taip pat sutrumpinti. Tai neišvengiamai turi sumažinti efektyvumą. Taigi klausimų buvo daugiau nei atsakymų. Be to, autoriui pažįstami radijo mėgėjai planavo statyti būtent tokią anteną 10 metrų diapazonui ir buvo pasiruošę išleisti pinigus medžiagai, kuri šiais laikais nėra pigi!

Norint gauti aiškų ir tikslų atsakymą į klausimą apie kryptingumo koeficientą, buvo atliktas eksperimentas 432 MHz diapazone. Elementai buvo sulenkti pagal Fig. 3 vnt. emaliuoto vario vielos 1,5 mm skersmens, jungtys sulituotos, o linijos laidininkai uždarymo džemperių montavimo ir kabelio prijungimo vietose nuimti izoliacija. Visa konstrukcija buvo surinkta ant medinio rėmo, pagaminto iš sausų plonų lentjuosčių. Maitinimo kabelis ėjo iš maitinimo taškų išilgai dviejų laidų linijos laidininko, prie kurio buvo prijungta pynė, vertikaliai žemyn ir tiesiogiai prijungta prie standartinio signalo generatoriaus išvesties. Lauko indikatorius buvo pusės bangos dipolis su detektoriumi ir mikroampermetru. Jis buvo ant trikojo kelių metrų atstumu nuo antenos. Antena taip pat buvo sumontuota ant primityvaus besisukančio trikojo, kuris leido pakeisti jos orientaciją.

Antena buvo sureguliuota gana lengvai ir greitai, tik maksimaliam spinduliavimui pagrindine kryptimi. Nurodytais matmenimis esant 432 MHz dažniui, uždarymo džemperių atstumai nuo suderintos antenos dviejų laidų linijų pagrindo pasirodė tokie: reflektoriui - 43 mm, aktyviam elementui - 28 mm. Atstumas iki 50 omų kabelio prijungimo taško buvo 70 mm.

Sureguliavus didžiausią kryptingumą, aptinkama maža nugaros skiltis. Sureguliavus atšvaitą, jį galima beveik visiškai nuslopinti. Nebuvo jokios spinduliuotės į šoną, aukštyn ar žemyn.

Naudingumas, tiksliau, antenos stiprinimas, lygus naudingumo ir naudingumo sandaugai, buvo nustatytas taip: indikatoriuje pažymimas antenos sukuriamas signalo lygis pagrindine kryptimi, tada vietoj antena, prie maitinimo kabelio buvo prijungtas pusbangis dipolis, esantis tame pačiame erdvės taške. Generatoriaus signalo lygis padidėjo pakankamai, kad būtų gauti tokie patys indikatoriaus rodmenys. Generatoriaus slopintuvu išmatuotas signalo lygio pokytis yra skaitiniu būdu lygus antenos stiprinimui pusbangio dipolio atžvilgiu. Šiai antenai pasirodė 7 dBd. Palyginti su izotropiniu (visakrypčiu) skleidėju, jis bus 2,15 dB daugiau ir bus apie 9,2 dBi.

Atkreipkite dėmesį į raides d ir i žymėdami decibelus - antenų literatūroje taip įprasta nurodyti, kurio emiterio atžvilgiu matuojamas kryptingumas. Spinduliuotės plotis esant pusei galios buvo apie 60° horizontalioje plokštumoje (azimute) ir apie 90° vertikalioje plokštumoje (aukštyje). Turint šiuos duomenis, kryptingumą galima apskaičiuoti dar vienu būdu: erdvės kampas, į kurį spinduliuoja antena, yra lygus tiesinių kampų sandaugai, atitinkančiai diagramos plotį ir išreikštą radianais. Gauname apie 1,5 steradiano vertę. Tuo pačiu metu izotropinė antena spinduliuoja į 4 arba 12,6 steradiano erdvinį kampą. Pagal apibrėžimą kryptingumas yra šių kietųjų kampų santykis ir yra 12,6/1,5 = 8,4 arba 9,2 dBi.

Gavęs tokį gerą abiem metodais nustatytų kryptingumo verčių sutapimą, autorius nusprendė, kad daugiau nėra ką matuoti ir su nedideliu nusivylimu vėl įsitikino, kad stebuklų antenos technologijoje nebūna. Nepaisant to, antena veikia labai gerai ir, nepaisant mažų matmenų (330x120x120 mm 432 MHz diapazone), suteikia labai tinkamą stiprinimą.

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 su išoriniu tiektuvo laidininku, kuris sudaro galvaninį kontaktą su pirmuoju spaustuku, per antrąjį spaustuką nutiesiama atitinkama kabelio dalis, centrinis tiektuvo laidininkas 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 plyšinė cilindrinė antena A.D. Blumlein, skirtas skleisti horizontaliai poliarizuotas aukštų dažnių bangas, turintis laidų cilindrą su išilginiu plyšiu, įtaisus, skirtus sužadinti plyšį viename cilindro gale ir trumpąjį jungimą kitame cilindro gale, įtaisą pločio reguliuoti. plyšys. Laidžiojo 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 bangos ilgio laisvoje erdvėje, 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 prietaisų, 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 (antenai sureguliuoti rezonansui esant veikimo dažniui),

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

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

Išradimo atskleidimas

Techninis šio išradimo tikslas – išplėsti cilindrinės plyšinės antenos veikimo dažnių diapazoną, aprūpinant anteną suderinimo su tiektuvu įrenginiais, 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 vadinamas pirmuoju spaustuku, antruoju spaustuku) ir atitinkamą kabelio gabalą, kai pirmasis spaustukas yra galvaniniam kontaktui sudaryti pirmame plyšio krašte, o antrasis spaustukas yra galvaniniam kontaktui sudaryti ant antrojo plyšio kraštas, 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 Tiektuvo išorinio laidininko galvaninis kontaktas su pirmuoju spaustuku, per antrąjį spaustuką nutiesta atitinkama kabelio sekcija, centrinis tiektuvo laidininkas galvaniškai prijungtas prie atitinkamos kabelio sekcijos centrinio laidininko.

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 varža spinduliuotei kinta mažose ribose 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 maksimalų 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 suderintu 11,5 mm ilgio cilindru ir 20,5 mm ilgio atitinkama kabelio sekcija,

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. Centrinis kabelio 10 atitinkamos dalies 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 galima praktiškai nepaisyti srovės pasiskirstymo ant centrinio kabelio laidininko 3 plyšyje. 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, pasirinktas momentas laiko momentu, 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.

Situacija yra visiškai kitokia, 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 atkarpos 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 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 sekcija, 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 skardos plokštės. 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.

Norėdami 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 pav. 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.

UDC 621.396.677.71

DOI: 10.14529/ctcr150203

CILINDRINĖ ANTENA

D.S. Klygachas, V.A. Dumčevas, N. N. Repinas, N.I. Voitovičius

Pietų Uralo valstybinis universitetas, Čeliabinskas

Pateikiama plyšinė cilindrinė antena su originaliu įtaisu derinimui su tiektuvu. Antena pagaminta išilginio plyšio pavidalu ant metalinio vamzdžio, kurio skersmuo daug mažesnis už bangos ilgį; plyšio ilgis yra mažesnis už bangos ilgį laisvoje erdvėje. Antenos parametrai buvo nustatyti naudojant skaitinį metodą griežtai elektrodinamiškai formuluojant problemą. Tuo pačiu metu antenos elektrodinaminiame modelyje atsižvelgiama į suderinimo įrenginio konstrukciją. Teoriniai veikimo dažnių diapazono rezultatai kiekybiškai sutampa su eksperimentiniais rezultatais, gautais naudojant antenų prototipus. Straipsnyje siūlomas būdas ir įrenginys leidžia paprastai ir patogiai suderinti anteną su tiektuvu.

Raktažodžiai: lizdinė antena, suderinimo juosta, SWR.

Įvadas

Pirmą kartą 1938 m. Alanas D. Blumleinas pasiūlė cilindrinę plyšinę anteną naudoti televizijos transliavimui ultratrumpųjų bangų diapazone su horizontalia poliarizacija ir apskrito spinduliavimo modeliu (RP) horizontalioje plokštumoje. Plyšinės antenos nesutrikdo objektų, ant kurių jos sumontuotos, aerodinamikos, o tai vėliau lėmė platų jų naudojimą povandeniniuose laivuose, orlaiviuose, raketose ir kituose judančiuose objektuose. Lizdinės antenos taip pat plačiai naudojamos kaip antžeminės antenos.

A. D. Blumlein antenoje per visą pusę bangos vertikalaus cilindrinio vamzdžio ilgį išpjaunamas plyšys. Antenai suderinti su tiektuvu naudojamas plyšio pločio reguliavimo įtaisas, kuris yra nepatogus praktiškai.

A. Yra žinoma Alfordo plyšio cilindrinė antena, turinti metalinį vamzdį su ištisine išilgine plyšiu, trumpuoju jungimu viename lizdo gale ir įtaisą antenai sužadinti kitame plyšio gale. Vamzdžio skersmuo yra 0,12X...0,15X, kur X yra bangos ilgis laisvoje erdvėje. Šioje antenoje tarpas yra sujungtas išoriniais ir vidiniais vamzdžio paviršiais. Antena dėl santykinai mažo vamzdžio skersmens bangos ilgio atžvilgiu yra indukcinė reaktyvinė varža. Kita tarpo manevravimo pasekmė yra fazės greičio padidėjimas, palyginti su laisvos erdvės bangos ilgiu; kuo didesnis, tuo mažesnis vamzdžio skersmuo. Todėl plyšio ilgis parenkamas lygus keliems bangos ilgiams laisvoje erdvėje.

Yra žinoma cilindrinė plyšinė antena, skleidžianti horizontaliai poliarizuotas aukšto dažnio bangas, turinti laidų cilindrą su išilgine plyšiu, trumpai sujungtą abiejuose cilindro galuose, sužadinta bendraašiu kabeliu, kurio išorinis laidininkas galvaniškai sujungtas su pirmasis lizdo kraštas, o centrinis laidininkas galvaniškai prijungtas prie antrojo lizdo krašto.

Dažnas šių antenų trūkumas yra tai, kad jose nėra pakankamai paprastų įrenginių, skirtų suderinti su tiektuvu. Dėl šios priežasties antenos derinimo procesas suderinant su tiektuvu tam tikru veikimo dažniu tampa sudėtingesnis.

Darbo tikslas – sukurti cilindrinę plyšinę anteną su paprastu įtaisu derinimui su tiektuvu. Antenos ilgis neturi viršyti vieno bangos ilgio laisvoje erdvėje. Suderinimo įtaisas turėtų būti patogus derinant cilindrinę plyšinę anteną, derinant prie veikimo dažnių juostos.

Šiam tikslui pasiekti buvo atlikti skaitiniai ir pilno masto eksperimentai.

1. Problemos pareiškimas

Yra žinoma galimybė sužadinti plyšinę anteną naudojant bendraašį kabelį, kai išorinis bendraašio kabelio laidininkas yra galvaniškai sujungtas su vienu plačiu plyšio kraštu, o centrinis laidininkas galvaniškai prijungtas prie priešingo plataus lizdo krašto. Tarpo srityje pašalinamas koaksialinio kabelio apvalkalas ir išorinis laidininkas, o centrinis laidininkas dielektrikoje uždedamas virš tarpo. Jei vamzdžio skersmuo yra santykinai didelis, suderinimas su kabeliu šiuo plyšio sužadinimo būdu pasiekiamas pasirinkus atstumą I nuo sužadinimo taško iki siauro plyšio krašto. Esant santykinai mažam vamzdžio skersmeniui, šis metodas nepasiekia norimo tikslo.

Yra dar vienas žinomas plyšinės antenos sužadinimo variantas, naudojant kaip suderinimo įtaisą atvirą koaksialinės perdavimo linijos atkarpą gale, kuri pasirodė esanti efektyvi, kai lizdas padarytas ant metalinės juostelės.

Būtina ištirti antenos derinimo su tiektuvu elgseną minėtiems cilindrinės plyšinės antenos sužadinimo būdams, jei vamzdžio, kuriame padarytas lizdas, skersmuo yra daug mažesnis už bangos ilgį.

2. Problemos sprendimo būdai

2.1. Teorinis metodas

Dėl riboto ilgio cilindro plyšinės antenos buvo atliktas skaitinis eksperimentas griežtai formuluojant, naudojant tiesioginį erdvės ir laiko metodą, kad būtų galima išspręsti Maksvelo lygtis integralia forma. Tiesioginio laiko metodas išsprendžia ribinės vertės elektrodinaminę problemą, apibendrinamą keturių matmenų erdvei. Ištisiniam kontinuumui suformuluota ribinės reikšmės problema redukuojama į variacinius ir projekcinio tinklelio modelius. Taip atsižvelgiama į tikrąją žadintuvo ir suderinimo įtaiso konstrukciją. Elektrodinaminę struktūrą veikia trumpas vaizdo impulsas, sužadinantis beveik visus įmanomus tiriamo objekto natūralių virpesių tipus, todėl stebima reakcija laiku išsiskleidusi yra labai informatyvi.

2.2. Eksperimentinis metodas

Eksperimentiniams tyrimams atlikti buvo pagaminti trys cilindrinės plyšinės antenos maketai. Be to, visuose trijuose modeliuose plyšio ilgis buvo vienodas, lygus 0,888 bangos ilgiams laisvoje erdvėje.

Pirmajame prototipe antena sužadinama bendraašiu kabeliu, kurio pynė galvaniškai sujungta su vienu plyšio kraštu, o jos centrinis laidininkas galvaniškai sujungtas su kitu lizdo kraštu.

Antrajame prototipe antena sužadinama bendraašiu kabeliu, kurio pynė galvaniškai sujungta su vienu plyšio kraštu, o jos centrinis laidininkas yra prijungtas prie atitinkamos kabelio sekcijos centrinio laidininko, esančio antrajame kabelio krašte. lizdas. Tinkamos kabelio dalies pynė galvaniškai sujungta su antrojo lizdo kraštu.

Trečiajame išdėstyme antena sužadinama koaksialiniu kabeliu, kurio pynė galvaniškai sujungta su vienu plyšio kraštu, o jos centrinis laidininkas yra prijungtas prie atitinkamos kabelio sekcijos centrinio laidininko, kuris yra nutiestas per prie antrojo plyšio krašto galvaniškai sujungtas atitinkamas cilindras. Šiuo atveju tinkamo kabelio sekcijos pynė su niekuo nėra galvaniškai sujungta.

Cilindrinės plyšinės antenos parametrų matavimai buvo atlikti pagal schemą, parodytą fig. 1, naudojant OZOR-YUZ kompleksinį perdavimo ir atspindžio koeficiento matuoklį pagal jo naudojimo instrukciją. Prietaiso kalibravimas su kalibravimo priemonėmis - tuščiosios eigos greitis „XX“, trumpasis jungimas „Trumpasis jungimas“, suderinta apkrova „Apkrova“. buvo atlikti su kalibravimo etalonų prijungimu prie matavimo kabelio per perėjimą E2-113/4.

Ryžiai. 1. Cilindrinės plyšinės antenos parametrų matavimo schema

Naudojant sudėtingų perdavimo ir atspindžio koeficientų matuoklį -SWR, tikroji ir įsivaizduojama kompleksinės varžos dalys išmatuojamos atkarpoje, atitinkančioje matavimo kabelio sujungimą su antenos kabeliu, kuris toliau pažymėtas kaip sekcija T2T2.

Matavimai atlikti antenos vietoje, kurioje nėra atspindinčių objektų iki 5 m atstumu. Plyšinė antena buvo sumontuota vertikaliai, jos apatinė cilindro dalis buvo atremta į medinį stovą, kuris buvo pritvirtintas prie matavimo trikojo. Plyšinės antenos (jos cilindro apatinės dalies) montavimo aukštis bandymo aikštelės paviršiaus atžvilgiu buvo ne mažesnis kaip 1,7 m.

Iš baigtinio ilgio perdavimo linijos teorijos (2 pav.) žinoma, kad bendra ekvivalentinė varža

perdavimo linija Zg

T2T2 skyriuje,

taikomas atstumu / nuo apkrovos su pasipriešinimu, nustatoma pagal šią formulę: 2н + iZвtg (р/)

Zв + йнЧ (р/) "

Ryžiai. 2. Ribinio ilgio perdavimo linija

Čia 2b yra perdavimo linijos charakteristinė varža; P - fazės koeficientas; Zn - atsparumas apkrovai; Zg - vidinė generatoriaus varža; / yra atstumas nuo apkrovos iki atitinkamos atkarpos perdavimo linijoje.

Eksperimentuose ilgio / kabelio gabalo vaidmenį atlieka antenos kabelis, kabelio gabalo tarp sekcijų T2T2 ir TT vaidmenį atlieka matavimo kabelis.

Matuojant pagal schemą pav. 2, kompleksinis perdavimo koeficiento matuoklis rodo tikrosios ir įsivaizduojamos antenos įėjimo varžos dalių reikšmes, transformuotas į antenos kabelio įvestį, t.y. 2(/) .

Norėdami rasti varžą tiesiai ant antenos įėjimo (be matavimo kabelio varžos transformacijos įtakos), išreiškiame ją iš (1) formulės, darydami prielaidą, kad žinome 2 (/).

2 (/)-iZ in^ (p/)

Zв – iZ (/) ^ (р/)■

Žemiau pateikti matavimo rezultatai perskaičiuojami naudojant šią formulę.

3. Gauti rezultatai

3.1. Antenos sužadinimo galimybė su koaksialinio kabelio centrinio laidininko galvaniniu kontaktu su lizdo kraštu

Viso masto eksperimentams atlikti buvo pagamintas pirmasis cilindrinės plyšinės antenos prototipas (3 pav.).

Antenos 1 modelyje yra korpusas 2 su išilgine išpjova 3 ir bendraašis kabelis 6. Korpusas 2 pagamintas iš cilindrinio aliuminio vamzdžio, kurio ilgis 1DA, išorinis skersmuo 0D4A, o sienelės storis 0,0044 ^. Išilginis plyšys 3 su pirmaisiais 4 ir antrais 5 kraštais yra 0,888^ ilgio ir 0,033^ pločio. Koaksialinio kabelio 6 RK-50-2-11 ilgis yra 640 mm, tai yra pusė kabelio bangos ilgio, kai veikimo dažnis yra 332 MHz.

Koaksialinio kabelio išorinis laidininkas yra pritvirtintas prie pirmojo lizdo krašto, kad susidarytų galvaninis kontaktas su antenos korpusu. Lizdų srityje pašalinamas bendraašio kabelio apvalkalas ir išorinis laidininkas; centrinis laidininkas galvaniškai prijungtas prie antrojo lizdo krašto.

Kabelis pritvirtinamas prie cilindro paviršiaus išilgai tiesia linija, diametraliai priešinga išilginei plyšio ašiai, su lenkimu link plyšio taške, esančiame priešingoje plyšio sužadinimo taške. Antenos įėjimo varžos tikrosios ir menamos dalių priklausomybės, gautos perskaičiavus eksperimento rezultatus pagal (2) formulę, parodytos fig. 4 ir 5 atitinkamai.

Ryžiai. 3. Cilindrinės plyšinės antenos išdėstymas

Eksperimentinis * Teorinis

Dažnis, MHz

Eksperimentuokite su georetiniu Youkaya

Dažnis. MHz

Ryžiai. 4. Antenos įėjimo varžos realiosios dalies priklausomybė nuo dažnio: a - darbiniame dažnių diapazone; b - plačiame dažnių diapazone

Ryžiai. 5. Įėjimo varžos menamos dalies priklausomybė nuo dažnio: a - darbinių dažnių diapazone; b - plačiame dažnių diapazone

SWR priklausomybė nuo dažnio plačiame antenos dažnių diapazone parodyta Fig. 6.

Eksperimentas * * Teorinis

300 400 500 600 700 800 900 1000

Dažnis, MHz

Ryžiai. 6. SWR priklausomybė nuo dažnio plačiame dažnių diapazone

Išnagrinėjus diagramas, parodytas fig. 5, matyti, kad įsivaizduojama antenos įėjimo varžos dalis plačiame dažnių diapazone įgauna teigiamas reikšmes, t.y., ji yra indukcinė. Todėl, norint kompensuoti indukcinį antenos įvesties varžos komponentą, būtina naudoti talpinio tipo suderinimo įtaisą. Antrajame prototipe kaip suderinimo įrenginį naudosime atvirą koaksialinės perdavimo linijos segmentą, kurio ilgis yra mažesnis nei ketvirtadalis bangos ilgio. Tokio segmento įėjimo varža yra talpinė. Dėl to toks suderinimo įtaisas kompensuoja cilindrinės plyšinės antenos įėjimo varžos indukcinę dalį.

3.2. Antenos sužadinimo parinktis naudojant atitinkamą kabelio sekciją

Taigi antrajame antenos sužadinimo variante kaip suderinimo įtaisas naudojama koaksialinės perdavimo linijos gale atvira dalis, mažesnė nei ketvirtadalis bangos ilgio (7 pav.).

Kaip žinoma, perdavimo linijos segmento, kurio galas yra mažesnis nei ketvirtadalis bangos ilgio, įvesties varža yra talpinė. Dėl nuoseklaus tokio suderinimo įrenginio įtraukimo į veikimo dažnį kompensuojama indukcinė antenos įėjimo varžos dalis.

Antrajame cilindrinės plyšinės antenos prototipe kaip suderinimo įtaisas naudojama koaksialinės perdavimo linijos 7 dalis, kaip ir autoriai naudojo plačiajuosčio turniketo plyšinėje antenoje su apskrito spinduliavimo raštu su horizontalia spinduliuotės lauko poliarizacija. Atitinkamas segmentas, kurio ilgis yra 0,028X, kur X yra bangos ilgis esant vidutiniam veikimo dažnių diapazono dažniui, dedamas ant antrojo plyšio krašto, kad susidarytų galvaninis kontaktas tarp kabelio segmento išorinio laidininko ir vamzdžio. . Centrinis antenos kabelio laidininkas galvaniškai sujungtas su atitinkamos laido dalies centriniu laidininku. Antenos laido ilgis 640 mm.

Kaip ir pirmajame išdėstyme, kabelis pritvirtinamas prie cilindro paviršiaus išilgai tiesia linija, diametraliai priešinga išilginei plyšio ašiai, su lenkimu link plyšio šalia plyšio sužadinimo taško.

Įėjimo varžos realiosios dalies priklausomybės nuo dažnio grafikas (8 pav.) rodo, kad 330-450 MHz dažnių diapazone realiosios dalies reikšmė lygi (50 ± 10) omų. Menama įėjimo varžos dalis šiame diapazone didėja nuo -50 iki +120 omų esant 332 MHz dažniui, menamos įėjimo varžos dalies reikšmė lygi nuliui (9 pav.); Fig. 10 paveiksle parodyta SWR priklausomybė nuo dažnio plačiame antenos dažnių diapazone.

Ryžiai. 7. Cilindrinė plyšinė antena

Teorinis eksperimentas

"G" 1" -1- i

Teorinis eksperimentas

1 ■ ■ ■ -,- -

Dažnis. MHz

Dažnis, MHz

Ryžiai. 8. Antenos įėjimo varžos realiosios dalies priklausomybė nuo dažnio: a - darbo dažnių diapazone; b - plačiame dažnių diapazone

Okciicj "Gsors HIMCHT ir cheska

Teorinis eksperimentas

Dažnis, MHz

Dažnis, MHz

Ryžiai. 9. Antenos įėjimo varžos menamos dalies priklausomybė nuo dažnio: a - darbo dažnių diapazone; b - plačiame dažnių diapazone

Eksperimentas * Teorinis

■ ■ 1 1 ■ « ■ ■

Dažnis. MHz

Ryžiai. 10. SWR priklausomybė nuo dažnio veikimo dažnių diapazone

Tyrimo, naudojant skaitmeninį antenos rezonansinio dažnio priklausomybės nuo suderinamo kabelio atkarpos ilgio metodą, rezultatai parodyti fig. vienuolika.

Esant rezonansiniam dažniui, įsivaizduojama antenos įvesties varžos dalis yra lygi nuliui, o SWR įgauna mažiausią reikšmę. Kaip matyti iš grafikų, pateiktų fig. 11, didėjant atitinkamo kabelio sekcijos ilgiui, SWR minimumas pasislenka į žemo dažnio sritį. Kai sutampančios kabelio atkarpos ilgis pasikeičia 3 mm, rezonansinis dažnis pasislenka 3,5 MHz, t.y., kai derinamos kabelio sekcijos ilgis pasikeičia 1 mm, taškas pasislenka.

rezonanso dažnis yra maždaug 1,2 MHz. Todėl, tiksliai derinant anteną prie veikimo dažnio, reikia pakeisti atitinkamo kabelio sekcijos ilgį milimetro dalimis. Būtinybė pasirinkti tinkamo kabelio segmento ilgį milimetro dalių tikslumu apsunkina antenos derinimo procesą.

Ek "-Te spsriment eretiškas

Dažnis, MHz

Ryžiai. 11. Antenos SWR priklausomybė nuo dažnio esant skirtingam atitikimo segmento ilgiui:

a - 12 mm; b - 15 mm; c - 18 mm; g - 21 mm

3.3. Antenos sužadinimo parinktis naudojant atitinkamą kabelio sekciją ir atitinkamą cilindrą

Norint pagal susitarimą atlikti patogesnį antenos reguliavimą, į anteną buvo įvestas papildomas įtaisas trumpo vamzdinio cilindro pavidalu, toliau vadinamas derinimo cilindru (12, 13 pav.). Atitinkamas cilindras, kurio ilgis 0,011^ ir skersmuo 0,0044^, yra ant vamzdžio šalia antrojo krašto, kad susidarytų galvaninis kontaktas su vamzdžiu. Atitinkama kabelio dalis klojama atitinkamo cilindro viduje. Centrinis antenos kabelio laidininkas galvaniškai sujungtas su atitinkamos laido dalies centriniu laidininku. Fig. 12 ši jungtis paprastai pavaizduota mechaninio sujungimo forma, sukant centrinius laidininkus. Realiame išdėstyme atitinkama kabelio sekcija yra natūralus jaudinančio kabelio tęsinys, nuo kurio lizdo srityje buvo pašalintas apvalkalas ir išorinis laidininkas. Siekiant užtikrinti didesnį galvaninio kontakto plotą su vamzdžiu, kabelis pritvirtinamas prie vamzdžio naudojant movas su cilindrine anga ir cilindriniu paviršiumi, esančiu greta vamzdžio.

Idėja įtraukti atitinkamą cilindrą į suderinimo įrenginį yra tokia. Tinkamo cilindro vidinis paviršius ir suderinamo kabelio sekcijos išorinio laidininko paviršius sudaro cilindrinį kondensatorių. (Tarp šio kondensatoriaus plokščių yra koaksialinio kabelio dielektrinis apvalkalas). Šis papildomai suformuotas kondensatorius yra nuosekliai sujungtas su kondensatoriumi, suformuotu atitinkamos kabelio dalies. Kaip žinoma, dviejų nuosekliai sujungtų kondensatorių talpa yra mažesnė už mažesnę prijungtų kondensatorių talpą.

griovys Tinkamo cilindro ilgis turi būti parinktas taip, kad gauto kondensatoriaus talpa būtų artima derinimui reikalingai talpai. Tada antenos derinimas pagal susitarimą gali būti atliekamas keičiant didelio dydžio talpą. Tai yra, kaip tinkamą kabelio sekciją, galite pasirinkti gana ilgą laido sekciją ir sureguliuoti ją nupjaudami. Pasirodo, nupjautos kabelio dalys bus gana didelio ilgio. Ši aplinkybė palengvina antenos derinimą.

Ryžiai. 12. Cilindrinės plyšinės antenos modelis su atitinkamu cilindru ir atitinkama kabelio sekcija: 1 - vamzdis; 2 - atitinkanti kabelio sekcija; 3 - atitikimo cilindras;

4 - lizdas; 5 - tiektuvas

Ryžiai. 13. Suderinimo įtaiso A-A dalis pav. 12: 1 - tinkamas cilindras; 2 - kabelio apvalkalas; 3 - išorinis bendraašio kabelio laidininkas; 4 - dielektrikas; 5 - centrinis koaksialinio kabelio laidininkas; 6 - vamzdžio sienelė

Tinkamo segmento ilgis 32 mm - "- Eksperimentas - Teorinis atitikimo segmento ilgis 28 mm - Eksperimentas "- Teorinis atitikimo segmento ilgis 26 mm --- Eksperimentas - Teorinis

\ V Y\ V\ y\ V\ \\ u V V ir \\ v

\\ V \\ \ \ \ \\ v k\ V 1 \ L \

\\ \ u \ v y- \ \v \v yU J?" X/ A V J /U // (/ / / // y

300 310 320 330 340 350 360

Dažnis, MHz

Ryžiai. 14. Antenos SWR priklausomybė nuo dažnio skirtinguose derinimo segmento ilgiuose

Fig. 14 paveiksle parodytos apskaičiuotos SWR priklausomybės nuo dažnio esant įvairioms atitikimo segmento ilgio reikšmėms su pastoviu derinimo cilindro ilgiu ir skersmeniu.

Antenos elektrodinaminis modelis atsižvelgia į visus konstrukcinius elementus, įskaitant movas. Didėjant atitikimo segmento ilgiui, mažiausias SWR pasislenka į žemo dažnio sritį. Kai sutampančios atkarpos ilgis pasikeičia 4 mm, rezonansinis dažnis pasislenka 2 MHz, t.y., pasikeitus derinimo atkarpos ilgiui 1 mm, rezonansinis dažnis pasislenka 0,5 MHz. Taigi, į antenos konstrukciją įtraukus atitinkamą cilindrą, antenos derinimas tam tikru dažniu yra patogesnis.

4. Rezultatų aptarimas

Taigi, mes svarstėme plyšinę cilindrinę anteną, pagamintą ant metalinio vamzdžio, kurio skersmuo daug mažesnis už bangos ilgį. Vamzdis yra ilgesnis už bangos ilgį, o plyšio ilgis yra mažesnis nei vieno bangos ilgio laisvoje erdvėje, todėl plyšys yra trumpinamas

iš abiejų galų.

Tokios antenos įėjimo varža, kai centre sužadinama bendraašiu kabeliu taip, kad jos išorinis laidininkas galvaniškai kontaktuotų su vienu plyšio kraštu, o centrinis laidininkas galvaniškai kontaktuotų su kitu lizdo kraštu, turi didelį indukcinį komponentą. Dėl to antena prastai suderinta su tiektuvu. Perkeliant sužadinimo tašką palei platų lizdo kraštą, neįmanoma suderinti antenos su tiektuvu.

Paeiliui sujungus trumpą suderinamą kabelio atkarpą, galima kompensuoti antenos įėjimo varžos reaktyviąją (indukcinę) dedamąją vienu dažniu ir taip pasiekti idealų suderinimą vienu darbiniu dažniu. Tačiau tai atskleidžia didesnį atitinkamo kabelio sekcijos ilgio kritiškumą.

Atitinkamo cilindro įvedimas į dizainą leidžia patogiau suderinti anteną pagal veikimo dažnį. Šis patogumas slypi tame, kad norint pakeisti rezonansinį dažnį tam tikru dydžiu, reikia pakeisti suderinamo kabelio ilgį didesniu kiekiu, palyginti su kiekiu, kurio reikia jo nesant.

Siūlomas metodas ir įrenginys leidžia patogiai suderinti anteną su tiektuvu, kuriame vamzdžio skersmuo yra daug mažesnis už bangos ilgį, o lizdo ilgis yra mažesnis už bangos ilgį.

Kaip matyti iš grafikų, pateiktų fig. 8-10, 14 antenų veikimo dažnių diapazone (330...334 MHz) yra geras kiekybinis skaičiavimų ir eksperimentinių rezultatų sutapimas. Skaičiuojamos ir eksperimentinės priklausomybės nuo įėjimo varžos ir SWR tikrosios ir menamos dalių dažnio grafiniu tikslumu sutampa viena su kita. Už veikimo diapazono ribų (f< 328 МГц и при f >332 MHz) pastebimas skirtumas tarp apskaičiuotų ir eksperimentinių rezultatų. Šį skirtumą galima paaiškinti tuo, kad antenos kabelis eksperimentuose pasireiškia kaip perdavimo linijos atkarpos suformuotas pralaidinis rezonatorius, proporcingas bangos ilgiui, vienu galu įkraunamas į antenos įėjimo varžą, o kitas galas - į varžą, susidariusią dėl nehomogeniškumo per radijo dažnio jungtis perėjimo nuo vieno tipo kabelio prie kito tipo kabelio forma. Minėtas nevienalytiškumas susidaro dėl to, kad kiekvienas iš kabelių turi būdingą varžą, kuri tam tikru dydžiu skiriasi nuo 50 omų. Be to, RF jungtys nėra idealiai suderintos. Į matavimo rezultatus įvedama papildoma klaida, nes kalibruojant „0bzor-103“ įrenginį naudojamas papildomas perėjimas nuo RTS jungties prie „Expertise“ jungties. Pereinamojo rezonatoriaus rezonansinės savybės pasirodo svyruojančio komponento pavidalu antenos įėjimo varžos tikrosios ir įsivaizduojamos dalių priklausomybės nuo dažnio grafikuose. Netoli darbinio dažnio, kuriuo galima pasiekti idealų suderinimą, praėjimo rezonatoriaus įtaka pašalinama.

Išvada

Taigi, buvo atlikti teoriniai ir eksperimentiniai tyrimai dėl trijų cilindrinės plyšinės antenos variantų su trimis sužadinimo įtaisų variantais:

Su žinomu žadinimo įtaisu (nenaudojant derinimo įtaisų);

Su žadinimo įtaisu, naudojant įtaisus, skirtus antenai suderinti su tiektuvu trumpo kabelio gabalo, atidaryto gale, pavidalu;

Su žadinimo įtaisu, naudojant originalų derinimo įtaisą, kurį sudaro koaksialinio kabelio suderinimo dalis ir suderinimo cilindras.

Be to, visuose trijuose variantuose vamzdžio skersmuo yra daug mažesnis už bangos ilgį, o antenos ilgis neviršija vieno bangos ilgio laisvoje erdvėje. Originalus suderinimo įrenginys užtikrina paprastą ir patogų cilindrinės plyšinės antenos derinimą ir derinimą prie darbinio dažnio. Teoriniai ir eksperimentiniai rezultatai veikimo dažnių diapazone kiekybiškai sutampa.

Darbas atliktas finansiškai remiant Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerijai, įgyvendinant kompleksinį projektą „Antenų ir techninės įrangos modulių aukštųjų technologijų gamybos dviejų dažnių radijo švyturių kompleksui skaitikliui sukūrimas. - ICAO kategorijos ILSIII formato nusileidimo sistema, skirta civilinės aviacijos aerodromams, įskaitant aerodromus, kuriuose yra didelė sniego danga ir sudėtinga vietovė“ pagal Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerijos susitarimą Nr. 02.G25.31.0046. ir atviroji akcinė bendrovė "Čeliabinsko radijo gamykla "Polyot" bendradarbiaujant su pagrindiniu MTEP rangovu - Federaline valstybine biudžetine aukštojo profesinio mokymo įstaiga "Pietų Uralo valstybinis universitetas" (nacionalinis mokslinių tyrimų universitetas).

Literatūra/Literatūra

1. Britanijos patentas Nr. 515684. HF Electrical Conductors.

2. Voytovičius N.I., Klygachas D.S., Repinas N.N. Turniketo lizdo antena. 7-oji Europos antenų ir sklaidos konferencija (EuCAP - 2013), 2013 m. balandžio 8-12 d., Geteborgas, Švedija, 2013 m., p. 1208-1212.

3. Alford A. Ilgo lizdo antenos. Proc. Nacionalinės elektronikos konferencijos, Čikaga, IL, 1946 m. ​​spalio 3-5 d., 143 p.

4. Krausas J.D. Antenos – 1988 m., TATA McGRAW-HILL Edition, Naujasis Delis, 1997. 894 p.

5. Voytovičius N.I., Klygachas D.S., Repinas N.N. Slot Turnstyle antena. 2013 7th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), IEEE Xplore, p. 1209-1212.

6. Weiland T. Maksvelo lygčių sprendimo metodas šešių komponentų laukams, (AEU), 1977, 31, p. 116-120.

7. Pimenovas A.D. Techninė elektrodinamika. M.: Radijas ir ryšys, 2005. 483 p.

Klygachas Denisas Sergejevičius, mokslų daktaras. tech. Mokslai, Pietų Uralo valstybinis universitetas, Čeliabinskas; [apsaugotas el. paštas].

Dumčevas Vladimiras Anatoljevičius, inžinierius, Pietų Uralo valstybinis universitetas, Čeliabinskas; [apsaugotas el. paštas].

Repinas Nikolajus Nikolajevičius, Pietų Uralo valstybinio universiteto inžinierius, Čeliabinskas; [apsaugotas el. paštas].

Voitovičius Nikolajus Ivanovičius, inžinerijos mokslų daktaras. Mokslai, Pietų Uralo valstybinis universitetas, Čeliabinskas; [apsaugotas el. paštas].

DOI: 10.14529/ctcr150203

CILINDRINĖ ANTENA su išpjova

D.S. Klygach, Pietų Uralo valstybinis universitetas, Čeliabinskas, Rusijos Federacija, [apsaugotas el. paštas], V.A. Dumčevas, Pietų Uralo valstybinis universitetas, Čeliabinskas, Rusijos Federacija, Vladimiras. [apsaugotas el. paštas],

N.N. Repinas, Pietų Uralo valstybinis universitetas, Čeliabinskas, Rusijos Federacija, [apsaugotas el. paštas],

N.I. Voytovič, Pietų Uralo valstybinis universitetas, Čeliabinskas, Rusijos Federacija, [apsaugotas el. paštas]

Straipsnyje pateikiama plyšinė cilindrinė antena su originaliu suderinimo įtaisu. Plyšinė cilindrinė antena yra pagaminta pagal išilginio plyšio formą, pagamintą iš metalinio vamzdžio, kurio skersmuo daug mažesnis už bangos ilgį. Plyšio ilgis yra daug mažesnis nei bangos ilgis coliais

laisva vieta. Antenos parametrai randami skaitiniu metodu griežtai elektrodinamiškai formuluojant uždavinį. Šiuo tikslu elektrodinaminiame antenos modelyje atsižvelgiama į suderinimo įtaiso konstrukciją. Pasiekti teoriniai tiriamos antenos antenos dažnių juostos pločio rezultatai rodo gerą kiekybinį atitikimą eksperimentiniais rezultatais. Straipsnyje siūlomas metodas ir originalus suderinimo įrenginys pasižymi antenos derinimo su tiektuvu paprastumu.

Raktiniai žodžiai: lizdinė antena, raštas, pralaidumas, VSWR.

STRAIPSNIO BIBLIOGRAFINIS APRAŠYMAS

NUORODOS Į STRAIPSNĮ

Cilindrinė plyšio antena / D.S. Kligachas,

B.A. Dumčevas, N. N. Repinas, N.I. Voitovičius // SUSU biuletenis. Serija „Kompiuterinės technologijos, valdymas, radioelektronika“. - 2015. - T. 15, Nr. 2. -

21-31 p. DOI: 10.14529/ctcr150203

Klygachas D.S., Dumčevas V.A., Repinas N.N., Voytovičius N.I. Plyšinė cilindrinė antena. Pietų Uralo valstybinio universiteto biuletenis. Ser. Kompiuterinės technologijos, Automatinis valdymas, Radioelektronika, 2015, t. 15, Nr. 2, p. 21-31. (rusų k.) DOI: 10.14529/ctcr150203

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.

			λ /2					U formos alkūnė (3.20 pav.). Tai
								lenktas	koaksialinis tiektuvas
								ilgis λ /2,	vidinei pro-
								kurio vanduo prijungtas
								vibratoriaus pečiai. Išorinis
								tiekimo padėklas, skirtas maitinti pečius, nėra
								naudotas ir įžemintas. Ant-
								įtampos ir srovės taškuose "a" ir
			λ /2					"b" yra vienodo dydžio ir priešingi
								yra priešingos fazės, jei reikia
								galima simetriškai
oro maitinimo šaltinis. Išskyrus							simetrija		Sumažėja U formos kelias

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

		elektromagnetinis laukas.
			Paprasčiausias
		yra
		įvairių dydžių su lizdu,
		rezonatoriaus lizdas
		ir bangolaidis-plyšys
			Sužadinimas
		pusės bangos plyšiai buvusioje
			atliktas m
		metras		diapazonas
		naudojant simetrišką
		dviejų laidų linija ir

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 pasvirieji 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. Siekiant 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

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

d min= U ы max/ E pr.

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 (ekvivalentinis vibratorius, nupjautas nuo ekrano iki sudaryti plyšį), tada jie taip pat bus skleidžiami lauke

patenkins Maksvelo lygtis

rotHr B = iωε 0 EB ,

rotEB = − iωμ 0 H B ,

bet kitomis ribinėmis sąlygomis:

ekrano vietoje - E τ

≠ 0, H τ = 0; ant vibratoriaus - E τ B = 0, H τ B ≠ 0. (3.29)

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:

E r = C 1 H B , H = C 2 E B ,

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

	U 0, H				Iš kur atsiranda C = 2 U 0.

Tada pirmoji (3.31) išraiška bus perrašyta taip:

E =			H B.

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 .

Taikydami 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:

	cos (π sinθ )
F ы(θ ) H =				F ы (θ )E = 1.y				ekrano priemonės yra
					DN forma ir jų sub-
					ištaisyti
					lėktuvai.

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:

							ln(2λ π d )

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:

Z inv

(60π )2

Taigi tarpo įėjimo laidumą lemia išraiška

(60π )2

kur ρ A = 120 ln

− 0,577

Lizdų bangos varža.

π d

Pusinės bangos lizdo kompleksinis įėjimo laidumas