Измерить параметры антенны? Совсем несложно!
Правильно определенные параметры антенны в системе радиоприема - основа возможности успешного приема удаленных радиостанций. Но не всегда у радиолюбителя могут оказаться под рукой необходимые средства для подобных измерений. В данной статье автор предлагает использовать несложный метод, при котором получаются вполне приемлемые результаты.
Подвесив наружную проволочную антенну, любитель радиоприема на длинных и средних волнах (ДВ и СВ) часто задается вопросом: а каковы же ее параметры? Основных параметров два - это сопротивление потерь системы антенна-заземление rп и собственная емкость антенны относительно той же земли СА. От этих параметров зависит эффективность работы антенной системы, а следовательно, и возможность приема дальних станций, питания приемного устройства "свободной энергией" сигналов, принятых из эфира, настройки антенной системы на разные частоты и т. д.
Антенные измерения - это "терра инкогнита" для большинства радиолюбителей, и не только начинающих. Все известные методы требуют наличия мощного высокочастотного генератора и измерительного моста - аппаратуры, редко встречающейся у радиолюбителей. Часто эти два прибора объединяют, образуя фидерный или антенный омметр (так их называют), используемый, например, при настройке и регулировке антенн передающих радиоцентров . Мощный генератор ВЧ нужен потому, что на открытой "всем ветрам" антенне велико напряжение самых разных наводок, в том числе и от сигналов других радиостанций, мешающих измерениям.
В предлагаемом способе измерения генератор вообще не нужен. Мы будем измерять параметры антенны, пользуясь сигналами из эфира, благо их там предостаточно. Надо ли изготавливать специальный прибор или стенд для измерений? Это - по желанию. Учитывая, что антенны меняют не каждый день, не составит большого труда собрать простенькие измерительные цепи прямо на рабочем столе или на подоконнике, не используя даже макетных плат.
Измерение сопротивления потерь. Понадобятся ферритовый стержень от магнитной антенны с парой катушек, желательно ДВ и СВ диапазонов, переменный резистор сопротивлением 0,47...1 кОм (обязательно непроволочный), любой германиевый маломощный высокочастотный диод и вольтметр постоянного тока с высоким внутренним входным сопротивлением (не менее 0,5...1 МОм). Для идентификации принимаемых радиостанций "на слух" полезно иметь и высокоомные телефоны.
Собираем устройство по схеме рис. 1 и, перемещая стержень в катушке магнитной антенны, настраиваемся на частоту сигнала мощной местной радиостанции.
Рис. 1
Переменный резистор R1 при этом надо установить в положение нулевого сопротивления (переместить движок в верхнее по схеме положение). Момент точной настройки контура в резонанс с частотой радиостанции будет отмечен максимальным отклонением стрелки измерителя и наибольшей громкостью в телефонах. Включенные последовательно с вольтметром телефоны практически не влияют на его показания, в то же время громкость не слишком велика. Для ее увеличения на время идентификации радиостанции вольтметр можно замкнуть, переключить на низший предел измерения, где его сопротивление меньше, или включить параллельно вольтметру конденсатор емкостью порядка 0,05...0,1 мкФ, чтобы пропустить к телефонам звуковые частоты (при включении такого конденсатора звук может несколько исказиться из-за неравенства нагрузки детектора на звуковых частотах и на постоянном токе).
Отметив показания вольтметра (U1) и не изменяя настройки контура, движок переменного резистора R1 переместить до тех пор, пока показания вольтметра не уменьшатся вдвое (U2). При этом сопротивление резистора будет равно сопротивлению потерь антенной системы на данной частоте. Те же измерения можно провести и на других частотах.
Сопротивление резистора измеряют омметром, отключив его от измерительной цепи. При отсутствии омметра надо оснастить резистор ручкой с визиром и шкалой, которую проградуировать в омах по образцовому прибору.
Пользуясь приведенной методикой, удается выбрать, например, наилучший вариант заземления. В городских условиях возможны такие варианты: трубы водопровода, трубы отопления, арматура ограждения балкона и т. д., а также различные их сочетания. Ориентироваться следует на максимальный принимаемый сигнал и минимальное сопротивление потерь. В загородном доме, кроме "классического" заземления, рекомендуется попробовать водозаборную скважину или трубы водопровода, металлическую сетку-ограду, крышу из оцинкованной жести или любой другой массивный металлический предмет, даже если он и не имеет контакта с настоящей землей.
Измерение емкости антенны . Вместо переменного резистора теперь понадобится включить КПЕ (любого типа) с максимальной емкостью 180...510 пФ. Желательно иметь еще и измеритель емкости с пределом измерения десятки-сотни пикофарад. Автор пользовался цифровым измерителем емкости "Мастер-С" , любезно предоставленным его конструктором.
Если измерителя емкости нет, надо поступить так же, как и с резистором - оснастить КПЕ шкалой и проградуировать ее в пикофарадах. Это удается сделать и без приборов, ведь емкость пропорциональна площади введенной части пластин. Нарисуйте форму роторной пластины на миллиметровой бумаге (чем крупнее, тем точнее будет градуировка), разделите чертеж на секторы через 10 угловых градусов и сосчитайте по клеточкам площадь каждого сектора и всей пластины S0. На рис. 2 заштрихован первый сектор с площадью S1. У соответствующей ему первой риски шкалы надо поставить емкость С1=CmaxS1/S0 и т. д.
Рис. 2
Если роторные пластины имеют полукруглую форму (прямоемкостный конденсатор), шкала получается линейной и тогда не надо делать чертежей и считать площади. Например, КПЕ с твердым диэлектриком из набора для детского творчества имеет максимальную емкость 180 пФ. Достаточно разбить шкалу на 18 секторов по 10 градусов, и поставить около делений 10, 20 пФ и т. д. Пусть точность будет и невысокой, для наших целей ее достаточно.
Отградуировав КПЕ, собираем установку по схеме рис. 3.
Рис. 3
Подключив антенну к гнезду XS1 и отключив КПЕ переключателем SA1, настраиваем контур, образованный емкостью антенны и катушкой L1 на частоту радиостанции. Не трогая больше катушку, переключаем антенну в гнездо XS2 и подключаем к контуру конденсатор С2 (наш КПЕ) переключателем SA1. Снова настраиваемся на ту же частоту, теперь уже С помощью С2. Определяем его емкость Ск по шкале или с помощью измерителя емкости, подключенного к гнездам XS3, XS4 (переключив для этого SA1 в показанное на схеме положение). Осталось найти емкость антенны СА по формуле
СА = С2(1 + sqrt(1 +4С1/С2))/2.
Смысл наших манипуляций в следующем: когда мы подключили антенну через конденсатор связи С1, общая емкость контура стала меньше, и чтобы ее восстановить, пришлось добавить емкость С2. Вы и сами можете вывести приведенную формулу исходя из равенства емкости антенны СА (в первом случае) и сложной контурной емкости С2 + САС1/(СА + С1) во втором случае. Для повышения точности измерений емкость конденсатора связи желательно выбирать поменьше, в пределах 15...50 пФ. Если емкость конденсатора связи намного меньше емкости антенны, то и расчетная формула упрощается:
СА = С2 + С1.
Эксперимент и его обсуждение . Автор измерял параметры имевшейся на даче антенны такого вида: провод ПЭЛ 0,7 длиной 15 м, который протянут к коньку крыши и в сторону от дома к соседнему дереву. Наилучшим "заземлением" (противовесом) оказалась изолированная от земли водонагревательная колонка с небольшой сетью труб и батарей местного отопления. Все измерения проведены в СВ диапазоне с использованием стандартной СВ катушки магнитной антенны от транзисторного приемника. Если для настройки на низкочастотном краю диапазона индуктивности не хватало, рядом с магнитной антенной помещался еще один ферритовый стержень, параллельно первому.
Результаты измерений сведены в таблицу. Они нуждаются в небольших комментариях. Прежде всего, бросается в глаза, что на разных частотах и сопротивление потерь и емкость антенны разные. Это вовсе не ошибки измерений. Рассмотрим сначала частотную зависимость емкости. Если бы провод антенны не обладал еще и некоторой индуктивностью LА значения емкости были бы одинаковыми. Индуктивность провода включена последовательно с емкостью антенны, как видно из эквивалентной схемы антенной цепи, показанной на рис. 4.
Рис. 4
Влияние индуктивности сказывается сильнее на высоких частотах, где индуктивное сопротивление возрастает и частично компенсирует емкостное сопротивление. В результате общее реактивное сопротивление антенны уменьшается, а измеренная емкость становится больше. У антенны есть собственная частота f0 - резонансная частота контура LАCА, на которой реактивное сопротивление обращается в нуль, а измеренное значение емкости будет стремиться к бесконечности. Соответствующая этой частоте собственная длина волны антенны Lambda0 примерно равна учетверенной длине провода антенны и обычно попадает в интервал диапазона КВ.
Собственную частоту можно рассчитать по данным измерений емкости на двух произвольных частотах, но формулы получаются слишком сложными. Для своей антенны автор получил СА = 85 пФ. LА = 25 мкГн и f0 - около 3,5 МГц. Для приближенных оценок можно считать, что каждый метр провода антенны (вместе со снижением) вносит индуктивность около 1...1,5 мкГн и емкость около 6 пФ.
Сопротивление потерь при достаточно добротной катушке L1 состоит в основном из сопротивления заземления. Оно, в свою очередь, рассчитывается по эмпирической (полученной на основании опытных данных) формуле М. В. Шулейкина : rп = А*Lambda/Lambda0. Здесь А - постоянный коэффициент, зависящий от качества заземления, с размерностью в омах. Для хороших заземлений А составляет единицы и даже доли ом. Как видим, сопротивление потерь возрастает с увеличением длины волны (понижением частоты), что и подтвердилось данными таблицы. Зависимость сопротивления потерь от частоты обнаружили еще в начале прошлого века, однако подробного объяснения этого эффекта в литературе автор не встречал.
В связи с этим многие данные, полученные радиолюбителями при измерении параметров своих антенн, могут оказаться весьма полезными.
Литература
- Фрадин А. 3., Рыжков Е. В. Измерение параметров антенн. - М.: Связьиздат, 1962.
- Андреев В. Простой измеритель емкости "Мастер-С". - Радио, 2002. № 1, с. 50-52; № 2, с. 51-53; № 3, с. 52-54.
- Белоцерковский Г. Б. Антенны. - М.: Оборонгиз, 1956.
Антенны – это устройства, согласующие искусственную систему канализации электромагнитных волн (ЭМВ) с окружающей естественной средой их распространения.
Антенны являются неотъемлемой составной частью любой системы радиосвязи, которую используют электромагнитные волны в технологических целях. Помимо согласования между собой искусственных и естественных сред распространения ЭМВ, антенны могут выполнять ряд других функций, важнейшей из которых является пространственная и поляризационная селекция принимаемых и излучаемых ЭМВ.
Справка:
Согласованные системы – это системы, которые передают друг другу максимум предназначенной для передачи электромагнитной мощности.
Различают приемные и передающие антенны.
Передающие антенны
Структурная схема
1 – вход антенны, к которому подключен питающий волновод от передатчика;
2 – согласующее устройство, которое обеспечивает режим бегущих волн в питающем волноводе;
3 – распределительная система, которая обеспечивает требуемое пространственное амплитудно-фазовое распределение излучающих полей;
4 –излучающая система (излучатель), обеспечивает заданные поляризационные и направленные излучения ЭМВ.
Приемные антенны
Структурная схема
1 – выход антенны, к которому подключен волновод, соединяющий антенну с приемником;
2 – согласующее устройство;
3 – интегратор – устройство, обеспечивающее взвешенное когерентно-синфазное суммирование пространственных электромагнитных полей;
4 – принимающая система, обеспечивает поляризационную и пространственную селекцию ЭМВ, поступающих в антенну из окружающей ее естественной среды.
Справка:
Элементы структуры передающей и приемной антенн, обозначенные одинаковыми цифрами, могут иметь идентичные конструкции, в следствии чего в отрыве от системы, в которой антенны функционируют, отличить передающую антенну от приемной и наоборот невозможно.
Существуют приемно-передающие антенны.
Классификация антенн
Для систематизации разнообразных типов антенн их объединяют по ряду общих признаков. Классификационные признаки могут быть:
рабочий диапазон волн;
общность конструкции;
принцип роботы;
назначение.
Классы могут быть разбиты на подклассы и т. д.
По назначению все антенны делятся на два больших класса:
передающие;
приемные.
В эти два класса входят подтипы:
антенны стоячей волны;
антенны бегущей волны;
апертурные антенны;
антенны с обработкой сигналов;
активные антенные решетки;
сканирующие антенные решетки.
Основные задачи теории антенн
Существует две задачи:
задача анализа свойств конкретных антенн;
задача проектирования антенн по заданным исходным требованиям к ним.
Задачу анализа следует решать исходя из условий: искомые ЭМВ должны удовлетворять уравнения Максвелла, граничным условиям на поверхности раздела сред и условиям излучения Зоммерфельда.
В таких жестких условиях постановки решения задач проведение анализа возможно только для некоторых частных случаев (например для симметрического электрического вибратора).
Распространены приближенные методы решения задач анализа, по которым эти задачи разделяют на две части:
Внутреннюю задачу;
Внешнюю задачу.
Внутренняя задача призвана определить распределение токов в антенне реальных или эквивалентных. Внешняя задача состоит в определении поля излучения антенны по известному распределению токов ней. При решении внешней задачи широко используется метод суперпозиции, заключающийся в разбиении антенны на элементарные излучатели и последующее суммирование полей.
Задача проектирования антенны состоит в нахождении геометрической формы и размеров конструкции, обеспечивающие ее требуемые функциональные свойства. Решение задач проектирования (синтеза) антенн возможно:
посредством применения результатов анализа конкретных типов антенн и метода последовательных приближений, то есть путем изменения параметров (этап параметрической оптимизации) с последующим сравнением электрических характеристик, полученных таким образом новых вариантов известных антенн;
посредством прямого синтеза, то есть минуя этап параметрической оптимизации. В этом случае задачи проектирования антенн разделяют на две подзадачи:
классическая задача синтеза;
задача конструктивного синтеза.
Первая состоит в описании амплитудно-фазового распределения тока (или поля) на излучателе антенны, которая обеспечивает заданные функциональные свойства антенн. Решение данной подзадачи еще не определяет конструкцию антенны, оно определяет только требования к ее распределению.
Вторая направлена на отыскание полной геометрии антенны по заданному амплитудно-фазовому распределению тока (или поля) на излучателе антенны. Эта задача значительно сложнее первой и конструктивно не однозначна, часто ее решают приближенно.
Однако для некоторых типов антенн разработана строга теория конструктивного синтеза.
Передающие антенны
Их характеристики и параметры
Структура электромагнитного поля (ЭМП) антенны
Каждую антенну можно рассматривать как систему элементарных излучателей, сосредоточенных в некотором ограниченном объеме линейного пространства (), ее ЭМ поле как суперпозицию ЭМ полей, составляющих ее элементарных излучателей. Для выявления структуры ЭМП антенны рассмотрим структуру ЭМП элемента прямолинейного гармонически изменяющегося с угловой частотой, тока с постоянной амплитудой и длиной этого элементав линейной неограниченной изотропной среде с постоянными параметрами, ,.
– абсолютная диэлектрическая проницаемость среды;
ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды;
Электрическая постоянная;
– абсолютная магнитная проницаемость среды;
Относительная магнитная проницаемость среды;
Магнитная постоянная;
– удельная электрическая проводимость среды;
λ – длина волны.
М – точка наблюдения ЭМП;
r – радиальная координата точки М (расстояние от центра сферической системы координат до точки М);
– азимутальная координата точки М;
Меридиональная координата точки М.
Для рассматривания вибратора Герца, расположенного вдоль оси z, середина которого совмещена с центром сферической системы координат, решение уравнения Максвелла имеют вид (1.1), где
Единичные вектора;
– момент электрического тока;
Ортогональные комплексные амплитудные составляющие по сферическим координатам,,вектора напряженности электрического поля;
, , - ортогональные комплексные амплитудные составляющие по сферическим координатам ,,вектора напряженности магнитного поля;
- волновое число;
Длина волны в безграничном пространстве.
Из выражений следует, что ЭМП линейного элемента тока представляет собой ортогональные в пространстве волны напряженности электрического и магнитного полей. При этом скорость изменения амплитуды каждой волны определяется относительным удалением точки от центра вибратора.
Различают три области поля:
Для области дальнего поля выражения принимают вид:
В дальней области ЭМП обладает следующими свойствами:
Для воздуха: .
В областях промежуточного и ближнего полей помимо сферической поперечной волны существуют локальные реактивные поля, интенсивность которых очень быстро увеличивается с уменьшением r. Эти поля содержат некоторый запас ЭМ энергии, которой они периодически обмениваются с антенной (с периодом ). Данные поля обусловливают реактивную составляющую входного сопротивления антенны.
Свойства ЭМП определяют функциональные свойства антенны, а свойства ближнего и промежуточного ЭМП определяют стабильность функциональных свойств и широкополосность антенн.
Область дальнего ЭМП часто называют областью излучения, а область ближнего ЭМП – областью индукции.
Для реальных антенн границы областей дальнего, промежуточного и ближнего полей определяют с учетом разности фаз волн, пришедших в точку наблюдения от краев антенны и ее центра.
При допустимой разности фаз в области дальнего поля, равной :
Область дальнего ЭМП будет при ;
Область промежуточного поля ;
Область ближнего поля , где
Расстояние от центра антенны до точки наблюдения;
- максимальный поперечный размер излучающей системы антенны.
Основные характеристики и параметры прередающей антенны
Свойства антенны подразделяются на:
Радиотехнические;
Конструктивные;
Эксплуатационные;
Экономические;
Функциональные свойствацеликом определяются сигнальными параметрами.
Характеристики и параметры передающей антенны:
Комплексная векторная характеристика направленности
Комплексная векторная ХНА – это зависимость от направления (поляризация, фаза) электрического поля излученных антенной волн в равноудаленных от нее точках (на поверхности сферы радиуса r).
В общем случае комплексная ХНА состоит из трех сомножителей:
где - сферические координаты точки наблюдения поля излученной антенной волны.
Амплитудная ХНА
Амплитудная ХНА – это зависимость от направления амплитуды напряженности электромагнитной волны, излученной антенной в равноудаленных от нее точках.
Обычно рассматривают нормированную амплитудную ХНА:
,
где - направление в котором значение амплитудной ХНА максимально.
Диаграмма направленности антенны (ДНА)
Диаграмма направленности антенны – сечение амплитудной ХНА плоскостями, проходящими через направление или перпендикулярно ему.
Наиболее часто используется сечение взаимно ортогональными плоскостями.
Диаграмма направленности имеет лепестковую структуру. Лепестки характеризуются амплитудой и шириной.
Ширина лепестка ДНА – угол в пределах которого амплитуда лепестка изменяется в допустимых заданных пределах.
Лепестки бывают:
Главный лепесток;
Боковые лепестки;
Задний лепесток.
Ширину лепестков определяют по нулям или по уровню половины максимальной мощности.
По полю = 0.707;
По мощности = 0.5;
В логарифмическом масштабе = -3 дБ.
Нормированная амплитудная ХНА по мощности связана с амплитудной ХНА по полю соотношением:
Для изображения ДНА используют полярные и прямоугольные системы координат и три вида масштаба:
Линейный (по полю);
Квадратичный (по мощности);
Логарифмический
Фазовая ХНА
Фазовая ХНА - это зависимость от направления фазы гармонической электромагнитной волны в области дальнего поля в равноудаленных от начала координат точках в фиксированный момент времени.
Справка:
Фазовый центр антенны – точка в пространстве, относительно которой значение фазы в дальней зоне не зависит от направления и изменяется скачком на при переходе от одного лепестка ХНА к другому.
Для точечного источника электромагнитной волны, излучающего сферическую волну, поверхность равных фаз имеет вид сферы.
Поляризационная ХНА
Электромагнитная волна характеризуется поляризацией.
Поляризация – пространственная ориентация вектора Е, рассматриваемая в любой фиксированной точке дальнего поля в течении одного колебания.
В общем случае конец вектора Е за один период колебания в любой фиксированной точке пространства описывает эллипс, который расположен в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны (эллипс поляризации).
Поляризация характеризуется:
параметрами эллипса;
пространственной ориентацией эллипса;
направлением вращения вектора Е.
Сопротивление излучения антенны
Сопротивление излучения антенны – это волновое сопротивление окружающего антенну пространства, перещитанное ею на вход, или в любое сечение питающего ее волновода, где понятие полного тока имеет смисл и может быть определено.
Сопротивление излучения может бать посчитано по формуле:
сс ,
где I – значение полного тока в данном месте антенны или питающего ее двухпроводной линии, которая эквивалентна питающему полому волноводу.
Входное сопротивление антенны
Входное сопротивление антенны – это отношение комплексных амплитуд гармонических напряжений и токов на входных клеммах антенны.
Входное сопротивление антенны характеризует антенну, как нагрузку для питающей линии.
Данный параметр используют в основном для линейных антенн, т.е. антенн, у которых входные напряжения и токи имеют ясный физический смысл и могут быть измерены.
Для антенн СВЧ обычно задают размеры сечения их входного волновода.
Коэффициент полезного действия (КПД) антенны
Определяет эффективность передачи антенной в окружающие пространство.
Сопротивление потерь
Справка:
С увеличением f КПД антенны увеличивается от единиц процентов на длинных волнах, до 95-99% на СВЧ.
Электрическая прочность и высотность антенны
Электрическая прочность антенны – способность антенн выполнять свои функции без электрического пробоя диэлектрика в ее конструкции или окружающей среды при увеличении поступающей на ее вход мощности электромагнитной волны.
Количественно электрическую прочность антенны характеризуют предельно допустимой мощностью и соответствующей ей критической напряженностью электрического поля, при которых начинается пробой.
Высотность антенны
Высотность антенны – это способность антенн выполнять свои функции без электрического пробоя окружающей атмосферы при увеличении высоты расположения этой антенны при заданной мощности передачи.
Справка:
С увеличением высоты электрическая прочность сначала уменьшается, достигая минимума на высотах 40-100 км, а затем вновь возрастает.
Диапазон рабочих частот антенны
Интервал частот от f max до f min , в пределах которого ни один из параметров и характеристик антенны не выходит за пределы, указанные в технических условиях.
Обычно диапазон определяется тем параметром, значение которого при изменении частоты раньше других выходит из допустимых пределов. Чаще всего этим параметром оказывается входное сопротивление антенны.
Количественными оценками диапазонных свойств антенны являются полоса пропускания и коэффициент пропускания:
Часто пользуются относительной полосой пропускания
Антенны по параметру делят на:
Коэффициент направленного действия (КНД)
Коэффициент направленного действия антенны в заданном направлении - это число, показывающие во сколько раз значение вектора Пойнтинга в рассматриваемом направлении в фиксированной точке дальней зоны отличается от значения вектора Пойнтинга в этой же точке если заменить рассматриваемую антенну на абсолютно-ненаправленную (изотропную) антенну при условии равенства их излучаемых мощностей.
Справка:
Обычно указывают максимальное значение КНД антенны в направлении максимума ее излучения.
Вибратор: КНД=0.5;
Полуволновой симметричный вибратор: КНД=1,64;
Рупорная антенна: КНД ;
Зеркальная антенна: КНД ;
Антенны космических аппаратов: КНД ;
Ограничителем верхнего предела КНД являются технологические погрешности изготовления и влияние условий эксплуатации.
Минимальные значения максимумов КНД реальных антенн всегда >1 , т.к. абсолютно ненаправленных антенн не существует.
КНД связан по полю с нормированной амплитудной ХНА :
,
где – максимальное значение КНД в направлении максимального излучения антенны, в котором .
КНД показ ывает тот выигрыш в мощности, который обеспечивает применение направленной антенны, но не учитывает тепловые потери в ней.
Ко э ффициент усиления антенны
Коэффициент усиления антенны в данном направлении – это число, показывающие выигрыш в мощности от применения направленной антенны с учетом тепловых потерь в ней:
Эквивалентная изотропно-излучаемая мощность
Эквивалентная изотропно-излучаемая мощность - это произведение подводимой к антенне мощности на максимальное значение ее коэффициента усиления.
Коэффициент рассеивания антенны
Коэффициент рассеивания антенны – это число, показывающие долю излучаемой мощности, приходящейся на долю боковых и задних лепестков.
Определяет мощность, приходящуюся на главный лепесток ХНА
Действующая длина антенны
Действующая длина антенны- длина гипотетического прямолинейного вибратора с равномерным распределением тока по всей его длине, который в направлении максимума своего излучения создает ту же величину напряженности поля, что и рассматриваемая антенна с той же величиной тока на входе.
В среде с волновым сопротивлением действующая длина антенны определяется выражением.
Что такое входное сопротивление антенны?
Все знают, что входное
сопротивление (импеданс) антенны редко когда бывает равный волновому
сопротивлению фидерной линии. Здесь постараюсь показать, как согласовать
нагрузку с фидером эффективными методами.
Далее все примеры будут даны
для коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 ом, но принцип
расчёта действителен и для других как несимметричных, так и симметричных
линий передач.
Входное сопротивление антенны
Сначала выясним, что
такое входное сопротивление антенны. Считается, что оно представляет
собой последовательно соединённые реактивное и активное сопротивления.
Но в антенне или в фидере нет реального резистора, конденсатора или
катушки индуктивности. Всё это только результат расчёта эквивалентных им
сопротивлений антенной цепи.
Пусть в качестве нагрузки будет использован некий «чёрный ящик», на входной разъём которого подаётся ВЧ напряжение. На этом разъёме реально можно измерить мгновенное напряжение u’ и ток i’, а также разницу фазы между ними j . Входное сопротивление есть рассчитанное активное и реактивное сопротивления, подключая к которым данное ВЧ напряжение получим точно такие же u’, i’ и j .
Известно, что такой
эквивалент может иметь как последовательное (serial, Zs=Rs+jXs), так и
параллельное (parallel, Zp=Rp||+jXp) соединение активных и реактивных
сопротивлений. Каждому последовательному соединению активного (Rs) и
реактивного (Xs) сопротивлений соответствует параллельное соединение
активного (Rp) и реактивного (Xp) сопротивлений. В общем случае Rs
№
Rp и Xs
№
Xp. Привожу
формулы, по которым можно пересчитать численные значения с одного
соединения на другое.
Например, пересчитаем последовательное
соединение Zs=40+j30
W
в параллельное Zp.
Чаще используют эквивалент последовательного
включения, но и эквивалент параллельного включения имеет такое же
практическое значение. Zs называется импедансом последовательного
включения, R – резистансом, X – реактансом, а Zp импедансом
параллельного включения.
В параллельном включении часто используется
админтанс, но это проводимость, и наглядность при его использовании
сильно уменьшается. Обычно термин „импеданс" указывает, что речь идёт о
последовательном соединении эквивалентного активного и реактивного
сопротивлений.
Однако, пересчёт последовательного соединения сопротивлений в параллельное соединение довольно часто нужен для компенсации реактивной составляющей. Только следует иметь в виду, что при последовательной и параллельной компенсации получаем разные активные составляющие сопротивления.
Для пересчёта Zs в Zp и наоборот очень
хорошо подходит программа NETCALK .
Возникает вопрос, как измерить параметры комплексной нагрузки. К
сожалению, простой измеритель КСВ тут мало пригоден.
Я для этого пользуюсь векторным анализатором VA1 , который на дисплее
показывает все нужные цифровые значения. Так же можно воспользоваться
прибором AA-330 .
Компенсация реактивной составляющей
Реактивную составляющую сопротивления (импеданса) полезно
компенсировать. Это уменьшает КСВ. Суть компенсации есть выравнивания
фаз напряжения и тока. Менять угол фазы между напряжением и током можно
подключая реактивный элемент последовательно или параллельно.
Чтобы разница в углах фаз стала равна нулю, надо подключить такое реактивное сопротивление, какое присутствует в эквивалентной схеме нагрузки, только с противоположным знаком. Известно, что реактивное сопротивление ёмкости имеет отрицательный знак, индуктивности – положительный.
В случае последовательной компенсации дополнительный эквивалентный реактивный элемент с противоположным знаком включается последовательно и получается последовательный контур, а в случае параллельной компенсации – параллельно, получается параллельный контур. В случае последовательного соединения сопротивлений они просто складываются
А в случае параллельного соединения
Если нагрузку полностью скомпенсировать, эти
контура находятся в резонансе, при этом Xs=0 или Xp=
Ґ
.
Например, имеем нагрузку Zs=50+j30
W
(Zp=68||+j113
W
), SWR=2.
Если последовательно с нагрузкой включим ёмкость с Xc=-30 W , получим Z=50 W и SWR=1. Если параллельно нагрузке подключим ёмкость с Xc=-113 W , получим Z=68 W и SWR=1,36. В случае последовательной компенсации дополнительный элемент с эквивалентном соответствует последовательному контуру, в случае параллельного – параллельному.
Согласование сопротивлений
Как я уже писал, по-разному подключая компенсирующий элемент, в общем
случае получаем разный Z, тем самым и КСВ. Посмотрим, как можно
скомпенсировать (согласовать) нагрузку Zs=22+j25
W
(Zp=50,4||+j44
W
), SWR=2,94.
Последовательно подключив конденсатор с Xc=-25 W получим Z=22 W (SWR=2,27). Если параллельно нагрузке подключим конденсатор с Xc=-44 W , получим Z=50,4 W и SWR=1,01. Как видим, в данном случае параллельная компенсация бесспорно лучше. Если такая нагрузка будет подключена к передатчику, который работает на частоте 14 MHz, то параллельно нагрузке следует подключить конденсатор ёмкостью
Если передатчик имеет выходной П-контур, то
эту ёмкость надо добавить к выходному (холодному) конденсатору. Это
можно сделать с помощью выходного конденсатора, если его увеличить на
необходимую величину. В таком случае получим хорошее согласование
передатчика, рассчитанного на 50
W
, с
нагрузкой (в точке соединения фидера с передатчиком,
r
=0),
хотя КСВ в кабеле останется 2,94. W
, то параллельно конденсатору П-контура надо
подключить индуктивность 0,5mH (Xl=44
W
) или,
если есть такая возможность, ёмкость „холодного" конденсатора П-контура
уменьшить на 258pF (Xs=-44
W
). Частично из-за
этого, настраивая П-контур на реальную нагрузку, мы и получаем
неодинаковую ёмкость „холодного" конденсатора сравнительно с 50
W
эквивалентом.
Частично потому что, меняя ёмкость конденсаторов П-контура, можно в некоторых пределах настроить передатчик на нагрузку, не равную рассчитываемой при проектировании передатчика. Если передатчик не имеет П-контура или тюнера, то эта не скомпенсированная реактивность расстраивает выходной фильтр передатчика, коэффициент отражения r >0 и передатчик не способный отдать в фидер расчитанную мощность.
Хочу отметить, что ни
П-контур, ни тюнер в трансивере или около него, КСВ в фидере не
изменяет. Эти устройства способны только согласовать выходное
сопротивление передатчика с входным сопротивлением фидера в точке его
подключения к передатчику (не путать с волновым сопротивлением фидера),
т.е. улучшить коэффициент отражения
r
. Чтобы
улучшить КСВ в кабеле, надо согласовать нагрузку с волновым
сопротивлением фидера в точке их соединения.
Можно одновременно
применять последовательную и параллельную компенсацию. Это зависит от
конкретного случая. Приведу реальный пример. Сопротивление антенны на
1,9MHz имеет импеданс Zs=26+j44
W
(Zp=100||+j59
W
), SWR=3,7.
Если параллельно нагрузке подключить конденсатор с Xc=-59 W , получим Z=100 W , SWR=2, если последовательно подключим конденсатор с Xc=-44 W , получим Z=26, SWR=1,92. Последний вариант лучше, но всё равно плохой. Теперь, не изменяя Rs, подберём Xs такое, что бы Rp стало бы 50 W . Этому варианту соответствует Zs=26+j25 W . Последовательно с нагрузкой подключим реактивность Xs=(26+j25)-(26+j44)=-j19 W (конденсатор 4,4nF). Полученный Zs=26+j25 W пересчитаем в Zp=50||+j52 W .
Теперь параллельно подключаем
реактивность Xp=-j52
W
(конденсатор 1,6nF) и
получаем Z=50
W
и SWR=1. Всё, антенна с 50
W
фидером согласована!
Всё это без труда
можно посчитать с помощью программы MMANA . Я всё это писал для
того, что бы был понятен механизм настройки и что на что влияет.
Можно согласовать и другим способом.
Известно, что если к фидеру подключить нагрузку, сопротивление которой
не равно волновому сопротивлению фидера, то фидер будет трансформировать
сопротивление нагрузки.
Численное значение сопротивления на входе фидера будет зависеть от сопротивления нагрузки, волнового сопротивления и длины фидера. С помощью программы APAK-EL находим, что если к нагрузке Zs=26+j44 W подключить фидер 50 W длиной 4,76м., то на частоте 1,9MHz на его входе получим Zs=50+j69 W .
Если в этом месте включим последовательно ёмкость с Xc=-69 W (конденсатор 1,2нФ), то получим Z=50 W и SWR=1. С этого места можно подключать 50 W фидер любой длины.
Возможны и другие варианты согласования. Это
зависит от понимания сути и фантазии.
Теперь попробуем
согласовать антенну на 14 MHz, сопротивление которой Zs=150-j260
W
(Zp=600||-j346
W
). Как
видим, одним компенсирующим элементом не обойдёмся.
Нам нужно получить 50 W , а не 150 W или 600 W . Вводим данные в APAK-EL и находим ближайшую к нагрузке точку, где Rtr=50 W .
Как видим, длина дополнительного кабеля
будет только 30см. В этом месте будем иметь Zs=50-j161
W
. Если в этом месте последовательно подключим
индуктивность с Xl=161
W
, то получим полное
согласование (Z=50
W
, SWR=1).
Всё это
можно согласовать и в месте подключения нагрузки к фидеру. Пример с
MMANA
Как видим, согласовать можно, подключив
индуктивность 1,35
m
H параллельно нагрузке, а
сигнал на нагрузку подавать через конденсатор 68,5pF.
Шлейфы
Шлейфами
называются закороченые или открытые отрезки фидера. В идеальном фидере
(фидере без потерь) сопротивление таких отрезков есть чисто реактивное,
активной части нет.
Такими отрезками фидера можно пользоваться при компенсации реактивной составляющей. Это удобно, если применяется параллельное компенсирование. Часто используется отрезки до четверти длины волны. Они могут быть и длиннее, но реальные фидеры имеют потери и, чем длиннее линия, тем больше.
Замкнутый шлейф электрической длины до
1/4
l
имеет на конце индуктивное реактивное
сопротивление, разомкнутый – ёмкостное. Такими отрезками фидера можно
имитировать как индуктивность, так и ёмкость. Но надо не забыть, что
индуктивность или ёмкость шлейфа зависят от частоты.
В приведённом примере мы видим, что надо подключить индуктивность 1,352 m H. С помощью MMANA получаем, что такую индуктивность на 14 MHz имеет закороченный на конце шлейф с кабеля RG58/U длиной 2,62м.
На том же примере попробуем то же
согласовать с помощью MMANA другим способом, используя только шлейф.
Таким образом, если короткозамкнутый шлейф
длиной 67,5см. подключить параллельно фидеру на расстоянии 2,57м. от
нагрузки, то так же полностью согласуем фидер с нагрузкой. Или же, можно
параллельно подключить разомкнутый шлейф длиной 2,84м. на расстоянии от
нагрузки 3,82м.
Возможны и другие варианты согласования. Но следует
помнить, что потери в низкоомных (коаксиальных) фидерах при больших
величинах КСВ значительны, так что желательно выбирать такой способ
согласования, при котором получаются самые короткие отрезки фидера с
большим КСВ и применять толстые качественные кабеля.
Как видите,
практически можно согласовать все и по-разному.
Только для этого нужен
измерительный прибор, ну, и конечно, компьютер. Комплексное
сопротивление антенны не измеришь ни тестером, ни измерителем КСВ. Без
этих данных согласование превращается в трудоёмкое занятие и часто
приводит к неудовлетворительным результатам.
В этой статье я описал
несколько методов согласования. Постарался описать суть вопроса как
можно проще, но очень просто в таком вопросе не получается.
Эта
статья мною написана несколько лет назад на литовском языке и сейчас
переведена на русский. В настоящее время имеются другие версии программ
APAK-EL и MMANA, примеры же приведены используя старые версии.
APAK-EL
имеет утилиту, с помощю которой тоже можно рассчитать компенсирующие
реактивности. Однако сам принцип согласования от этого не меняется.
Надеюсь, что статья кое-кому будет полезна.
Vytas (LY3BG), ly3bgtakas.lt
Вопросы проектирования, изготовления и использования антенн для диапазонов длинных (ДВ), средних (СВ), и коротких (KB) волн содержат значительно меньше проблем, чем антенн для диапазона УКВ, особенно телевизионных. Дело в том, что в диапазонах ДВ, СВ, KB передатчики, как правило, обладают большой мощностью, распространение радиоволн этих диапазонов связано с большими значениями дифракции и рефракции в атмосфере, и приемные устройства обладают высокой чувствительностью.
При передаче и приеме сигнала в диапазоне УКВ и в частности телевизионного сигнала обеспечение необходимых значений этих параметров вызывает ряд трудностей, а именно: достижение мощностей телевизионных передатчиков, таких как радиовещательных, оказалось пока невозможным; явления дифракции и рефракции в диапазоне УКВ незначительны; чувствительность телевизионного приемника ограничена уровнем его собственных шумов и составляет из-за необходимости приема широкополосного сигнале примерно 5 мкВ. Поэтому для получения на экране телевизора высокого уровня изображения уровень входного сигнала должен быть не менее 100 мкВ. Однако из-за небольшой мощности передатчика и худших условий распространения радиоволн напряженность электромагнитного поля в точке приема оказывается невысокой. Отсюда возникает одно из главных требований, предъявляемых к телевизионной антенне: при данной напряженности поля в точке приема антенна должна обеспечить необходимое напряжение сигнала для нормальной работы телевизионного приемника.
Приемная антенна представляет собой одиночный провод или систему проводов, предназначенных для преобразования энергии электромагнитных волн в энергию токов высокой частоты. Параметры антенн при работе на прием и на передачу идентичны, поэтому можно применять принцип взаимности антенных устройств, дающих возможность некоторые характеристики и параметры антенн определять в режиме передачи, а другие в режиме приема.
Радиоволны, попадая на окружающие предметы, наводят в них электрические токи высокой частоты. Последние создают электромагнитное поле, и происходит отражение электромагнитной волны. Антенна принимает как прямые, так и отраженные радиоволны, которые приводят к искажению изображения на экране телевизора.
Экспериментальные исследования показали, что при использовании вертикальной поляризации к месту приема приходит значительно больше отраженных волн, чем при использовании горизонтальной поляризации. Это объясняется тем, что в окружающем пространстве, особенно в городах, имеется множество вертикальных, хорошо отражающих препятствий (здания, столбы, трубы, магниты). При выборе вида поляризации учитываются и свойства антенн. Конструктивно горизонтальные антенны проще вертикальных. Почти все они обладают направленностью в горизонтальной плоскости, что ослабевает прием помех и отраженных волн за счет пространственной избирательности.
Приемные телевизионные антенны должны удовлетворять следующим основным требованиям:
Иметь простую и удобную в эксплуатации конструкцию;
Высокую пространственную избирательность;
Пропускать широкую полосу частот;
Обеспечивать высокое отношение уровня сигнала к уровню помех при приеме;
Обладать слабой зависимостью входного сопротивления и коэффициента усиления от частоты.
Входное сопротивление антенны
Антенна является источником сигнала, который характеризуется электродвижущей силой (ЭДС) и внутренним сопротивлением, которое называется входным сопротивлением антенны. Входное сопротивление определяется отношением направления на зажимах антенны к току на входе фидера. Величину входного сопротивления антенны необходимо знать для того, чтобы правильно согласовать антенну с кабелем и телевизором: только при этом условии на вход телевизора поступает наибольшая мощность. При правильном согласовании входное сопротивление антенны должно равняться входному сопротивлению кабеля, которое, в свою очередь, должно быть равно входному сопротивлению телевизора.
Входное сопротивление антенны имеет активную и реактивную составляющие. Входное сопротивление настроенной в резонанс антенны чисто активно. Оно зависит от типа антенны и ее конструктивных особенностей. Например, входное сопротивление линейного полуволнового вибратора составляет 75 Ом, а петлевого вибратора - около 300 Ом.
Согласование антенны с кабелем-фидером
Согласование антенны с кабелем характеризуется коэффициентом бегущей волны (КБВ). При отсутствии идеального согласования антенны и кабеля имеет место отражение падающей волны (входного напряжения), например, от конца кабеля или другой точки, где его свойство резко меняется. В этом случае вдоль кабеля распространяются в противоположных направлениях падающая и отраженная волны. В тех точках, где фазы обеих волн совпадают, суммарное напряжение максимально (пучность), а в точках, где фазы противоположны, оно минимально (узел).
Коэффициент бегущей волны определяется соотношением:
В идеальном случае КБВ= 1 (когда имеет место режим бегущей волны, т. е. ко входу телевизора передается сигнал максимально возможной мощности, т. к. в кабеле нет отраженных волн). Это возможно при согласовании входных сопротивлений антенны, кабеля и телевизора. В худшем случае (когда U min =0 ) КБВ=0 (имеет место режим стоячей волны, то есть амплитуды падающей и отраженной волн равны, и энергия вдоль кабеля не передается).
Коэффициент стоячей волны определяется соотношением:
Коэффициент направленного действия и коэффициент усиления антенны
Приемная ненаправленная антенна принимает сигналы со всех направлений. Направленная приемная антенна обладает пространственной избирательностью. Это имеет важное значение, т. к. при малом уровне направленности поля в месте приема такая антенна увеличивает уровень принимаемого сигнала и ослабляет внешние помехи, приходящие с других направлений.
Коэффициент направленного действия приемной антенны представляет собой число, показывающее, во сколько раз мощность, поступающая на вход телевизора при приеме на направленную антенну, больше мощности, которую можно получить при приеме на ненаправленную антенну (при той же напряженности поля).
Свойства направленности антенны характеризуются диаграммой направленности. Диаграмма направленности приемной антенны представляет собой графическое изображение зависимости напряжения сигнала на входе телевизора от угла поворота антенны в соответствующей плоскости. Эта диаграмма характеризует зависимость ЭДС, наведенной в антенне электромагнитным полем, от направления прихода сигнала. Строится она в полярной или прямоугольной системе координат. На рис. 1, 2 представлены диаграммы направленности антенны типа «волновой канал».
Рис. 1. Диаграмма направленности антенны в полярной системе координат
Диаграммы направленности антенн чаще всего являются многолепестковыми. Лепесток, соответствующий направлению прихода волны при котором в антенне наводится максимальная ЭДС, называется главным. В большинстве случаев диаграмма направленности имеет еще обратный (задний) и боковые лепестки. Для удобства сравнения между собой различных антенн их диаграммы направленности нормируют, т. е. строят в относительных величинах, принимая наибольшую ЭДС за единицу (или за сто процентов).
Основными параметрами диаграммы направленности являются ширина (угол раствора) главного лепестка в горизонтальной и вертикальной плоскостях. По ширине главного лепестка судят о направленных свойствах антенны. Чем эта ширина меньше, тем больше направленность.
Рис. 2. Диаграмма направленности антенны в прямоугольной системе координат
Уровень боковых и задних лепестков характеризует помехозащищенность антенны. Она определяется с помощью коэффициента защитного действия (КЗД) антенны, под которым понимают отношение мощности, выделяемой антенной на согласованной нагрузке при приеме с заднего или бокового направления, к мощности на той же нагрузке при приеме с главного направления.
Часто коэффициент защитного действия выражают в логарифмических единицах - децибелах:
Направленные свойства антенны характеризуются также коэффициентом направленного действия (КНД) - числом, показывающим, во сколько раз мощность сигнала, поступающего на вход телевизора при приеме на данную направленную антенну, больше мощности, которую можно было бы получить при приеме на ненаправленную или направленную эталонную антенну. В качестве эталонной антенны чаще всего используют полуволновый вибратор (диполь), коэффициент направленного действия которого по отношению к гипотетической ненаправленной антенне равен 1,64 (или 2,15 дБ). КНД характеризует предельно возможный выигрыш по мощности, который может дать антенна благодаря своим направленным свойствам в предположении, что в ней полностью отсутствуют потери. В действительности любая антенна обладает потерями и даваемый ею выигрыш по мощности всегда меньше предельно возможного. Реальный выигрыш антенны по мощности относительно гипотетического изотропного излучателя или полуволнового вибратора характеризуется коэффициентом усиления по мощности К р , который связан с КНД соотношением:
где η - коэффициент полезного действия (КПД) антенн.
КПД антенны характеризует потери мощности в антенне и представляет собой отношение мощности излучения к сумме мощностей излучения и потерь, то есть к полной мощности, которая подводится к антенне от передатчика:
где P u - мощность излучения, P n - мощность потерь.
Ширина полосы пропускания антенны
Полоса пропускания приемной телевизионной антенны представляет собой спектр частот, в пределах которого выдержаны все основные значения ее электрических характеристик. Частотная характеристика настроенной антенны подобна резонансной кривой колебательного контура. Поэтому по аналогии с полосой пропускания контура может быть определена и полоса пропускания антенны.
На резонансной (фиксированной) частоте антенна имеет определенную величину входного сопротивления, которое согласуется с сопротивлением нагрузки. За такую частоту обычно принимается средняя частота телевизионного канала, на которой реактивное сопротивление антенны равно нулю. На частотах ниже резонансной она носит емкостной характер, а на частотах выше резонансной - индуктивный.
Таким образом, изменение частоты приводит как к изменению активной составляющей, так и к появлению реактивной составляющей входного сопротивления. Вследствие этого мощность, подводимая к нагрузке, уменьшается.
Особенно это заметно на крайних частотах, наиболее удаленных от резонансной частоты. Допустимо уменьшение мощности не более чем в два раза. Исходя из этого шириной полосы пропускания 2Af считается такой спектр частот вблизи резонансной частоты в пределах которого подводимая к нагрузке мощность уменьшится не более чем в два раза.
Для обеспечения хорошего качества приема антенна должна пропускать весь спектр частот телевизионного сигнала, который для одного канала равен 8 МГц. Качество изображения остается еще достаточно хорошим, если антенна пропускает полосу частот не менее 6 МГц. Дальнейшее сужение полосы частот приводит к ухудшению качества изображения и к потере его четкости. Самый эффективный метод расширения полосы пропускания - уменьшение эквивалентного волнового сопротивления вибратора за счет увеличения его поперечных размеров. Таким путем увеличивается погонная емкость и уменьшается погонная индуктивность вибратора. Кроме всего прочего полоса пропускания антенны ограничивается и полосой пропускания фидера снижения.
входное сопротивление антенны. Считается, что оно представляет собой последовательно соединённые реактивное и активное сопротивления. Но в антенне или в фидере нет реального резистора, конденсатора или катушки индуктивности. Всё это только результат расчёта эквивалентных им сопротивлений антенной цепи. Пусть в качестве нагрузки будет использован некий «чёрный ящик», на входной разъём которого подаётся ВЧ напряжение. На этом разъёме реально можно измерить мгновенное напряжение u’ и ток i’, а также разницу фазы между ними j. Входное сопротивление есть рассчитанное активное и реактивное сопротивления, подключая к которым данное ВЧ напряжение получим точно такие же u’, i’ и j.
Известно, что такой эквивалент может иметь как последовательное (serial, Zs=Rs+jXs), так и параллельное (parallel, Zp=Rp||+jXp) соединение активных и реактивных сопротивлений. Каждому последовательному соединению активного (Rs) и реактивного (Xs) сопротивлений соответствует параллельное соединение активного (Rp) и реактивного (Xp) сопротивлений. В общем случае Rs№Rp и Xs№Xp. Привожу формулы, по которым можно пересчитать численные значения с одного соединения на другое.
Например, пересчитаем последовательное соединение Zs=40+j30W в параллельное Zp.
Чаще используют эквивалент последовательного включения, но и эквивалент параллельного включения имеет такое же практическое значение. Zs называется импедансом последовательного включения, R – резистансом, X – реактансом, а Zp импедансом параллельного включения. В параллельном включении часто используется админтанс, но это проводимость, и наглядность при его использовании сильно уменьшается. Обычно термин „импеданс“ указывает, что речь идёт о последовательном соединении эквивалентного активного и реактивного сопротивлений.
88) Мощности, подводимые к антенне и излученные антенной.
Мощность делится на две части:
1) излучаемая
2) потери на активном сопротивлении (в земле, в окружающих металлических проводниках, оттяжках, строениях и т.д.)
– излученная мощность, как для всякой линейной цепи, пропорциональна квадрату действующего значения тока в антенне.
– коэффициент пропорциональности.
Сопротивление излучения можно определить как коэффициент, связывающий антенны с в данной точке антенны .
(форма антенны, геометрические размеры, l )
– полезная мощность
Мощность потерь:
– эквивалентное сопротивление потерь отнесенное к току I
– полная мощность (подводимая к антенне)
где 
– активное сопротивление антенны в точке запитки
Для оценки эффективности работы антенны вводят понятие КПД антенны 
, для увеличения необходимо уменьшение .
89) Симметричный электрический вибратор в свободном пространстве.
Приближенные законы распределения тока и заряда по вибратору.
Рис. 15. Симметричный вибратор
Симметричный вибрато – два одинаковых плеча по размерам и форме, между которыми включается генератор.
До разработки строгой теории симметричного вибратора (конец 30-х начало 40-х годов) при расчете поля вибратора применялся приближенный метод. В его основе лежит предположение о синусоидальном распределении тока по вибратору (закон стоячих волн) связанное с некоторой внешней аналогией между симметричным вибратором и 2-х проводной линией разомкнутой на конце.
