Файл: Белосток В.С. Распространение радиоволн (учебное пособие).pdf

Скачать файл (5,51Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 82

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

есть результирующая диаграмма направленности приемной аптеи мы в вертикальной плоскости с учетом влияния земли.

Рис. 2.2. К определению суммарного напряжения на входе приемника

Если р„ 0, то есть максимум диаграммы антенны паралле лен поверхности земли, то

/Ф )~ Л ( Р )/Т - | Г ' ‘ 2 /-cos г;.»' - у„+

(2.2)

Рассмотрим наиболее характерный случай горизонтальной поляризации на метровых волнах. В этом случае можно прибли женно принять для всех углов (3 от 0 до 90° F ~ 1 и ?от^ - .

Поэтому

(Р)	/а (?) у 2 + 2 co s (орх 4	К) /а (3)у		2(1 cos <ррх)	/ a(p)-2sin 2
	ИЛИ	/(3):	/., (3)-2sin+\|+
	Из рис. 2.1 следует, что разность хода лучей
		грх	2h sin р,
где //. — высота расположения			антенны.
	Тогда	2-
		2-
	<ррх~		■-2/tsin 3.
Следовательно,
	/(P)--/a(P)-2sin (-у			• h sin 3 j	(2.3)
И	U: -U0f \ (p) -2 sin ( •			h Sin 3j .
	Входящий в формулу (2.3)			' 2 —	//sin р назы-
	Входящий в формулу (2.3)		множитель 2 sin \|		//sin р назы-
вается м н о ж и т е л е м з е м л и:
	/a(P)-2sin		-Asinp V		(2.4)

Итак, если диаграмма направленности антенны симметрична и главное направление ее параллельно плоской поверхности зем ли, то для учета влияния земли при горизонтальной поляризации необходимо умножить характеристику антенны в свободном про

странстве на множитель			земли
			/(?)-/а(3)-/з(3)-							(2.5)
ДИАГРАММА НАПРАВЛЕННОСТИ ПЕРЕДАЮЩЕЙ								АНТЕННЫ
Пусть та же антенна,			рассмотренная			как приемная,			исполь
зуется в качестве передающей. Определим							напряженность			поля
в удаленной точке, расположенной в направлении								р на	расстоя
нии R (рис. 2.3).							мощности Р, подво
Кроме того, допустим, что при некоторой
димой к антенне,	на расстоянии R в главном						направлении в сво
бодном пространстве создается напряженность поля £макс.										поле
При расположении		антенны		над землей			электрическое
в удаленной точке,		как	уже	известно,		является		результатом
интерференции	полей прямой			волны	и	волны, отраженной от
земной поверхности.		Схематически это				изображено на рис. 2.3.
Здесь прямая волна проходит путь АВ,					а отраженная — путь АСВ.

Рис. 2.3. К влиянию поверхности земли на диаграмму направленности в вертикальной плоскости (режим передачи)

Напряженность поля в удаленной точке В, создаваемая пря мой волной источника, находящегося в точке А, равна

£1=£мако -/.(З-Ро),

а напряженность поля отраженной волны

Е2 -Еыакс -^/аСЭ + Ро). где (3 — угол места цели;

F — модуль коэффициента отражения.

Разность фаз между полями

где

Результирующая величина напряженности поля в точке В определяется аналогичным путем, как и в случае приемной антенны, то есть по теореме косинусов. Вычисляя эту величину, получаем

где

есть результирующая диаграмма направленности передающей антенны в вертикальной плоскости’с учетом влияния земли.

Сравнивая выражения (2.1) и (2.6), видим, что, как и следо вало ожидать, диаграммы направленности с учетом влияния зем ли для передачи и приема совпадают.

В частном случае, когда ро= 0

Д Р ) = / ,/ 1( ? )+F*+2F-c o s ( Т р х + ? о Т) •

(2.7}

При горизонтальной поляризации F ^ 1, -f0T -. Поэтому

или

/(Р)=Л(Р)Л(Р).

где
есть множитель земли [см. формулу (2.4)).							явление интер
Множитель		земли	математически			описывает
ференции	прямой и		отраженной		от	земли радиоволн, то есть
указывает	на	существование		интерференционных			максимумов и
минимумов у		характеристики		антенны		в вертикальной плоскости
при достаточно большой величине					к
					—г—.
					к

Таким образом, даже при применении совершенно ненаправ ленного излучателя диаграмма направленности в вертикальной плоскости благодаря влиянию земли приобретает многолепестко вый характер.

Действительно, при

X h sin &ж =

го есть для углов	места, равных
	3„к = агс	sin	к	(2.9)
	3„к = агс	sin	h	(2.9)
		о	h
			Л
где	к	0. 1,	2, 3,...,

множитель земли принимает значения, равные

/зфок-НО.

Следовательно,

К Фок) = 0.

Таким образом, нули диаграммы с учетом влияния земли ле жит в направлениях, определяемых выражением (2.9).

В этих направлениях разность фаз прямой и отраженной воли составляет 180° и поля вычитаются арифметически.

Следует отметить, что вдоль земной поверхности (3 — 0) излу чение отсутствует.

Максимум излучения наблюдается в направлениях, для кото рых

/ я (^макс) = 2 ,
то есть когда
2т		к	2/c-f-l
h sin 3ШК1-	2	к	_ _
дли	2
дли		2 «-j-l
?макс = arc sin		2 «-j-l	v2.W)

где»к = 0, 1, 2, 3,...

В этих направлениях поля прямой и отраженной волн совпа

дают по фазе и суммируются арифметически.					лепестка	диа
Направление	максимума	первого		(нижнего)	лепестка	диа
граммы антенны	при Л>Х можно приближенно				определить,	по
лагая
о	. 1	^	1
Амакч-! = arc sm —у			г — — в радианах.
	4-Д-		4 Д -
Поэтому		/.	к
Поэтому
	[4маКС 1	= 57,3 ^		-

Таким образом, чем выше поднята антенна, тем под меньшим углом к земле наклонен первый лепесток диаграммы направлен ности антенны.

В направлениях максимумов за счет отражения от земли поле передающей антенны удваивается.

Действительно, при /з(Зма1(С) = 2

При этом в направлении первого максимума напряженность ноля равна удвоенному значению максимальной напряженности поля, создаваемой антенной в свободном пространстве, то есть

Е{%т^ ) = 2Е,

так как при небольших отклонениях от главного максимума

Примерный вид	диаграммы		направленности	антенны с уче
том влияния земли	в	полярной	системе координат	при h —3>- и
/а (?) = COS 3 з (при	\|fj\|	30 ) изображен на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Влияние земли па характеристику направленности антенны:

а характеристика беи учета влиянии земли; б—характер изменения множителя земли; в—-характеристика антенны с учетом влияния земли

Как видим, диаграмма направленности антенны за счет влия ния земли приобретает лепестковую структуру.

КОЭФФИЦИЕНТ НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ И КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ АНТЕННЫ

Найдем выражения для определения коэффициента направ ленного действия (клт.д.) и коэффициента усиления антенны с уче

том влияния земли.	направлении D(3) мож
Как известно, к.н.д. антенны в любом	направлении D(3) мож
но определить как отношение квадратов	напряженностей поля,

создаваемых направленной £2(3) и ненаправленной Щ антеннами

на одинаковом расстоянии, если обе антенны излучают одинако вые мощности.

Следовательно,

D ® ) -

ЕЦЩ

п р и

P s

= P s 0 ,

где

Е(\1)— амплитуда напряженности

поля,

создаваемая направ

ленной антенной в направлении

С учетом

влияния земли

Е~

f 2

^ М <1КС J

Рм;,кс/ : I

( 2. 11)

е 1

где

Вмчкс = -

мtT— -максимальный к.н.д.

антенны без

земли;

характеристики

направленности

ан

/ 2(В) — квадрат

тенны с учетом земли.

Поскольку

коэффициент

усиления

G(p)

0(B) г,Л,

тде 7ц — к.п.д. антенны,

то с учетом влияния земли

G(3) = Д макс/ 2(?) Щ

или

G'(3) = Gi/

2(3),

(2.12)

где

/(р )— характеристика

направленности

антенны с

учетом влияния земли;

Омане == Дмакс — максимальный

коэффициент

усиления

ан

тенны в свободном пространстве.

При

горизонтальной

поляризации на

метровых

волнах

/ (М = /а Ф) ^sin ^ -y ^ -. h sin 3) j.

П о

э т о

м у

D (P) = D MaKc

• / а

(3) • 4 sin2

• h sin p j

ИЛИ

£>(p)=Dj(p)-4sin2

• /isinpV

(2.13)

G(P) = Смаке •

f l (P) • 4 sin2 (

■

h sin P j

или

G(p)=G1(p)-4sin2

• A sin pV

(2.14)

Смотрите также файлы

Березкин А.М. Задачи по стрельбе и их решения учебное пособие.pdf

Брюшков В.И. Высокопроизводительные приспособления для заточки режущего инструмента.pdf

Ветров А.А. Семиотика и ее основные проблемы.pdf

Виноградов Р.И. Автоматическое опознавание электрических сигналов.pdf

Вовк А.А. Взрывник.pdf

Файл: Белосток В.С. Распространение радиоволн (учебное пособие).pdf

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно