ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 250
Скачиваний: 5
действие этих излучений (наложение параллельного пучка лучей на расходящийся пучок) и дает диаграмму направлен ности требуемой формы. Во избежание искажения диаграм мы облучатель располагают ниже фокальной оси, чтобы он не влиял на форму диаграммы направленности. Такие ан тенны применяют в самолетных Р Л С и в РТ С специального назначения сантиметрового диапазона волн.
|
Рис. |
3.20. Косекансная |
антенна: |
а — диаграмма |
направлен |
|||
|
ности |
в |
вертикальной |
плоскости; |
б — принцип |
получения |
ди |
|
|
аграммы |
направленности с помощью зеркала |
двойной |
кри |
||||
|
|
|
|
визны. |
|
|
|
|
|
|
|
Д . Щелевые антенны |
|
такие |
антенны, |
||
у |
' Щ е л е в ы м и а н т е н н а м и |
называются |
||||||
|
которых излучение и прием электромагнитных волн осущест |
вляется при помощи одной или нескольких щелей, прорезан ных в волноводе или объемном резонаторе.
П р и н ц и п д е й с т в и я щ е л е в о й а н т е н н ы
Представим себе, что в тонкой проводящей поверхнос ти вырезана прямоугольная щель, длина которой равна по
ловине Xволны |
(V 2), |
а ширина |
значительно |
меньше длины |
||
волны |
(рис. |
3. 21). |
рассматривать как двухпроводную по |
|||
Края |
щели |
можноа) |
||||
луволновую |
короткозамкнутую |
линию. |
Если к середине |
|||
этой линии (точке |
подвести |
питание |
от |
генератора со |
ответствующей частоты, то возникнут бегущие волны, кото
рые будут отражаться от короткозамкнутых |
концов линии. |
||||||
В результате по всей длине щели образуются |
стоячие волны. |
||||||
Узел напряжения U n электрического |
поля |
Е |
возникает |
||||
на конце щели, а пучности U и Е — на расстоянии |
Х/4 |
от кон |
|||||
цов щели. Пучности тока при этом будут |
на короткозамкну |
||||||
тых концах линии, а узлы — в середине линии |
(в точках |
а |
— |
а, |
|||
рис. 3. 22). |
|
|
|
|
|
|
|
130
Рис. 3. 21. |
Прямоугольная щель в безграничной проводящей |
||
|
плоскости. |
отличается |
|
Распределение магнитного поля вдоль щели |
|||
от распределения его вдоль |
двухпроводной линии. Магнит |
||
ные силовые |
линии не могут |
охватывать краев |
щели, как: |
линейные проводники с током: этому препятствует проводя щая поверхность. Поэтому магнитное поле имеет конфигу рацию, показанную на рис. 3. 23.
Рис. 3. 22. Распределение тока, потенциалов и полей вдольщели: а — распределение тока; б — распределение потенциа лов электрического поля; в — электрическое поле щели в.
поперечном сечении; г — распределение магнитного поля.
5' |
131 |
Рис. 3. 23. Щелевые антенны: а — поперечные щели в волно воде; б, в — продольные щели в волноводе.
Таким образом, распределение электрического поля вдоль щели подобно распределению магнитного поля вдоль полуволнового вибратора, а распределение магнитного по ля подобно распределению электрического поля по длине вибратора.
Согласно принципу двойственности такая щель подобна полуволновому вибратору. Следовательно, диаграмма нап равленности полуволновой щели такая же, как у полуволно вого вибратора.
Рассмотрим возбуждение щели волноводом. Обычно ще ли вырезают в стенках прямоугольного волновода и для их возбуждения используют основную волну типа Ню. Так как
силовые линии магнитного поля направлены |
вдоль |
щели, |
|
она может возбуждаться волной Ню |
только |
в том случае, |
|
когда магнитное поле этой волны направлено вдоль |
щели |
||
или под углом к ней. Если магнитное |
поле волновода |
пер |
пендикулярно щели, она не возбуждается и не излучает. Значит, щель должна быть расположена параллельно маг нитным силовым линиям возбуждающего поля в его пуч ности или возможно ближе к пучности. У широкой стенки волновода магнитное поле имеет продольную и поперечную составляющие (см. главу II). Поэтому в ней можно проре
зать поперечные и продольные щели (рис. 3. 23).
132
Так как около узкой стенки волновода магнитное поле волны продольное, в узкой стенке прорезают продольные щели.
Антенны в виде одиночной щели имеют слабую направ ленность (подобно одиночному вибратору). Для получения более острой направленности применяют несколько щелей, работающих синфазно или с некоторым определенным сдви гом фаз.
Преимущество щелевых антенн в том, что они не имеют выступающих частей. Например, такие антенны, устроен ные на поверхности корпуса самолёта, не создают добавоч ного сопротивления воздуху, что очень важно. Сама полость щели может быть заполнена диэлектриком, например по листиролом, создающим малые потери высокочастотной энергии.
Щелевые антенны очень чувствительны к изменению час тоты питающего генератора, поэтому они могут работать только в узком диапазоне волн.
Г л а в а IV
Р А Д И О П Е Р Е Д А Ю Щ И Е У С Т Р О Й С Т В А
§4. 1. Введение
А.Назначение, состав и блок-схема передающего
устройства
Радиопередающее устройство или сокращенно — пере датчик, является одним из основных элементов всякой ли нии радиосвязи.
Оно предназначено для создания высокочастотных коле баний и управления ими по заданному закону.
Основные элементы радиопередающего устройства: 1) генератор высокой частоты (ГВ Ч );
2)управляющее устройство (модулятор);
3)антенна;
4)источники питания.
Блок-схема |
радиопередающего |
устройства |
изображена |
на рис. 4. 1. |
назначение каждого |
элемента, |
входящего в |
Рассмотрим |
состав радиопередающего устройства.
Г е н е р а т о р в ы с о к о й ч а с т о т ы вырабатывает вы сокочастотные колебания. Он состоит из задающего генера
тора и усилителя мощности. В |
передатчиках |
сверхвысоких |
||
частот ГВ Ч чаще представляет |
собой |
мощный |
генератор с |
|
самовозбуждением. |
|
|
|
|
Необходимость иметь в передатчиках усилитель мощнос |
||||
ти (УМ) объясняется тем, что |
один |
задающий |
генератор |
|
(ЗГ) не в состоянии выполнить |
одновременно две |
задачи — |
обеспечить высокую стабильность колебаний высокой часто
ты и большую мощность |
колебаний. Исходя из этого, З Г де |
лают маломощными, а |
для получения заданной мощности |
высокочастотных колебаний после него ставят усилитель мощности. Усилитель мощности может состоять из одного или нескольких каскадов.
134
Рис. 4. 1. Блок-схема радиопередающего устройства.
А н т е н н а излучает энергию высокочастотных |
колеба |
|||||
ний в окружающее пространство в виде радиоволн. |
позво |
|||||
У п р а в л я ю щ е е |
у с т р о й с т в о |
(модулятор) |
||||
ляет осуществить |
желаемый |
вид радиопередач |
(радиотеле |
|||
фонную передачу, |
радиотелеграфную |
передачу, |
телевидение, |
|||
импульсный режим). |
|
обеспечивают электроэнергией |
||||
И с т о ч н и к и |
п и т а н и я |
генератор высокой частоты и управляющее устройство.
135
Б. О с н о в н ы е п а р а м е т р ы р а д и о п е р е д а т ч и к а
Параметры радиопередатчика — это качественные пока затели, по которым можно судить о возможности использо
вания его. |
|
|
|
|
|
|
К основным параметрам радиопередающих устройств |
||||||
относятся: |
р а б о ч и х |
ч а с т о т |
( волн) . Он ха |
|||
1. Д и а п а з о н |
||||||
рактеризуется коэффициентом |
перекрытия |
|
|
|
||
|
|
Чіин |
|
длины |
волн, |
|
где Лмакс, ^міш— максимальная |
и минимальная |
|||||
на |
которые |
можно настроить |
передатчик. |
|||
Диапазон передатчика может |
находиться |
в области |
длин |
ных, средних, метровых, дециметровых, сантиметровых или
миллиметровых волн. |
от |
2. М о щ н о с т ь п е р е д а т ч и к а — это мощность, |
|
даваемая им в фидерную линию (может быть от долей |
ват |
та до мегаватт). У передатчиков, работающих в импульсном
режиме, различают |
мощность в |
импульсе |
(Ри) |
и |
среднюю |
|
мощность |
за период |
повторения |
импульсов |
(Рср): |
|
|
3. |
К о э ф ф и ц и е н т |
п о л е з н о г о |
в |
д е й с т в и я |
||
(к. п. д .) — это отношение мощности, отданной |
фидерную |
линию, к мощности, потребляемой передатчиком от источни
ков питания: |
к.п.д. = |
потр |
|
К. п. д. определяет экономичность передатчика. |
|||
4. |
С т а б и л ь н о с т ь ч а с т о т ы п е р е д а т ч и к а ха |
||
рактеризуется |
коэффициентом |
относительной нестабильнос |
ти (Кон), который равен отношению максимально возможно-
го отклонения |
частоты |
излучаемых |
колебаний |
к номиналь- |
|
ному значению частоты: К _ |
Аі |
||||
Стабильность |
|
^ЭН |
r |
• |
|
частоты |
|
*0 |
определяет |
надежность |
|
радиосвязи. |
передатчика |
136
§ 4. 2. Ламповые генераторы с посторонним возбуждением
А.Назначение лампового генератора
спосторонним возбуждением
Л а м п о в ы м г е н е р а т о р о м называется ламповый преобразователь электрической энергии постоянного тока в электрическую энергию переменного тока заданной час тоты.
Ламповые генераторы делятся на генераторы с посторон ним возбуждением и генераторы с самовозбуждением.
В ламповом генераторе с посторонним возбуждением на управляющую сетку лампы подается высокочастотное нап ряжение от задающего генератора или предыдущего каска да усилителя. Это напряжение называется напряжением возбуждения. Частота выходного напряжения определяется частотой напряжения возбуждения.
Основное назначение генератора с посторонним возбуж дением — усиление мощности подводимых к нему колеба ний. Генератор с посторонним возбуждением часто называ ют усилителем мощности, так как он не генерирует соб ственных колебаний, а только усиливает высокочастотные колебания задающего генератора по мощности.
Б.Принципиальная схема и физические процессы
вламповом генераторе с посторонним возбуждением
Н а з н а ч е н и е э л е м е н т о в
Основными элементами генератора с посторонним возбуж дением являются: электронная лампа, колебательный контур, источники питания (рис. 4 .2 ).
Э л е к т р о н н а я |
л а м п |
а преобразует энергию источни |
ка анодного питания |
(Еа) в |
энергию переменного тока. В ге |
нераторах чаще используются специальные генераторные лам пы, обладающие малыми паразитными емкостями и индук тивностями.
К о л е б а т е л ь н ы й к о н т у р |
(LKC K), |
включенный |
в |
||
анодную цепь, является ее полезной |
нагрузкой. Н а нем |
вы |
|||
деляются усиленные |
колебания. При |
помощи |
конденсатора |
||
переменной емкости |
С к контур настраивают |
на |
частоту на |
пряжения возбуждения.
137