ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 226
Скачиваний: 5
ностью, так как все параметры стоят под корнем четвертой степени. Изменение каждого из параметров влияет на величи
ну D макс очень незначительно. Так |
как О макс=>/АРМакс |
- уве- |
|
личение мощности с 500 до |
1000 кет, то есть в два раза, приво |
||
дит к увеличению дальности D MaI!C |
всего в 1,19 раза. |
|
|
Такой же результат дает повышение чувствительности при |
|||
емника. Очень часто Р Л С |
характеризуют отношением |
|
|
* М И Н |
= ІО19 |
102) , |
с т а н - |
называемым э н е р г е т и ч е с к и м |
п о т е н ц и а л о м |
||
ü. и и. |
|
|
|
Наиболее эффективным способом увеличения дальности
действия Р Л С является повышение |
коэффициента усиления |
антенны G A. Коэффициент усиления |
антенны связан с эффек |
тивной площадью соотношением: |
(1-4) |
G A = 4 * - |A . |
При неизменной длине волны X повышение G A достигает ся увеличением эффективной площади антенны. Поскольку пе
редача и прием |
осуществляются на одну общую антенну, G A |
||
и SA в формуле возрастают одновременно и, следовательно, |
|||
дальность |
D M3Kc пропорциональна корню не четвертой, |
а вто |
|
рой степени. Согласно (1— 4) с уменьшением длины |
волны |
||
возрастает |
К П Д |
антенны, однако значительное укорочение |
длины волны приводит к ухудшению чувствительности при емного устройства. Чем короче длина волны, тем больше за тухание электромагнитной энергии в пространстве.
Дальность действия |
Р Л С зависит также от длительности |
|
импульсов Р Л С . Чем |
короче импульсы, тем дальность дей |
|
ствия Р Л С |
меньше при прочих неизменных параметрах. Это |
|
объясняется |
тем, что |
при уменьшении ти нужно расширять |
полосу пропускания приемника, вследствие чего ухудшаются чувствительность и избирательность его, то есть уменьшается дальность действия Р Л С .
Зависимость дальности действия Р Л С от длительности им пульсов говорит о том, что Омане зависит не от импульсной мощности передатчика, а от его средней мощности (рис. 1.37). Действительно, если ти уменьшить, а Р ср оставить прежней, то Рмакс возрастет. Однако при этом увеличения D MaKC не про-
51
изойдет, ибо \Ѵ„ (энергия излучаемых колебаний) останется прежней. Дальность действия современных импульсных Р Л С может быть до 500-f-1000 км.
t
Рис. 1.37. Зависимость энергии в импульсе от максимальной мощности и длительности импульса.
Таким образом, зная некоторые параметры Р Л С , по урав нению радиолокации можно рассчитывать остальные, что не обходимо в разведывательных целях.
Кроме того, знание уравнения радиолокации необходимо для конструирования радиотехнических станций.
Г л а в а II
Л И Н И И П Е Р Е Д А Ч И Э Н Е Р Г И И
Одной из основных задач, решаемых в РТ С, является пе редача энергии электромагнитных волн от одного элемента
станции |
к |
другому, например от передатчика к |
антенне, от |
||
антенны |
к приемнику и т. д. |
|
|
||
Устройства, предназначенные для передачи энергии |
|||||
электромагнитных волн, |
называются |
л и н и я м и |
передачи. |
||
В РТС |
применяются |
фидерные |
и волноводные линии, |
которые в дальнейшем будут называться просто л и н и я м и и в о л н о в о д а м и .
Для того чтобы изучить работу линий передачи, необхо димо вспомнить важнейшие свойства электромагнитного поля.
§ 2.1. Электромагнитное поле
Если по проводу проходит переменный ток, то вокруг него возникают переменные электрическое и магнитное поля, обра зующие вместе электромагнитное поле.
Электромагнитное поле, движущееся в пространстве, ина че называется электромагнитной волной.
Раздельно друг от друга переменные электрическое и маг нитное поля существовать не могут. Всякое изменение элек трического поля вызывает появление переменного магнитно го поля и наоборот.
Нельзя называть электромагнитным полем постоянные электрическое и магнитное поля, существующие одновременно в каком-либо месте пространства. В этом случае оба поля самостоятельны и не взаимодействуют между собой.
53
Электромагнитное поле представляет собой сочетание рав ноправных переменных электрического и магнитного полей, взаимодействующих друг с другом. Электрическое поле соз дается зарядами, а магнитное — токами в проводниках.
Теория показывает, что магнитное поле создается не толь ко токами проводимости, но и токами смещения, которые про порциональны скорости изменения электрического поля.
Взаимная связь между переменными электрическим и маг нитным полями объясняет причину движения электромагнит ного поля в пространстве.
При своем распространении электромагнитное поле может потерять связь с проводом, вокруг которого оно первоначаль но создалось. Принято говорить, что провод с переменным то ком излучает в пространство электромагнитные волны, кото
рые несут с |
собой энергию, |
полученную |
от |
источника тока. |
|||
Эффективное |
излучение электромагнитных |
волн |
|
возможно |
|||
только в том случае, когда длина провода соизмерима с дли |
|||||||
ной волны. |
свойства электромагнитного |
поля _и составляю |
|||||
Основные |
|||||||
щих его полей можно сформулировать следующим образом: |
|||||||
1. |
Электромагнитное поле всегда движется в данной среде |
||||||
со скоростью |
|
С |
|
|
|
(2-1) |
|
где е и ц — соответственно |
j/ep |
|
и |
магнитная |
|||
диэлектрическая |
|||||||
|
|
проницаемость среды; |
|
|
|
|
|
|
С — скорость распространения электромагнитного по |
||||||
|
ля в вакууме, составляющая 3- ІО8 |
м/сек. |
Для воз |
||||
|
духа можно считать |
|
|
|
|
||
|
|
JX = е = 1, |
тогда V = С. |
|
|
|
|
2.Электрические и магнитные силовые линии взаимно пер пендикулярны.
3.Магнитные силовые линии замкнуты и охватывают про водник с током или переменное электрическое поле.
4.Электрические силовые линии либо идут от одного элек трического заряда к другому, либо представляют собой замк нутые линии, охватывающие переменное магнитное поле.
5.Магнитные силовые линии у поверхности проводника с током параллельны этой поверхности.
6.Электрические силовые линии всегда перпендикулярны поверхности идеального проводника. Если имеется проводник,
54
не обладающий сопротивлением, то при прохождении тока по нему падения напряжения не возникает, то есть все точки этого проводника имеют одинаковый потенциал.
Электрические силовые линии имеются только между точ ками с разными потенциалами, то есть вдоль идеального про водника их быть не может.
Два последних свойства определяют структуру электро магнитного поля около поверхности проводника на границе между проводником и внешним пространством. Поэтому их называют г р а н и ч н ы м и у с л о в и я м и . Электромагнитное поле всегда имеет такую структуру, при которой выполняют
ся эти граничные условия. |
|
распространяющиеся в однород |
||||
Электромагнитные волны, |
|
|
являются п о п е |
|||
ной среде или вдоль двухпроводной линии, |
||||||
р е ч н ы м и . У этих |
волн |
электрические |
и |
магнитные |
линии |
|
лежат в плоскости, |
перпендикулярной к |
направлению |
рас |
|||
пространения волны. |
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
■ Н |
|
£ |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2. 1. Взаимное расположение векторов Е, Н, V в попе речной электромагнитной волне.
Н а рис. 2.1 изображены для поперечной волны векторы напряженности электрического поля Е, напряженности маг нитного поля Н и скорости распространения волны ѵ. Взаим ное расположение этих векторов для поперечной волны под чиняется следующему правилу: если вращать винт по крат чайшему расстоянию от Е к Н , то его поступательное движе ние покажет направление вектора ѵ. Если выразить Е в воль тах на метр и Н в амперах на метр, то их произведение даст мощность потока энергии, переносимой электромагнитной вол ной через 1 кв. м поперечного сечения волны. Произведение векторов Е и Н называется вектором П о й т и н г а (измеря ют Е ваттах на квадратный метр).
55
§ 2.2. Длинные линии
Линия называется длинной, если ее длина сравнима с дли ной волны радиосигнала или превышает ее.
Электрические процессы в длинной линии качественно от личаются от электрических процессов в короткой линии
Основное отличие состоит в том, что ток и напряжение в длинной линии имеют неодинаковые величины в различных точках одного и того же провода.
А. Параметры линий
Провода линии имеют определенную индуктивность, вели чина которой зависит от их геометрических размеров, формы
и взаимного расположения, то |
есть от конструкции |
линии. |
||
Между двумя проводами |
линии |
существует |
взаимная е м- |
|
к о с т ь и а к т и в н а я п р о в о д и м о с т ь |
(утечка). |
Кроме |
||
того, провода линии имеют |
а к т и в н о е с о п р о т и в л е н и е . |
Если индуктивность, емкость, активное сопротивление и утеч
ка линии распределены по |
ее |
длине, то линию называют |
э л е к т р и ч е с к о й ц е п ь ю |
с р а с п р е д е л е н н ы м и п а |
|
р а м е т р а м и . Эквивалентную |
схему такой линии можно |
представить в виде множества соединенных между собой яче ек из элементарных индуктивностей L и емкостей С (рис. 2.2).
56
Для удобства анализа и расчета линий введены понятия о погонных емкости, индуктивности, активном сопротивлении и активной проводимости (утечке).
П о г о н н а я и н д у к т и в н о с т ь Li — это индуктивность единицы длины линии. Измеряется она в гн/м, мгн/м, мкгн/м. Чем больше поверхность проводов и меньше расстояние меж
ду ними, тем меньше погонная индуктивность |
и наоборот. |
|
|||
П о г о н н о й |
е м к о с т ь ю Сі |
линии называется |
емкость |
||
пф/м.единицы длины |
линии. Она тем |
больше, чем толще провод и |
|||
меньше расстояние между ними. Измеряется в |
фім, |
мкф/м |
, |
||
П о г о н н ы м |
а к т и в н ы м сопротивлением |
Ri называет |
ся активное сопротивление единицы длины линии. С увеличе нием частоты погонное сопротивление возрастает. Измеряется оно в ом/м.
П о г о н н а я проводимость (утечка) Gi — активная про водимость единицы длины линии. Она зависит от электричес
ких свойств |
диэлектрика, заполняющего |
пространство между |
|||
проводами, |
и |
от частоты. С увеличением частоты погонная |
|||
проводимость |
увеличивается. Единица |
измерения-------------- . |
|||
Линия называется о д н о р о д н о й , |
|
ом -м |
|||
если значение первич |
|||||
ных параметров не изменяется по длине |
линии. Если длина |
||||
линии равна /, то |
L = L r /, |
|
|||
|
|
С= Сі •/, |
|
||
|
|
R= Ri |
G==Gi •/. |
|
|
При изучении физических процессов реальную линию за |
|||||
меняют ее |
эквивалентной |
схемой. Так |
как линия является |
цепью с распределенными постоянными, то ее эквивалентная схема представляет собой последовательное соединение боль шого числа звеньев. На практике обычно ограничиваются не сколькими (4—6) звеньями.
Исследования показали, что ряд физических процессов в цепи, состоящей из конденсаторов и катушек (рис. 2.3), про исходят так же, как и в реальной линии, если число звеньев не менее четырех.
Цепь, составленная из последовательно соединенных звень ев катушек и конденсаторов, называется и с к у с с т в е н н о й линией. Искусственные линии широко применяют для форми рования импульсов напряжения прямоугольной формы и для задержки импульсов.
57