Διάγραμμα κεραίας υποδοχής. Υποδοχή WRC για δημοσίευση στο ebs spbget "leti". Σκοπός και χαρακτηριστικά των κεραιών κυματοδηγών με σχισμή

• Μετάφραση

Άρθρο για μετάφραση που προτείνει ο alessandro893. Το υλικό προέρχεται από έναν εκτενή ιστότοπο αναφοράς που περιγράφει, ειδικότερα, τις αρχές λειτουργίας και το σχεδιασμό των ραντάρ.

Η κεραία είναι μια ηλεκτρική συσκευή που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε ραδιοκύματα και αντίστροφα. Η κεραία χρησιμοποιείται όχι μόνο σε ραντάρ, αλλά και σε παρεμβολές, συστήματα προειδοποίησης ακτινοβολίας και συστήματα επικοινωνίας. Κατά τη μετάδοση, η κεραία συγκεντρώνει την ενέργεια του πομπού ραντάρ και σχηματίζει μια δέσμη που κατευθύνεται προς την επιθυμητή κατεύθυνση. Κατά τη λήψη, η κεραία συλλέγει την επιστρεφόμενη ενέργεια ραντάρ που περιέχεται στα ανακλώμενα σήματα και τα μεταδίδει στον δέκτη. Οι κεραίες συχνά διαφέρουν ως προς το σχήμα δέσμης και την απόδοση.

Αριστερή - ισότροπη κεραία, δεξιά - κατευθυντική

Διπολική κεραία

Μια διπολική κεραία, ή δίπολο, είναι η απλούστερη και πιο δημοφιλής κατηγορία κεραιών. Αποτελείται από δύο πανομοιότυπους αγωγούς, σύρματα ή ράβδους, συνήθως με αμφίπλευρη συμμετρία. Για συσκευές μετάδοσης, παρέχεται ρεύμα σε αυτό και για συσκευές λήψης, λαμβάνεται σήμα μεταξύ των δύο μισών της κεραίας. Και οι δύο πλευρές του τροφοδότη στον πομπό ή τον δέκτη συνδέονται με έναν από τους αγωγούς. Τα δίπολα είναι κεραίες συντονισμού, δηλαδή τα στοιχεία τους χρησιμεύουν ως συντονιστές στους οποίους τα στάσιμα κύματα περνούν από τη μια άκρη στην άλλη. Άρα το μήκος των διπολικών στοιχείων καθορίζεται από το μήκος του ραδιοκύματος.

μοτίβο ακτινοβολίας

Τα δίπολα είναι μη κατευθυντικές κεραίες. Από αυτή την άποψη, χρησιμοποιούνται συχνά σε συστήματα επικοινωνίας.

Κεραία με τη μορφή ασύμμετρου δονητή (μονόπολο)

Μια μη ισορροπημένη κεραία είναι μισό δίπολο, και είναι τοποθετημένη κάθετα στην αγώγιμη επιφάνεια, ένα οριζόντιο ανακλαστικό στοιχείο. Η κατευθυντικότητα μιας μονοπολικής κεραίας είναι διπλάσια από μια διπολική κεραία διπλού μήκους επειδή δεν υπάρχει ακτινοβολία κάτω από τον οριζόντιο ανακλαστήρα. Από αυτή την άποψη, η απόδοση μιας τέτοιας κεραίας είναι διπλάσια και είναι σε θέση να μεταδίδει κύματα περαιτέρω χρησιμοποιώντας την ίδια ισχύ εκπομπής.

μοτίβο ακτινοβολίας

Κεραία καναλιού κυμάτων, κεραία Yagi-Uda, κεραία Yagi

μοτίβο ακτινοβολίας

Γωνιακή κεραία

Ένας τύπος κεραίας που χρησιμοποιείται συχνά σε πομπούς VHF και UHF. Αποτελείται από μια τροφοδοσία (μπορεί να είναι ένα δίπολο ή μια διάταξη Yagi) τοποθετημένη μπροστά από δύο επίπεδες ορθογώνιες ανακλαστικές οθόνες συνδεδεμένες υπό γωνία, συνήθως 90°. Ένα φύλλο μετάλλου ή μια σχάρα (για ραντάρ χαμηλής συχνότητας) μπορεί να λειτουργήσει ως ανακλαστήρας, μειώνοντας το βάρος και μειώνοντας την αντίσταση στον αέρα. Οι γωνιακές κεραίες έχουν μεγάλο εύρος και το κέρδος είναι περίπου 10-15 dB.

μοτίβο ακτινοβολίας

Περιοδική λογαριθμική (λογαριθμική περιοδική) κεραία δονητή ή λογαριθμική περιοδική συστοιχία συμμετρικών δονητών

Μια log-periodic antenna (LPA) αποτελείται από πολλά διπολικά θερμαντικά σώματα μισού κύματος σταδιακά αυξανόμενου μήκους. Το καθένα αποτελείται από ένα ζευγάρι μεταλλικές ράβδους. Τα δίπολα τοποθετούνται στενά, το ένα μετά το άλλο, και συνδέονται με τον τροφοδότη παράλληλα, με αντίθετες φάσεις. Στην εμφάνιση, μια τέτοια κεραία είναι παρόμοια με την κεραία Yagi, αλλά λειτουργεί διαφορετικά. Η προσθήκη στοιχείων στην κεραία Yagi αυξάνει την κατευθυντικότητά της (κέρδος) και η προσθήκη στοιχείων στο LPA αυξάνει το εύρος ζώνης της. Το κύριο πλεονέκτημά του σε σχέση με άλλες κεραίες είναι το εξαιρετικά μεγάλο εύρος συχνοτήτων λειτουργίας του. Τα μήκη των στοιχείων της κεραίας σχετίζονται μεταξύ τους σύμφωνα με τον λογαριθμικό νόμο. Το μήκος του μεγαλύτερου στοιχείου είναι το 1/2 του μήκους κύματος της χαμηλότερης συχνότητας και το μικρότερο είναι το 1/2 του μήκους κύματος της υψηλότερης συχνότητας.

μοτίβο ακτινοβολίας

Κεραία Helix

Μια ελικοειδής κεραία αποτελείται από έναν αγωγό στριμμένο σε μια σπείρα. Συνήθως τοποθετούνται πάνω από ένα οριζόντιο ανακλαστικό στοιχείο. Ο τροφοδότης συνδέεται με το κάτω μέρος της σπείρας και το οριζόντιο επίπεδο. Μπορούν να λειτουργήσουν σε δύο τρόπους λειτουργίας - κανονικό και αξονικό.

Κανονική (εγκάρσια) λειτουργία: οι διαστάσεις της έλικας (διάμετρος και κλίση) είναι μικρές σε σύγκριση με το μήκος κύματος της εκπεμπόμενης συχνότητας. Η κεραία λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως ένα βραχυκυκλωμένο δίπολο ή μονόπολο, με το ίδιο σχέδιο ακτινοβολίας. Η ακτινοβολία είναι γραμμικά πολωμένη παράλληλα με τον άξονα της έλικας. Αυτή η λειτουργία χρησιμοποιείται σε συμπαγείς κεραίες για φορητά και κινητά ραδιόφωνα.

Αξονική λειτουργία: οι διαστάσεις της έλικας είναι συγκρίσιμες με το μήκος κύματος. Η κεραία λειτουργεί σαν κατευθυντική κεραία, μεταδίδοντας μια δέσμη από το άκρο της σπείρας κατά μήκος του άξονά της. Εκπέμπει ραδιοκύματα κυκλικής πόλωσης. Συχνά χρησιμοποιείται για δορυφορικές επικοινωνίες.

μοτίβο ακτινοβολίας

Ρομβοειδής κεραία

Ρομβική κεραία - μια ευρυζωνική κατευθυντική κεραία, που αποτελείται από ένα έως τρία παράλληλα σύρματα στερεωμένα πάνω από το έδαφος με τη μορφή διαμαντιού, που υποστηρίζεται σε κάθε κορυφή από πύργους ή πόλους, στους οποίους συνδέονται τα καλώδια με μονωτές. Και οι τέσσερις πλευρές της κεραίας έχουν το ίδιο μήκος, συνήθως τουλάχιστον ένα μήκος κύματος ή μεγαλύτερο. Συχνά χρησιμοποιείται για επικοινωνία και λειτουργία στο εύρος των δεκαμετρικών κυμάτων.

μοτίβο ακτινοβολίας

Συστοιχία κεραιών 2D

Συστοιχία διπόλων πολλαπλών στοιχείων που χρησιμοποιείται στις ζώνες HF (1,6 - 30 MHz), που αποτελείται από σειρές και στήλες διπόλων. Ο αριθμός των σειρών μπορεί να είναι 1, 2, 3, 4 ή 6. Ο αριθμός των στηλών είναι 2 ή 4. Τα δίπολα είναι οριζόντια πολωμένα και μια ανακλαστική οθόνη τοποθετείται πίσω από τη διάταξη των διπόλων για να παρέχει μια ενισχυμένη δέσμη. Ο αριθμός των στηλών των διπόλων καθορίζει το πλάτος της αζιμουθιακής δέσμης. Για 2 στήλες το πλάτος δέσμης είναι περίπου 50°, για 4 στήλες είναι 30°. Η κύρια δέσμη μπορεί να έχει κλίση 15° ή 30° για μέγιστη κάλυψη 90°.

Ο αριθμός των σειρών και το ύψος του χαμηλότερου στοιχείου πάνω από το έδαφος καθορίζει τη γωνία ανύψωσης και το μέγεθος της περιοχής που εξυπηρετείται. Ένας πίνακας δύο σειρών έχει γωνία 20° και τεσσάρων σειρών 10°. Η ακτινοβολία από ένα πλέγμα 2D προσεγγίζει συνήθως την ιονόσφαιρα σε μικρή γωνία και λόγω της χαμηλής συχνότητας, συχνά αντανακλάται πίσω στην επιφάνεια της γης. Δεδομένου ότι η ακτινοβολία μπορεί να ανακλάται πολλές φορές μεταξύ της ιονόσφαιρας και της γης, η δράση της κεραίας δεν περιορίζεται στον ορίζοντα. Ως αποτέλεσμα, μια τέτοια κεραία χρησιμοποιείται συχνά για επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων.

μοτίβο ακτινοβολίας

Κεραία κεραίας

Μια κεραία κόρνας αποτελείται από έναν επεκτεινόμενο μεταλλικό κυματοδηγό σε σχήμα κέρατος που συλλέγει τα ραδιοκύματα σε μια δέσμη. Οι κεραίες κόρνας έχουν πολύ μεγάλο εύρος συχνοτήτων λειτουργίας, μπορούν να λειτουργήσουν με 20πλάσιο κενό στα όριά τους - για παράδειγμα, από 1 έως 20 GHz. Το κέρδος κυμαίνεται από 10 έως 25 dB και συχνά χρησιμοποιούνται ως τροφοδοσίες για μεγαλύτερες κεραίες.

μοτίβο ακτινοβολίας

παραβολική κεραία

Μία από τις πιο δημοφιλείς κεραίες ραντάρ είναι ο παραβολικός ανακλαστήρας. Ο ακτινοβολητής βρίσκεται στο επίκεντρο της παραβολής και η ενέργεια του ραντάρ κατευθύνεται στην επιφάνεια του ανακλαστήρα. Τις περισσότερες φορές, μια κεραία κόρνας χρησιμοποιείται ως τροφοδοσία, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν και διπολικές και ελικοειδείς κεραίες.

Επειδή η σημειακή πηγή ενέργειας είναι στο επίκεντρο, μετατρέπεται σε ένα μέτωπο κύματος σταθερής φάσης, καθιστώντας την παραβολή κατάλληλη για χρήση ραντάρ. Αλλάζοντας το μέγεθος και το σχήμα της ανακλαστικής επιφάνειας, είναι δυνατό να δημιουργηθούν δέσμες και μοτίβα ακτινοβολίας διαφόρων σχημάτων. Η κατευθυντικότητα των παραβολικών κεραιών είναι πολύ καλύτερη από αυτή των κεραιών Yagi ή διπολικών, το κέρδος μπορεί να φτάσει τα 30-35 dB. Το κύριο μειονέκτημά τους είναι η αδυναμία τους σε χαμηλές συχνότητες λόγω του μεγέθους τους. Ένα άλλο - ο ακτινοβολητής μπορεί να μπλοκάρει μέρος του σήματος.

μοτίβο ακτινοβολίας

Κεραία Cassegrain

Η κεραία Cassegrain μοιάζει πολύ με μια συμβατική παραβολική, αλλά χρησιμοποιεί ένα σύστημα δύο ανακλαστών για τη δημιουργία και την εστίαση της δέσμης ραντάρ. Ο κύριος ανακλαστήρας είναι παραβολικός και ο βοηθητικός ανακλαστήρας είναι υπερβολικός. Ο ακτινοβολητής βρίσκεται σε μία από τις δύο εστίες της υπερβολής. Η ενέργεια του ραντάρ από τον πομπό αντανακλάται από τον δευτερεύοντα ανακλαστήρα στον κύριο ανακλαστήρα και εστιάζεται. Η ενέργεια που επιστρέφει από τον στόχο συλλέγεται από τον κύριο ανακλαστήρα και ανακλάται με τη μορφή δέσμης που συγκλίνει σε ένα σημείο προς το βοηθητικό. Στη συνέχεια ανακλάται από τον βοηθητικό ανακλαστήρα και συλλέγεται στο σημείο που βρίσκεται η τροφοδοσία. Όσο μεγαλύτερος είναι ο βοηθητικός ανακλαστήρας, τόσο πιο κοντά μπορεί να είναι στον κύριο. Αυτός ο σχεδιασμός μειώνει τις αξονικές διαστάσεις του ραντάρ, αλλά αυξάνει τη σκίαση του ανοίγματος. Ένας μικρός βοηθητικός ανακλαστήρας, αντίθετα, μειώνει τη σκίαση του ανοίγματος, αλλά πρέπει να βρίσκεται μακριά από τον κύριο. Πλεονεκτήματα σε σύγκριση με μια παραβολική κεραία: συμπαγής (παρά την παρουσία δεύτερου ανακλαστήρα, η συνολική απόσταση μεταξύ των δύο ανακλαστήρων είναι μικρότερη από την απόσταση από την τροφοδοσία μέχρι τον ανακλαστήρα της παραβολικής κεραίας), μειωμένες απώλειες (ο δέκτης μπορεί να τοποθετηθεί κοντά στην κόρνα), μειωμένη παρεμβολή πλευρικού λοβού για ραντάρ εδάφους. Τα κύρια μειονεκτήματα: η δέσμη μπλοκάρεται πιο έντονα (το μέγεθος του βοηθητικού ανακλαστήρα και της τροφοδοσίας είναι μεγαλύτερο από το μέγεθος της τροφοδοσίας μιας συμβατικής παραβολικής κεραίας), δεν λειτουργεί καλά με μεγάλο εύρος κυμάτων.

μοτίβο ακτινοβολίας

Κεραία Γρηγόρης

Αριστερά - κεραία Gregory, δεξιά - Cassegrain

Η παραβολική κεραία Gregory μοιάζει πολύ στη δομή με την κεραία Cassegrain. Η διαφορά είναι ότι ο βοηθητικός ανακλαστήρας είναι κυρτός προς την αντίθετη κατεύθυνση. Το σχέδιο του Gregory μπορεί να χρησιμοποιήσει έναν μικρότερο δευτερεύοντα ανακλαστήρα από μια κεραία Cassegrain, με αποτέλεσμα λιγότερη κάλυψη δέσμης.

Κεραία offset (ασύμμετρη).

Όπως υποδηλώνει το όνομα, ο πομπός και ο βοηθητικός ανακλαστήρας (αν πρόκειται για κεραία Gregory) μιας κεραίας μετατόπισης μετατοπίζονται από το κέντρο του κύριου ανακλαστήρα για να μην μπλοκάρουν τη δέσμη. Αυτή η διάταξη χρησιμοποιείται συχνά σε παραβολικές κεραίες και κεραίες Gregory για αύξηση της απόδοσης.

Κεραία Cassegrain με επίπεδη πλάκα φάσης

Ένα άλλο κύκλωμα που έχει σχεδιαστεί για την καταπολέμηση του μπλοκαρίσματος δέσμης από έναν βοηθητικό ανακλαστήρα είναι η επίπεδη κεραία Cassegrain. Λειτουργεί λαμβάνοντας υπόψη την πόλωση των κυμάτων. Ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα έχει 2 συνιστώσες, το μαγνητικό και το ηλεκτρικό, τα οποία είναι πάντα κάθετα μεταξύ τους και προς την κατεύθυνση της κίνησης. Η πόλωση του κύματος καθορίζεται από τον προσανατολισμό του ηλεκτρικού πεδίου, μπορεί να είναι γραμμικό (κάθετο/οριζόντιο) ή κυκλικό (κυκλικό ή ελλειπτικό, στριμμένο δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα). Το πιο ενδιαφέρον πράγμα σχετικά με την πόλωση είναι ο πολωτής, ή η διαδικασία φιλτραρίσματος των κυμάτων, αφήνοντας μόνο τα κύματα πολωμένα προς μία κατεύθυνση ή σε ένα επίπεδο. Συνήθως ο πολωτής είναι κατασκευασμένος από υλικό με παράλληλη διάταξη ατόμων ή μπορεί να είναι ένα πλέγμα παράλληλων συρμάτων, η απόσταση μεταξύ των οποίων είναι μικρότερη από το μήκος κύματος. Συχνά θεωρείται ότι η απόσταση πρέπει να είναι περίπου μισό μήκος κύματος.

Μια κοινή παρανόηση είναι ότι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα και ένας πολωτής λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο με ένα ταλαντευόμενο καλώδιο και έναν ξύλινο φράκτη - δηλαδή, για παράδειγμα, ένα οριζόντια πολωμένο κύμα θα πρέπει να μπλοκάρεται από μια οθόνη με κάθετες εγκοπές.

Στην πραγματικότητα, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα συμπεριφέρονται διαφορετικά από τα μηχανικά κύματα. Ένα πλέγμα από παράλληλα οριζόντια καλώδια μπλοκάρει και αντανακλά εντελώς ένα οριζόντια πολωμένο ραδιοκύμα και εκπέμπει ένα κατακόρυφα πολωμένο - και το αντίστροφο. Ο λόγος είναι αυτός: όταν ένα ηλεκτρικό πεδίο, ή κύμα, είναι παράλληλο με ένα σύρμα, διεγείρει ηλεκτρόνια κατά μήκος του σύρματος και δεδομένου ότι το μήκος του σύρματος είναι πολλαπλάσιο του πάχους του, τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινηθούν εύκολα και να απορροφήσουν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας του κύματος. Η κίνηση των ηλεκτρονίων θα οδηγήσει στην εμφάνιση ενός ρεύματος και το ρεύμα θα δημιουργήσει τα δικά του κύματα. Αυτά τα κύματα θα ακυρώσουν τα κύματα μετάδοσης και θα συμπεριφέρονται σαν ανακλώμενα. Από την άλλη πλευρά, όταν το ηλεκτρικό πεδίο του κύματος είναι κάθετο στα καλώδια, θα διεγείρει ηλεκτρόνια σε όλο το πλάτος του σύρματος. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να κινηθούν ενεργά με αυτόν τον τρόπο, πολύ λίγη από την ενέργεια θα ανακλάται.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αν και στις περισσότερες απεικονίσεις τα ραδιοκύματα έχουν μόνο 1 μαγνητικό και 1 ηλεκτρικό πεδίο, αυτό δεν σημαίνει ότι ταλαντώνονται ακριβώς στο ίδιο επίπεδο. Στην πραγματικότητα, μπορεί να φανταστεί κανείς ότι τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία αποτελούνται από πολλά υποπεδία που αθροίζονται διανυσματικά. Για παράδειγμα, για ένα κατακόρυφα πολωμένο κύμα δύο υποπεδίων, το αποτέλεσμα της προσθήκης των διανυσμάτων τους είναι κατακόρυφο. Όταν δύο υποπεδία βρίσκονται σε φάση, το ηλεκτρικό πεδίο που προκύπτει θα είναι πάντα ακίνητο στο ίδιο επίπεδο. Αλλά αν ένα από τα υποπεδία είναι πιο αργό από το άλλο, τότε το προκύπτον πεδίο θα αρχίσει να περιστρέφεται γύρω από την κατεύθυνση του κύματος (αυτό ονομάζεται συχνά ελλειπτική πόλωση). Εάν ένα υποπεδίο είναι πιο αργό από τα άλλα κατά ακριβώς ένα τέταρτο του μήκους κύματος (η φάση είναι 90 μοίρες διαφορετική), τότε έχουμε κυκλική πόλωση:

Για να μετατρέψουμε τη γραμμική πόλωση ενός κύματος σε κυκλική πόλωση και αντίστροφα, είναι απαραίτητο να επιβραδύνουμε ένα από τα υποπεδία σε σχέση με τα άλλα κατά ακριβώς το ένα τέταρτο του μήκους κύματος. Για αυτό, χρησιμοποιείται συχνότερα ένα πλέγμα (πλάκα φάσης τετάρτου κύματος) παράλληλων συρμάτων με απόσταση 1/4 μήκους κύματος μεταξύ τους, που βρίσκεται σε γωνία 45 μοιρών προς την οριζόντια.
Για ένα κύμα που διέρχεται από τη συσκευή, η γραμμική πόλωση γίνεται κυκλική και η κυκλική πόλωση γίνεται γραμμική.

Μια κεραία Cassegrain με επίπεδη πλάκα φάσης που λειτουργεί με αυτήν την αρχή αποτελείται από δύο ανακλαστήρες ίσου μεγέθους. Το βοηθητικό ανακλά μόνο κύματα με οριζόντια πόλωση και μεταδίδει κύματα με κάθετη πόλωση. Το κύριο αντανακλά όλα τα κύματα. Η βοηθητική πλάκα ανακλαστήρα βρίσκεται μπροστά από την κύρια. Αποτελείται από δύο μέρη - μια πλάκα με σχισμές που τρέχουν υπό γωνία 45 ° και μια πλάκα με οριζόντιες σχισμές πλάτους μικρότερου από το 1/4 του μήκους κύματος.

Ας υποθέσουμε ότι ο ακτινοβολητής εκπέμπει ένα κύμα με κυκλική πόλωση αριστερόστροφα. Το κύμα διέρχεται από την πλάκα τετάρτου κύματος και γίνεται ένα οριζόντια πολωμένο κύμα. Αντανακλά τα οριζόντια καλώδια. Περνά και πάλι από την πλάκα τετάρτου κύματος, από την άλλη πλευρά, και γι 'αυτό τα καλώδια της πλάκας είναι ήδη προσανατολισμένα σε καθρέφτη, δηλαδή σαν να περιστρέφονται κατά 90 °. Η προηγούμενη αλλαγή στην πόλωση ακυρώνεται, έτσι ώστε το κύμα να πολωθεί ξανά αριστερόστροφα κυκλικά και να ταξιδέψει πίσω στον κύριο ανακλαστήρα. Ο ανακλαστήρας αλλάζει την πόλωση από αριστερόστροφα σε δεξιόστροφα. Διέρχεται από τις οριζόντιες υποδοχές του βοηθητικού ανακλαστήρα χωρίς αντίσταση και φεύγει προς την κατεύθυνση των στόχων κατακόρυφα πολωμένος. Στη λειτουργία λήψης, ισχύει το αντίθετο.

υποδοχή κεραίας

Αν και οι περιγραφείσες κεραίες έχουν αρκετά υψηλό κέρδος σε σχέση με το μέγεθος του διαφράγματος, όλες έχουν κοινά μειονεκτήματα: υψηλή ευαισθησία σε πλευρικούς λοβούς (ευαισθησία στην ακαταστασία εδάφους και ευαισθησία σε στόχους με χαμηλή αποτελεσματική περιοχή σκέδασης), μείωση της απόδοσης λόγω μπλοκαρίσματος δέσμης (μικρά ραντάρ που δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αεροσκάφη έχουν πρόβλημα μπλοκαρίσματος, μικρότερο πρόβλημα μπλοκαρίσματος, ραντάρ). Ως αποτέλεσμα, εφευρέθηκε ένα νέο σχήμα κεραίας - σχισμή. Κατασκευάζεται με τη μορφή μεταλλικής επιφάνειας, συνήθως επίπεδης, στην οποία κόβονται τρύπες ή σχισμές. Όταν ακτινοβολείται στη σωστή συχνότητα, εκπέμπονται ηλεκτρομαγνητικά κύματα από κάθε υποδοχή - δηλαδή, οι υποδοχές λειτουργούν ως μεμονωμένες κεραίες και σχηματίζουν μια συστοιχία. Επειδή η δέσμη που προέρχεται από κάθε σχισμή είναι αδύναμη, οι πλευρικοί λοβοί τους είναι επίσης πολύ μικροί. Οι κουλοχέρηδες χαρακτηρίζονται από υψηλό κέρδος, μικρούς πλαϊνούς λοβούς και χαμηλό βάρος. Μπορεί να μην έχουν προεξέχοντα εξαρτήματα, κάτι που σε ορισμένες περιπτώσεις είναι το σημαντικό τους πλεονέκτημα (για παράδειγμα, όταν τοποθετούνται σε αεροσκάφη).

μοτίβο ακτινοβολίας

Κεραία παθητικής φάσης (PFAR)

Ραντάρ με MIG-31

Από τις πρώτες μέρες της ανάπτυξης του ραντάρ, ένα πρόβλημα ταλανίζει τους προγραμματιστές: η ισορροπία μεταξύ ακρίβειας, εμβέλειας και χρόνου σάρωσης ραντάρ. Προκύπτει επειδή τα ραντάρ με μικρότερα πλάτη δέσμης έχουν βελτιωμένη ακρίβεια (αυξημένη ανάλυση) και εμβέλεια για την ίδια ισχύ (συγκέντρωση ισχύος). Αλλά όσο μικρότερο είναι το πλάτος της δέσμης, τόσο περισσότερο το ραντάρ σαρώνει ολόκληρο το οπτικό πεδίο. Επιπλέον, ένα ραντάρ υψηλής απολαβής θα απαιτήσει μεγαλύτερες κεραίες, κάτι που δεν είναι βολικό για γρήγορη σάρωση. Για να επιτευχθεί πρακτική ακρίβεια στις χαμηλές συχνότητες, το ραντάρ θα απαιτούσε κεραίες τόσο τεράστιες που θα ήταν δύσκολο να περιστραφούν από μηχανική άποψη. Για να λυθεί αυτό το πρόβλημα, δημιουργήθηκε μια συστοιχία κεραιών παθητικής φάσης. Δεν βασίζεται στη μηχανική, αλλά στην παρεμβολή κυμάτων για τον έλεγχο της δέσμης. Εάν δύο ή περισσότερα κύματα του ίδιου τύπου ταλαντώνονται και συναντώνται στο ίδιο σημείο του χώρου, το συνολικό πλάτος των κυμάτων προστίθεται με τον ίδιο τρόπο που προστίθενται τα κύματα στο νερό. Ανάλογα με τις φάσεις αυτών των κυμάτων, η παρεμβολή μπορεί να τα ενισχύσει ή να τα αποδυναμώσει.

Η δέσμη μπορεί να διαμορφωθεί και να ελεγχθεί ηλεκτρονικά ελέγχοντας τη διαφορά φάσης μιας ομάδας στοιχείων εκπομπής - με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατό να ελεγχθεί πού αυξάνεται ή μειώνεται η παρεμβολή. Από αυτό προκύπτει ότι στο ραντάρ ενός αεροσκάφους για έλεγχο δέσμης από πλευρά σε πλευρά πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον δύο στοιχεία εκπομπής.

Συνήθως, ένα ραντάρ PFAR αποτελείται από 1 τροφοδοσία, έναν LNA (ενισχυτή χαμηλού θορύβου), έναν διανομέα ισχύος, 1000-2000 στοιχεία εκπομπής και ίσο αριθμό μετατοπιστών φάσης.

Τα στοιχεία εκπομπής μπορεί να είναι ισότροπες ή κατευθυντικές κεραίες. Μερικοί τυπικοί τύποι στοιχείων μετάδοσης είναι:

Στις πρώτες γενιές των μαχητικών, οι κεραίες patch (αντέννες ταινίας) χρησιμοποιήθηκαν συχνότερα, καθώς είναι οι πιο εύκολες στην ανάπτυξη.

Οι σύγχρονες συστοιχίες ενεργής φάσης χρησιμοποιούν θερμαντικά σώματα αυλού λόγω των δυνατοτήτων ευρείας ζώνης και της βελτιωμένης απολαβής:

Ανεξάρτητα από τον τύπο της κεραίας που χρησιμοποιείται, η αύξηση του αριθμού των στοιχείων ακτινοβολίας βελτιώνει την κατευθυντικότητα του ραντάρ.

Όπως γνωρίζουμε, στην ίδια συχνότητα ραντάρ, η αύξηση του διαφράγματος οδηγεί σε μείωση του πλάτους της δέσμης, γεγονός που αυξάνει την εμβέλεια και την ακρίβεια. Αλλά με τις σταδιακές συστοιχίες, δεν πρέπει να αυξήσετε την απόσταση μεταξύ των στοιχείων ακτινοβολίας σε μια προσπάθεια να αυξήσετε το διάφραγμα και να μειώσετε το κόστος του ραντάρ. Διότι εάν η απόσταση μεταξύ των στοιχείων είναι μεγαλύτερη από τη συχνότητα λειτουργίας, μπορεί να εμφανιστούν πλευρικοί λοβοί, υποβαθμίζοντας σημαντικά την αποτελεσματικότητα του ραντάρ.

Το πιο σημαντικό και ακριβό μέρος του PFAR είναι οι μετατοπιστές φάσης. Χωρίς αυτά, είναι αδύνατο να ελεγχθεί η φάση του σήματος και η κατεύθυνση της δέσμης.

Κυκλοφορούν σε πολλές ποικιλίες, αλλά σε γενικές γραμμές μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις τύπους.

Μετατοπιστές φάσης χρονικής καθυστέρησης

Ο απλούστερος τύπος μετατοπιστών φάσης. Χρειάζεται χρόνος για να περάσει ένα σήμα από μια γραμμή μετάδοσης. Αυτή η καθυστέρηση, ίση με τη μετατόπιση φάσης του σήματος, εξαρτάται από το μήκος της γραμμής μετάδοσης, τη συχνότητα του σήματος και την ταχύτητα φάσης του σήματος στο υλικό μετάδοσης. Με την εναλλαγή του σήματος μεταξύ δύο ή περισσότερων γραμμών μετάδοσης δεδομένου μήκους, μπορεί να ελεγχθεί η μετατόπιση φάσης. Τα στοιχεία μεταγωγής είναι μηχανικοί ηλεκτρονόμοι, διόδους ακίδων, τρανζίστορ πεδίου ή μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα. Οι διόδους ακίδων χρησιμοποιούνται συχνά λόγω της υψηλής ταχύτητας, των χαμηλών απωλειών και των απλών κυκλωμάτων πόλωσης που παρέχουν αλλαγές αντίστασης από 10 kΩ σε 1 Ω.

Καθυστέρηση, sec = μετατόπιση φάσης ° / (360 * συχνότητα, Hz)

Το μειονέκτημά τους είναι ότι το σφάλμα φάσης αυξάνεται με την αύξηση της συχνότητας και αυξάνεται σε μέγεθος με τη μείωση της συχνότητας. Επίσης, η αλλαγή φάσης αλλάζει ανάλογα με τη συχνότητα, επομένως δεν ισχύουν για πολύ χαμηλές και υψηλές συχνότητες.

Ανακλαστικός/τετραγωνικός μετατοπιστής φάσης

Συνήθως πρόκειται για έναν τετράγωνο συζεύκτη που χωρίζει το σήμα εισόδου σε δύο σήματα που είναι 90° εκτός φάσης, τα οποία στη συνέχεια ανακλώνται. Στη συνέχεια συνδυάζονται σε φάση στην έξοδο. Αυτό το κύκλωμα λειτουργεί επειδή οι ανακλάσεις του σήματος από τις αγώγιμες γραμμές μπορεί να είναι εκτός φάσης σε σχέση με το προσπίπτον σήμα. Η μετατόπιση φάσης ποικίλλει από 0° (ανοικτό κύκλωμα, μηδενική χωρητικότητα varactor) έως -180° (βραχυκύκλωμα, άπειρη χωρητικότητα varactor). Τέτοιοι μετατοπιστές φάσης έχουν μεγάλο εύρος λειτουργίας. Ωστόσο, οι φυσικοί περιορισμοί των varactors σημαίνουν ότι στην πράξη η μετατόπιση φάσης μπορεί να φτάσει μόνο τις 160°. Αλλά για μια μεγαλύτερη μετατόπιση, είναι δυνατό να συνδυαστούν πολλές τέτοιες αλυσίδες.

Διανυσματικός διαμορφωτής IQ

Ακριβώς όπως με έναν ανακλαστικό μετατοπιστή φάσης, εδώ το σήμα χωρίζεται σε δύο εξόδους με μετατόπιση φάσης 90 μοιρών. Η εισερχόμενη φάση χωρίς μετατόπιση ονομάζεται κανάλι I και το τετράγωνο με μετατόπιση 90 μοιρών ονομάζεται κανάλι Q. Στη συνέχεια, κάθε σήμα διέρχεται από έναν διφασικό διαμορφωτή ικανό να μετατοπίζει τη φάση του σήματος. Κάθε σήμα υφίσταται μια μετατόπιση φάσης 0° ή 180°, επιτρέποντας την επιλογή οποιουδήποτε ζεύγους διανυσμάτων τετραγωνισμού. Στη συνέχεια, τα δύο σήματα ανασυνδυάζονται. Δεδομένου ότι η εξασθένηση και των δύο σημάτων μπορεί να ελεγχθεί, δεν ελέγχεται μόνο η φάση αλλά και το πλάτος του σήματος εξόδου.

Μετατοπιστής φάσης σε φίλτρα υψηλής/χαμηλοπερατότητας

Κατασκευάστηκε για να λύσει το πρόβλημα των μετατοπιστών φάσης με χρονική καθυστέρηση που δεν μπορούν να λειτουργήσουν σε μεγάλο εύρος συχνοτήτων. Λειτουργεί με εναλλαγή της διαδρομής σήματος μεταξύ φίλτρων υψηλής και χαμηλής διέλευσης. Παρόμοια με έναν μετατοπιστή φάσης χρονικής καθυστέρησης, χρησιμοποιούνται μόνο φίλτρα αντί για γραμμές μεταφοράς. Το φίλτρο υψηλής διέλευσης αποτελείται από μια σειρά επαγωγέων και πυκνωτών για την παροχή προώθησης φάσης. Ένας τέτοιος μετατοπιστής φάσης παρέχει μια σταθερή μετατόπιση φάσης στο εύρος συχνοτήτων λειτουργίας. Επίσης, το μέγεθός του είναι πολύ μικρότερο από τα προηγούμενα αναφερόμενα μετατοπιστές φάσης, επομένως χρησιμοποιείται συχνότερα σε ραντάρ.

Συνοψίζοντας, σε σύγκριση με μια συμβατική αντανακλαστική κεραία, τα κύρια πλεονεκτήματα του PFAR θα είναι: υψηλή ταχύτητα σάρωσης (αύξηση του αριθμού των στόχων που παρακολουθούνται, μείωση της πιθανότητας ο σταθμός να ανιχνεύσει μια προειδοποίηση έκθεσης), βελτιστοποίηση του χρόνου που αφιερώνεται στον στόχο, υψηλό κέρδος και μικροί πλευρικοί λοβοί (δυσκολότερο στη σίγαση και ανίχνευση), τυχαία τεχνική σίγασης και ανίχνευσης για να εξαγάγετε το σήμα από τον θόρυβο. Τα κύρια μειονεκτήματα είναι το υψηλό κόστος, η αδυναμία σάρωσης πλάτους μεγαλύτερου από 60 μοίρες (το οπτικό πεδίο μιας σταθερής συστοιχίας φάσης είναι 120 μοίρες, ένα μηχανικό ραντάρ μπορεί να το επεκτείνει σε 360).

Κεραία ενεργής συστοιχίας φάσης

Εξωτερικά, το AFAR (AESA) και το PFAR (PESA) είναι δύσκολο να διακριθούν, αλλά στο εσωτερικό διαφέρουν ριζικά. Το PFAR χρησιμοποιεί έναν ή δύο ενισχυτές υψηλής ισχύος που μεταδίδουν ένα σήμα, το οποίο στη συνέχεια χωρίζεται σε χιλιάδες διαδρομές για χιλιάδες μετατοπιστές φάσης και στοιχεία. Ένα ραντάρ με AFAR αποτελείται από χιλιάδες μονάδες λήψης/εκπομπής. Δεδομένου ότι οι πομποί βρίσκονται απευθείας στα ίδια τα στοιχεία, δεν έχει ξεχωριστό δέκτη και πομπό. Οι διαφορές στην αρχιτεκτονική φαίνονται στην εικόνα.

Στο AFAR, τα περισσότερα εξαρτήματα, όπως ένας ενισχυτής αδύναμου σήματος, ένας ενισχυτής υψηλής ισχύος, ένας μηχανισμός διπλής όψης, ένας μετατροπέας φάσης, μειώνονται και συναρμολογούνται σε ένα πακέτο που ονομάζεται μονάδα λήψης/μετάδοσης. Κάθε μία από τις μονάδες είναι ένα μικρό ραντάρ. Η αρχιτεκτονική τους έχει ως εξής:

Αν και οι AESA και PESA χρησιμοποιούν παρεμβολή κυμάτων για να διαμορφώσουν και να εκτρέψουν τη δέσμη, ο μοναδικός σχεδιασμός του APAA παρέχει πολλά πλεονεκτήματα έναντι του PFAA. Για παράδειγμα, ένας μικρός ενισχυτής σήματος βρίσκεται κοντά στον δέκτη, πριν από τα εξαρτήματα όπου χάνεται μέρος του σήματος, επομένως έχει καλύτερη αναλογία σήματος προς θόρυβο από το PFAR.

Επιπλέον, με ίσες δυνατότητες ανίχνευσης, το AFAR έχει χαμηλότερο κύκλο λειτουργίας και μέγιστη ισχύ. Επίσης, δεδομένου ότι οι μεμονωμένες μονάδες APAA δεν βασίζονται σε έναν μόνο ενισχυτή, μπορούν ταυτόχρονα να μεταδίδουν σήματα σε διαφορετικές συχνότητες. Ως αποτέλεσμα, το APAA μπορεί να δημιουργήσει πολλές ξεχωριστές δέσμες διαιρώντας τη συστοιχία σε υποσυστοιχίες. Η δυνατότητα λειτουργίας σε πολλαπλές συχνότητες φέρνει το multitasking και τη δυνατότητα ανάπτυξης συστημάτων εμπλοκής οπουδήποτε σε σχέση με το ραντάρ. Αλλά η δημιουργία πάρα πολλών ταυτόχρονων ακτίνων μειώνει την εμβέλεια του ραντάρ.

Τα δύο βασικά μειονεκτήματα του AFAR είναι το υψηλό κόστος και το περιορισμένο οπτικό πεδίο των 60 μοιρών.

Υβριδικές ηλεκτρονικές-μηχανικές κεραίες συστοιχίας φάσης

Η πολύ υψηλή ταχύτητα σάρωσης του PAR συνδυάζεται με περιορισμένο οπτικό πεδίο. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, στα σύγχρονα ραντάρ, οι προβολείς βρίσκονται σε έναν κινητό δίσκο, γεγονός που αυξάνει το οπτικό πεδίο. Μην συγχέετε το οπτικό πεδίο με το πλάτος της δέσμης. Το πλάτος δέσμης αναφέρεται στη δέσμη ραντάρ και το οπτικό πεδίο αναφέρεται στο συνολικό μέγεθος της περιοχής που σαρώνεται. Συχνά απαιτούνται στενές δοκοί για τη βελτίωση της ακρίβειας και της εμβέλειας και συνήθως δεν απαιτείται στενό οπτικό πεδίο.

Ετικέτες: Προσθήκη ετικετών

στον υπερκρίσιμο τρόπο, όταν διαδίδονται μεταξύ παράλληλων μεταλλικών πλακών, είναι δυνατό να προσδιοριστεί η απόσταση μεταξύ των προεξοχών. d 0 (Εικ. 5.12), το μήκος τους 1(/ και το πάχος - \ - ., \ ^

Στο σχ. Τα 5.13 και 5.14 δείχνουν παραδείγματα σχεδίασης μη συντονιστικού κυματοδηγού-σχισμή

κεραίες με κεκλιμένες υποδοχές στο στενό τοίχωμα του κυματοδηγού όταν η κεραία τροφοδοτείται με ορθογώνιο κυματοδηγό (Εικ. 5.13) και με διαμήκεις εγκοπές στο φαρδύ τοίχωμα όταν τροφοδοτείται με ομοαξονικό καλώδιο (Εικ. 5.14).

Ένα παράδειγμα σχεδίασης μιας κεραίας κυματοδηγού με σχισμή με ηλεκτρομηχανική σάρωση δέσμης (με αφαιρούμενο άνω τοίχο με σχισμή) φαίνεται στο σχ. 5.15. Ο σκοπός των επιμέρους στοιχείων της κεραίας υποδεικνύεται στο ίδιο σχήμα.

Στο σχ. 5.1-6,a δείχνει μία από τις επιλογές για μια δισδιάστατη κεραία κυματοδηγού-σχισμή [L 11], που αποτελείται από οκτώ παράλληλους κυματοδηγούς αλουμινίου, καθένας από τους οποίους έχει δέκα κομμένες υποδοχές αλτήρων. Οι υποδοχές αλτήρων έχουν μεγαλύτερο εύρος ζώνης σε σύγκριση με τις συμβατικές ορθογώνιες υποδοχές [LO 9]. Ένα χαρακτηριστικό της κεραίας είναι ότι οι ζυγοί και περιττοί κυματοδηγοί τροφοδοτούνται από διαφορετικές πλευρές με τη βοήθεια διαιρετών ισχύος και ολόκληρο το άνοιγμα χρησιμοποιείται για να σχηματίσει τέσσερις δέσμες, η διάταξη των οποίων στο διάστημα φαίνεται με μια διακεκομμένη γραμμή στο Σχ. 5.16.6 Τέτοιες κεραίες χρησιμοποιούνται, για παράδειγμα, * σε συσκευές αυτόνομης πλοήγησης Doppler αεροσκαφών που έχουν σχεδιαστεί για τον προσδιορισμό της ταχύτητας και της γωνίας μετατόπισης ενός αεροσκάφους.

Ένα σύνολο πολλών γραμμικών * κεραιών κυματοδηγού-σχισμή που βρίσκονται κατά μήκος της γεννήτριας του κωνικού τμήματος του αεροσκάφους (Εικ. 5.17) / μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να σχηματίσει το απαιτούμενο σχήμα του σχεδίου ακτινοβολίας [LO 7]..

Για προστασία από την ατμοσφαιρική "υετό και τη σκόνη, το άνοιγμα της κεραίας της σχισμής κυματοδηγού πρέπει να κλείσει με διηλεκτρική πλάκα ή ολόκληρο το σύστημα ακτινοβολίας πρέπει να τοποθετηθεί σε ραδιοδιαφανές φέρινγκ. / u. - "-; ;7 ";;>■-■

5.9. Κατά προσέγγιση διαδικασία για τον υπολογισμό της θυρίδας κυματοδηγού

Κατά την ανάπτυξη ή το σχεδιασμό θυρίδων κεραιών, τα αρχικά δεδομένα μπορεί να είναι:

Το πλάτος του DN σε δύο κύρια επίπεδα ή σε ένα

20q 5 και επίπεδο πλευρικού λοβού.

Συντελεστής κατευθυντικής δράσης £) 0 ;

Πλάτος: ή κατανομή πλάτους-φάσης πάνω από / κεραία και ο αριθμός των εκπομπών N. εύρος συχνοτήτων

Ας σταθούμε στη σειρά υπολογισμού για τις ακόλουθες δύο επιλογές:

Επιλογή 1. Δίνεται η κατανομή του πλάτους στο άνοιγμα της κεραίας και ο αριθμός των εκπομπών N.

Επιλογή 2. Καθορίζεται το πλάτος του σχεδίου ακτινοβολίας σε ένα ή δύο κύρια επίπεδα και το επίπεδο πλευρικής ακτινοβολίας.

Αρχικά, επιλέγεται ο τύπος κεραίας με υποδοχή κυματοδηγού. Εάν δοθεί η γωνιακή θέση του κύριου μέγιστου DN 0 GL \ I, η κεραία πρέπει να διασφαλίσει τη λειτουργία στη ζώνη συχνοτήτων, επιλέγεται μια κεραία χωρίς συντονισμό. θα πρέπει να έχει υψηλή τιμή απόδοσης, προτιμάται μια κεραία συντονισμού.

Επιλογή 1. Με έναν δεδομένο νόμο διακύμανσης πλάτους, η απόσταση μεταξύ των εκπομπών d προσδιορίζεται αρχικά από το άνοιγμα της κεραίας στον κυματοδηγό του δεδομένου εύρους συχνοτήτων που επιλέχθηκε για την κατασκευή της κεραίας: Εάν δοθεί η θέση του κύριου μέγιστου του RP στο διάστημα 6 No, τότε η απαιτούμενη τιμή του rf βρίσκεται με τον τύπο (5.26). Εάν η γωνία Egl δεν έχει ρυθμιστεί, τότε η απόσταση μεταξύ των θερμαντικών σωμάτων επιλέγεται d^\"k B / 2 και, επιπλέον, έτσι ώστε στις ακραίες συχνότητες του δεδομένου εύρους να μην υπάρχει συντονισμένη διέγερση της κεραίας [τύπος (5.22 )]: Περαιτέρω, ο υπολογισμός πραγματοποιείται με την ακόλουθη σειρά.

C Λαμβάνοντας υπόψη το γενικό ισοδύναμο κύκλωμα της κεραίας, (βλ. Εικ. 5.8.6) υπολογίστε την ισοδύναμη κανονικοποιημένη αγωγιμότητα g n (ή αντίσταση g p) όλων των N υποδοχών κεραίας (βλ. § 5.4).

2. Γνωρίζοντας την τιμή του gv ή g p / σύμφωνα με: τους τύπους του Πίνακα. 5.1 (§ 5.2) προσδιορίστε τη μετατόπιση του κέντρου των σχισμών σε σχέση με το μέσο του φαρδιού τοιχώματος του κυματοδηγού ή τη γωνία κλίσης τους 6 στο πλευρικό τοίχωμα.

P 3. Έχοντας υπολογίσει την αγωγιμότητα της ακτινοβολίας της σχισμής στον κυματοδηγό (δηλαδή, την εξωτερική αγωγιμότητα), f, από τη γνωστή τιμή της ισχύος στην είσοδο, (στην περίπτωση κεραίας εκπομπής) προσδιορίστε την τάση στο ο αντικόμβος της θυρίδας U m [τύπος (5.3)], και επομένως, και το πλάτος της θυρίδας di [τύπος (5.4)].

4. Με μια γνωστή θέση των σχισμών στο τοίχωμα του κυματοδηγού και το πλάτος τους, σύμφωνα με την § 5.2, βρίσκεται το μήκος συντονισμού των σχισμών στον κυματοδηγό.

5. Υπολογίστε το μοτίβο της κεραίας (βλ. § 5.7) ^ το διδακτορικό του. δ. και κ. στο.

Επιλογή 2. Αρχικά, βρείτε την απόσταση μεταξύ των εκπομπών με τον ίδιο τρόπο όπως η πρώτη επιλογή υπολογισμού. Στη συνέχεια επιλέγεται η κατανομή πλάτους πάνω από την κεραία, παρέχοντας

10* 147 έναρξη DN με δεδομένο επίπεδο πλευρικών λοβών. Περαιτέρω, σύμφωνα με τη γνωστή πλέον κατανομή πλάτους, βρίσκεται το μήκος της κεραίας (αντίστοιχα, ο αριθμός των θερμαντικών σωμάτων), το οποίο παρέχει το απαιτούμενο πλάτος του σχεδίου ακτινοβολίας στο επίπεδο ισχύος 0,5 (τύποι στον Πίνακα 5.2 § 5.7). Ο περαιτέρω υπολογισμός συμπίπτει με τις παραγράφους. 1-5 της προηγούμενης επιλογής υπολογισμού.

Εκτός από τον ηλεκτρικό υπολογισμό της ίδιας της κεραίας, υπολογίζεται η γραμμή τροφοδοσίας και ο διεγέρτης, επιλέγεται ο απαιτούμενος τύπος περιστρεφόμενου συνδέσμου όταν απαιτείται από την ανάθεση σχεδιασμού και προσδιορίζονται τα κύρια χαρακτηριστικά του.

Βιβλιογραφία

Κεραίες μικροκυμάτων G. Kyun PV. TTer. Με; Γερμανός εκδ. M. P. Dolukhanova. Εκδοτικός οίκος "Ναυπηγική", 1967.

"2. Pietolkors A. A. General theory of diffractive antennas. ZhTF, 1944, vol. XIV, No. 12, ZhTF, 1946, vol. XVI, (Σημ. 1.

3. "Εγχειρίδιο για τη σχεδίαση μαθημάτων κεραιών." VZEYS, 1967.

4. I c u k L. P., S mi r n o v a N. ! Β. Εσωτερικές αγωγιμότητες μη συντονισμένων σχισμών σε ορθογώνιο κυματοδηγό. «Izvestiya vuzov», Radiotehnika, 1967, τ. Χ, 4.

"5. Veshch" Nikov and I. E., Evetroiov G. A. Theory of matched slot radiators. "Radio Engineering and Electronics", 1965, τ. Χ, Αρ. Shch

6. Ε σε με t r. o i o v G. A., Tsarapkin S. A. Έρευνα κεραιών κυματοδηγού-σχισμής: με πανομοιότυπα θερμαντικά σώματα συντονισμού. «Ραδιοτεχνική και ηλεκτρονική», 1965, τ. Χ, αρ. 9.

7. E v stropov GA, Tsarailkin S. "A: Υπολογισμός των κεραιών με αυλάκωση κάτω από το κύμα λαμβάνοντας υπόψη την αλληλεπίδραση των θερμαντικών σωμάτων κατά μήκος του κύριου κύματος." «Radio engineering and electronics», 1966, τ. XI, αρ. 5.

8. Shubarin Yu. V. Κεραίες συχνοτήτων μικροκυμάτων. Εκδοτικός Οίκος του Πανεπιστημίου Kharkov, 1960.

9. "Scanning microwave antenna systems", τ. Ι. Περ. από τα αγγλικά, εκδ. G. T. Markov και A. F. Chaplin. Εκδοτικός οίκος "Σοβιετικό ραδιόφωνο", 1966.

10. Shyrman Ya. D. Οδηγοί ραδιοφώνου και συντονιστές κοιλότητας. Svyazizdat, 1959.

11. Reznik o στο G. B. Κεραίες αεροσκαφών. Εκδοτικός Οίκος "Σοβιετικό Ραδιόφωνο", 1962.

ΚΕΡΑΙΕΣ ΚΟΡΝ

6.1. Κύρια χαρακτηριστικά κεραιών κόρνας

Οι κεραίες κυματοδηγού-κόρνα είναι οι απλούστερες κεραίες κυμάτων εκατοστών.

Μπορούν να σχηματίσουν μοτίβα ακτινοβολίας με πλάτος 100-140° (με ειδικό άνοιγμα σχήματος) έως 10-520° σε πυραμιδικά κέρατα. Η δυνατότητα περαιτέρω στένωσης του διαγράμματος κόρνας περιορίζεται από την ανάγκη για απότομη αύξηση του μήκους του.

Οι κεραίες κόρνας κυματοδηγού είναι ευρυζωνικές συσκευές και παρέχουν περίπου μιάμιση κάλυψη σε όλο το εύρος. Η δυνατότητα αλλαγής της συχνότητας λειτουργίας σε ακόμη μεγαλύτερο βαθμό περιορίζεται από τη διέγερση και τη διάδοση υψηλότερων τύπων κυμάτων στους κυματοδηγούς παροχής. Η απόδοση της κόρνας είναι υψηλή (περίπου 100%). Οι κεραίες κόρνας είναι εύκολο να κατασκευαστούν. Μια σχετικά μικρή επιπλοκή (συμπερίληψη τμήματος φάσης στη διαδρομή του κυματοδηγού) εξασφαλίζει τη δημιουργία πεδίου με κυκλική πόλωση.

Τα μειονεκτήματα των κεραιών κόρνας είναι: α) ο περίπλοκος σχεδιασμός, ο περιορισμός της δυνατότητας λήψης στενών μοτίβων ακτινοβολίας. β) δυσκολίες στη ρύθμιση της κατανομής πλάτους-φάσης του πεδίου στο άνοιγμα, που περιορίζουν τη δυνατότητα μείωσης του επιπέδου των πλευρικών λοβών και δημιουργίας ειδικού σχήματος μοτίβων ακτινοβολίας.

Τα θερμαντικά σώματα κόρνας μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ανεξάρτητες κεραίες ή, καθώς και ανοιχτά άκρα κυματοδηγών, ως στοιχεία πιο πολύπλοκων συσκευών κεραίας. Ως ανεξάρτητες κεραίες, οι κόρνες χρησιμοποιούνται σε γραμμές ρελέ ραδιοφώνου, σε μετεωρολογικούς σταθμούς εξυπηρέτησης, πολύ ευρέως σε εξοπλισμό ραδιομετρήσεων, καθώς και σε ορισμένους σταθμούς ειδικού σκοπού. Χρησιμοποιούνται φαρδιά - μικρά κέρατα. και ανοιχτά άκρα κυματοδηγών ως ακτινοβολητές

παραβολικοί καθρέφτες και φακοί. Οι τροφοδότες με τη μορφή μιας γραμμής κέρατων ή ανοιχτών άκρων κυματοδηγών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να σχηματίσουν μοτίβα ακτινοβολίας ειδικού σχήματος, ελεγχόμενα διαγράμματα ή, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας το ίδιο παραβολοειδές για τη δημιουργία μοτίβων ακτινοβολίας με μολύβι και συνέκταση!®. Ένας πομπός τεσσάρων ή οκτώ κόρνων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για: Μέθοδο εύρεσης κατεύθυνσης μονοπαλμικού. Για τον ίδιο σκοπό μπορούν να χρησιμοποιηθούν τομεακά κέρατα με ψηλότερα. : τύποι κυμάτων (#u, Nshch #zo). Για να σχηματιστούν στενά μοτίβα ακτινοβολίας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δισδιάστατες σχάρες που αποτελούνται από ανοιχτά άκρα κυματοδηγών ή μικρών κέρατων. Πιθανώς, κατασκευή επίπεδων ή κυρτών συστοιχιών φάσεων.

Οι παράγραφοι 6.2-6.9 είναι αφιερωμένες στην εξέταση των μεθόδων. υπολογισμός εκπομπών κόρνας. Στις παραγράφους 6.10-6.12, σκιαγραφούνται ορισμένα χαρακτηριστικά του σχεδιασμού των συστοιχιών φάσεων κέρας-κυματοδηγού.

6.2. Μέθοδος υπολογισμού

Ο υπολογισμός των κεραιών κόρνας βασίζεται στα αποτελέσματα της ανάλυσής τους, δηλαδή, αρχικά ρυθμίζονται δοκιμαστικά. "τις γεωμετρικές διαστάσεις της κεραίας, και στη συνέχεια καθορίστε τις ηλεκτρικές της παραμέτρους. Εάν οι διαστάσεις είναι ανεπιτυχείς, τότε ο υπολογισμός επαναλαμβάνεται ξανά.

Πεδίο ακτινοβολίας κεραίας κέρατος. όπως όλες οι κεραίες μικροκυμάτων, προσδιορίζεται με μια κατά προσέγγιση μέθοδο. Ουσία προσέγγισης; έγκειται στο γεγονός ότι παρά τη σχέση μεταξύ του πεδίου μέσα και έξω από το κέρας, η εσωτερική εργασία, η επίλυση του εξωτερικού, και προέρχεται από. Αυτό

Η επίλυση της τιμής πεδίου στο επίπεδο ανοίγματος της κόρνας χρησιμοποιείται για την επίλυση του εξωτερικού προβλήματος [TO 1, LO 13].

Η κατανομή πλάτους του πεδίου στο άνοιγμα της κόρνας θεωρείται ότι είναι η ίδια όπως στον κυματοδηγό που το τροφοδοτεί. Για παράδειγμα, . όταν διεγείρεται.;, ένα κέρας από έναν ορθογώνιο ΚΥΜΑΤΟΔΡΟΜΟ ΜΕ κύμα # 10, κατά μήκος του άξονα Χ (διερχόμενος στο επίπεδο Η) η κατανομή του πλάτους του πεδίου είναι συνημίτονο και κατά μήκος του άξονα Υ (περνώντας, στο Ε επίπεδο) η κατανομή του πλάτους είναι ομοιόμορφη. Λόγω του γεγονότος ότι το μέτωπο κύματος στην κόρνα δεν παραμένει επίπεδο, αλλά μετατρέπεται σε κυλινδρικό σε τομεακό κέρας και σε σφαιρικό σε πυραμιδικό και κωνικό, η φάση του πεδίου σύμφωνα με το άνοιγμα αλλάζει σύμφωνα με τετραγωνικός νόμος.

Οι περιγραφόμενες κατανομές πλάτους και φάσης του πεδίου κατά μήκος του ανοίγματος είναι κατά προσέγγιση. Ορισμένες διευκρινίσεις δίνονται λαμβάνοντας υπόψη την ανάκλαση από το άνοιγμα, τουλάχιστον μόνο τον κύριο τύπο κύματος. Σε αυτήν την περίπτωση, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι ο συντελεστής ανάκλασης Г μειώνεται με την αύξηση του διαφράγματος.

Το μοτίβο ακτινοβολίας μιας κεραίας κόρνας που βασίζεται σε ένα γνωστό πεδίο στο άνοιγμα μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τη μέθοδο κυματικής οπτικής με βάση την αρχή Huygens και τον τύπο Kirchhoff [LO 13, JIO 11, J10 1]. Η εφαρμογή του τύπου Kirchhoff στο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο δεν είναι αυστηρή. Ορισμένοι συγγραφείς έχουν εισαγάγει βελτιώσεις που λαμβάνουν υπόψη τα χαρακτηριστικά του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου της κεραίας. Εξαιτίας αυτού, υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί αλλά παρόμοιοι τύποι στη βιβλιογραφία για τον υπολογισμό του μοτίβου ακτινοβολίας, οι οποίοι δίνουν στενά αποτελέσματα. Οι τύποι υπολογισμού θα δοθούν παρακάτω στην § 6.5. Έχοντας μια έκφραση για το σχέδιο ακτινοβολίας, είναι δυνατό να βρεθεί ο συντελεστής κατεύθυνσης της κεραίας ^ η εξάρτηση του πλάτους του σχεδίου ακτινοβολίας από τις διαστάσεις του ανοίγματος! και άλλα χαρακτηριστικά της κεραίας.

6.3. Η επιλογή των γεωμετρικών διαστάσεων της κόρνας και του πομπού κυματοδηγού

Η κεραία κόρνας (Εικ. 6.1) αποτελείται από μια κόρνα I, έναν κυματοδηγό και έναν διεγέρτη 3

Εάν η γεννήτρια που τροφοδοτεί την κεραία * έχει ομοαξονική έξοδο, τότε η διέγερση του κυματοδηγού κεραίας 2 πραγματοποιείται συχνότερα από έναν πείρο που βρίσκεται κάθετα στο ευρύ τοίχωμα j του κυματοδηγού, η διέγερση παρέχεται στον πείρο από ένα ομοαξονικό καλώδιο . Εάν η γεννήτρια που τροφοδοτεί την κεραία έχει έξοδο κυματοδηγού, τότε η διαδρομή τροφοδοσίας συνήθως γίνεται με τη μορφή ενός ορθογώνιου κυματοδηγού με κύμα H10. Ο τροφοδότης κυματοδηγού διέρχεται απευθείας στον κυματοδηγό 2, ο οποίος διεγείρει την κόρνα. Υπολογισμός του διεγέρτη στη μορφή. Η μη ισορροπημένη καρφίτσα θα δοθεί στην επόμενη παράγραφο.

Επιλογή μεγεθών κυματοδηγών

Η επιλογή των διαστάσεων διατομής a και b ενός ορθογώνιου κυματοδηγού γίνεται από την συνθήκη διάδοσης στον κυματοδηγό μόνο του κύριου τύπου κύματος #u:

Η σχέση (6.1) φαίνεται στο γράφημα της εικ. 6.2, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εύρεση διαστάσεων α. Η διάσταση b πρέπει να ικανοποιεί την προϋπόθεση b

Ακολουθούν ορισμένες σκέψεις για τον υπολογισμό της μεταφοράς ανιχνευτή (βλ. Εικ. 6.3).

Η αντίσταση εισόδου μιας ακίδας σε έναν κυματοδηγό, καθώς και ενός ασύμμετρου δονητή σε ελεύθερο χώρο, είναι γενικά μια πολύπλοκη ποσότητα. Το ενεργό μέρος της αντίστασης εισόδου εξαρτάται: κυρίως από το μήκος του πείρου, το αντιδραστικό μέρος - από το μήκος και το πάχος. Σε αντίθεση με τον ελεύθερο χώρο, η σύνθετη αντίσταση εισόδου ενός ακροδέκτη σε ένα κύμα εξαρτάται από τη δομή του πεδίου στον κυματοδηγό κοντά στον ακροδέκτη.

Υπολογισμός; η αντιδραστική συνιστώσα της αντίστασης εισόδου δίνει ανακριβή αποτελέσματα και δεν έχει νόημα να το διεξάγουμε. Για να εξασφαλιστεί η αντιστοίχιση, το αντιδραστικό στοιχείο της αντίστασης εισόδου πρέπει να είναι ίσο με μηδέν. Το ενεργό συστατικό της αντίστασης εισόδου μπορεί να θεωρηθεί ίσο με την αντίσταση της ακτινοβολίας του ακροδέκτη στον κυματοδηγό. να είσαι ίσος!

Η αντίσταση ακτινοβολίας μιας ακίδας σε έναν ορθογώνιο κυματοδηγό στη λειτουργία κυματοδηγού καθορίζεται από την ακόλουθη σχέση:

Ελέγξτε για την παρουσία ενός ανακλώμενου κύματος σε ένα ορθογώνιο. κυματοδηγός, η αντίσταση του ακροδέκτη αλλάζει κάπως:-

κυματική αντίσταση του τροφοδότη.

αντιδρώντα μέρη αγωγιμότητας δεξιά και αριστερά του πείρου, συγκεκριμένα:

Στους παραπάνω τύπους, υιοθετούνται οι ακόλουθες ονομασίες: a και bw είναι οι διαστάσεις της διατομής του κυματοδηγού. X\ - η θέση του πείρου στο φαρδύ τοίχωμα του κυματοδηγού, πιο συχνά. συνολικά, ο πείρος βρίσκεται στη μέση του φαρδιού τοίχου, δηλ. Xi = a/2. Zi.-- απόσταση από τον πείρο μέχρι το τοίχωμα βραχυκύκλωσης του κυματοδηγού. gs είναι η απόσταση από τον ακροδέκτη μέχρι τον πλησιέστερο κόμβο τάσης. κ. β. V. - συντελεστής του κινούμενου κύματος στον κυματοδηγό. X^f είναι το μήκος κύματος στον κυματοδηγό. p σε -4 σύνθετη αντίσταση κυματοδηγού

/ g d - το πραγματικό ύψος του πείρου στο κύμα

νερό, το γεωμετρικό ύψος του οποίου / καθορίζεται από τον τύπο

Λαμβάνοντας υπόψη τις τιμές του x\ και είναι δυνατό, χρησιμοποιώντας τους τύπους (6.18), (6.19) και (6.21), να βρείτε το ύψος της ακίδας /, στο οποίο απαιτείται /? Σε x.

Για πλήρη συντονισμό στα σχέδια, θα πρέπει να παρέχονται δύο στοιχεία προσαρμογής. Για παράδειγμα, μπορείτε να ρυθμίσετε το ύψος του πείρου / και τη θέση του τοιχώματος βραχυκύκλωσης στον κυματοδηγό U (βλ. Εικ. 6.3) ή τις διαστάσεις k και S (βλ. Εικ. 6.4,6). Σε ορισμένες περιπτώσεις, για να απλοποιηθεί ο σχεδιασμός, περιορίζονται σε ένα. προσαρμογή και επιτρέψτε κάποια * αναντιστοιχία στον ομοαξονικό τροφοδοσίας.

6.5. Υπολογισμός συντελεστή ανάκλασης

Η ανάκλαση σε μια κεραία κόρνας εμφανίζεται σε δύο τμήματα: στο άνοιγμα της κόρνας (1\) και στο λαιμό της (G 2).

Ας εξετάσουμε εν συντομία κάθε έναν από τους συντελεστές ανάκλασης. Ο συντελεστής ανάκλασης από το άνοιγμα T\ είναι σύνθετη ποσότητα. ο συντελεστής και η φάση του εξαρτώνται από τις διαστάσεις του ανοίγματος. Μια αυστηρή λύση του προβλήματος για το ανοιχτό άκρο ενός κυματοδηγού που βρίσκεται ανάμεσα σε δύο άπειρα επίπεδα, που πραγματοποιήθηκε από τον L. A. Vainshtein. σας επιτρέπει να διαπιστώσετε ότι το μέτρο του συντελεστή ανάκλασης μειώνεται με την αύξηση του μεγέθους του ανοίγματος και η φάση πλησιάζει το μηδέν.

Κατά προσέγγιση, το μέτρο του συντελεστή ανάκλασης από το άνοιγμα για τον κύριο τύπο κύματος μπορεί να προσδιοριστεί από τη σχέση

Σταθερά διάδοσης σε ορθογώνιο κυματοδηγό του οποίου η διατομή είναι ίση με το άνοιγμα της κόρνας

Σταθερά διάδοσης σε έναν κυκλικό κυματοδηγό του οποίου η διάμετρος είναι ίση με τη διάμετρο ανοίγματος ενός κωνικού κέρατος.

Ο συντελεστής ανάκλασης σε όλο το μήκος του κέρατος από το άνοιγμα μέχρι το λαιμό αλλάζει όχι μόνο σε φάση, αλλά και σε πλάτος. Με ανοιγόμενα μεγέθη πολλών μηκών

Ο συντελεστής ανάκλασης fi από το ανοιχτό άκρο ενός ορθογώνιου κυματοδηγού (23X10) mm 2 σε κύμα 3,2 cm, μετρημένος πειραματικά, είναι ίσος με

Θεωρήστε τον συντελεστή ανάκλασης από το στόμιο του κέρατος Г 2 .

Κατά τον προσδιορισμό του συντελεστή Г 2, θεωρείται ότι

ένα ταξιδιωτικό κύμα εγκαταστάθηκε στο κέρας. Το πρόβλημα λύνεται με τη μέθοδο της συρραφής πεδίων > στη διασταύρωση του κυματοδηγού

Επιλογή μεγεθών κόρνας

Οι διαστάσεις ανοίγματος ενός πυραμιδικού ή τομεακού κέρατος a p και b p (βλ. Εικ. 6.1) επιλέγονται σύμφωνα με το απαιτούμενο πλάτος του σχεδίου ακτινοβολίας στο αντίστοιχο επίπεδο ή σύμφωνα με το k.n. ρε.

Το πλάτος του σχεδίου ακτινοβολίας σχετίζεται με τα μεγέθη διαφράγματος a v και b v με τις ακόλουθες σχέσεις:

Η εφεύρεση αναφέρεται σε συσκευές τροφοδοσίας κεραίας, συγκεκριμένα σε κεραίες υπερμικρών ραδιοκυμάτων και κεραίες μικροκυμάτων για ακτινοβολία οριζόντια πολωμένων κυμάτων με κυκλικό σχέδιο ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο. Το τεχνικό αποτέλεσμα που επιτεύχθηκε από την υλοποίηση της προτεινόμενης εφεύρεσης είναι η επέκταση του εύρους συχνοτήτων λειτουργίας της σχισμής κυλινδρικής κεραίας, η παροχή της κεραίας με συσκευές για ταίριασμα με τον τροφοδότη, μη κρίσιμου μεγέθους κατά τον συντονισμό της κεραίας στη λειτουργία συχνότητα συντονισμού. Η σχισμή κυλινδρική κεραία περιέχει ένα αγώγιμο κυλινδρικό περίβλημα με μια διαμήκη σχισμή με την πρώτη και τη δεύτερη ακμή και έναν τροφοδότη, περιέχει επιπλέον τον πρώτο αγώγιμο σφιγκτήρα, τον δεύτερο αγώγιμο σφιγκτήρα και το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου, ο πρώτος σφιγκτήρας βρίσκεται με το σχηματισμό ενός γαλβανική επαφή στο πρώτο άκρο της σχισμής, ο δεύτερος σφιγκτήρας βρίσκεται με το σχηματισμό μιας γαλβανικής επαφής στο δεύτερο άκρο της σχισμής, ο τροφοδότης στην επιφάνεια του κυλίνδρου τοποθετείται κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής διαμετρικά αντίθετη από τη διαμήκη ο άξονας της σχισμής, με μια κάμψη στην περιοχή του σημείου διέγερσης της σχισμής, τοποθετείται μέσω του πρώτου σφιγκτήρα με το σχηματισμό γαλβανικής επαφής με τον πρώτο σφιγκτήρα από τον εξωτερικό αγωγό του τροφοδότη, το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου τοποθετείται μέσω του δεύτερο κολάρο, ο κεντρικός αγωγός του τροφοδότη συνδέεται γαλβανικά με τον κεντρικό αγωγό του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου. 1 ζ.π. f-ly, 6 ill.

Σχέδια στο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας RF 2574172

Ο τομέας της τεχνολογίας στον οποίο ανήκει η εφεύρεση

Η εφεύρεση αναφέρεται σε συσκευές τροφοδοσίας κεραίας, συγκεκριμένα σε κεραίες υπερμικρών ραδιοκυμάτων και κεραίες μικροκυμάτων για ακτινοβολία οριζόντια πολωμένων κυμάτων με κυκλικό σχέδιο ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο.

Τελευταία τεχνολογία

Η σχισμή κεραία προτάθηκε για πρώτη φορά το 1938 από τον Alan D. Blumlein για χρήση στην τηλεοπτική μετάδοση στη ζώνη υπερμικρών κυμάτων με οριζόντια πόλωση και μοτίβο κυκλικής ακτινοβολίας (DN) στο οριζόντιο επίπεδο [Βρετανική ευρεσιτεχνία αρ. 515684. Ηλεκτρικοί αγωγοί HF. Alan Blumlein, εκδ. 1938. Ευρεσιτεχνία ΗΠΑ αρ. 2,238,770 Ηλεκτρικός αγωγός ή καλοριφέρ υψηλής συχνότητας]. Η κεραία είναι ένας σωλήνας με μια διαμήκη υποδοχή. Η απλότητα του σχεδιασμού, η απουσία προεξέχοντος τμήματος πάνω από την επιφάνεια στην οποία κόπηκε η σχισμή, τράβηξε την προσοχή των ειδικών που σχεδίαζαν ραδιοφωνικά συστήματα για υποβρύχια. Οι κεραίες με σχισμή δεν διαταράσσουν την αεροδυναμική των αντικειμένων στα οποία είναι εγκατεστημένες, γεγονός που καθόρισε την ευρεία εφαρμογή τους σε αεροσκάφη, πυραύλους και άλλα κινούμενα αντικείμενα. Τέτοιες κεραίες με υποδοχές κομμένες στα τοιχώματα κυματοδηγών ορθογώνιου, κυκλικού ή άλλου σχήματος διατομής χρησιμοποιούνται ευρέως ως εναέριες και επίγειες κεραίες συστημάτων ραντάρ και ραδιοπλοήγησης.

Έτσι, η πρώτη σχισμή κυλινδρική κεραία A.D. Blumlein για την εκπομπή οριζόντια πολωμένων κυμάτων υψηλής συχνότητας, που περιέχει αγώγιμο κύλινδρο με διαμήκη σχισμή, συσκευές διέγερσης της σχισμής στο ένα άκρο του κυλίνδρου και βραχυκύκλωμα στο άλλο άκρο του κυλίνδρου, συσκευή ρύθμισης πλάτος της υποδοχής. Ο αγώγιμος κύλινδρος έχει μήκος ίσο με το μισό μήκος κύματος στον ελεύθερο χώρο.

Τα μειονεκτήματα της γνωστής κεραίας πρώτης υποδοχής είναι ότι:

Δεν υπάρχουν συσκευές στην κεραία για να συντονίσετε την κεραία στη συχνότητα συντονισμού,

Η κεραία έχει μήκος ίσο με το μισό μήκος κύματος στον ελεύθερο χώρο, γεγονός που καθιστά δύσκολη την απόκτηση αποδεκτής απόδοσης κεραίας όσον αφορά τις κατευθυντικές ιδιότητες και την αντιστοίχιση της κεραίας με τον τροφοδότη.

Μια δεύτερη κυλινδρική κεραία με σχισμή είναι γνωστή ότι εκπέμπει οριζόντια πολωμένα κύματα υψηλής συχνότητας, που περιέχει έναν αγώγιμο κύλινδρο με μια διαμήκη σχισμή, έναν τροφοδότη, ένα βραχυκύκλωμα στο ένα άκρο της σχισμής και συσκευές για τη διέγερση της κεραίας στο άλλο άκρο της σχισμή, ο εν λόγω κύλινδρος έχει διάμετρο μεταξύ 0,151 και 0,121, όπου 1 - μήκος κύματος σε ελεύθερο χώρο στη συχνότητα λειτουργίας. Ο ονομαζόμενος κύλινδρος έχει μήκος κοντά στα εννέα δέκατα του τέταρτου του μήκους ενός στάσιμου κύματος που έχει δημιουργηθεί κατά μήκος της γραμμής σχισμής στον κύλινδρο (σε αυτή την περίπτωση, το μήκος κύματος στη γραμμή σχισμής στον κύλινδρο είναι πολλές φορές μεγαλύτερο από το μήκος κύματος σε ελεύθερο χώρο).

Η κεραία με κατακόρυφο προσανατολισμό του κυλίνδρου έχει σχεδόν κυκλικό σχέδιο ακτινοβολίας με οριζόντια πόλωση του πεδίου ακτινοβολίας, έχει υψηλό συντελεστή κατευθυντικότητας (DPC). Η κεραία είναι συμπαγής, βολική για εγκατάσταση σε στέγες ψηλών κτιρίων, τα λεία περιγράμματα της επιφάνειας της εμποδίζουν τη συσσώρευση υγρού χιονιού και σχηματισμού πάγου. Η κεραία, λόγω του κυκλικού κυλινδρικού της σχήματος, έχει σχετικά μικρό φορτίο ανέμου.

Η γνωστή δεύτερη κεραία εξαλείφει τα μειονεκτήματα της πρώτης γνωστής κεραίας, λόγω του μεγέθους της σε μισό μήκος κύματος στον ελεύθερο χώρο. Η πανκατευθυντική slot κεραία του Andrew Alford, που σχεδιάστηκε το 1946 και εγκαταστάθηκε στον ουρανοξύστη Chrysler στη Νέα Υόρκη, χρησιμοποιήθηκε για τις πρώτες έγχρωμες τηλεοπτικές εκπομπές.

Ωστόσο, η γνωστή δεύτερη κυλινδρική κεραία με σχισμή έχει τα ακόλουθα μειονεκτήματα:

η κεραία έχει μεγάλο διαμήκη μέγεθος σε μήκη κύματος στον ελεύθερο χώρο, γεγονός που καθιστά δύσκολη τη χρήση της ως στοιχείο ακτινοβολίας μιας διάταξης κεραίας που σχηματίζει έναν ειδικό τύπο μοτίβου ακτινοβολίας στο επίπεδο του διανύσματος H.

η κεραία δεν έχει συσκευές για τον συντονισμό της με τον τροφοδότη.

Μια τρίτη κυλινδρική κεραία με σχισμή είναι γνωστή για την εκπομπή οριζόντια πολωμένων κυμάτων υψηλής συχνότητας, που περιέχει έναν αγώγιμο κύλινδρο με μια διαμήκη σχισμή, βραχυκυκλωμένο και στα δύο άκρα του κυλίνδρου, που διεγείρεται από ένα ομοαξονικό καλώδιο, ο εξωτερικός αγωγός του οποίου συνδέεται γαλβανικά με το πρώτο άκρο της σχισμής και ο κεντρικός αγωγός συνδέεται γαλβανικά με το δεύτερο άκρο της σχισμής.

Η γνωστή κυλινδρική κεραία τρίτης υποδοχής έχει μειονεκτήματα:

Λόγω της ασύμμετρης διέγερσης της κεραίας, διεγείρεται ένα κύμα που διαδίδεται στη γραμμή που σχηματίζεται από τον εξωτερικό αγωγό του ομοαξονικού καλωδίου και του κυλίνδρου, ως αποτέλεσμα, παρατηρείται αισθητή ακτινοβολία του καλωδίου (φαινόμενο κεραίας του τροφοδότη) , τα χαρακτηριστικά του εξαρτώνται σημαντικά από εξωτερικούς λειτουργικούς παράγοντες.

Δεν υπάρχουν συσκευές για την αντιστοίχιση της κεραίας με τον τροφοδότη (για συντονισμό της κεραίας σε συντονισμό στη συχνότητα λειτουργίας),

Η γνωστή κυλινδρική κεραία τρίτης υποδοχής έχει στενό εύρος συχνοτήτων λειτουργίας, που δεν υπερβαίνει το 1% σε επίπεδο SWR στη γραμμή ισχύος.

Η τρίτη πολύ γνωστή κυλινδρική κεραία με σχισμή, που τροφοδοτείται από ομοαξονικό καλώδιο, είναι το σύνολο των βασικών χαρακτηριστικών που πλησιάζουν περισσότερο στην παρούσα εφεύρεση. Αυτή η κεραία επιλέγεται από τους συγγραφείς ως πρωτότυπο.

Αποκάλυψη της εφεύρεσης

Ο τεχνικός στόχος της παρούσας εφεύρεσης είναι να επεκτείνει το εύρος συχνοτήτων λειτουργίας μιας κυλινδρικής κεραίας με σχισμή, παρέχοντας στην κεραία συσκευές προσαρμογής τροφοδοσίας που δεν έχουν κρίσιμο μέγεθος όταν συντονίζεται η κεραία στη συχνότητα λειτουργίας (συντονισμού).

Η εργασία επιτυγχάνεται από το γεγονός ότι η σχισμή κυλινδρική κεραία που περιέχει ένα αγώγιμο κυλινδρικό περίβλημα (στο εξής καλούμενο περίβλημα) με μια διαμήκη σχισμή με την πρώτη και τη δεύτερη ακμή και έναν τροφοδότη περιέχει επιπλέον τον πρώτο αγώγιμο σφιγκτήρα, τον δεύτερο αγώγιμο σφιγκτήρα ( εφεξής ο πρώτος σφιγκτήρας, ο δεύτερος σφιγκτήρας) και το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου, όπου ο πρώτος σφιγκτήρας βρίσκεται με το σχηματισμό μιας γαλβανικής επαφής στο πρώτο άκρο της σχισμής, ο δεύτερος σφιγκτήρας βρίσκεται με το σχηματισμό μιας γαλβανικής επαφής στο δεύτερο άκρο της σχισμής, ο τροφοδότης στην επιφάνεια του κυλίνδρου τοποθετείται κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής διαμετρικά αντίθετη από τον διαμήκη άξονα της σχισμής, με μια κάμψη κοντά στις εγκοπές του σημείου διέγερσης, που τοποθετείται μέσω του πρώτου σφιγκτήρα με ο σχηματισμός μιας γαλβανικής επαφής με τον πρώτο σφιγκτήρα από τον εξωτερικό αγωγό του τροφοδότη, το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου τοποθετείται μέσω του δεύτερου σφιγκτήρα, ο κεντρικός αγωγός του τροφοδότη συνδέεται γαλβανικά με τον κεντρικό αγωγό του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου.

Η εισαγωγή του πρώτου αγώγιμου σφιγκτήρα, του δεύτερου αγώγιμου σφιγκτήρα και του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου στην κεραία, η αμοιβαία διάταξη και η σύνδεσή τους στην κεραία όπως υποδεικνύεται παραπάνω επιλύει τα ακόλουθα προβλήματα:

Δημιουργήστε μια κεραία που, λόγω ενός συμμετρικού συστήματος ισχύος, θα παρέχει ένα συμμετρικό σχέδιο ακτινοβολίας στο επίπεδο του διανύσματος H, χωρίς διακλάδωση του σχεδίου και χωρίς απόκλιση του σχεδίου μέγιστης ακτινοβολίας από ένα επίπεδο κάθετο στον άξονα του κυλίνδρου.

Δημιουργήστε μια κεραία που παρέχει ένα κυκλικό σχέδιο ακτινοβολίας στο διανυσματικό επίπεδο λόγω του γεγονότος ότι η διάμετρος του κυλίνδρου είναι πολύ μικρότερη από το μήκος κύματος.

Δημιουργήστε μια κεραία που παρέχει σταθερά χαρακτηριστικά ακτινοβολίας όταν χρησιμοποιείτε τόσο στενές υποδοχές με χαμηλή αντίσταση κυμάτων όσο και ευρείες υποδοχές με υψηλή αντίσταση κυμάτων.

Δημιουργήστε μια κεραία που παρέχει αντιστάθμιση για το αντιδραστικό στοιχείο της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων.

Δημιουργήστε μια κεραία, της οποίας η αντίσταση ακτινοβολίας ποικίλλει σε ένα μικρό εύρος σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων.

Δημιουργήστε μια κεραία που παρέχει χαμηλό SWR στη γραμμή τροφοδοσίας ταιριάζοντας την αντίσταση εισόδου της κεραίας με τη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση του τροφοδότη σε μια ευρεία ζώνη συχνοτήτων.

Μειώστε το επίπεδο ισχύος που επιστρέφει στον πομπό όταν εκπέμπει η κεραία, ταιριάζοντας την κεραία με τον τροφοδότη.

Μειώστε το επίπεδο παραμόρφωσης του φάσματος του σήματος που μεταδίδεται (λαμβάνεται) από την κεραία λόγω των ομοιόμορφων χαρακτηριστικών πλάτους-φάσης της κεραίας στην περιοχή συχνοτήτων.

Για να αυξήσετε την αντίσταση της κεραίας σε βλάβη υψηλής συχνότητας μειώνοντας την ένταση του πεδίου στον σύνδεσμο RF λόγω της μείωσης του SWR στη γραμμή τροφοδοσίας όταν η κεραία βρίσκεται σε λειτουργία μετάδοσης.

Παρέχετε στην κεραία μια συσκευή αντιστοίχισης αλλάζοντας την αντίσταση της αντίστοιχης συσκευής και επεκτείνετε έτσι τη ζώνη συχνοτήτων λειτουργίας της κεραίας.

Παρέχετε μια απλή μέθοδο συντονισμού της κεραίας ώστε να ταιριάζει με τον τροφοδότη στην περιοχή συχνοτήτων.

Εξασφαλίστε τη μέγιστη μεταφορά ισχύος ταιριάζοντας με την αντίσταση κύματος του τροφοδότη.

Αυξήστε το δυναμικό επίπεδο ισχύος σε έναν προεπιλεγμένο τροφοδότη μειώνοντας το SWR σε αυτόν.

Ελαχιστοποιήστε τις απώλειες στον τροφοδότη και, ως αποτέλεσμα, μειώστε τη θέρμανση του τροφοδότη κατά τη μετάδοση ισχύος μέσω αυτού.

Ελαχιστοποιήστε την ακτινοβολία (λήψη) ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων από τον τροφοδότη (η εξωτερική πλευρά του εξωτερικού αγωγού του ομοαξονικού καλωδίου).

Δημιουργήστε μια υποδοχή κεραίας που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ανεξάρτητη κεραία, καθώς και ως στοιχείο μιας συστοιχίας κεραιών.

Δημιουργήστε μια κεραία κατάλληλη για τοποθέτηση σε σωλήνα ή δικτυωτή χορδή πύργου.

Η κεραία είναι συμπαγής· με κατακόρυφο προσανατολισμό του κυλίνδρου, εκπέμπει οριζόντια πολωμένα κύματα. Μπορεί να χρησιμεύσει ως στοιχείο ακτινοβολίας μιας διάταξης κεραίας. Η διάταξη κεραιών των καλοριφέρ με σχισμή μπορεί να εγκατασταθεί τόσο απευθείας στην επιφάνεια της γης όσο και στις στέγες ψηλών κτιρίων. Τα λεία περιγράμματα της επιφάνειας της κεραίας εμποδίζουν τη συσσώρευση υγρού χιονιού και σχηματισμού πάγου πάνω της. Η κεραία, λόγω του κυκλικού κυλινδρικού της σχήματος, έχει σχετικά μικρό φορτίο ανέμου.

Με τη συμπερίληψη ενός radome στη σύνθεση της κεραίας, επιλύεται το πρόβλημα της προστασίας μιας κυλινδρικής κεραίας με σχισμή σύμφωνα με αυτή την εφεύρεση από την επίδραση εξωτερικών λειτουργικών παραγόντων.

Η λύση των προβλημάτων που αναφέρονται παραπάνω υποδεικνύει ότι έχει δημιουργηθεί μια νέα κυλινδρική κεραία με υποδοχή που παρέχει απόδοση σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων.

Η λύση στο πρώτο από αυτά τα προβλήματα προέκυψε ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι η προτεινόμενη σχισμή κυλινδρική κεραία διεγείρεται συμμετρικά σε σχέση με το μέσο της σχισμής.

Το εύρος συχνοτήτων λειτουργίας της προτεινόμενης κεραίας από την πλευρά των μικρότερων κυμάτων περιορίζεται αλλάζοντας το σχήμα του σχεδίου ακτινοβολίας (DN). Χρησιμοποιούνται σχισμές τέτοιου μήκους στις οποίες το RP έχει μόνο ένα μέγιστο, προσανατολισμένο κάθετα στον άξονα της κεραίας. Μια μείωση του μήκους κύματος με αμετάβλητες τις διαστάσεις της θυρίδας μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση δύο μεγίστων που αποκλίνουν από τον άξονα της κεραίας.

Η αύξηση του μήκους κύματος περιορίζεται από τη μείωση του συντελεστή κατευθυντικότητας (KND). Αποδεικνύεται σημαντικό εάν η διάμετρος του κυλίνδρου είναι μικρότερη από 0,12 μήκος κύματος στον ελεύθερο χώρο.

Η προτεινόμενη κεραία μπορεί να συντονιστεί στην καθορισμένη περιοχή συχνοτήτων.

Η λύση στο πρόβλημα της δημιουργίας ενός κυκλικού σχεδίου ακτινοβολίας στο διανυσματικό επίπεδο λήφθηκε λόγω του γεγονότος ότι η διάμετρος του κυλίνδρου είναι πολύ μικρότερη από το μήκος κύματος στον ελεύθερο χώρο.

Η λύση του τρίτου προβλήματος, δηλαδή η παροχή μιας ευρείας ζώνης λειτουργικών συχνοτήτων με στενές και ευρείες υποδοχές, προέκυψε ως αποτέλεσμα της αντιστάθμισης για το αντιδραστικό στοιχείο της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας.

Η λύση στο πρόβλημα της παροχής μιας απλής μεθόδου αντιστάθμισης της αντιδραστικής συνιστώσας της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας στο εύρος συχνοτήτων επιτυγχάνεται με τη χρήση δύο συνδεδεμένων σε σειρά πυκνωτών για αντιστάθμιση.

Η λύση στο πρόβλημα: ελαχιστοποίηση της ακτινοβολίας (λήψης) ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων από τον τροφοδότη - λήφθηκε με την ορθολογική τοποθέτηση του τροφοδότη στην επιφάνεια του κυλίνδρου, εισάγοντας τον πρώτο αγώγιμο σφιγκτήρα στην κεραία, εξασφαλίζοντας γαλβανική επαφή του εξωτερικού αγωγού με τον πρώτο σφιγκτήρα γύρω από όλη την περιφέρειά του στην έξοδο του σφιγκτήρα.

Σύντομη περιγραφή των ζωγραφιών

Στο ΣΧ. 1α) δείχνει μια κυλινδρική κεραία 1 με σχισμή σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση. Στο ΣΧ. 1β) δείχνει μια μπροστινή όψη μιας κυλινδρικής κεραίας με σχισμή, στο Σχ. 1γ) δείχνει μια κάτοψη μιας κυλινδρικής κεραίας με σχισμή. Στο ΣΧ. 1β) και εικ. 1γ) εισάγεται η σημείωση:

1 - σχισμή κυλινδρική κεραία,

2 - κυλινδρικό σώμα,

4 - το πρώτο άκρο της υποδοχής,

5 - το δεύτερο άκρο της υποδοχής,

7 - ο πρώτος σφιγκτήρας,

8 - δεύτερος σφιγκτήρας,

9 - ταιριαστός κύλινδρος,

10 - ταιριαστό κομμάτι καλωδίου,

11 - κάμψη τροφοδότη (στη στροφή από το κατακόρυφο τμήμα στο οριζόντιο τμήμα που βρίσκεται κοντά στο σημείο διέγερσης της σχισμής),

Το Α είναι η περιοχή διέγερσης του κενού.

Στο ΣΧ. 2α) δείχνει το εμβαδόν Α της διέγερσης του διακένου. Στο ΣΧ. 2β) δείχνει τη σύνδεση του εξωτερικού αγωγού του τροφοδότη με τον πρώτο σφιγκτήρα και την πρώτη άκρη της σχισμής, τη συσκευή αντιστοίχισης της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας και τη σύνδεσή της με τη δεύτερη άκρη της σχισμής. Στο ΣΧ. 2γ) δείχνει στην τομή τη σύνδεση του εξωτερικού αγωγού του τροφοδότη με τον δεύτερο σφιγκτήρα και τη δεύτερη άκρη της σχισμής, τον ταιριαστό κύλινδρο και το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου. Στο ΣΧ. 2β) και σχ. 2γ), εισάγονται επιπλέον οι ακόλουθες ονομασίες:

12 - κεντρικός αγωγός του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου,

13 - κεντρικός αγωγός του τροφοδότη,

14 - εξωτερικός αγωγός του τροφοδότη.

Στο ΣΧ. 3 δείχνει το ισοδύναμο κύκλωμα της κεραίας. στο σχ. 3 εισήγαγαν νέες ονομασίες:

15 - χωρητικότητα του πυκνωτή που σχηματίζεται από την εσωτερική επιφάνεια του αντίστοιχου κυλίνδρου 9 και την εξωτερική επιφάνεια του εξωτερικού αγωγού του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου 10,

16 - χωρητικότητα του πυκνωτή που σχηματίζεται από την εσωτερική επιφάνεια του εξωτερικού αγωγού και τον κεντρικό αγωγό του αντίστοιχου τμήματος του καλωδίου 10,

17 - αυτεπαγωγή λόγω της ροής των ρευμάτων κατά μήκος της εσωτερικής και εξωτερικής επιφάνειας του σωλήνα από το πρώτο άκρο έως το δεύτερο άκρο της σχισμής (ελλείψει πυκνωτών 15 και 16),

18 - πραγματικό μέρος της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας (πριν από τη σύνδεση των πυκνωτών 15 και 16),

19 - υπό όρους ακροδέκτης που αντιστοιχεί στο σημείο γαλβανικής επαφής του εξωτερικού αγωγού του τροφοδότη μέσω του πρώτου αγώγιμου σφιγκτήρα με την άκρη 4,

20 - ακροδέκτης υπό όρους που αντιστοιχεί στο σημείο στην είσοδο του κεντρικού αγωγού του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου,

21 - σημείο γαλβανικής επαφής του αντίστοιχου κυλίνδρου μέσω του αγώγιμου σφιγκτήρα 2 με την άκρη 5 της σχισμής 3.

Στο ΣΧ. Το σχήμα 4 δείχνει τις πειραματικές εξαρτήσεις των πραγματικών και φανταστικών μερών της σύνθετης αντίστασης εισόδου και του SWR από τη συχνότητα του πρώτου και του δεύτερου δείγματος μιας κυλινδρικής κεραίας με σχισμή. στο σχ. 4 εισαγόμενες ονομασίες:

221 - εξάρτηση συχνότητας του πραγματικού μέρους της σύνθετης αντίστασης εισόδου του πρώτου δείγματος με αντίστοιχο τμήμα καλωδίου μήκους 10,5 mm,

222 - εξάρτηση από τη συχνότητα του φανταστικού τμήματος της αντίστασης εισόδου του πρώτου δείγματος με αντίστοιχο τμήμα καλωδίου μήκους 10,5 mm,

223 - εξάρτηση από τη συχνότητα του SWR της κεραίας του πρώτου δείγματος με ένα αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου μήκους 10,5 mm,

231 - εξάρτηση από τη συχνότητα του πραγματικού τμήματος της σύνθετης αντίστασης εισόδου του δεύτερου δείγματος με έναν ταιριαστό κύλινδρο μήκους 11,5 mm και ένα αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου μήκους 20,5 mm,

232 - εξάρτηση από τη συχνότητα του φανταστικού τμήματος της αντίστασης εισόδου του δεύτερου δείγματος με έναν ταιριαστό κύλινδρο μήκους 11,5 mm και ένα αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου μήκους 20,5 mm,

233 - εξάρτηση από τη συχνότητα του SWR της κεραίας του δεύτερου δείγματος του δεύτερου δείγματος με έναν ταιριαστό κύλινδρο μήκους 11,5 mm και ένα αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου μήκους 20,5 mm,

241 - εξάρτηση από τη συχνότητα του πραγματικού τμήματος της σύνθετης αντίστασης εισόδου του δεύτερου δείγματος με έναν ταιριαστό κύλινδρο μήκους 7 mm και ένα αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου μήκους 24 mm,

242 - εξάρτηση από τη συχνότητα του φανταστικού τμήματος της αντίστασης εισόδου του δεύτερου δείγματος με έναν ταιριαστό κύλινδρο μήκους 7 mm και ένα αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου μήκους 24 mm,

243 - εξάρτηση από τη συχνότητα της κεραίας SWR του δεύτερου δείγματος με αντίστοιχο κύλινδρο μήκους 7 mm και αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου μήκους 24 mm,

251 - εξάρτηση από τη συχνότητα του πραγματικού τμήματος της σύνθετης αντίστασης εισόδου του δεύτερου δείγματος με έναν ταιριαστό κύλινδρο μήκους 5 mm και ένα αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου μήκους 30 mm,

252 - εξάρτηση από τη συχνότητα του φανταστικού τμήματος της αντίστασης εισόδου του δεύτερου δείγματος με έναν ταιριαστό κύλινδρο μήκους 5 mm και ένα αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου μήκους 30 mm,

253 - εξάρτηση από τη συχνότητα της κεραίας SWR του δεύτερου δείγματος με ταιριαστό κύλινδρο μήκους 5 mm και αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου μήκους 30 mm,

Στο ΣΧ. Το σχήμα 5 δείχνει παραδείγματα κατανομής της έντασης ηλεκτρικού πεδίου κατά μήκος της γραμμής μετάδοσης 26, η οποία είναι μια διαμήκης σχισμή στον κύλινδρο, και κατά μήκος της γραμμής δύο συρμάτων που χρησιμοποιείται για τη διέγερση της εν λόγω γραμμής μεταφοράς: α) η συχνότητα της γεννήτριας είναι μικρότερη από την κρίσιμη συχνότητα του κύριου κύματος της γραμμής σχισμής στον κυκλικό κύλινδρο, β) η συχνότητα της γεννήτριας περίπου ίση με την κρίσιμη συχνότητα του κύριου κύματος της γραμμής σχισμής σε έναν κυκλικό κύλινδρο, γ) η συχνότητα της γεννήτριας είναι μεγαλύτερη από την κρίσιμη συχνότητα του κύριου κύματος της γραμμής σχισμής σε έναν κυκλικό κύλινδρο.

Στο ΣΧ. 5 εισαγόμενες ονομασίες:

27 - πηγή συγκεντρωμένης τάσης,

28 - γραμμή μετάδοσης δύο καλωδίων,

29 - διανύσματα έντασης ηλεκτρικού πεδίου.

Στο ΣΧ. Το σχήμα 6 δείχνει τη δομή του ηλεκτρικού πεδίου σε κάποια χρονική στιγμή στις εσωτερικές και εξωτερικές περιοχές μιας σχισμής κυλινδρικής κεραίας σε ένα τμήμα κάθετο στον άξονα της κεραίας. Στο ΣΧ. Εισάγονται 6 ονομασίες: 30 - γραμμές δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου.

Στο ΣΧ. Το σχήμα 7 δείχνει ένα παράδειγμα χρήσης μιας κυλινδρικής κεραίας με σχισμή σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση ως στοιχείο μιας διάταξης κεραίας.

Υλοποίηση της εφεύρεσης

Ας στραφούμε στο Σχ. 1b, το οποίο δείχνει μια κεραία σχισμής 1 σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση. Η κεραία είναι κατασκευασμένη με τη μορφή κυλινδρικού σώματος 2 με σχισμή 3 με την πρώτη άκρη 4 και τη δεύτερη άκρη 5, τροφοδότη 6, τον πρώτο αγώγιμο σφιγκτήρα 7, τον δεύτερο αγώγιμο σφιγκτήρα 8, τον αντίστοιχο κύλινδρο 9, το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου 10 και συνδετήρες.

Το κυλινδρικό σώμα 2 είναι κατασκευασμένο από ένα αγώγιμο υλικό όπως, για παράδειγμα, ορείχαλκο, κράμα αλουμινίου, χάλυβα ή άλλο μέταλλο, ή κράμα μετάλλου με καλή αγωγιμότητα. Ένα κυλινδρικό σώμα με 2 σε διατομή έχει τη μορφή κύκλου. Το σώμα σε διατομή μπορεί να έχει τη μορφή τετραγώνου, ορθογωνίου, έλλειψης ή άλλου καμπυλωμένου προφίλ.

Η σχισμή 3 κατασκευάζεται στο κυλινδρικό σώμα 2 σε όλο το βάθος του τοιχώματος του σώματος με φρεζάρισμα, κοπή με λέιζερ ή άλλη μηχανική λειτουργία με το σχηματισμό της πρώτης ακμής 4 και της δεύτερης ακμής 5, παράλληλα με τον διαμήκη άξονα του κυλινδρικού σώματος .

Ως τροφοδότης 6, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα σειριακό ομοαξονικό καλώδιο. Ο ταιριαστός κύλινδρος 9 φαίνεται για βεβαιότητα ως τμήμα ενός κυκλικού κυλίνδρου.

Το αντίστοιχο κομμάτι του καλωδίου 10 εμφανίζεται για λόγους σαφήνειας ως ένα κοντό κομμάτι ομοαξονικής γραμμής. Το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου 10 βρίσκεται εν μέρει μέσα στον αντίστοιχο κύλινδρο 9, εν μέρει έξω από το 9.

Ο ταιριαστός κύλινδρος 9, οι σφιγκτήρες 7 και 8 είναι κατασκευασμένοι από ένα εξαιρετικά αγώγιμο υλικό, όπως ορείχαλκο ή κράμα αλουμινίου. Για να εξασφαλιστεί η συγκόλληση, επικαλύπτονται, για παράδειγμα, με κράμα κασσιτέρου-βισμούθιου.

Το άκρο του αντίστοιχου τμήματος του καλωδίου 10, απέναντι από την υποδοχή, είναι ανοιχτό και δεν συνδέεται με τίποτα. Ο κεντρικός αγωγός 11 του αντίστοιχου καλωδίου 10 εξέρχεται από τον αντίστοιχο κύλινδρο 9 και εκτείνεται μέχρι το μέσο της σχισμής 3.

Οι παραπάνω συσκευές και εξαρτήματα βρίσκονται αμοιβαία σε σχέση μεταξύ τους και διασυνδέονται ως εξής.

Ο πρώτος σφιγκτήρας 7 στερεώνεται με το σχηματισμό μιας γαλβανικής επαφής στο πρώτο άκρο 4 της σχισμής, ο δεύτερος σφιγκτήρας 8 στερεώνεται με το σχηματισμό μιας γαλβανικής επαφής στο δεύτερο άκρο 5 της σχισμής, ο τροφοδότης 6 στην επιφάνεια του κυλίνδρου 2 στερεώνεται κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής διαμετρικά αντίθετη από τον διαμήκη άξονα της σχισμής, με μια κάμψη 13 στο σημείο διέγερσης της σχισμής της περιοχής, και στη συνέχεια τοποθετείται μέσω του πρώτου σφιγκτήρα 7 με το σχηματισμό του εξωτερικού αγωγού 14 του γαλβανικού τροφοδότη επαφή με τον πρώτο σφιγκτήρα 7, το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου 10 τοποθετείται μέσα στον αντίστοιχο κύλινδρο, ο οποίος καλύπτεται από τον δεύτερο σφιγκτήρα, ο κεντρικός αγωγός 12 του τροφοδότη συνδέεται γαλβανικά με τον κεντρικό αγωγό 11 του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου.

Το δεύτερο άκρο του τροφοδότη 6 είναι εγκατεστημένο στον σύνδεσμο RF. Στην περίπτωση αυτή, είτε ένα τμήμα ενός τυπικού ομοαξονικού καλωδίου είτε ένα τμήμα μιας ειδικής γραμμής μεταφοράς που αποτελείται από έναν εξωτερικό αγωγό με τη μορφή σωλήνα, έναν κεντρικό αγωγό με τη μορφή ράβδου ή σωλήνα και έναν κοίλο διηλεκτρικό κύλινδρο που βρίσκεται μεταξύ χρησιμοποιούνται ως ταιριαστό καλώδιο 10.

Για τη στερέωση του τροφοδότη 6 στο κυλινδρικό σώμα 2, μπορούν να χρησιμοποιηθούν τυποποιημένοι σφιγκτήρες, βίδες και παξιμάδια.

Η αρχή της λειτουργίας της κεραίας

Η κεραία λειτουργεί ως εξής. Οι ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις στην κεραία διεγείρονται ως αποτέλεσμα της εφαρμογής διαφοράς δυναμικού σε δύο σημεία 19 και 20, το ένα απέναντι από το άλλο στις πρώτες 4 και στις δεύτερες 5 άκρες της σχισμής 3. Για αποτελεσματική διέγερση της κεραίας, η διάμετρος του σωλήνα 2 πρέπει να επιλεγεί έτσι ώστε η συχνότητα της γεννήτριας να είναι υψηλότερη από τη γραμμή σχισμής του βασικού κύματος κρίσιμης συχνότητας H 00 σε έναν κυλινδρικό κυματοδηγό. Προκειμένου να επεξηγήσουμε αυτό το σημείο, εξετάσαμε (χρησιμοποιώντας μια αυστηρή λύση του προβλήματος των οριακών τιμών της ηλεκτροδυναμικής) σε ένα πρόβλημα μοντέλου τρεις καταστάσεις που παρουσιάζονται στο Σχήμα. 5.

Στο ΣΧ. Το σχήμα 5 δείχνει μια γραμμή σχισμής σε έναν κυκλικό κυματοδηγό, συνδεδεμένο σε σειρά με μια γραμμή δύο καλωδίων, στο άκρο της οποίας συνδέεται μια γεννήτρια τάσης. Στο ΣΧ. Το σχήμα 5 δείχνει παραδείγματα κατανομής της έντασης ηλεκτρικού πεδίου κατά μήκος της γραμμής μεταφοράς για τις ακόλουθες περιπτώσεις: α) η συχνότητα της γεννήτριας είναι μικρότερη από την κρίσιμη συχνότητα του κύριου κύματος της γραμμής σχισμής σε έναν κυκλικό κύλινδρο, β) η συχνότητα της γεννήτριας είναι περίπου ίση με την κρίσιμη συχνότητα του κύριου κύματος της γραμμής σχισμής σε έναν κυκλικό κύλινδρο, γ) η συχνότητα της γεννήτριας είναι μεγαλύτερη κρίσιμη συχνότητα του θεμελιώδους κύματος της γραμμής σχισμής σε έναν κυκλικό κύλινδρο. Στο ΣΧ. 5, η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου είναι ανάλογη με το μήκος του διανύσματος. Όπως φαίνεται από το ΣΧ. 5, στην περίπτωση α) το ηλεκτρομαγνητικό κύμα ανακλάται πρακτικά από την είσοδο στη γραμμή μεταφοράς. Το κύμα διεισδύει στη γραμμή της σχισμής σε ένα αμελητέα μικρό βάθος στα μήκη κύματος. Στην περίπτωση β), δημιουργείται μια εκθετικά φθίνουσα κατανομή πεδίου σε μια σχισμή κυλινδρική γραμμή μεταφοράς. Στην περίπτωση γ), δημιουργείται στάσιμο κύμα στην κυλινδρική γραμμή μετάδοσης με σχισμή. Σε αυτή την περίπτωση, το μήκος του στάσιμου κύματος στη γραμμή μετάδοσης με σχισμή είναι μεγαλύτερο από το μήκος του στάσιμου κύματος στη γραμμή μετάδοσης δύο συρμάτων.

Είναι προτιμότερο να επιλέξετε μια διάμετρο σωλήνα ίση με 0,14 μήκος κύματος σε ελεύθερο χώρο. Συνιστάται να επιλέξετε το μήκος της θυρίδας κοντά στο μισό μήκος κύματος του κύριου κύματος H 00 της γραμμής σχισμής σε έναν κυλινδρικό κυματοδηγό

Το πλάτος της σχισμής 3 δεν υπερβαίνει το ένα τριάντα του μήκους κύματος. Επομένως, η ανομοιομορφία στην κατανομή ρεύματος στον κεντρικό αγωγό του καλωδίου εντός της σχισμής 3 μπορεί πρακτικά να παραμεληθεί. Επομένως, ένα μη ισορροπημένο ομοαξονικό καλώδιο εισάγεται στην περιοχή τροφοδοσίας της κεραίας με τέτοιο τρόπο ώστε να μην διαταράσσει ούτε τη φυσική ούτε την ηλεκτρική συμμετρία της κεραίας. Τα ρεύματα μετατόπισης που προκύπτουν μεταξύ του εξωτερικού αγωγού του τροφοδότη 6 και του περιβλήματος 2 στην περιοχή από την καμπή του τροφοδότη έως την σχισμή είναι μικρά λόγω του γεγονότος ότι ο εξωτερικός αγωγός του τροφοδότη 6 και το περίβλημα 2 έχουν γαλβανική επαφή μεταξύ τους μέσω του πρώτου αγώγιμου σφιγκτήρα 7 Η γαλβανική επαφή του εξωτερικού αγωγού του τροφοδότη 6 και του περιβλήματος 2 προκαλεί την ισότητα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου στο μηδέν στο σημείο της σύνδεσής τους. Στο τμήμα τροφοδοσίας που βρίσκεται κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής διαμετρικά απέναντι από τον άξονα της σχισμής, τα ρεύματα μετατόπισης μεταξύ του εξωτερικού αγωγού του τροφοδότη 6 και του περιβλήματος 2 δεν διεγείρονται, καθώς το δυναμικό είναι μηδέν σε αυτό το τμήμα της διαδρομής. Επομένως, η πιθανή ακτινοβολία του διακένου που σχηματίζεται μεταξύ του εξωτερικού αγωγού του τροφοδότη 6 και του περιβλήματος 2 μπορεί να παραμεληθεί. Έτσι, αποκλείονται το φαινόμενο κεραίας του τροφοδότη και οι απρόβλεπτες παραμορφώσεις του σχεδίου της κεραίας, οι αλλαγές στην σύνθετη αντίσταση εισόδου της κεραίας, η ακτινοβολία του διασταυρούμενου πολωμένου πεδίου. Χρησιμοποιώντας μια αυστηρή λύση των εξισώσεων του Maxwell υπό δεδομένες ιδανικές οριακές συνθήκες, οι γραμμές δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου υπολογίστηκαν με τη μέθοδο του χρόνου σε διαφορετικούς χρόνους κατά τη διάρκεια μιας περιόδου ταλαντώσεων τάσης γεννήτριας. Οι γραμμές δύναμης σε κάποια χρονική στιγμή φαίνονται στο Σχ. 6. Για τη διευκόλυνση του προσδιορισμού των στοιχείων της κεραίας με αριθμούς, επιλέγεται η χρονική στιγμή που η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στην άμεση γειτνίαση της σχισμής είναι μικρή, επομένως, δεν υπάρχουν γραμμές πεδίου σε αυτήν την περιοχή στο Σχ.6 . Μακριά από το κενό, παρατηρούνται ήδη σχηματισμένες δίνες πεδίου, που αντιπροσωπεύονται από γραμμές δύναμης που δεν υποστηρίζονται από φορτία στα τοιχώματα του κυλίνδρου. Στην ενδιάμεση ζώνη, οι γραμμές δύναμης ξεκινούν από το κάτω μισό του κυλίνδρου στο σχέδιο και καταλήγουν στην κορυφή του κυλίνδρου. Στο σημείο απέναντι από το κεντρικό σημείο του διακένου, η γραμμή πεδίου δεν παίρνει και δεν τελειώνει τη διαδρομή της, αφού το δυναμικό σε αυτό το σημείο είναι μηδέν. Αυτό το σημείο είναι το οριακό σημείο μεταξύ του κάτω και του άνω μισού του κυλίνδρου. Σύμφωνα με τον κανόνα που αναφέρθηκε παραπάνω, η γραμμή δύναμης θα έπρεπε να είχε ξεκινήσει και να ολοκληρώσει την πορεία της εδώ. Ωστόσο, αυτό αποδεικνύεται αδύνατο, γιατί τα διανύσματα έντασης ηλεκτρικού πεδίου που εφάπτονται στο κάτω και στο πάνω μέρος της γραμμής πεδίου είναι αντίθετα μεταξύ τους σε αυτό το σημείο και, επομένως, αλληλοεξουδετερώνονται. Για το λόγο αυτό, η γειτνίαση της γραμμής απέναντι από τον άξονα της σχισμής είναι βολική για την τοποθέτηση ενός τροφοδότη κατά μήκος της, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί η επίδραση της κεραίας του τροφοδότη.

Ο παραπάνω σχεδιασμός κεραίας παρέχει εύκολη προσαρμογή της αντιστοίχισης κεραίας-τροφοδότη. Ας το εξετάσουμε αυτό με περισσότερες λεπτομέρειες αναφερόμενοι στο ισοδύναμο κύκλωμα κεραίας στο ΣΧ. 3. Στο ΣΧ. 3, ο αριθμός 15 υποδηλώνει τον πρώτο πυκνωτή με χωρητικότητα C 1 που σχηματίζεται από την εσωτερική επιφάνεια του αντίστοιχου κυλίνδρου 9 και την εξωτερική επιφάνεια του εξωτερικού αγωγού του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου 10. Σε αυτή την περίπτωση, ο ρόλος του διηλεκτρικού από το περίβλημα του καλωδίου. Ο αριθμός 16 υποδηλώνει τον δεύτερο πυκνωτή με χωρητικότητα C 2 που σχηματίζεται από την εσωτερική επιφάνεια του εξωτερικού αγωγού και την επιφάνεια του κεντρικού αγωγού του αντίστοιχου τμήματος του καλωδίου 10. Ο αριθμός 17 υποδηλώνει την αυτεπαγωγή L λόγω της ροής των ρευμάτων κατά μήκος της εσωτερικής και εξωτερικής επιφάνειας του σωλήνα από την πρώτη άκρη 4 έως τη δεύτερη άκρη 5 της σχισμής. Ο αριθμός 18 υποδηλώνει την αντίσταση R, λόγω της απώλειας ακτινοβολίας της κεραίας. Ο ακροδέκτης 19 αντιστοιχεί στο σημείο γαλβανικής επαφής του εξωτερικού αγωγού του τροφοδότη μέσω του πρώτου αγώγιμου σφιγκτήρα με την άκρη 4. Ο ακροδέκτης 20 αντιστοιχεί στο σημείο στην είσοδο του κεντρικού αγωγού του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου. Ο αριθμός 21 υποδεικνύει το σημείο γαλβανικής επαφής του αντίστοιχου κυλίνδρου μέσω του αγώγιμου σφιγκτήρα 8 με την άκρη 5 της σχισμής 3.

Δύο πυκνωτές που συνδέονται στη σειρά 15 και 16 έχουν ισοδύναμη χωρητικότητα C 3:

Η αντίσταση εισόδου στους ακροδέκτες 19, 20 Z in, λόγω της σειριακής σύνδεσης μιας ισοδύναμης χωρητικότητας C 3 και μιας αλυσίδας παράλληλης συνδεδεμένης αντίστασης R και επαγωγής L, σε συχνότητα είναι ίση με:

Στη συχνότητα συντονισμού, το φανταστικό μέρος της αντίστασης εισόδου είναι μηδέν, δηλ.

Έχοντας κάνει στο (2) την αντικατάσταση στον παρονομαστή του παράγοντα σε αγκύλες με την τιμή του από το (3), λαμβάνουμε την τιμή in στη συχνότητα συντονισμού:

Η ιδανική αντιστοίχιση με τον τροφοδότη επιτυγχάνεται όταν η σύνθετη αντίσταση εισόδου της κεραίας είναι ίση με την κυματική αντίσταση του τροφοδότη. Δεδομένων των L και R, η προσαρμογή βάσει συμφωνίας επιτυγχάνεται επιλέγοντας την τιμή της ισοδύναμης χωρητικότητας C 3 .

Στην περιοριστική περίπτωση, όταν δεν υπάρχει αντίστοιχος κύλινδρος (C 1 ), η ισοδύναμη χωρητικότητα C 3 είναι ίση με την χωρητικότητα C 2 - τη χωρητικότητα του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου. Συνήθως, για να ταιριάζει η κεραία με τον τροφοδότη, απαιτείται να έχει μια μικρή τιμή C 2. Μερικές φορές, όταν εργάζεστε στο εύρος μήκους κύματος του μέτρου και του δεκατόμετρου, απαιτείται ένα αντίστοιχο τμήμα με μήκος όχι μεγαλύτερο από δέκα χιλιοστά. Μικρές απόλυτες αλλαγές στο μήκος του τμήματος του καλωδίου οδηγούν σε σχετικά μεγάλες σχετικές αλλαγές στην τιμή του C 2 . Επομένως, κατά τη μικρορύθμιση της κεραίας στη συχνότητα λειτουργίας, είναι απαραίτητο να αλλάξετε το μήκος του αντίστοιχου τμήματος κατά κλάσματα του χιλιοστού. Η ανάγκη επιλογής του μήκους του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου με ακρίβεια κλασμάτων ενός χιλιοστού καθιστά δύσκολο τον συντονισμό της κεραίας.

Η κατάσταση είναι αρκετά διαφορετική όταν έχουμε να κάνουμε με δύο δεξαμενές συνδεδεμένες σε σειρά: τη χωρητικότητα C 1 και τη χωρητικότητα C 2 . Είναι γνωστό ότι συνδέοντας δύο πυκνωτές σε σειρά, παίρνουμε έναν ισοδύναμο πυκνωτή με χωρητικότητα μικρότερη από τη χωρητικότητα κάθε πυκνωτή ξεχωριστά. Τώρα, σε μια σταθερή τιμή C 1 , αλλάζοντας την χωρητικότητα C 2 εντός μεγάλων ορίων, παίρνουμε αλλαγές στην τιμή της ισοδύναμης χωρητικότητας εντός μικρών ορίων.

Το αρχικό μήκος του αντίστοιχου κομματιού καλωδίου πρέπει προφανώς να είναι μεγαλύτερο σε σύγκριση με την περίπτωση που δεν υπάρχει αυτός ο άλλος πυκνωτής. Συνεπώς, η αλλαγή στο μήκος του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου είναι τώρα μεγαλύτερη σε σχετικές μονάδες και η ρύθμιση είναι πιο ακριβής.

Εκείνοι. ο συντονισμός της κεραίας στη συχνότητα λειτουργίας αλλάζοντας το μήκος του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου, για παράδειγμα, κόβοντάς το, δεν προκαλεί δυσκολίες, επειδή Οι αλλαγές μήκους πραγματοποιούνται με τιμές που μετρώνται σε χιλιοστά.

Η κεραία έχει το εξής πλεονέκτημα, το οποίο είναι ότι με την εισαγωγή ενός αντίστοιχου κυλίνδρου στην κεραία, η διηλεκτρική αντοχή της κεραίας αυξάνεται. Η υψηλότερη ένταση ηλεκτρικού πεδίου κατά τη διέγερση της κεραίας εμφανίζεται στο αντίστοιχο τμήμα του καλωδίου. Σε μια κεραία με αντίστοιχο κύλινδρο, η διαφορά δυναμικού μεταξύ του κεντρικού αγωγού και της άκρης του σωλήνα κατανέμεται τώρα μεταξύ δύο πυκνωτών, ο πρώτος από τους οποίους σχηματίζεται από τον κεντρικό αγωγό και τον εξωτερικό αγωγό του καλωδίου, ο δεύτερος πυκνωτής είναι που σχηματίζεται από τον εξωτερικό αγωγό του καλωδίου και τον αντίστοιχο κύλινδρο. Το άθροισμα των πτώσεων τάσης σε αυτούς τους δύο πυκνωτές είναι ίσο με τη διαφορά δυναμικού μεταξύ του κεντρικού αγωγού και της άκρης. Εκείνοι. η τάση σε κάθε έναν από τους πυκνωτές είναι μικρότερη από τη συνολική τάση και έτσι επιτυγχάνεται η αύξηση της διηλεκτρικής ισχύος της κεραίας.

Κατασκευάστηκαν δύο δείγματα κυλινδρικής κεραίας με σχισμή. Το πρώτο δείγμα περιείχε έναν αγώγιμο κύλινδρο με μια διαμήκη σχισμή, έναν τροφοδότη και ένα αντίστοιχο τμήμα καλωδίου. Το πρώτο δείγμα δεν είχε αντίστοιχο κύλινδρο, το πρώτο αγώγιμο κολάρο και το δεύτερο αγώγιμο κολάρο. Ο εξωτερικός αγωγός του αντίστοιχου τροφοδότη είχε μια γαλβανική επαφή απευθείας με το άκρο 4. Το δεύτερο δείγμα διαφέρει από το πρώτο στο ότι περιέχει επιπλέον έναν ταιριαστό κύλινδρο, τον πρώτο αγώγιμο σφιγκτήρα και τον δεύτερο αγώγιμο σφιγκτήρα. Στο δεύτερο δείγμα, χρησιμοποιείται ένα αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου που είναι μακρύτερο από το πρώτο δείγμα. Στο δεύτερο δείγμα, το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου τοποθετείται μέσα στον αντίστοιχο κύλινδρο και συνεχίζει έξω από αυτόν. Παρακάτω θα γίνει περιγραφή του δεύτερου δείγματος που αντιστοιχεί στην παρούσα εφεύρεση. Κατά την περιγραφή του δείγματος της κεραίας, θα αναφερθούμε στη σημειογραφία του Σχ. 1 και ΣΧ. 2.

Ένα δείγμα κεραίας αποτελείται από ένα κυλινδρικό σώμα 2 με μια σχισμή 3 με το πρώτο άκρο 4 και το δεύτερο άκρο 5, τον τροφοδότη 6, το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου 10, τον αντίστοιχο κύλινδρο 9, τον πρώτο σφιγκτήρα 7 και τον δεύτερο σφιγκτήρα 8 και συνδετήρες.

Η θήκη 2, μήκους 720 mm, διαμέτρου 130 mm, είναι κατασκευασμένη από επικασσιτερωμένο φύλλο πάχους 0,3 mm. Το σώμα σε διατομή έχει τη μορφή κύκλου. Μια σχισμή μήκους 3 640 mm και πλάτους 30 mm κόβεται στο σώμα για να σχηματίσει το πρώτο άκρο 4 και το δεύτερο άκρο 5 παράλληλα με τον διαμήκη άξονα του κυλινδρικού σώματος.

Ως τροφοδότης 6 χρησιμοποιήθηκε σειριακό ομοαξονικό καλώδιο PK-50-2-11.

Το αντίστοιχο τμήμα του τροφοδότη 10 κατασκευάζεται με τη μορφή ενός μικρού τμήματος του ομοαξονικού καλωδίου PK-50-2-11. Το τμήμα 10 του ομοαξονικού καλωδίου βρίσκεται μέσα στον αντίστοιχο κύλινδρο 9.

Ο ταιριαστός κύλινδρος 9 είναι κατασκευασμένος από ορειχάλκινο σωλήνα με εσωτερική διάμετρο 4 mm. Σε αυτή την περίπτωση, οι μετρήσεις έγιναν σε τρία μήκη σωλήνα: 11,5 mm. 7 mm; 5 χλστ.

Το άκρο του αντίστοιχου τμήματος του καλωδίου 10, απέναντι από την υποδοχή, είναι ανοιχτό και δεν συνδέεται με τίποτα. Ο κεντρικός αγωγός 11 του αντίστοιχου τμήματος 10 της ομοαξονικής γραμμής εξέρχεται από τον αντίστοιχο κύλινδρο 9 και εκτείνεται μέχρι το μέσο της σχισμής 3.

Ο τροφοδότης 6 είναι στερεωμένος στην επιφάνεια του κυλίνδρου κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής διαμετρικά αντίθετη από τον διαμήκη άξονα της σχισμής, λυγισμένος κοντά στο σημείο διέγερσης της κεραίας, τοποθετημένος μέσα στον πρώτο σφιγκτήρα 7 και στη συνέχεια βρίσκεται πάνω από την σχισμή 3, τοποθετημένος μέσα ο ταιριαστός κύλινδρος 9 και μετά συνεχίζει έξω από τον κύλινδρο 9. Η εξωτερική μόνωση του τροφοδότη εγχάραξε και αφαιρέθηκε κατά μήκος της σχισμής. Ο εξωτερικός αγωγός (πλεξούδα) κόβεται γύρω από την περιφέρεια στην είσοδο του δεύτερου σφιγκτήρα 8, η πλεξούδα χτενίζεται προς την άκρη 4. Η χτενισμένη πλεξούδα κατανέμεται ομοιόμορφα γύρω από τον κύκλο και συγκολλάται στον σφιγκτήρα 7. Έτσι, ο εξωτερικός αγωγός του τροφοδότη 6 συνδέεται γαλβανικά μέσω του σφιγκτήρα 7 με την πρώτη άκρη 4 σχισμές, και ο κεντρικός αγωγός 12 του τροφοδότη 6 συνδέεται με τον κεντρικό αγωγό 11 του αντίστοιχου τμήματος του καλωδίου 10. Το δεύτερο άκρο του ομοαξονικού τροφοδότη 6 είναι ενσωματωμένο στην υποδοχή RF.

Για τη στερέωση του τροφοδότη 6 στο περίβλημα 2, χρησιμοποιούνται τυποποιημένοι σφιγκτήρες, βίδες και παξιμάδια.

Οι τιμές των πραγματικών τμημάτων ReZ και φανταστικού ImZ της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας του πρωτοτύπου και της κεραίας της παρούσας εφεύρεσης που μετρήθηκαν στα δείγματα στην περιοχή συχνοτήτων φαίνονται με τη μορφή γραφημάτων στο ΣΧ. 4α).

Οι εξαρτήσεις του SWR από τη συχνότητα που μετρήθηκε στο πρώτο και το δεύτερο δείγμα της κεραίας φαίνονται με τη μορφή γραφημάτων στο Σχ. 4β). Το γράφημα 22 αντιστοιχεί στο πρώτο μοτίβο κεραίας. Σε αυτήν την περίπτωση, το μήκος του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου είναι 10,5 mm. Τα γραφήματα 23, 24 και 25 αντιστοιχούν στο δεύτερο δείγμα κεραίας με ταιριαστά μήκη κυλίνδρων 11,5 mm, 7 mm και 5 mm, αντίστοιχα. Σε αυτήν την περίπτωση, το μήκος του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου είναι 20,5 mm, 24 mm και 30 mm, αντίστοιχα.

Κατά τον συντονισμό του πρώτου δείγματος της κεραίας στη συχνότητα συντονισμού, το μήκος του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου άλλαξε με ένα βήμα 0,25 mm. Μια αλλαγή στο μήκος του αντίστοιχου τμήματος κατά 0,25 mm οδήγησε σε αλλαγή στη συχνότητα συντονισμού κατά 0,5 MHz. Κατά τον συντονισμό του δεύτερου δείγματος της κεραίας στη συχνότητα συντονισμού, το μήκος του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου άλλαξε με βήμα 2 mm. Μια αλλαγή στο μήκος του αντίστοιχου τμήματος κατά 2 mm οδήγησε σε αλλαγή στη συχνότητα συντονισμού κατά 0,5 MHz. Όπως φαίνεται από τα γραφήματα στο Σχ. 4, μια κεραία συντονισμένη στην ίδια συχνότητα συντονισμού σε διαφορετικές αναλογίες του μήκους του αντίστοιχου κυλίνδρου και του μήκους του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου έχει σχεδόν την ίδια εξάρτηση SWR έναντι της συχνότητας. Είναι πιο πλεονεκτικό να χρησιμοποιείτε έναν αντίστοιχο κύλινδρο μικρότερου μήκους.

Πράγματι, η προσαύξηση DC 2 της ισοδύναμης χωρητικότητας C 3 μπορεί να βρεθεί από τη σχέση:

Από αυτή τη σχέση προκύπτει: όσο μικρότερη είναι η χωρητικότητα του αντίστοιχου κυλίνδρου C 1 (όσο μικρότερο είναι το μήκος του αντίστοιχου κυλίνδρου), τόσο λιγότερο η ισοδύναμη χωρητικότητα αλλάζει με τις ίδιες αυξήσεις της χωρητικότητας C 2 (αύξηση στο μήκος του αντίστοιχου καλωδίου Ενότητα). Σε αυτήν την περίπτωση, είναι δυνατό να χρησιμοποιήσετε μεγαλύτερα μήκη καλωδίων που ταιριάζουν.

Με μεγαλύτερα μήκη καλωδίων που ταιριάζουν, είναι πιο βολικό να συντονίζετε την κεραία, επειδή. μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας παραδοσιακός κόφτης καλωδίων για αυτό.

Οι μετρήσεις των χαρακτηριστικών πόλωσης της κεραίας έδειξαν ότι η κεραία έχει γραμμική πόλωση. Οι μετρήσεις που έγιναν στην κεραία υποδεικνύουν ότι η κεραία είναι απαλλαγμένη από το εφέ της κεραίας τροφοδοσίας.

Εφαρμογή της εφεύρεσης

Η εφεύρεση μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ανεξάρτητη κεραία, ως στοιχεία πιο πολύπλοκων κεραιών, ακτινοβολώντας στοιχεία συστοιχιών κεραιών, τροφοδοσίες για κεραίες καθρέφτη και φακών.

Σε αυτή την περίπτωση, η κεραία μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε ως ανεξάρτητη κεραία είτε ως στοιχείο μιας γραμμικής διάταξης κεραιών.

Η προτεινόμενη ευρυζωνική κεραία δονητή είναι χρήσιμη σε όλες τις περιπτώσεις όπου απαιτείται είτε μια ανεξάρτητη κεραία υποδοχής είτε ένα στοιχείο ακτινοβολίας (λήψης) μιας πιο περίπλοκης συσκευής κεραίας ή συστήματος κεραίας, που απαιτούν χαμηλές απώλειες τροφοδοσίας, υψηλή απόδοση κεραίας και χαμηλό επίπεδο ακτινοβολία διασταυρούμενης πόλωσης.

ΑΠΑΙΤΗΣΗ

1. Κυλινδρική κεραία με σχισμή που περιέχει ένα αγώγιμο κυλινδρικό περίβλημα, στο οποίο κατασκευάζεται μια διαμήκης σχισμή με πρώτη και δεύτερη ακμή και έναν τροφοδότη, που χαρακτηρίζεται από το ότι περιέχει τον πρώτο σφιγκτήρα στερεωμένο στο πρώτο άκρο της σχισμής με το σχηματισμό γαλβανικού επαφή, ο δεύτερος σφιγκτήρας στερεωμένος στο δεύτερο άκρο της σχισμής με το σχηματισμό μιας γαλβανικής επαφής, ο ταιριαστός κύλινδρος και το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου, ο αντίστοιχος κύλινδρος στερεώνεται στο δεύτερο άκρο της σχισμής και τοποθετείται μέσω του δεύτερου σφιγκτήρα, Το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου εγκαθίσταται στο δεύτερο άκρο της σχισμής και τοποθετείται μέσω του αντίστοιχου κυλίνδρου, ο τροφοδότης στερεώνεται στην επιφάνεια του κυλίνδρου κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής διαμετρικά απέναντι από τον διαμήκη άξονα της σχισμής, με μια κάμψη προς την σχισμή στο κοντά στο σημείο διέγερσης της σχισμής και τοποθετείται μέσω του πρώτου σφιγκτήρα με το σχηματισμό γαλβανικής επαφής με τον πρώτο σφιγκτήρα από τον εξωτερικό αγωγό του τροφοδότη, ο κεντρικός αγωγός του τροφοδότη συνδέεται γαλβανικά με τον κεντρικό αγωγό του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου .

2. Κυλινδρική κεραία με σχισμή σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι ο αντίστοιχος κύλινδρος είναι κατασκευασμένος με τη μορφή κυκλικού αγώγιμου κυλίνδρου.

UDC 621.396.677.71

DOI: 10.14529/ctcr150203

ΚΥΛΙΝΔΡΙΚΗ ΚΕΡΑΙΑ ΣΛΟΤ

Δ.Σ. Klygach, V.A. Dumchev, Ν.Ν. Repin, Ν.Ι. Βοΐτοβιτς

Κρατικό Πανεπιστήμιο Νοτίου Ουράλ, Τσελιάμπινσκ

Παρουσιάζεται μια σχισμή κυλινδρική κεραία με μια πρωτότυπη συσκευή ταιριάσματος τροφοδότη. Η κεραία είναι κατασκευασμένη με τη μορφή διαμήκους σχισμής σε μεταλλικό σωλήνα με διάμετρο πολύ μικρότερη από το μήκος κύματος. το μήκος της σχισμής είναι μικρότερο από το μήκος κύματος στον ελεύθερο χώρο. Οι παράμετροι της κεραίας βρίσκονται με μια αριθμητική μέθοδο σε μια αυστηρή ηλεκτροδυναμική διατύπωση του προβλήματος. Σε αυτή την περίπτωση, ο σχεδιασμός της συσκευής αντιστοίχισης λαμβάνεται υπόψη στο ηλεκτροδυναμικό μοντέλο της κεραίας. Τα θεωρητικά αποτελέσματα στο εύρος συχνοτήτων λειτουργίας είναι σε καλή ποσοτική συμφωνία με τα πειραματικά αποτελέσματα που λαμβάνονται σε μακέτες κεραιών. Η μέθοδος και η συσκευή που προτείνονται στο άρθρο καθιστούν δυνατό τον συντονισμό της κεραίας με τον τροφοδότη με απλό και βολικό τρόπο.

Λέξεις κλειδιά: slot κεραία, ταιριαστή ζώνη, SWR.

Εισαγωγή

Η σχισμή κυλινδρική κεραία προτάθηκε για πρώτη φορά το 1938 από τον Alan D. Blumlein με σκοπό την τηλεοπτική μετάδοση στη ζώνη υπερμικρών κυμάτων με οριζόντια πόλωση και κυκλικό σχέδιο ακτινοβολίας (DN) στο οριζόντιο επίπεδο. Οι κεραίες με σχισμή δεν διαταράσσουν την αεροδυναμική των αντικειμένων στα οποία είναι εγκατεστημένες, γεγονός που καθόρισε στη συνέχεια την ευρεία χρήση τους σε υποβρύχια, αεροσκάφη, πυραύλους και άλλα κινούμενα αντικείμενα. Οι κουλοχέρηδες χρησιμοποιούνται ευρέως και ως επίγειες κεραίες.

Στην κεραία A. D. Blumlein, μια σχισμή κόβεται σε όλο το μήκος ενός κατακόρυφου κυλινδρικού σωλήνα μισού κύματος. Για τη ρύθμιση της κεραίας σε συντονισμό με τον τροφοδότη, χρησιμοποιήθηκε μια συσκευή ρύθμισης πλάτους υποδοχής, η οποία δεν είναι βολική για πρακτική χρήση.

Γνωστή κυλινδρική κεραία με σχισμή A. Alford που περιέχει μεταλλικό σωλήνα με συνεχή διαμήκη σχισμή, βραχυκύκλωμα στο ένα άκρο της σχισμής και συσκευή διέγερσης της κεραίας στο άλλο άκρο της σχισμής. Η διάμετρος του σωλήνα είναι 0,12Χ...0,15Χ, όπου Χ είναι το μήκος κύματος στον ελεύθερο χώρο. Σε αυτήν την κεραία, η σχισμή διακλαδίζεται από την εξωτερική και την εσωτερική επιφάνεια του σωλήνα. Η κεραία, λόγω της σχετικά μικρής διαμέτρου του σωλήνα σε σχέση με το μήκος κύματος, είναι μια επαγωγική αντίδραση. Μια άλλη συνέπεια της αυλάκωσης είναι η αύξηση της ταχύτητας φάσης σε σύγκριση με το μήκος κύματος στον ελεύθερο χώρο. όσο μεγαλύτερη τόσο μικρότερη είναι η διάμετρος του σωλήνα. Επομένως, το μήκος της θυρίδας επιλέγεται να είναι ίσο με πολλά μήκη κύματος στον ελεύθερο χώρο.

Μια σχισμή κυλινδρική κεραία είναι γνωστή για το ότι εκπέμπει οριζόντια πολωμένα κύματα υψηλής συχνότητας, που περιέχει έναν αγώγιμο κύλινδρο με μια διαμήκη σχισμή, βραχυκυκλωμένο και στα δύο άκρα του κυλίνδρου, διεγείρεται από ένα ομοαξονικό καλώδιο, ο εξωτερικός αγωγός του οποίου είναι γαλβανικά συνδεδεμένος με τη δεύτερη ακμή αγωγιμότητας της πρώτης ακμής. υποδοχή.

Ένα κοινό μειονέκτημα αυτών των κεραιών είναι ότι δεν διαθέτουν αρκετά απλές συσκευές αντιστοίχισης τροφοδοσίας. Εξαιτίας αυτού, η διαδικασία συντονισμού της κεραίας σε συντονισμό με τον τροφοδότη σε μια δεδομένη συχνότητα λειτουργίας γίνεται πιο περίπλοκη.

Ο στόχος της εργασίας είναι η ανάπτυξη μιας κυλινδρικής κεραίας σχισμής με μια απλή συσκευή προσαρμογής τροφοδοσίας. Το μήκος της κεραίας δεν πρέπει να υπερβαίνει το ένα μήκος κύματος στον ελεύθερο χώρο. Η συσκευή αντιστοίχισης θα πρέπει να είναι βολική όταν συντονίζετε μια κυλινδρική σχισμή κεραία για αντιστοίχιση στη ζώνη συχνοτήτων λειτουργίας.

Για την επίτευξη αυτού του στόχου, πραγματοποιήθηκαν αριθμητικά και φυσικά πειράματα.

1. Δήλωση του προβλήματος

Είναι γνωστή μια παραλλαγή διέγερσης μιας κεραίας σχισμής χρησιμοποιώντας ομοαξονικό καλώδιο, ενώ ο εξωτερικός αγωγός του ομοαξονικού καλωδίου συνδέεται γαλβανικά σε ένα φαρδύ άκρο της σχισμής και ο κεντρικός αγωγός συνδέεται γαλβανικά στο απέναντι φαρδύ άκρο της σχισμής. Στην περιοχή της σχισμής, το περίβλημα και ο εξωτερικός αγωγός του ομοαξονικού καλωδίου αφαιρούνται, ο κεντρικός αγωγός στο διηλεκτρικό τοποθετείται πάνω από την υποδοχή. Εάν η διάμετρος του σωλήνα είναι σχετικά μεγάλη, τότε η αντιστοίχιση με το καλώδιο με αυτή τη μέθοδο διέγερσης της σχισμής επιτυγχάνεται επιλέγοντας την απόσταση I από το σημείο διέγερσης έως το στενό άκρο της σχισμής. Με σχετικά μικρή διάμετρο σωλήνα, αυτή η μέθοδος δεν οδηγεί στον επιθυμητό στόχο.

Μια άλλη παραλλαγή διέγερσης μιας κεραίας σχισμής είναι γνωστή, χρησιμοποιώντας ως συσκευή ταιριάσματος ένα ανοιχτό τμήμα μιας ομοαξονικής γραμμής μετάδοσης στο άκρο, το οποίο αποδείχθηκε αποτελεσματικό όταν η σχισμή κατασκευάζεται σε μια μεταλλική λωρίδα.

Απαιτείται η διερεύνηση της συμπεριφοράς της αντιστοίχισης της κεραίας με τον τροφοδότη με τις αναφερόμενες μεθόδους διέγερσης μιας κυλινδρικής σχισμής κεραίας, με την προϋπόθεση ότι η διάμετρος του σωλήνα στον οποίο κατασκευάζεται η σχισμή είναι πολύ μικρότερη από το μήκος κύματος.

2. Μέθοδοι επίλυσης του προβλήματος

2.1. Θεωρητική μέθοδος

Για μια σχισμή κεραία σε έναν κύλινδρο πεπερασμένου μήκους, το αριθμητικό πείραμα διεξήχθη σε μια αυστηρή διατύπωση χρησιμοποιώντας τη μέθοδο άμεσου χωροχρόνου για την επίλυση των εξισώσεων του Maxwell σε ολοκληρωμένη μορφή. Η μέθοδος του άμεσου χρόνου λύνει το οριακό ηλεκτροδυναμικό πρόβλημα που γενικεύεται στον τετραδιάστατο χώρο. Το πρόβλημα της οριακής τιμής που διατυπώνεται για ένα συνεχές συνεχές ανάγεται σε μοντέλα μεταβλητής και πλέγματος προβολής. Αυτό λαμβάνει υπόψη τον πραγματικό σχεδιασμό του διεγέρτη και της συσκευής αντιστοίχισης. Η ηλεκτροδυναμική δομή επηρεάζεται από έναν σύντομο παλμό βίντεο που διεγείρει σχεδόν όλους τους πιθανούς τύπους φυσικών δονήσεων του υπό μελέτη αντικειμένου, γεγονός που καθιστά την παρατηρούμενη αντίδραση που αναπτύσσεται στο χρόνο πολύ κατατοπιστική.

2.2. πειραματική μέθοδος

Για τη διεξαγωγή πειραματικών μελετών, κατασκευάστηκαν τρία μοντέλα κυλινδρικής κεραίας με σχισμή. Ταυτόχρονα, και στις τρεις διατάξεις, το μήκος της υποδοχής ήταν το ίδιο, ίσο με 0,888 μήκος κύματος σε ελεύθερο χώρο.

Στην πρώτη διάταξη, η κεραία διεγείρεται από ένα ομοαξονικό καλώδιο, η πλέξη του οποίου συνδέεται γαλβανικά στη μία άκρη της σχισμής και ο κεντρικός αγωγός της συνδέεται γαλβανικά με την άλλη άκρη της σχισμής.

Στη δεύτερη διάταξη, η κεραία διεγείρεται από ένα ομοαξονικό καλώδιο, η πλεξούδα του οποίου συνδέεται γαλβανικά στη μία άκρη της σχισμής και ο κεντρικός αγωγός της συνδέεται με τον κεντρικό αγωγό του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου που βρίσκεται στο δεύτερο άκρο της σχισμής. Η πλεξούδα του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου συνδέεται γαλβανικά στη δεύτερη άκρη της υποδοχής.

Στην τρίτη διάταξη, η διέγερση της κεραίας γίνεται από ένα ομοαξονικό καλώδιο, η πλεξούδα του οποίου συνδέεται γαλβανικά με τη μία άκρη της σχισμής και ο κεντρικός αγωγός συνδέεται με τον κεντρικό αγωγό του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου, ο οποίος είναι τοποθετημένος μέσω του αντίστοιχου κυλίνδρου, γαλβανικά συνδεδεμένο με το δεύτερο άκρο της σχισμής. Σε αυτή την περίπτωση, η πλεξούδα του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου δεν συνδέεται γαλβανικά με τίποτα.

Οι μετρήσεις των παραμέτρων μιας κυλινδρικής κεραίας σχισμής πραγματοποιήθηκαν σύμφωνα με το σχήμα που φαίνεται στο Σχ. 1, χρησιμοποιώντας το σύνθετο μετρητή μετάδοσης και ανάκλασης OBZOR-YUZ σύμφωνα με τις οδηγίες για τη λειτουργία του. Βαθμονόμηση της συσκευής με μέτρα βαθμονόμησης - ρελαντί "XX", βραχυκύκλωμα "Βραχυκύκλωμα", αντίστοιχο φορτίο "Φορτίο". πραγματοποιήθηκαν με τη σύνδεση προτύπων βαθμονόμησης στο καλώδιο μέτρησης μέσω της μετάβασης Ε2-113/4.

Ρύζι. 1. Σχέδιο μέτρησης των παραμέτρων μιας κυλινδρικής κεραίας σχισμής

Με τη βοήθεια ενός μετρητή σύνθετων συντελεστών μετάδοσης και ανάκλασης, -SWR, μετρώνται τα πραγματικά και τα φανταστικά μέρη της μιγαδικής αντίστασης στο τμήμα που αντιστοιχεί στη σύνδεση του καλωδίου μέτρησης με το καλώδιο της κεραίας, το οποίο υποδεικνύεται παρακάτω ως το τμήμα T2T2.

Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε εύρος κεραίας χωρίς ανακλαστικά αντικείμενα σε απόσταση έως και 5 μ. Η σχισμή κεραία τοποθετήθηκε κατακόρυφα με το κάτω μέρος του κυλίνδρου της να στηρίζεται σε ξύλινη βάση, η οποία ήταν στερεωμένη στο τρίποδο μέτρησης. Το ύψος εγκατάστασης της σχισμής κεραίας (το κάτω μέρος του κυλίνδρου της) σε σχέση με την επιφάνεια του πολυγώνου ήταν τουλάχιστον 1,7 m.

Από τη θεωρία μιας γραμμής μεταφοράς πεπερασμένου μήκους (Εικ. 2) είναι γνωστό ότι η συνολική ισοδύναμη αντίσταση

γραμμή μεταφοράς Zg

στην ενότητα T2T2,

σε απόσταση / από φορτίο με αντίσταση, προσδιορίζεται από τον ακόλουθο τύπο: 2n + iZvtg (p /)

Zv + ynCh (p /) "

Ρύζι. 2. Γραμμή μεταφοράς πεπερασμένου μήκους

Εδώ 2v είναι η κυματική αντίσταση της γραμμής μεταφοράς. P είναι ο συντελεστής φάσης. Zn - αντίσταση φορτίου. Zg - εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας. / - απόσταση από το φορτίο στο εξεταζόμενο τμήμα στη γραμμή μεταφοράς.

Σε πειράματα, ο ρόλος ενός τμήματος καλωδίου με μήκος / παίζεται από το καλώδιο της κεραίας, ο ρόλος ενός τμήματος καλωδίου μεταξύ των τμημάτων Т2Т2 και ТТ εκτελείται από ένα καλώδιο μέτρησης.

Κατά τη μέτρηση σύμφωνα με το σχήμα στο Σχ. 2, ο σύνθετος μετρητής απολαβής δείχνει τις τιμές των πραγματικών και των φανταστικών τμημάτων της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας, που μετατρέπονται στην είσοδο του καλωδίου της κεραίας, δηλαδή 2(/).

Για να βρούμε την αντίσταση απευθείας στην είσοδο της κεραίας (χωρίς την επίδραση του μετασχηματισμού αντίστασης από το καλώδιο μέτρησης), εκφράζουμε από τον τύπο (1), υποθέτοντας ότι το 2 (/) είναι γνωστό σε εμάς.

2 (/)-iZ σε ^ (p/)

Zv - iZ (/) ^ (p /) ■

Τα παρακάτω αποτελέσματα μετρήσεων υπολογίζονται εκ νέου σύμφωνα με αυτόν τον τύπο.

3. Αποτελέσματα

3.1. Επιλογή διέγερσης κεραίας με γαλβανική επαφή του κεντρικού αγωγού ομοαξονικού καλωδίου με ακμή σχισμής

Για πειράματα πεδίου, κατασκευάστηκε το πρώτο μοντέλο μιας κυλινδρικής κεραίας σχισμής (Εικ. 3).

Το μοντέλο κεραίας 1 περιέχει το περίβλημα 2 με μια διαμήκη σχισμή 3 και ομοαξονικό καλώδιο 6. Το περίβλημα 2 είναι κατασκευασμένο από ένα κομμάτι κυλινδρικού σωλήνα αλουμινίου μήκους 1DA, με εξωτερική διάμετρο 0D4A και πάχος τοιχώματος 0,0044^. Η διαμήκης σχισμή 3 με τις πρώτες 4 και τις δεύτερες 5 άκρες έχει μήκος 0,888^ και πλάτος 0,033^. Το μήκος του ομοαξονικού καλωδίου 6 RK-50-2-11 είναι 640 mm, που είναι το μισό του μήκους κύματος στο καλώδιο σε συχνότητα λειτουργίας 332 MHz.

Ο εξωτερικός αγωγός του ομοαξονικού καλωδίου είναι στερεωμένος στην πρώτη άκρη της σχισμής για να σχηματίσει μια γαλβανική επαφή με το περίβλημα της κεραίας. Στην περιοχή της σχισμής, το περίβλημα και ο εξωτερικός αγωγός του ομοαξονικού καλωδίου αφαιρούνται. ο κεντρικός αγωγός συνδέεται γαλβανικά με το δεύτερο άκρο της σχισμής.

Το καλώδιο στερεώνεται στην επιφάνεια του κυλίνδρου κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής διαμετρικά αντίθετη από τον διαμήκη άξονα της σχισμής, με κάμψη προς την σχισμή σε ένα σημείο απέναντι από το σημείο διέγερσης της σχισμής. Οι εξαρτήσεις των πραγματικών και φανταστικών μερών της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας που λαμβάνονται με τον επανυπολογισμό των πειραματικών αποτελεσμάτων χρησιμοποιώντας τον τύπο (2) φαίνονται στο σχήμα. 4 και 5, αντίστοιχα.

Ρύζι. 3. Διάταξη κυλινδρικής σχισμής κεραίας

Πειραματικό " * Θεωρητικό

Συχνότητα, MHz

Πειραματικά γεωμετρικά δεδομένα

Συχνότητα. MHz

Ρύζι. Εικ. 4. Εξάρτηση του πραγματικού τμήματος της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας από τη συχνότητα: α - στο εύρος συχνοτήτων λειτουργίας. β - σε ευρύ φάσμα συχνοτήτων

Ρύζι. Εικ. 5. Εξάρτηση του φανταστικού τμήματος της αντίστασης εισόδου από τη συχνότητα: α - στην περιοχή συχνοτήτων λειτουργίας. β - σε ευρύ φάσμα συχνοτήτων

Η εξάρτηση του SWR από τη συχνότητα σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων κεραίας φαίνεται στο Σχήμα. 6.

Πείραμα * * Θεωρητικό

300 400 500 600 700 800 900 1000

Συχνότητα, MHz

Ρύζι. 6. Εξάρτηση SWR από συχνότητα σε ευρύ φάσμα συχνοτήτων

Από την εξέταση των γραφημάτων που φαίνονται στο Σχ. 5, μπορεί να φανεί ότι το φανταστικό τμήμα της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων λαμβάνει θετικές τιμές, δηλ. είναι επαγωγικό. Επομένως, για να αντισταθμιστεί η επαγωγική συνιστώσα της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί μια συσκευή αντιστοίχισης χωρητικού τύπου. Στη δεύτερη διάταξη, θα χρησιμοποιήσουμε ως συσκευή αντιστοίχισης ένα τμήμα μιας ομοαξονικής γραμμής μετάδοσης ανοιχτό στο άκρο με μήκος μικρότερο από το ένα τέταρτο του μήκους κύματος. Η αντίσταση εισόδου ενός τέτοιου τμήματος είναι χωρητική. Ως αποτέλεσμα, μια τέτοια συσκευή ταιριάσματος αντισταθμίζει το επαγωγικό τμήμα της σύνθετης αντίστασης εισόδου μιας κεραίας κυλινδρικής σχισμής.

3.2. Επιλογή διέγερσης κεραίας χρησιμοποιώντας αντίστοιχο τμήμα καλωδίου

Έτσι, στη δεύτερη παραλλαγή της διέγερσης της κεραίας, ένα κομμάτι ομοαξονικής γραμμής μετάδοσης, ανοιχτό στο άκρο, με μήκος μικρότερο από το ένα τέταρτο του μήκους κύματος, χρησιμοποιείται ως συσκευή αντιστοίχισης (Εικ. 7).

Όπως γνωρίζετε, η σύνθετη αντίσταση εισόδου ενός τμήματος μιας γραμμής μεταφοράς που είναι ανοιχτό στο τέλος ενός μήκους μικρότερου από το ένα τέταρτο του μήκους κύματος είναι χωρητική. Ως αποτέλεσμα της σειριακής σύνδεσης μιας τέτοιας αντίστοιχης συσκευής στη συχνότητα λειτουργίας, αντισταθμίζεται το επαγωγικό τμήμα της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας.

Στο δεύτερο μοντέλο μιας κεραίας κυλινδρικής σχισμής, ένα κομμάτι ομοαξονικής γραμμής μετάδοσης 7 χρησιμοποιείται ως συσκευή ταιριάσματος, παρόμοια με το πώς το χρησιμοποίησαν οι συγγραφείς σε μια σχισμή κεραίας περιστροφικής ευρείας ζώνης με κυκλικό σχέδιο ακτινοβολίας με οριζόντια πόλωση του πεδίου ακτινοβολίας. Ένα αντίστοιχο τμήμα με μήκος 0,028Χ, όπου Χ είναι το μήκος κύματος στη μεσαία συχνότητα του εύρους συχνοτήτων λειτουργίας, βρίσκεται στο δεύτερο άκρο της σχισμής με το σχηματισμό μιας γαλβανικής επαφής μεταξύ του εξωτερικού αγωγού του τμήματος του καλωδίου και του σωλήνα. Ο κεντρικός αγωγός του καλωδίου της κεραίας συνδέεται γαλβανικά με τον κεντρικό αγωγό του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου. Το μήκος του καλωδίου της κεραίας είναι 640 mm.

Όπως και στην πρώτη διάταξη, το καλώδιο στερεώνεται στην επιφάνεια του κυλίνδρου κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής διαμετρικά αντίθετη από τον διαμήκη άξονα της σχισμής, με μια κάμψη προς τη σχισμή κοντά στο σημείο διέγερσης της σχισμής.

Στο γράφημα της εξάρτησης του πραγματικού μέρους της αντίστασης εισόδου από τη συχνότητα (Εικ. 8), μπορεί να φανεί ότι στην περιοχή συχνοτήτων 330-450 MHz, η τιμή του πραγματικού τμήματος είναι (50 ± 10) Ohm. Το φανταστικό μέρος της αντίστασης εισόδου σε αυτό το εύρος αυξάνεται από -50 σε +120 Ohm, σε συχνότητα 332 MHz η τιμή του φανταστικού τμήματος της αντίστασης εισόδου είναι μηδέν (Εικ. 9). Στο σχ. Το 10 δείχνει SWR έναντι συχνότητας σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων κεραίας.

Ρύζι. 7. Κυλινδρική σχισμή κεραία

Πείραμα Θεωρητικό

«Ζ» 1 «-1-ι

Πείραμα Θεωρητικό

1 ■ ■ ■ -,- -

Συχνότητα. MHz

Συχνότητα, MHz

Ρύζι. Εικ. 8. Εξάρτηση του πραγματικού τμήματος της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας από τη συχνότητα: α - στο εύρος συχνοτήτων λειτουργίας. β - σε ευρύ φάσμα συχνοτήτων

Okciicj «Gsors HIMCHT και chesky

Πείραμα Θεωρητικό

Συχνότητα, MHz

Συχνότητα, MHz

Ρύζι. Εικ. 9. Η εξάρτηση του φανταστικού τμήματος της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας από τη συχνότητα: α - στο εύρος συχνοτήτων λειτουργίας. β - σε ευρύ φάσμα συχνοτήτων

Πείραμα * Θεωρητικό

■ ■ 1 1 ■ « ■ ■

Συχνότητα. MHz

Ρύζι. 10. Εξάρτηση του SWR από τη συχνότητα στο εύρος συχνοτήτων λειτουργίας

Τα αποτελέσματα μιας αριθμητικής μελέτης της εξάρτησης της συχνότητας συντονισμού της κεραίας από το μήκος του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου φαίνονται στο Σχήμα. έντεκα.

Στη συχνότητα συντονισμού, το φανταστικό τμήμα της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας είναι μηδέν, ενώ το SWR παίρνει μια ελάχιστη τιμή. Όπως προκύπτει από την εξέταση των γραφημάτων στο Σχ. 11, με την αύξηση του μήκους του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου, το ελάχιστο SWR μετατοπίζεται στην περιοχή χαμηλής συχνότητας. Όταν το μήκος του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου αλλάζει κατά 3 mm, η συχνότητα συντονισμού μετατοπίζεται κατά 3,5 MHz, δηλαδή όταν το μήκος του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου αλλάζει κατά 1 mm, η μετατόπιση σημείου

Η συχνότητα συντονισμού είναι περίπου 1,2 MHz. Επομένως, όταν ρυθμίζετε την κεραία στη συχνότητα λειτουργίας, απαιτείται αλλαγή του μήκους του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου κατά κλάσματα του χιλιοστού. Η ανάγκη επιλογής του μήκους του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου με ακρίβεια κλασμάτων ενός χιλιοστού καθιστά δύσκολο τον συντονισμό της κεραίας.

Ek'-te spsriment αιρετικός

Συχνότητα, MHz

Ρύζι. 11. Η εξάρτηση του SWR της κεραίας από τη συχνότητα για διαφορετικά μήκη του αντίστοιχου τμήματος:

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

3.3. Επιλογή διέγερσης κεραίας χρησιμοποιώντας αντίστοιχο τμήμα καλωδίου και αντίστοιχο κύλινδρο

Προκειμένου να πραγματοποιηθεί πιο βολικός συντονισμός της κεραίας με ταίριασμα, μια πρόσθετη συσκευή εισήχθη στην κεραία με τη μορφή ενός κοντού σωληνωτού κυλίνδρου, που ονομάζεται περαιτέρω κύλινδρος αντιστοίχισης (Εικ. 12, 13). Ένας ταιριαστός κύλινδρος με μήκος 0,011^ και διάμετρο 0,0044^ βρίσκεται στον σωλήνα κοντά στο δεύτερο άκρο με το σχηματισμό γαλβανικής επαφής με τον σωλήνα. Το αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου τοποθετείται μέσα στον αντίστοιχο κύλινδρο. Ο κεντρικός αγωγός του καλωδίου της κεραίας συνδέεται γαλβανικά με τον κεντρικό αγωγό του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου. Στο σχ. 12 αυτή η σύνδεση παρουσιάζεται συμβατικά ως μηχανική σύνδεση περιστρέφοντας τους κεντρικούς αγωγούς. Σε μια πραγματική διάταξη, το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου είναι μια φυσική συνέχεια του συναρπαστικού καλωδίου, στο οποίο αφαιρούνται το περίβλημα και ο εξωτερικός αγωγός στην περιοχή της υποδοχής. Για να παρέχεται μεγαλύτερη περιοχή γαλβανικής επαφής με τον σωλήνα, το καλώδιο συνδέεται στον σωλήνα χρησιμοποιώντας χιτώνια με κυλινδρική οπή και κυλινδρική επιφάνεια δίπλα στον σωλήνα.

Η ιδέα της συμπερίληψης ενός αντίστοιχου κυλίνδρου στη συσκευή αντιστοίχισης είναι η εξής. Η εσωτερική επιφάνεια του αντίστοιχου κυλίνδρου και η εξωτερική επιφάνεια του εξωτερικού αγωγού του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου σχηματίζουν έναν κυλινδρικό πυκνωτή. (Μεταξύ των πλακών αυτού του πυκνωτή βρίσκεται το διηλεκτρικό περίβλημα του ομοαξονικού καλωδίου). Αυτός ο επιπλέον διαμορφωμένος πυκνωτής συνδέεται σε σειρά με τον πυκνωτή που σχηματίζεται από το αντίστοιχο τμήμα καλωδίου. Όπως γνωρίζετε, δύο πυκνωτές που συνδέονται σε σειρά έχουν χωρητικότητα μικρότερη από τη μικρότερη χωρητικότητα του συνδεδεμένου συμπυκνώματος

χαντάκι. Είναι απαραίτητο να επιλέξετε το μήκος του κυλίνδρου που ταιριάζει έτσι ώστε ο διαμορφωμένος πυκνωτής να έχει χωρητικότητα σε μέγεθος κοντά στην απαιτούμενη χωρητικότητα για ταίριασμα. Στη συνέχεια, ο συντονισμός της κεραίας κατόπιν συμφωνίας μπορεί να πραγματοποιηθεί αλλάζοντας τη χωρητικότητα μεγάλης τιμής. Δηλαδή, ως αντίστοιχο τμήμα καλωδίου, μπορείτε να επιλέξετε ένα τμήμα καλωδίου σχετικά μεγάλου μήκους και να το συντονίσετε κόβοντάς το. Σε αυτή την περίπτωση, αποδεικνύεται ότι τα αποκομμένα μέρη του καλωδίου θα έχουν σχετικά μεγάλο μήκος. Αυτή η περίσταση κάνει τον συντονισμό της κεραίας πιο βολικό.

Ρύζι. 12. Διάταξη κεραίας κυλινδρικής σχισμής με αντίστοιχο κύλινδρο και αντίστοιχο κομμάτι καλωδίου: 1 - σωλήνας; 2 - αντίστοιχο τμήμα καλωδίου. 3 - ταιριαστός κύλινδρος.

4 - υποδοχή? 5 - τροφοδότης

Ρύζι. 13. Το τμήμα Α-Α της συσκευής αντιστοίχισης στο σχ. 12: 1 - ταιριαστός κύλινδρος. 2 - θήκη καλωδίου. 3 - εξωτερικός αγωγός του ομοαξονικού καλωδίου. 4 - διηλεκτρικό? 5 - κεντρικός αγωγός του ομοαξονικού καλωδίου. 6 - τοίχος σωλήνα

Μήκος του αντίστοιχου τμήματος 32 mm - "- Πείραμα - Θεωρητικό μήκος του αντίστοιχου τμήματος 28 χλστ. - Πείραμα "-- Θεωρητικό μήκος του αντίστοιχου τμήματος 26 χιλ. --- Πείραμα - Θεωρητικό

\ V Y\ V\ y\ V\ \\ u V V και \\ v

\\ V \\ \ \ \ \ \\ v k\ V 1 \ A \

\\ \ u \ v y- \ \v \v yY J?" X/ A V J /Y // (/ / / // y

300 310 320 330 340 350 360

Συχνότητα, MHz

Ρύζι. 14. Εξάρτηση του SWR της κεραίας από τη συχνότητα για διαφορετικά μήκη του αντίστοιχου τμήματος

Στο σχ. Το Σχήμα 14 δείχνει τις υπολογισμένες εξαρτήσεις του SWR από τη συχνότητα για διάφορες τιμές του μήκους του αντίστοιχου τμήματος με το ίδιο μήκος και διάμετρο του αντίστοιχου κυλίνδρου.

Στο ηλεκτροδυναμικό μοντέλο της κεραίας λαμβάνονται υπόψη όλα τα δομικά στοιχεία, συμπεριλαμβανομένων των συνδέσμων. Με την αύξηση του μήκους του αντίστοιχου τμήματος, το ελάχιστο SWR μετατοπίζεται στην περιοχή χαμηλής συχνότητας. Όταν το μήκος του αντίστοιχου τμήματος αλλάζει κατά 4 mm, η συχνότητα συντονισμού μετατοπίζεται κατά 2 MHz, δηλαδή, όταν το μήκος του αντίστοιχου τμήματος αλλάζει κατά 1 mm, η συχνότητα συντονισμού μετατοπίζεται κατά 0,5 MHz. Έτσι, με την εισαγωγή ενός αντίστοιχου κυλίνδρου στο σχεδιασμό της κεραίας, ο συντονισμός της κεραίας σε μια δεδομένη συχνότητα αποδεικνύεται πιο βολικός.

4. Συζήτηση αποτελεσμάτων

Έτσι, εξετάσαμε μια σχισμή κυλινδρική κεραία κατασκευασμένη σε μεταλλικό σωλήνα με διάμετρο πολύ μικρότερη από το μήκος κύματος. Ο σωλήνας είναι μεγαλύτερος από ένα μήκος κύματος και το μήκος της θυρίδας είναι μικρότερο από ένα μήκος κύματος στον ελεύθερο χώρο, επομένως η σχισμή είναι βραχυκυκλωμένη.

και από τα δύο άκρα.

Η σύνθετη αντίσταση εισόδου μιας τέτοιας κεραίας, όταν διεγείρεται στο κέντρο από ένα ομοαξονικό καλώδιο με τέτοιο τρόπο ώστε ο εξωτερικός αγωγός της να έχει γαλβανική επαφή με το ένα άκρο της σχισμής και ο κεντρικός αγωγός να έχει γαλβανική επαφή με το άλλο άκρο της σχισμής, έχει μια μεγάλη επαγωγική συνιστώσα. Ως αποτέλεσμα, η κεραία δεν ταιριάζει με τον τροφοδότη. Μετατοπίζοντας το σημείο διέγερσης κατά μήκος της ευρείας ακμής της υποδοχής, δεν είναι δυνατό να ταιριάξετε την κεραία με τον τροφοδότη.

Με τη σύνδεση σε σειρά ενός μικρού ταιριαστού κομματιού καλωδίου, είναι δυνατό να αντισταθμιστεί η αντιδραστική (επαγωγική) συνιστώσα της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας σε μία συχνότητα και έτσι να επιτευχθεί τέλεια αντιστοίχιση σε μία συχνότητα λειτουργίας. Ωστόσο, αυτό αποκαλύπτει μεγαλύτερη κρισιμότητα στο μήκος του αντίστοιχου τμήματος καλωδίου.

Η εισαγωγή ενός αντίστοιχου κυλίνδρου στη σχεδίαση καθιστά πιο βολικό τον συντονισμό της κεραίας στη συχνότητα λειτουργίας. Αυτή η ευκολία έγκειται στο γεγονός ότι για να μετατοπιστεί η συχνότητα συντονισμού κατά ένα ορισμένο ποσό, απαιτείται αλλαγή του μήκους του ταιριαστού καλωδίου κατά πολύ, σε σύγκριση με την ποσότητα που απαιτείται απουσία του.

Η προτεινόμενη μέθοδος και συσκευή καθιστούν δυνατή την εύκολη αντιστοίχιση της κεραίας με τον τροφοδότη, στον οποίο η διάμετρος του σωλήνα είναι πολύ μικρότερη από το μήκος κύματος και το μήκος της θυρίδας είναι μικρότερο από το μήκος κύματος.

Όπως προκύπτει από την εξέταση των γραφημάτων στο Σχ. 8-10, 14 στο εύρος των συχνοτήτων λειτουργίας της κεραίας (330...334 MHz) υπάρχει καλή ποσοτική συμφωνία μεταξύ των υπολογισμένων και των πειραματικών αποτελεσμάτων. Οι υπολογισμένες και πειραματικές εξαρτήσεις από τη συχνότητα των πραγματικών και φανταστικών μερών της αντίστασης εισόδου και του SWR συμπίπτουν μεταξύ τους με γραφική ακρίβεια. Εκτός του εύρους λειτουργίας (στο f< 328 МГц и при f >332 MHz) υπάρχει αξιοσημείωτη διαφορά μεταξύ των υπολογισμένων και των πειραματικών αποτελεσμάτων. Αυτή η διαφορά μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι το καλώδιο της κεραίας στα πειράματα εκδηλώνεται ως αντηχείο που σχηματίζεται από ένα τμήμα γραμμής μεταφοράς ανάλογο με το μήκος κύματος, φορτωμένο από το ένα άκρο στην αντίσταση εισόδου της κεραίας και από το άλλο άκρο στην αντίσταση που σχηματίζεται από την ανομοιογένεια με τη μορφή μετάβασης από έναν άλλο τύπο συνδετήρων cable σε έναν άλλο τύπο καλωδίου. Η αναφερόμενη ανομοιογένεια σχηματίζεται ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι κάθε ένα από τα καλώδια έχει μια χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση που διαφέρει από 50 ohms κατά ένα ορισμένο ποσό. Επιπλέον, οι υποδοχές RF δεν ταιριάζουν απόλυτα. Ένα πρόσθετο σφάλμα στα αποτελέσματα μέτρησης εισάγεται λόγω του γεγονότος ότι κατά τη βαθμονόμηση της συσκευής "Obzor-103", χρησιμοποιείται μια πρόσθετη μετάβαση από την υποδοχή RTS στην υποδοχή "Εξειδίκευση". Οι ιδιότητες συντονισμού του συντονιστή τροφοδοσίας εμφανίζονται ως ταλαντευόμενο στοιχείο στα γραφήματα της εξάρτησης των πραγματικών και φανταστικών τμημάτων της σύνθετης αντίστασης εισόδου της κεραίας από τη συχνότητα. Στην περιοχή της συχνότητας λειτουργίας, στην οποία μπορεί να επιτευχθεί τέλεια ταύτιση, η επίδραση της διαμπερούς κοιλότητας εξαλείφεται.

συμπέρασμα

Έτσι, έχουν πραγματοποιηθεί θεωρητικές και πειραματικές μελέτες τριών παραλλαγών μιας κυλινδρικής κεραίας σχισμής με τρεις τύπους συσκευών διέγερσης:

Με μια γνωστή συσκευή διέγερσης (χωρίς τη χρήση συσκευών αντιστοίχισης).

Με συσκευή διέγερσης που χρησιμοποιεί συσκευές αντιστοίχισης κεραίας με τροφοδότη με τη μορφή μικρού τμήματος καλωδίου ανοιχτό στο άκρο.

Με μια συσκευή διέγερσης που χρησιμοποιεί την αρχική συσκευή αντιστοίχισης, η οποία περιλαμβάνει ένα αντίστοιχο κομμάτι ομοαξονικού καλωδίου και έναν αντίστοιχο κύλινδρο.

Και στις τρεις περιπτώσεις, η διάμετρος του σωλήνα είναι πολύ μικρότερη από το μήκος κύματος και το μήκος της κεραίας δεν υπερβαίνει το ένα μήκος κύματος στον ελεύθερο χώρο. Η αρχική συσκευή αντιστοίχισης παρέχει απλή και βολική αντιστοίχιση και ρύθμιση της κυλινδρικής κεραίας υποδοχής στη συχνότητα λειτουργίας. Τα θεωρητικά και πειραματικά αποτελέσματα στο εύρος των λειτουργικών συχνοτήτων βρίσκονται σε καλή ποσοτική συμφωνία.

Το έργο υποστηρίχθηκε οικονομικά από το Υπουργείο Παιδείας και Επιστήμης της Ρωσικής Ομοσπονδίας στο πλαίσιο του σύνθετου έργου «Creation of high-tech production of antennas and hardware modules for a dual-frequency radio beacon complex of the landing system of the meter range of the ILSIII format of the ICAO for civil aviation airfields.20. 046 μεταξύ του Υπουργείου Παιδείας και Επιστημών της Ρωσικής Ομοσπονδίας και της Chelyabinsk Radio Plant Open Joint Stock Company "Flight" σε συνεργασία με τον κύριο εκτελεστή της Ε&Α - το Ομοσπονδιακό Δημοσιονομικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ανώτατης Επαγγελματικής Εκπαίδευσης "South Ural State University" (Εθνικό Πανεπιστήμιο Ερευνών).

Βιβλιογραφία/Αναφορές

1. Βρετανική ευρεσιτεχνία αρ. 515684. HF Electrical Conductors.

2. Voytovich N.I., Klygach D.S., Repin N.N. Κεραία περιστροφικής υποδοχής. 7th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP - 2013), 8-12 Απριλίου 2013, Γκέτεμποργκ, Σουηδία, 2013, σελ. 1208-1212.

3. Alford A. Long Slot Antennas. Proc. of the National Electronics Conference, Chicago, IL 3-5 Οκτωβρίου 1946, σ.143.

4. Kraus J.D. Antennas - 1988, TATA McGRAW-HILL Edition, Νέο Δελχί, 1997. 894 σελ.

5. Voytovich N.I., Klygach D.S., Repin N.N. Κεραία Turnstyle υποδοχή. 2013 7th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), IEEE Xplore, pp. 1209-1212.

6. Weiland T. A Discretization Method for the Solution of Maxwell's Equations For Six-Component Fields. Electronics and Communication, (AEU), 1977, τ. 31, σελ. 116-120.

7. Pimenov A.D. Τεχνική ηλεκτροδυναμική. Μόσχα: Ραδιόφωνο και επικοινωνία, 2005. 483 σελ.

Klygach Denis Sergeevich, Ph.D. τεχν. Sciences, South Ural State University, Chelyabinsk; [email προστατευμένο].

Dumchev Vladimir Anatolyevich, μηχανικός, South Ural State University, Chelyabinsk; [email προστατευμένο].

Repin Nikolai Nikolaevich, μηχανικός, South Ural State University, Chelyabinsk. [email προστατευμένο].

Voitovich Nikolai Ivanovich, Dr. Sc. Sciences, South Ural State University, Chelyabinsk; [email προστατευμένο].

DOI: 10.14529/ctcr150203

ΜΙΑ ΚΕΡΑΙΑ ΚΥΛΙΝΔΡΟΥ με σχισμή

Δ.Σ. Klygach, South Ural State University, Chelyabinsk, Ρωσική Ομοσπονδία, [email προστατευμένο], V.A. Dumchev, South Ural State University, Chelyabinsk, Ρωσική Ομοσπονδία, Vladimir. [email προστατευμένο],

Ν.Ν. Repin, State University South Ural, Chelyabinsk, Ρωσική Ομοσπονδία, [email προστατευμένο],

N.I. Voytovich, South Ural State University, Chelyabinsk, Ρωσική Ομοσπονδία, [email προστατευμένο]

Στο χαρτί παρουσιάζεται μια κεραία κυλίνδρου με σχισμή με την αρχική συσκευή αντιστοίχισης. Μια κεραία κυλίνδρου με σχισμή κατασκευάζεται σε σχήμα διαμήκους σχισμής που βασίζεται σε μεταλλικό σωλήνα με διάμετρο πολύ μικρότερη από το μήκος κύματος. Το μήκος της υποδοχής είναι πολύ μικρότερο από το μήκος κύματος μέσα

ελεύθερος χώρος. Οι παράμετροι της κεραίας βρίσκονται με αριθμητική μέθοδο στην αυστηρή ηλεκτροδυναμική διατύπωση του προβλήματος. Για το σκοπό αυτό η κατασκευή της διάταξης ταιριάσματος λαμβάνεται υπόψη στο ηλεκτροδυναμικό μοντέλο της κεραίας. Τα θεωρητικά αποτελέσματα που επιτεύχθηκε στο εύρος ζώνης κεραίας της εξεταζόμενης κεραίας δείχνουν καλή ποσοτική αντιστοίχιση με τα πειραματικά αποτελέσματα. Η μέθοδος και η αρχική συσκευή αντιστοίχισης που προτείνεται στο χαρτί χαρακτηρίζονται από την απλότητα της αντιστοίχισης της κεραίας με έναν τροφοδότη.

Λέξεις-κλειδιά: slot κεραία, μοτίβο, εύρος ζώνης, VSWR.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΑΡΘΡΟΥ

ΑΝΑΦΟΡΑ ΣΤΟ ΑΡΘΡΟ

Κυλινδρική σχισμή κεραία / D.S. Klygach,

B.A. Dumchev, Ν.Ν. Repin, Ν.Ι. Voitovich // Δελτίο SUSU. Σειρά "Τεχνολογίες υπολογιστών, έλεγχος, ραδιοηλεκτρονικά". - 2015. - V. 15, No. 2. -

Γ. 21-31. DOI: 10.14529/ctcr150203

Klygach D.S., Dumchev V.A., Repin N.N., Voytovich N.I. Κεραία με σχισμή κυλίνδρου. Δελτίο του South Ural State University. Ser. Computer Technologies, Automatic Control, Radio Electronics, 2015, τεύχ. 15, αρ. 2, σελ. 21-31. (στα Ρωσικά) DOI: 10.14529/ctcr150203