„Pasidaryk pats“ raginė antena. Garso antena

Centimetrinių ir milimetrų bangų diapazonuose plačiai naudojamos piramidinės ir kūginės raginės antenos (1.10 pav.).

Piramidiniai ragai sužadinami stačiakampiu bangolaidžiu, kūginiai ragai - apvaliu arba, per sklandų perėjimą, stačiakampiu. Jei rago dydis yra B = b - siauros stačiakampio bangolaidžio sienelės plotis, o dydis A yra savavališkas, ragas vadinamas H sektoriumi (plečiasi vektoriaus plokštumoje ). Jei plėtimas atliekamas tik vektoriaus plokštumoje (A=a - plati bangolaidžio sienelė), tada ragas yra E-sektorinis. Plečiantis abiejose plokštumose – piramidinis ragas.

Raginės antenos spinduliuotės modelį lemia lauko amplitudė ir fazių pasiskirstymas jo angoje. Esant mažiems rago atidarymo kampams ir apskaičiuojant pagrindinės skilties plotį, fazių iškraipymų galima nepaisyti ir naudoti 1 lentelės duomenis. 3.1.

Optimalaus stačiakampio rago matmenys yra susiję šiais ryšiais:

Kur
Ir
- optimalaus rago ilgis atitinkamai vektorių E ir H plokštumose. Jei
≠
, tada rago ilgis R pasirenkamas lygus didesnei jų reikšmei.

Optimalaus stačiakampio rago spinduliuotės modelio pagrindinės skilties plotis esant pusei galios vektoriaus plokštumoje nustatoma pagal empirinę formulę:

,

ir vektorinėje plokštumoje :

.

Pagrindinės skilties plotis optimaliam kūginiam ragui, atitinkamai, vektorių plokštumoje Ir apskaičiuojamas taip:

,

.

Optimalaus kūginio rago ilgis yra susietas su jo skersmeniu pagal formulę:

.

Pagrindinės rago antenos skilties plotis esant skirtingam galios lygiui gali būti nustatytas iš pateiktų grafikų, pavyzdžiui, in.

Jei ragas yra reflektoriaus antenos tiekimas, tada aktualus tampa jo fazinio centro padėties nustatymo klausimas. Raginių antenų su didžiausia fazės paklaida išilgai apertūros krašto Ψ maks<100º÷120º, что соответствует оптимальным размерам, положение фазового центра для прямоугольного рупора в плоскости вектора Е рассчитывается по формуле:

vektoriaus plokštumoje

Tas pats ir kūginiam ragui

,
,

Kur
,
- atstumas nuo diafragmos iki fazės centro, atitinkamai, vektorių plokštumose Ir , o Ψ max yra didžiausia fazės paklaida kūginės formos apertūros krašte

ir stačiakampio

,

1.7 Direktorinės antenos

Režisierinė antena – tai vibratorių su ašine spinduliuote linijinė antenų matrica (1.11 pav.). Vibratorius, kuriam tiekiama maitinimas, vadinamas aktyviu. Reikalingas pasyviųjų vibratorių maitinimo režimas, užtikrinantis lėtėjimo koeficientą, artimą optimaliai vertei:
(L yra antenos ilgis), numato jų ilgių ir atstumų parinkimas Ir
. Vienas iš vibratorių yra nustatytas reflektoriaus režimu, tai yra, sukuria vyraujančią spinduliuotę aktyvaus vibratoriaus kryptimi. Su dažniausiai pasirinkta verte
, jo varža turi būti indukcinė, kurią užtikrina vibratoriaus bangos ilgio padidėjimas lyginant su pusbangiu.

Atšvaitas, kaip taisyklė, yra vienas, nes paskesni bus minimaliame lauke ir neturės pastebimo poveikio gerinant antenos spinduliavimo charakteristikas. Struktūriškai tai atliekama arba vieno strypo, arba H formos vibratoriaus arba tinklelio struktūros pavidalu. Paskutinės dvi veislės naudojamos nugaros spinduliuotei sumažinti.

Direktorių skaičius gali siekti dešimt ar daugiau. Tačiau, padidėjus jų skaičiui, didėja derinimo reaktyvioji (talpinė) varža, todėl reikia trumpinti režisierius. Tai savo ruožtu sumažina jų sroves, ypač tose, kurios yra toli nuo aktyvaus vibratoriaus. Dėl šios priežasties režisierės antenos spinduliuotės modelio susiaurėjimas didėjant jos ilgiui yra daug lėtesnis nei antenų su ašine spinduliuote ir elementų, sužadinamų tokiu pat intensyvumu, pavyzdžiui, keliaujančių bangų antenų. Antroji kliūtis naudoti režisierines antenas su daugybe režisierių yra poreikis padidinti fazės greitį, dėl kurio padidėja antenos gamybos tikslumo reikalavimai, nes optimali vertė
vis mažiau skiriasi nuo kritinio lėtėjimo
, kai antenos visiškai nėra spinduliuotės.

Struktūriškai patogiausios yra antenos, kurių režisierių skaičius ne didesnis kaip 5-10. Režisieriai, kaip ir atšvaitas, dažniausiai tvirtinami prie metalinio išilginio strypo, kuris neveikia lauko, nes yra jam statmenas.

Paprastai renkasi
. Šiuo atveju, siekiant užtikrinti talpinį varžos pobūdį, direktoriai turi būti trumpesni nei pusbangių vibratorių. Jų ilgis mažėja tolstant nuo aktyvaus vibratoriaus.

Dėl pasyviųjų vibratorių įtakos aktyvaus pusbangio vibratoriaus įėjimo varža nukrenta iki 20-30 omų, todėl sunku jį suderinti su maitinimo linija. Dėl šios priežasties aktyvusis vibratorius dažniausiai gaminamas kilpoje, kurioje įėjimo varža yra maždaug keturis kartus didesnė nei įprasto. Be to, kilpinis vibratorius pasižymi geresnėmis dažninėmis savybėmis ir gali būti pritvirtintas prie metalinio strypo esant nuliniam potencialui be izoliatoriaus.

Kaip paprasti radiatoriai antenų matricų sudėtyje, naudojamos nukreipiančios antenos su elementų skaičiumi (aktyvus vibratorius plius režisieriai ir atšvaitai) nuo 3 iki 7.

Esant tam tikrai antenos geometrijai, visų vibratorių srovių amplitudės ir fazės, reikalingos RP apskaičiuoti, gali būti apskaičiuojamos remiantis sujungtų vibratorių teorija, sprendžiant Kirchhoff lygčių sistemą. Režisierės antenos sintezės problema yra gana sudėtinga ir dažniausiai išsprendžiama skaitmeniniais optimizavimo metodais.

Šiuo metu sukurta daugybė skirtingų konstrukcijų skaitiklio ir decimetro diapazono režisūrinių antenų. 1.12 paveiksle parodytas trijų elementų antenos modelis (vienas aktyvus kilpinis vibratorius, vienas reflektorius, vienas režisierius) dviejose plokštumose. Galima pastebėti, kad raštas neturi šoninių skilčių, bet turi reikšmingą užpakalinę skiltį. Užpakalinės skilties lygis (BLO) yra šiek tiek didesnis nei 0,2 (-14 dB). Vektoriaus E plokštumoje diagramoje yra aiškiai apibrėžti nuliai, nes vibratorius nespinduliuoja išilgai savo ašies, o vektoriaus H plokštumoje nulių nėra. Kryptinės antenos su daugybe elementų taip pat turi panašią išvaizdą.

1.3 lentelėje pateikti geometriniai matmenys, normalizuoti pagal bangos ilgį, ir pagrindiniai DN režisierinių antenų su vienu reflektoriumi, naudojamų televizijos transliavimui MV ir UHF juostose, parametrai. Aktyvaus vibratoriaus ilgis l a visais atvejais gali būti lygus λ/2.

1.3 lentelė

elementai										Koeficientas sustiprinimas palyginus su λ/2 vibratorius,

Raginė antena yra konstrukcija, susidedanti iš radijo bangolaidžio ir metalinio rago. Jie turi platų pritaikymo spektrą, naudojami matavimo prietaisuose ir kaip nepriklausomi prietaisai.

Kas čia

Raginė antena yra įtaisas, susidedantis iš atviro galo bangolaidžio ir radiatoriaus. Pagal formą tokios antenos yra H sektoriaus, E sektoriaus, kūginės ir piramidės. Antenos – plačiajuosčio ryšio, joms būdingas nedidelis skilčių lygis. Ragų dizainas su pastangomis yra paprastas. Stiprintuvas leidžia jam būti mažo dydžio. Pavyzdžiui, objektyvas išlygina bangos fazę ir teigiamai veikia prietaiso matmenis.

Antena atrodo kaip varpas su pritvirtintu bangolaidžiu. Pagrindinis rago trūkumas – įspūdingi parametrai. Kad tokia antena būtų darbinė, ji turi būti išdėstyta tam tikru kampu. Štai kodėl ragas yra ilgesnis nei skerspjūvis. Jei bandytumėte pastatyti tokią vieno metro skersmens anteną, ji būtų kelis kartus ilgesnė. Dažniausiai tokie įtaisai naudojami kaip veidrodinis švitintuvas arba radijo relių linijų aptarnavimas.

Ypatumai

Raginės antenos spinduliuotės modelis yra galios arba energijos srauto tankio kampinis pasiskirstymas kampo vienetui. Apibrėžimas reiškia, kad įrenginys yra plačiajuostis, turi tiekimo liniją ir nedidelį užpakalinių diagramos skilčių lygį. Norint gauti labai kryptingą spinduliuotę, ragas turi būti ilgas. Tai nėra labai praktiška ir laikoma šio įrenginio trūkumu.

Vienas iš moderniausių antenų tipų yra raginis-parabolinis. Pagrindinis jų bruožas ir pranašumas yra žemos šoninės skiltys, kurios derinamos su siauru spinduliavimo modeliu. Kita vertus, rago paraboliniai įtaisai yra nepatogūs ir sunkūs. Vienas tokio tipo pavyzdžių – kosminėje stotyje „Mir“ sumontuota antena.

Savo savybėmis ir techninėmis charakteristikomis raginiai įrenginiai niekuo nesiskiria nuo mobiliuosiuose telefonuose įdiegtų imtuvų. Skirtumas tik tas, kad pastarosios antenos yra kompaktiškos ir paslėptos viduje. Tačiau miniatiūrinės raginės antenos gali būti pažeistos mobiliojo įrenginio viduje, todėl telefono dėklą rekomenduojama apsaugoti dėklu.

Tipai

Yra keletas garsinių antenų tipų:

• piramidinė (pagaminta tetraedro piramidės pavidalu su stačiakampio pjūviu, ji naudojama dažniausiai);
• sektorinis (turi ragą su H arba E plėtiniu);
• kūginis (pagamintas apvalaus skerspjūvio kūgio pavidalu, skleidžia žiedinės poliarizacijos bangas);
• gofruotas (ragas su plačiu pralaidumu, nedideliu šoninių skilčių lygiu, naudojamas radijo teleskopams, parabolinėms ir palydovinėms antenoms);
• ragas-parabolinis (sujungia ragą ir parabolę, turi siaurą spinduliuotės modelį, žemą šoninių skilčių lygį, veikia radijo relėse ir kosminėse stotyse).

Raginių antenų tyrimas leidžia ištirti jų veikimo principą, apskaičiuoti spinduliavimo modelius ir antenos stiprinimą tam tikru dažniu.

Kaip tai veikia

Raginės matavimo antenos sukasi aplink savo ašį, kuri yra statmena plokštumai. Prie įrenginio išvesties prijungtas specialus detektorius su stiprinimu. Jei signalai silpni, detektoriuje susidaro kvadratinė srovės-įtampos charakteristika. Stacionari antena sukuria elektromagnetines bangas, kurių pagrindinė užduotis – rago bangų perdavimas. Siekiant pašalinti krypties charakteristiką, ji yra įdiegta. Tada rodmenys imami iš prietaiso. Antena sukama aplink savo ašį ir įrašomi visi pasikeitę duomenys. Jis naudojamas radijo bangoms ir mikrobangų dažnių spinduliavimui priimti. Prietaisas turi didžiulių pranašumų prieš laidų mazgus, nes gali priimti didelį signalo kiekį.

Kur naudojamas

Raginė antena naudojama kaip atskiras prietaisas ir kaip antena matavimo prietaisams, palydovams ir kitai įrangai. Spinduliavimo laipsnis priklauso nuo antenos rago atidarymo. Jį lemia jo paviršių dydis. Šis prietaisas naudojamas kaip švitintuvas. Jei prietaiso dizainas derinamas su reflektoriumi, jis vadinamas raginiu-parabaliniu. Gauti vienetai dažnai naudojami matavimams. Antena naudojama kaip veidrodinis arba spindulinis apšvitintuvas.

Vidinis rago paviršius gali būti lygus, gofruotas, o generatrix gali turėti lygią arba lenktą liniją. Įvairios šių skleidžiančių įrenginių modifikacijos naudojamos jų charakteristikoms ir funkcionalumui pagerinti, pavyzdžiui, siekiant gauti ašimetrinę diagramą. Jei reikia koreguoti antenos kryptines savybes, angoje įrengiami greitinantys arba lėtėjantys lęšiai.

Nustatymai

Raginė parabolinė antena sureguliuojama bangolaidžio dalyje, naudojant diagramas arba kaiščius. Jei reikia, tokį įrenginį galima pagaminti savarankiškai. Antena priklauso diafragmos klasei. Tai reiškia, kad įrenginys, skirtingai nei laidinis modelis, gauna signalą per angą. Kuo didesnis antenos ragas, tuo daugiau bangų ji priims. Sustiprinimą lengva pasiekti padidinus įrenginio dydį. Jo pranašumai apima plačiajuostį ryšį, paprastą dizainą, puikų pakartojamumą. Trūkumai - kuriant vieną anteną, reikia daug eksploatacinių medžiagų.

Norėdami savo rankomis pasidaryti piramidinę anteną, rekomenduojama naudoti nebrangias medžiagas, tokias kaip cinkavimas, patvarus kartonas, fanera kartu su metaline folija. Leidžiama apskaičiuoti būsimo įrenginio parametrus naudojant specialų internetinį skaičiuotuvą. Energija, kurią gauna ragas, patenka į bangolaidį. Jei pakeisite kaiščio padėtį, antena veiks plačiame diapazone. Kurdami įrenginį nepamirškite, kad rago ir bangolaidžio vidinės sienelės turi būti lygios, o varpas – standus išorėje.

Tvirtinama prie siauro rago galo. Pagal rago formą skiriamos E-sektoriaus, H-sektoriaus, piramidinės ir kūginės raginės antenos.

Savybės

Raginės antenos yra labai plačiajuosčios ir gana gerai atitinka tiekimo liniją – tiesą sakant, antenos dažnių juostos plotį lemia sužadinimo bangolaidžio savybės. Šioms antenoms būdingas žemas galinių spinduliuotės skilčių lygis (iki -40 dB) dėl to, kad RF srovių srautas į šešėlinę rago pusę yra mažas. Mažo stiprinimo garsinio signalo antenos yra struktūriškai paprastos, tačiau norint pasiekti aukštą (>25 dB) stiprinimą, reikia naudoti fazių derinimo įtaisus (lęšius arba veidrodžius) signalo angoje. Be tokių įrenginių antena turi būti nepraktiškai ilga.

Taikymas

Raginės antenos naudojamos tiek atskirai, tiek kaip veidrodinių ir kitų antenų tiekimas. Raginė antena, struktūriškai sujungta su paraboliniu reflektoriumi, dažnai vadinama rago-paraboline antena. Dėl gerų savybių rinkinio ir gero pakartojamumo mažo stiprinimo signalinės antenos dažnai naudojamos kaip matavimo antenos.

Charakteristikos ir formulės

Garso antenos stiprinimas nustatomas pagal jos atidarymo plotą ir gali būti apskaičiuojamas pagal formulę:

$D=4\backslash pi\backslash frac(S)(\backslash lambda^2)\backslash nu$, Kur $S=L\_EL\_H$- rago atidarymo zona, $\backslash nu$- KPI (rago paviršiaus panaudojimo koeficientas) lygus 0,6 tuo atveju, kai kelio skirtumas tarp centrinio ir periferinio pluošto yra mažesnis, bet artimas $\backslash pi/2$, o 0,8 naudojant prietaisus, kurie išlygina bangos fazę.

DND pagrindinės skilties plotis nulinei spinduliuotei plokštumoje H:

$2\backslash phi\_(0H)=170^\backslash circ\backslash frac(\backslash lambda)(L\_H)$

DND pagrindinės skilties plotis nulinei spinduliuotei plokštumoje E:

$2\backslash phi\_(0E)=115^\backslash circ\backslash frac(\backslash lambda)(L\_E)$

Nuo kada lygus $L\_E$ Ir $L\_H$ Dugnas H plokštumoje pasirodo 1,5 karto platesnis, dažnai norėdami gauti vienodą žiedlapio plotį abiejose plokštumose, pasirinkite

$L\_H=1(,)5L\_E$

Kad fazių iškraipymai garso signalo angoje neviršytų priimtinų ribų (ne daugiau kaip $\backslash pi/2$) būtina, kad būtų įvykdyta ši sąlyga (piramidiniam ragui):

$\backslash frac(\backslash pi)(4\backslash lambda)\backslash left(\backslash frac(L^2\_E)(R\_E)\; +\; \backslash frac(L^2\_H)(R\_H)\; \backslash right)\backslash leqslant\backslash frac(\backslash pi)(2)$, Kur $R\_E$ Ir $R\_H$- ragą sudarančios piramidės paviršių aukštis.

Raginių antenų tipai

• Piramidinis ragas - tetraedrinės piramidės formos antenos su stačiakampiu skyriumi. Jie yra plačiausiai naudojamas raginių antenų tipas. Skleidžia tiesiškai poliarizuotas bangas.
• Sektorinis ragas - piramidiniai ragai, besiplečiantys tik vienoje plokštumoje E arba H.
• Kūginis ragas - kūgio formos anga su apskrito skerspjūviu. Naudojamas su cilindriniais bangolaidžiais, siekiant sukurti apskritimo poliarizaciją turinčią bangą.
• Gofruoti ragai – atsidarantys ragai su lygiagrečiais plyšiais arba grioveliais, maži, palyginti su bangos ilgiu. Grioveliai dengia vidinį rago paviršių skersai ašies.

Gofruoti ragai turi platesnį pralaidumą, žemesnius šoninius stulpelius ir mažesnę kryžminę poliarizaciją. Jie plačiai naudojami kaip palydovinių antenų antenų ir radijo teleskopų tiekimas.

Raginė-parabolinė antena

Raginė-parabolinė antena – antenos tipas, kuriame parabolė ir ragas yra struktūriškai sujungti. Šios konstrukcijos pranašumas, palyginti su rago konstrukcija, yra žemas šoninių skilčių lygis ir siauras spinduliuotės modelis. Trūkumas yra didesnis svoris nei parabolinėse antenose. Naudojimo pavyzdys yra raginė parabolinė antena kosminėje stotyje Mir, radijo relių stočių antenos.

Antenos derinimas

Antenos SWR derinamas bangolaidžio dalyje arba KVP, pasirenkant KVP tiekimo padėtį ir dydį. Bangolaidžio dalies derinimas atliekamas kaiščiais arba diafragmomis.

Parašykite apžvalgą apie straipsnį "Horn antena"

Nuorodos

• Radijo bangų antenų tiektuvų sklidimas V. P. Černyševas, D. I. Šeinmanas „Ryšiai“, 1973 m.
• Mikrobangų krosnelės ir antenos. D. I. Voskresenskis, V. L. Gostyukhinas, V. M. Maksimovas, L. I. Ponomarevas. Vadovėlis universitetams

Pastabos

Ištrauka, apibūdinanti rago anteną

Tuo metu apie ministro atvykimą su sūnumi buvo žinoma ne tik tarnaitės kambaryje, bet ir jų abiejų išvaizda jau buvo detaliai aprašyta. Princesė Marya sėdėjo viena savo kambaryje ir bergždžiai bandė nugalėti vidinį susijaudinimą.
„Kodėl jie rašė, kodėl Lisa man apie tai papasakojo? Juk taip negali būti! – tarė ji sau, žiūrėdama į veidrodį. - Kaip man patekti į svetainę? Net jei jis man patiko, dabar negalėčiau būti savimi su juo. Vien mintis apie tėvo žvilgsnį ją kėlė siaubą.
Mažoji princesė ir ponia Bourienne jau gavo visą reikiamą informaciją iš tarnaitės Mašos apie tai, koks buvo rausvas, juodaakis gražus ministro sūnus, ir apie tai, kaip tėtis jėga tempė jų kojas į laiptus, o jis kaip erelis. , užėjęs tris laiptelius, bėgo paskui jį. Gavusi šią informaciją, į princesės kambarį įžengė mažoji princesė su m lle Bourienne, vis dar girdima iš koridoriaus jų animaciniais balsais.
- Atvyksta Ils sūnus, Marie, [Jie atvyko, Marie,] žinai? - tarė mažoji princesė, glostydama pilvą ir sunkiai grimzdama į fotelį.
Ji nebebuvo su palaidine, kurioje sėdėjo ryte, o vilkėjo vieną geriausių suknelių; jos galva buvo atsargiai nuimta, o veide atsirado atgimimas, tačiau tai neslėpė nukarusių ir negyvų veido kontūrų. Aprangoje, su kuria ji paprastai eidavo į Sankt Peterburgo visuomenę, dar labiau matėsi, kiek ji išbjaurėjo. M lle Bourienne irgi jau nepastebimai pagerėjo apranga, todėl jos gražus, gaivus veidas tapo dar patrauklesnis.
- Eh bien, et vous restez comme vous etes, chere princese? kalbėjo ji. – On va venir annnoncer, que ces messieurs sont au salon; il faudra descendre, et vous ne faites pas un petit brin de toilette! [Na, ar pasilieki, ką vilkėjai, princese? Dabar jie pasakys, kad išvažiavo. Turėsite nusileisti laiptais ir bent šiek tiek pasipuošti!]
Mažoji princesė pakilo nuo kėdės, pašaukė tarnaitę ir paskubomis bei linksmai ėmėsi sugalvoti princesei Marya aprangą ir ją įgyvendinti. Princesė Marya jautėsi įžeista savigarbos dėl to, kad jai pažadėtas jaunikio atvykimas ją sujaudino, o dar labiau ją įžeidė tai, kad abi jos draugės net neįsivaizdavo, kad gali būti kitaip. Pasakyti jiems, kaip jai gėda dėl savęs ir dėl jų, reiškė išduoti savo susijaudinimą; be to, atsisakymas jai pasiūlytos suknelės sukeltų ilgus juokelius ir reikalavimą. Ji paraudo, jos gražios akys užgeso, veidas pasidengė dėmėmis, ir su ta bjauria aukos išraiška, kuri dažniausiai sustoja jos veide, ji pasidavė m lle Bourienne ir Lizos valdžiai. Abi moterys gana nuoširdžiai rūpinosi, kad ji būtų graži. Ji buvo tokia bloga, kad nė vienam negalėjo kilti mintis apie varžymąsi su ja; todėl gana nuoširdžiai, su tuo naiviu ir tvirtu moterų įsitikinimu, kad apranga gali pagražinti veidą, jos ėmėsi ją aprengti.
„Ne, tikrai, ma bonne amie, [mano gera drauge,] ši suknelė nėra gera“, – pasakė Lisa, iš tolo žiūrėdama į princesę. - Pasakyk man paduoti, tu ten turi masaką. Teisingai! Na, o juk gali būti, kad sprendžiamas gyvenimo likimas. Ir tai per lengva, negera, ne, negera!
Blogai buvo ne suknelė, o princesės veidas ir visa figūra, bet m lle Bourienne ir mažoji princesė to nepajuto; jiems atrodė, kad jei ant plaukų užsidės mėlyną juostelę, susišukuos, o nuo rudos suknelės nuleis mėlyną skarelę ir pan., tada viskas bus gerai. Jie pamiršo, kad išsigandusio veido ir figūros pakeisti negalima, todėl, kad ir kaip modifikuotų šio veido rėmą ir apdailą, pats veidas liko apgailėtinas ir negražus. Po dviejų ar trijų pasikeitimų, kuriems princesė Marija klusniai pakluso, šiuo metu buvo sušukuota (visiškai pasikeitusi ir sugadinusi veidą šukuosena), mėlyna skarele ir puošnia suknele masaka, mažoji princesė du kartus apėjo ją, maža ranka čia ištiesino suknelės klostę, ten timptelėjo už šaliko ir žiūrėjo, palenkusi galvą, dabar iš vienos pusės, paskui iš kitos.
„Ne, tu negali“, – ryžtingai pasakė ji, suspaudusi rankas. - Ne, Marie, sprendimas gali ne vous va pas. Je vous aime mieux dans votre petite robe grise de tous les jours. Non, de grace, faites cela pour moi. [Ne, Marie, tai jums tikrai netinka. Aš tave myliu labiau su tavo pilka kasdienine suknele: prašau, padaryk tai dėl manęs.] Katya, - pasakė ji tarnaitei, - atnešk princesei pilką suknelę ir pažiūrėk, pone Bourienne, kaip aš ją sutvarkysiu, - pasakė ji. su meninio laukimo džiaugsmo šypsena.

Spinduliuotė sklinda iš atviro bangolaidžio galo. Elektromagnetinei energijai nukreipti naudojami stačiakampio arba apvalaus tipo bangolaidžiai.

Tačiau bangolaidžiai gali būti naudojami ne tik nukreipti elektromagnetinę energiją, bet ir ją spinduliuoti.

Atviras bangolaidžio galas gali būti laikomas paprasčiausia mikrobangų antena.

Atvirasis bangolaidžio galas yra platforma su elektromagnetiniu lauku.1

Elektromagnetinio lauko ypatybės atvirame bangolaidžio gale.

1. Banga nėra skersinio TEM tipo. (turi sudėtingesnę struktūrą).

2. Be krintančios bangos, yra atsispindėjusi banga.

3. Kartu su pagrindiniu bangų tipu bangolaidžio gale yra aukštesnių tipų bangos.

Be to, laukas yra ne tik bangolaidžio angoje, bet ir išoriniame paviršiuje dėl srovių srauto į šį paviršių iš bangolaidžio galo.

Šių veiksnių įvertinimas labai apsunkina spinduliuotės lauko iš atviro bangolaidžio galo nustatymo problemą, o jo griežtas matematinis sprendimas susiduria su dideliais sunkumais. Dėl šios priežasties dažniausiai naudojami apytiksliai sprendimo būdai. Šiam sprendimui problema yra padalinta į dvi problemas: vidines ir išorines.

1) Vidinė užduotis yra rasti lauką bangolaidžio apertūroje.

2) Išorinė užduotis yra apertūroje surasti spinduliavimo lauką iš žinomo lauko.

Apsvarstykite stačiakampį bangolaidį.

Pagrindinis bangos tipas.

Ryžiai. 45. Stačiakampis bangolaidis (a) ir lauko struktūra jame bangai, kurios tipas: xOy plokštumoje (b); xOz plokštumoje (c); yOz (d) plokštumoje.

;

;

.

Kritančio elektromagnetinio lauko intensyvumas bangolaidžio angos viduryje.

Bangos ilgis bangolaidyje.

Bangos ilgis laisvoje erdvėje.

Kompleksinis atspindžio koeficientas.

Laukas tolimoje zonoje:

Būdinga bangos fronto varža atvirame bangolaidžio gale.

Terpės bangų pasipriešinimas yra .

Atsižvelgiant į rastus lauko ryšius pagrindinėse plokštumose

Bangolaidžio atidarymo zona.

Stačiakampio bangolaidžio atvirojo galo spinduliuotės modelis.

Ryžiai. 46. ​​Kryptinis spinduliavimo modelis iš atviro stačiakampio bangolaidžio galo ties

Kaip matyti iš paveikslų, spinduliuotės modelio plotis yra didelis. Norint gauti ryškesnį spinduliuotės modelį, bangolaidžio skerspjūvis gali būti palaipsniui didinamas, paverčiant bangolaidį ragu. Šiuo atveju bangolaidžio lauko struktūra iš esmės išsaugoma.

Sklandus bangolaidžio skerspjūvio padidėjimas pagerina jo atitikimą laisvai erdvei.

Ryžiai. 47. Pagrindiniai elektromagnetinių ragų tipai.

Labiausiai paplitę sektoriniai ir piramidiniai ragai.

Apsvarstykite išilginį stačiakampio rago pjūvį pagal plokštumą E arba H.

Ryžiai. 48. Stačiakampio rago išilginis pjūvis.

Rago atidarymas

Rago atidarymo plotis.

Rago ilgis.

Rago viršus.

Dėl matematinių sunkumų rago tyrimas dažniausiai atliekamas apytiksliais metodais.

Iš pradžių apibrėžiamas atskleidimo laukas. Sprendžiant šią problemą, daroma prielaida, kad ragas yra be galo ilgas, o jo sienelės idealiai laidžios.

Išsprendus vidinę problemą, išorinė problema sprendžiama įprastu būdu, t.y. yra radiacijos laukas.

H – plokštuminis sektorinis ragas.

Norėdami rasti lauko struktūrą rage, naudojame cilindrinę koordinačių sistemą.

Banga turės komponentus.

Ryžiai. 49. Sektorinių ragų analizės cilindrinė koordinačių sistema.

Išspręsdami Maksvelo lygčių sistemą ir naudodami asimptotines Hankel funkcijų išraiškas didelėms argumento reikšmėms, gauname šias lauko komponentų reikšmes

(1)

.

Čia elektrinio lauko stiprumas rago taške su koordinatėmis ir .

Formulės (1) rodo, kad dideliuose komponentuose ir lauke rage yra skersinė elektromagnetinė cilindrinė banga. Dėl to, kad dauguma naudojamų ragų turi plokščią angą, o banga rage yra cilindrinė, angoje esantis laukas nebus fazinis.

Norėdami nustatyti fazės iškraipymus angoje, atsižvelkite į išilginį rago pjūvį. Apskritimo lankas, kurio centras yra rago viršuje, eina išilgai bangos fronto ir todėl yra lygių fazių linija. Savavališkame taške su koordinatėmis lauko fazė kampu atsilieka nuo fazės angos viduryje (taške )

Ryžiai. 50. Prie fazių iškraipymų apibrėžimo rago angoje.

Kadangi dažniausiai raguose, galime apsiriboti pirmuoju išplėtimo terminu

Formulė (2) ir yra apytikslės. Jie gali būti naudojami, kai arba. Naudojamuose raguose šios sąlygos paprastai yra įvykdytos.

Kartais patogu nustatyti didžiausias fazių paklaidas rago angoje per jo ilgį ir pusę atidarymo kampo.

Formulė tinka bet kuriai ir .

Iš formulės matyti, kad tam tikram laukui diafragmoje, kuo mažiau jis skirsis nuo fazės, tuo didesnis rago ilgis. Matmenų apribojimai reikalauja rasti kompromisinį sprendimą, t.y. nustatant tokį rago ilgį, kuriam esant didžiausias fazės poslinkis jo angoje neviršys tam tikros leistinos vertės. Ši vertė paprastai nustatoma pagal didžiausią kryptingumo vertę, kurią galima gauti iš tam tikro ilgio rago. Sektoriniam ragui didžiausias leistinas fazės poslinkis yra , kuris atitinka tokį optimalaus rago ilgio, angos dydžio ir bangos ilgio ryšį:

Norėdami nustatyti lauko amplitudės pasiskirstymą rago angoje, imame

Taigi, sektoriaus rago angoje esantis laukas gali būti galutinai pavaizduotas išraiškomis

Plokštumos spinduliuotės modelis

Toliau pateikiamos tipinės krypties koeficiento priklausomybės nuo santykinio rago atsivėrimo įvairiems rago ilgiams.

Ryžiai. 51. Priklausomybė KND H - sektorinis ragas ant santykinio atidarymo pločio

su skirtingu rago ilgiu.

Siekiant atmesti krypties koeficiento priklausomybę nuo y ašies, sandauga brėžiama. Iš grafikų matyti, kad kiekvienam rago ilgiui yra tam tikra rago anga, prie kurios krypties koeficientas yra didžiausias. Jo sumažėjimas toliau didėjant paaiškinamas staigiu fazių paklaidų padidėjimu diafragmoje.

Ragas, kuris tam tikram ilgiui turi didžiausią krypties veikimo koeficientą, vadinamas optimaliu. Iš kreivių, parodytų 3 pav., matyti, kad , didžiausi kreivių taškai atitinka lygybę

Jei rago ilgis paimamas ilgiau, tada esant tokiam pačiam atidarymo plotui, krypties koeficientas didėja, bet ne labai. Maksimalūs kryptinio veikimo koeficiento taškai atitinka angos ploto išnaudojimo koeficientą.

Jei rago ilgis nuolat didinamas, tada riboje ties gausime fazės lauką rago angoje. Fazės srities su kosinusiniu lauko amplitudės pasiskirstymo panaudojimo koeficientas yra lygus . Taigi, padidinus rago ilgį, palyginti su jo optimaliu ilgiu, kryptingumas negali padidėti daugiau nei

Garso antenų efektyvumas dėl mažų nuostolių praktiškai gali būti laikomas vienybe.

E-plokštuminis sektorinis ragas.

Laukas plokštuminio sektorinio rago angoje

(1)

Čia; atstumas nuo rago gerklės.

Iš (1) formulės matyti, kad pagrindinis skirtumas tarp lauko plokštuminiame rage ir lauko bangolaidžiame yra cilindrinė bangos forma. Dėl to rago angoje bus fazių iškraipymų, panašių į plokščiojo rago iškraipymus.

Jei rago atidarymo kampas yra mažas, galite įdėti . Šiuo atveju elektrinio lauko stiprumas angoje gali būti pavaizduotas taip:

Sektorinio rago spinduliavimo laukas plokštumoje

(2)

Iš šios formulės išplaukia, kad spinduliavimo modelis plokštuminio rago plokštumoje yra toks pat, kaip ir atvirojo bangolaidžio galo.

Laukas plokštumoje:

(3) . . kandikliai.

Šiuo atveju formulė gali būti patogiai pavaizduota taip:

skliausteliuose pateiktos reikšmės yra tiesiogiai brėžiamos išilgai ordinačių nurodytose diagramose.

Garso antena

Raginė antena yra antena, kurią sudaro metalinis ragas ir radijo bangolaidis, pritvirtintas prie rago. Raginės antenos naudojamos kryptiniam spinduliavimui ir mikrobangų radijo bangų priėmimui.

Be to, rago antenos naudojamos kaip nepriklausomos antenos prietaisuose ir matavimo prietaisuose, ryšio palydovuose ir kt. Antenos spinduliavimo modelis priklauso nuo lauko pasiskirstymo didžiausioje varpo atkarpoje, t.y., nuo rago angos. Anga nustatoma pagal rago paviršių formą ir geometrinius matmenis. Formos yra sektorinės raginės, kūginės, piramidės ir kt. Be to, yra ir raginių antenų modifikacijų, tokių kaip antenos, kurių paviršius yra lygaus kreivės formos, su lygiu vidiniu paviršiumi ir tt Tokios modifikacijos pagerina rago antenos elektrinės charakteristikos. Jie naudojami spinduliavimo raštui gauti su mažos galios šoninėmis skiltelėmis, su simetriška ašimi ir kt. Raginio antenos krypčių savybėms koreguoti į rago angą įdedami greitinantys arba lėtėjantys lęšiai. Tam tikrais atvejais, kad rago antena geriau atitiktų radijo bangolaidį, juose įmontuojami derinimo elementai ir derinimo sekcijos, o ragas turi parabolinį generatoriaus paviršių. Antenos ragas turi skerspjūvį, kuris didėja nuo vieno varpo galo iki kito. Dėl skerspjūvio sukuriamas sklandus perėjimas nuo bangolaidžio į laisvą bangos varžos erdvę.

Rago parabolinėje antenoje ragas spinduliuoja bangas, patenkančias į paraboloido segmentą. Atsispindi nuo segmento, bangos spinduliuojamos per varpo angą. Norint gauti plokštumines bangas, reflektoriaus židinys turi būti nukrypęs nuo rago fazės centro.

Priėmimui skirta rago antena, ji sukasi aplink savo ašį, kuri yra statmenai plokštumai. Plokštumoje kryptingumo charakteristika pašalinama. Prie rago antenos išvesties prijungtas kristalų detektorius su stiprintuvu. Esant silpniems signalams, detektoriuje susidaro kvadratinė srovės-įtampos charakteristika, todėl lauko stiprumo kvadratas atitinka indikatoriaus rodmenis. Elektromagnetinių bangų šaltinis yra antena, kuri veikia perdavimui, ji yra stacionari ir yra tinkamu atstumu nuo rago antenos. Norint išmatuoti antenos kryptingumą, ji pasukama tam tikru kampu. Po to įrašomi prietaiso, esančio šalia antenos, rodmenys. Antena sukasi kampu, o jos duomenys įrašomi tol, kol raginė antena pasisuks 360°, t.y. kol visiškai apsisuka aplink savo ašį.