Лекция №10. Вибратолардың токтарын анықтау.

Лекция жоспары:

· вибратордың пассивті тоғын анықтау;

· бағытталу диаграммаларын алу тәсілдері;

· жіңішке бағытталу диаграммасын алу әдістері.

10.1 Вибратордың пассивті тоғын анықтау

Директорлар мен рефлекторлар бір бағыттағы сәулелену сапасын құрастыру үшін пассивті вибраторларды кеңінен қолданылады. Директор немесе рефлектор вибратор рөлін ойнаса, белсенді вибраторда токқа қарым қатынас фазасын және анықталған биіктікке токтың оған баруы міндетті.

Әлсіз вибратор үшін q және Ψ шамалары әлсіз вибратордың реактивті кедергісінің белсенді шамаларының және әлсіз және белсенді вибраторлардың арасындағы арақашықтығынан тәуелді болады. Бұл шамаларды әлсіз вибратордың реактивті кедергісін өзгерте отырып қалыптастырады. q және шамаларды есептейік. Екі байланысқан симметриялық вибраторды ауыстырайық оның біреуі әлсіз K_nd теңдеуінде кедергінің ортасына қосылған, ал (сурет 10.1) теңдеуінде эквивалентті схемасы көрсетілген. Кирхгофа теңдеуі бұл жүйе үшін мынадай болады:

U_n1=I_n1Z_E11+I_n1Z₁₂ (10.1)

0=I_n2Z_E22+I_n1Z₁₂+iI_n2X_H (10.2)

Сурет 10.1 - Біреуі пасивті болып келетін өзара байланысқан вибраторлардың эквивалентті схемасы

мұндағы: Z₁₂ -Вибратордың өзара кедергісі, X_H - құрастыру реактивті кедергі. Бұлар әлсіз вибраторға қосылған және ток шоғырына қатысты болып келеді. Токты I_n1 белсенді вибраторда жеке Z_Σ11, Z_Σ22 және өзара Z_Σ12 кедергілерін белгілі деп санауға болады. Сондай-ақ 1/𝜆 вибратордың қатысты ұзындығы және вибраторлардың арасындағы арақашықтығы берілген. (10.1) және (10.2) теңдеулерінде (I₂ ) тоғы 2-ші вибраторда белгісіз және ол (10.2) теңдеуі арқылы анықталады . I_П2/I_П1= qexp(iΨ) теңдеуі осындай болған. Сондықтан қарым-қатынас модульі шығады.

(10.3)

Әлсіз вибратордағы қатысты ток фазасы.

(10.4)

(10.3) және (10.4) формуласына кіретін R_Σ22, X_Σ22, R₁₂ және X₁₂ кедергілері ток мағыналарына қатысты болады. X_H0 кедергісі қысқа вибраторлар жағдайында X_H=X_H0 sin²kl формуласы бойынша есептеледі.Ұзын витраторлардың жағдайында осындай есептеуді X_H=X_HОsh²(+ik)l, гиперболикалық синусы заңы бойынша токтың бөлінуін осы формула бойынша жасауға болады. Әлсіз вибратордың жағдайында q және Ψ шамалары бір –біріне тәуелді X_H өзгергенде бұл шамалары бір уақытта ауысады.

Сондықтан әлсіз вибратор үшін керекті мәні q және Ψ бірмезгілде жетуі мүмкін емес. Әдетте әлсіз вибраторды оның ең үлкен қорғау іс-әрекетінің коэффицентін алу арқылы реттейді. Алынған мына шамасы кезінде q және Ψ идеальды жағдайы шамасына сай болып айырылады және сондықтан ең үлкен іс-әрекетін қорғауын үлкен емес 10...20 алынады. Белсенді вибраторда ток фаза бойынша әлсіз рефлекторда ток озып кетуі керек. Оның толық реактивті кедергісі индуктивтік сипаттамасы бар болса – әлсіз вибратор рефлектордың рөлін ойнайтынын (10.4) формуласының талдауы көрсетеді. Егер 0,12 < d< 0,25 болса, бұл дұрыс шығарылуы.

Оптимальды рефлектордың іс-әрекетін алу үшін рефлектор мен белсенді вибратор арасындағы қашықтығы мысал алуға болады. (0,15...0,25) 2, ал кедергінің оң реактиві үшін шамамен 10...50ом аламыз. Белсенді вибраторда токтан фаза бойынша әлсіз директорда ток артта қалуы керек.

Келесі (10.4) формуласын талдау, директордың белгіленгенінде вибратордың әлсіз жұмысы үшін 0,1𝜆 < d< 0,25𝜆 кезінде оның толық кедергісінің реактиві теріс керек, яғни сиымдылықтың сипаттамасы бар болуы міндетті, әдетте әлсіз вибраторды қысқатолқынды диапазонды былай реттейді, қысқабекітілген 𝜆/2 өткізгіш сызығын алып тастау түрінде ортада вибратордың реттелген реактивті кедергісін қосып, жылжымалы қысқабекітілу ұзындығын реттеуге болады. әдетте метрлік және диаметрлік толқын диапазондары реттелетін кедергіде қолданылмайды. Оның ұзындығының өзгеруін әлсіз вибратор реттеп отырады.

Рефлектордың құрамында әлсіз вибратор жұмыс істеу үшін, оның толық ұзындығы бірнеше үлкен болуы керек 𝜆/4. директордың құрамында әлсіз вибратор жұмыс істеу үшін, оның толық ұзындығы бірнеше аз болуы керек. 𝜆/2 вибраторлардың арасындағы ара қашықтығы мен олардың қалындығын қажетті ұзарту шамасы анықтайды.

10.2 Вибраторлық антеналардың бағытталу диаграммаларын

алу тәсілдері

Бұл жағдайда шоғырланған электро магнитты толқындардың сәулеленуін антеналар топтастыруы қажет. Олар жіңішке бағытталған диаграммаларға ие болды.

Толық сәулелендіретін симметриялық вибраторға P_Σ қуат алып келсін делік. Бұл кезде кернеуліктің полясын негізгі бағыт құрайды. бұл вибратордың кіріс кедергісі. I- вибратордың ток нүктесіндегі көзі жанына дәл сондай вибратор орналастырамыз (сурет 10.2а)және әр вибратордан қуаттың қорытындысын шығарамыз. P_Σ=P_Σ12. Екінші вибратордың қимылы кезінде бірінші вибратордың кіріс кедергісі өзгермейді деп есептесек, онда ток қазіргі вибраторда мынаған тең .

Әр вибраторда бірнеше ток рет азайды онда кернеулік жері қанша рет азаяды, алдыңғы нүктедегі вибраторлардың құрылуы, яғни . Вибраторлардың арақашықтығы олардың бақылау нүктесіне дейін бірдей сияқты, онда олардың бұл нүктедегі жері суммарлы және симфазды жерге тең. . Бейімделетін әр сәулелену кезінде вибратордың қозғалынатын симфозды ретін көрсетуге болады, қуаттары P_Σ1= P_Σn, R_Σ/n мен кержулік жері негізгі бағытта вибратардың бірімен салыстырмалы түрде √n өседі. Қуаттың сәулененуі P_Σ.

Бір бағытта кернеулік жерін арттыру үшін азайту есебі оның басқа да бағыттарына солай болады, вибратордың системасын ауыстырамыз, сондай-ақ бейімделетін және қозғалатын, вибратордың жекеленген фазасын жылжыту жері бақылау нүктесінде орны толтырылған несинфаздық қимылдау ара қашықтығының айырмасын жылжыту фазасы үшін (сурет 10.2б) берліген. Анығырақ айтқанда вибратордың көршілерінің арасындағы арақашықтығы қанша биік болса, олардың өзара әсерін ескермеуге болады. Вибраторлардың арасындағы арасындағы арақашықтығы азайған кезде әр вибратордың кіріс кедергісі сондықтан олардың өзара әсері көбейеді. Сондықтан алып келу қуаты өзгермеген кезде вибраторларда ток азаяды және негізгі бағытта кернеулік жерінің шамасы – ретке қарағанда аз арттырады.

а) б)

Сурет 10.2 – Жіңішке бағытталу диаграммасын алу әдістері: а) көлдененң сәулеленумен, б) тік сәулеленумен

Антеналық жүйенің вибраторларының сонының ұлғаюына токтар фазасының дұрыс таңдауында қоздырғыш вибраторы және өзара вибраторлардың дұрыс орналасуы антенна бағытының диаграммаларының тарылуы, сонымен қатар басқа да бағыттардың әлсіреуіне және қажетті бағыттың өріс көрнеуліктерінің ұлғаюына әкеп соғады. Бағытталған антенналар диаграммасының таралуы үзіліссіз ұзын өткізгіштерді қарастырады, сондай-ақ бөлек элементтер, интерферециялық өрісінің нәтижесінде антенналарды ойша бұзуға болатының көрсетеді. Жіңішке диаграммалардың синфаздылық өрістердің бөлеп антеналық элементтерден керекті бағытта алынуы және басқа бағыттарда синфазалық емес өрістерде бірден құрылуы антеналардың ұлғаюын талап етеді. Бұл жерде көрсетілген тәсіл синфазалық жолмен алынған жіңішке бағыттағы диаграммалар немесе синфазалық өрістердің бөлінуінің бағытындағы бөлек антенаналар элементтері оптималды және біркелкі болып табылады.

Бақылау сұрақтары:

1. Директорлар мен рефлекторлардың қолдану аймақтары?

2. Вибраторлық антеналардың бағытталу диаграммаларын алу тәсілдерін атап көрсетңіз?

3. Жіңішке бағытталу диаграммасын алу әдістері: а) көлдененң сәулеленумен, б) тік сәулеленумен?