Несимметричный вибратор «ножевого» типа

Н а самолетах различных классов довольно широко используют­ся антенны в виде несимметричного вибратора «ножевого» типа. Такие антенны находят преимущественное применение во всех случаях, когда допустимо использование выступающих антенн и когда необходимо обеспечение ненаправленного обзора простран­ства, в горизонтальной плоскости при вертикальной поляризации вектора поля. Антенна такого типа является, в частности, одной из рекомендуемых для бортового оборудования самолетов систем вто­ричной радиолокации и дальномера. Антенна представляет собой плоский несимметричный вибра­тор, плавно расширяющийся к основанию, край которого запрес­сован в диэлектрический материал (рис.29). Форма вибратора определяется требованиями придания конструкции антенны необ­ходимой механической устойчивости в условиях работы в набега­ющем потоке. Антенна закрепляется на корпусе самолета флан­цем, имеющим отверстия по контуру. При таком размещении ан­тенны основание вибратора и металлическая поверхность вокруг основания антенны создают емкость, которая повышает добротность антенны и сужает полосу согласования. Уменьшение этой емкости вследствие сужения основания вибратора приводит к потере проч­ности антенны и потому неприемлемо. Достаточно успешным способом снижения шунти­рующего эффекта этой емкости является включение в основании ви­братора индуктивной реактивности в виде короткозамкнутых шлейфов (отрезков линии, замкнутых концом на корпус) (рис.31).

В практических конструкциях антенн это осуществляется путем выполнения вибратора с основанием, у которого имеются перемычки, замыкающие концы основания на корпус. При этом изоляционный материал (см. рис.29) служит диэлектрическим заполнением отрезков короткозамкнутой линии, образованных ос­нованием с перемычками и внутренней поверхностью полости во фланце антенны. Наличие таких перемычек помимо улучшения электрических параметров антенны придает ее конструкции дополнительную механическую прочность, что поз­воляет использовать антенны такого типа даже на сверхзвуковых самолетах.

Типовые диаграммы направленности антен­ны, святые экспериментально при размещении антенны в центре металлического листа размером (3,0x3,0)λ_ср, приведены на рис.30. Величина КСВН, антенны, не превышает значений 2,0 для полосы (0,8 ... 1,2) λ_ср. На рис. 6.5 сплошной ли­нией обозначена диаграмма для горизонтальной плоскости, пунктирная — для вертикальной.

Измерение входного сопротивления с помощью измерительной линии

Для определения входного сопротивления нагрузки необходимо измерить модуль и фазу коэффициента отражения от нее.

, (23)

где Z_в – волновое сопротивление двухпроводной линии, см. выражение (22).

Значения коэффициента отражения могут быть выражены через коэффициент стоячей волны K_CT, величину смещения минимума распределения напряжения в линии относительно положения минимума стоячей волны при коротком замыкании линии в точке подключения нагрузки . Соответственно, величина входного сопротивления также может быть выражена по этим измеренным величинам , K_CT, из следующих отношений:

,

(24)

(25)

(26)

Здесь расстояние берется со знаком «+» при смещении минимума при подключении нагрузки в сторону генератора и со знаком «-» - в сторону нагрузки. - постоянная распространения в линии передачи , длина волны в линии передачи.

Измерение необходимых параметров для определения входного сопротивления нагрузки на измерительной линии производится в следующем порядке:

1. Фиксируют положение разъемной плоскости подключения нагрузки . Для этого линию передачи в точке подключения нагрузки нужно закоротить металлической перемычкой и при этом в ней установится режим стоячей волны. Положение точки x_i любого минимума распределения поля этой волны в линии может быть принята положению плоскости подключения нагрузки. Для расчета и реализации согласующего устройства можно выбрать любую из этих точек. Для обеспечения большей полосы согласования размещение согласующих элементов в линии нужно выбирать ближе к нагрузке, но в лабораторном эксперименте, чтобы оставалась возможность контролировать смещение минимума и в сторону генератора и в сторону нагрузки лучше, когда выбранная точка x_i находится ближе к центру линии.

2. Подключить к линии исследуемую нагрузку (снять перемычку в нагрузке).

3. Измерить K_CT в линии для исследуемой нагрузки. Для чего перемещая зонд вдоль линии определить величину максимального и минимального показания прибора. При этом .

4. Определить величину смещения ∆x минимума напряжения в линии ближайшего к выбранной точке отсчета x_i.

Длина волны в линии может быть измерена зондом как удвоенное расстояние между двумя ближайшими минимумами и , либо определена через известную частоту сигнала . Для определения входного сопротивления по измеренным параметрам∆x, K_CT, λ можно также воспользоваться круговой диаграммой полных сопротивлений либо формулами (23) –(26).