استقطاب الموجات الكهرومغناطيسية

يعد استقطاب الموجات الكهرومغناطيسية (الاستقطاب الفرنسي ، المصدر الأصلي: محور الكرة الأرضية اليوناني ، القطب) انتهاكًا للتناظر المحوري للموجة المستعرضة بالنسبة لاتجاه انتشار هذه الموجة. في الموجة غير المستقطبة ، تتذبذب متجهات الإزاحة والسرعة s و v في حالة الموجات المرنة أو المتجهين E و H للمجالين الكهربائي والمغناطيسي في حالة الموجات الكهرومغناطيسية عند كل نقطة في الفضاء في جميع الاتجاهات الممكنة في المستوى العمودي لاتجاه انتشار الموجة يحل محل بعضهما البعض بشكل سريع وعشوائي ، بحيث لا يكون أي من اتجاهات التذبذب هذه سائدًا. تسمى الموجة المستعرضة المستقطبة إذا ظل اتجاه التذبذب في كل نقطة في الفضاء دون تغيير أو يتغير بمرور الوقت وفقًا لقانون معين. ستسمى الموجة المستقطبة المستقطبة (المستقطبة خطيًا) موجة ذات اتجاه تذبذب ثابت ، على التوالي ، من المتجهات s أو E. أو بيضاوي الشكل - مستقطب. يمكن أن تنشأ موجة مستقطبة: بسبب عدم وجود تناظر محوري في الباعث الذي يثير الموجة ؛ في انعكاس وانكسار الموجات عند السطح البيني بين وسيطين (انظر قانون بروستر) ؛ عندما تنتشر موجة في وسط متباين الخواص (انظر. الانكسار).
(انظر القاموس الموسوعي الكبير للفنون التطبيقية)
في الممارسة العملية: إذا كانت الإشارة من مركز التلفزيون في استقطاب أفقي ، فيجب أن تكون هزازات الهوائي موازية لمستوى الأرض ، إذا تم إرسال الإشارة في استقطاب رأسي ، فيجب وضع هزازات الهوائي بشكل عمودي على مستوى الأرض ، إذا تم إرسال الإشارات في استقطابين ، فسيتم تلخيص هوائيين وإشارات منهما. في منطقة الاستقبال الموثوق ، يمكنك وضع هوائي واحد بزاوية 45 درجة على مستوى الأرض.
تنتقل إشارة الأقمار الصناعية إلى الأرض في استقطاب خطي ودائري. لتلقي مثل هذه الإشارات ، يتم استخدام محولات مختلفة: على سبيل المثال ، بالنسبة لـ Continent TV - محول خطي ، وللتلفزيون Tricolor - محول دائري. لا يؤثر شكل وحجم الطبق على الاستقطاب.

معلمة مهمة للهوائيات هي معاوقة الدخل: (معاوقة دخل الهوائي) ، والتي تميزها بأنها حمولة لجهاز الإرسال أو المغذي. إن معاوقة الدخل للهوائي هي نسبة الجهد بين نقطة التوصيل (نقطة الإثارة) للهوائي إلى وحدة التغذية ، إلى التيار عند هذه النقاط. إذا تم تغذية الهوائي بواسطة دليل موجي ، فسيتم تحديد مقاومة الدخل من خلال الانعكاسات التي تحدث في مسار الدليل الموجي. تتكون معاوقة دخل الهوائي من مجموع مقاومة إشعاع الهوائي ومقاومة الخسارة: Z = R (izl) + R (عرق). R (izl) - في الحالة العامة ، تكون القيمة معقدة. عند الرنين ، يجب أن يكون المكون التفاعلي لمقاومة الإدخال صفرًا. عند الترددات فوق الطنين ، تكون الممانعة حثيًا بطبيعتها ، وعند الترددات التي تقل عن الطنين ، تكون ذات سعة ، مما يتسبب في فقد القدرة عند حدود نطاق تشغيل الهوائي. R (العرق) - تعتمد مقاومة فقدان الهوائي على العديد من العوامل ، على سبيل المثال ، على قربه من سطح الأرض أو الأسطح الموصلة ، والخسائر الأومية في عناصر وأسلاك الهوائي ، وخسائر العزل. يجب أن تتطابق ممانعة دخل الهوائي مع ممانعة الموجة لمسير المغذي (أو بمقاومة خرج المرسل) بحيث توفر في الأخير أسلوبًا قريبًا من أسلوب الموجة المتنقلة.
بالنسبة لهوائيات التلفزيون ، مقاومة الدخل: هوائي لوغاريتمي دوري - 75 أوم ، لقناة الموجة - 300 أوم. بالنسبة لهوائيات القناة الموجية ، عند استخدام كبل تلفزيون بمقاومة موجية 75 أوم ، يلزم وجود جهاز مطابق ، محول الترددات الراديوية.

نسبة الموجة الدائمة (KSV)

تحدد نسبة الموجة الدائمة درجة مطابقة الهوائي مع وحدة التغذية ، بالإضافة إلى مطابقة خرج المرسل والمغذي. في الممارسة العملية ، دائمًا ما ينعكس جزء من الطاقة المرسلة ويعاد إلى جهاز الإرسال. تتسبب الطاقة المنعكسة في زيادة سخونة جهاز الإرسال وقد تتلفه.

يتم حساب SWR على النحو التالي:
KSV = 1 / KBV = (U pad + U neg) / (U pad - U neg) ، حيث U و U neg هما اتساع الحادث والموجات الكهرومغناطيسية المنعكسة.
مع اتساع الحادث (U drop) والموجات المنعكسة (U neg) في خط KBV ، ترتبط بالعلاقة: KBV = (U drop + U neg) / (U drop - U neg)
من الناحية المثالية SWR = 1 ، تعتبر القيم حتى 1.5 مقبولة.

نمط الاتجاه (DN)

يعد مخطط الإشعاع أحد أكثر الخصائص وضوحًا لخصائص الاستقبال للهوائي. يتم رسم المخططات الاتجاهية في إحداثيات قطبية أو مستطيلة (ديكارت) . لننظر ، على سبيل المثال ، في مخطط إشعاع لهوائي من نوع "قناة موجة" في المستوى الأفقي الذي تم إنشاؤه في الإحداثيات القطبية (الشكل 1). تتكون شبكة الإحداثيات من نظامين من الخطوط. نظام الخط الواحد عبارة عن دوائر متحدة المركز تتمحور حول الأصل. تتوافق دوائر أكبر نصف قطر مع أقصى EMF ، حيث تُؤخذ قيمته بشكل مشروط تساوي واحدًا ، والدوائر المتبقية عبارة عن قيم وسيطة لـ EMF من واحد إلى صفر. نظام آخر للخطوط التي تشكل شبكة إحداثيات هو حزمة من الخطوط المستقيمة التي تقسم الزاوية المركزية 360 درجة إلى أجزاء متساوية. في مثالنا ، هذه الزاوية مقسمة إلى 36 جزءًا كل منها 10 °.

لنفترض أن الموجة الراديوية تأتي من الاتجاه الموضح في الشكل. سهم واحد (بزاوية 10 درجات). يمكن أن نرى من مخطط الإشعاع أن اتجاه وصول الموجة الراديوية هذا يتوافق مع أقصى EMF عند أطراف الهوائي. عند استقبال موجات الراديو القادمة من أي اتجاه آخر ، فإن EMF عند أطراف الهوائي ستكون أقل. على سبيل المثال ، إذا وصلت موجات الراديو إلى زاويتين 30 و 330 درجة (أي بزاوية 30 درجة لمحور الهوائي من جانب المخرجين) ، فإن قيمة EMF ستكون 0.7 كحد أقصى ، عند زاويتين 40 و 320 ° - 0.5 كحد أقصى وما إلى ذلك.

على مخطط الإشعاع (الشكل 1) ، تظهر ثلاث مناطق مميزة - 1 و 2 و 3. المنطقة 1 ، التي تقابل أعلى مستوى للإشارة المستقبلة ، تسمى المنطقة الرئيسية , أو الفص الرئيسي لنمط الإشعاع. تسمى المنطقتان 2 و 3 الموجودتان على جانب عاكس الهوائي بالفصين الخلفي والجانبي لمخطط الإشعاع. . يشير وجود الفصوص الخلفية والجانبية إلى أن الهوائي يستقبل موجات الراديو ليس فقط من الأمام (من جانب المخرجين) ، ولكن أيضًا من الخلف (من جانب العاكس) ، مما يقلل من مناعة استقبال الضوضاء. في هذا الصدد ، عند ضبط الهوائي ، فإنها تميل إلى تقليل عدد ومستوى الفصوص الخلفية والجانبية.
غالبًا ما يُطلق على مخطط الإشعاع الموصوف ، الذي يميز اعتماد المجال الكهرومغناطيسي عند أطراف الهوائي على اتجاه وصول الموجة الراديوية ، مخطط الإشعاع على طول "المجال" , لأن EMF يتناسب مع قوة المجال الكهرومغناطيسي عند نقطة الاستقبال. من خلال تربيع المجال الكهرومغناطيسي المقابل لكل اتجاه وصول الموجة الراديوية ، يمكن الحصول على مخطط القدرة (الخط المنقط في الشكل 2).
للتقييم العددي للخصائص الاتجاهية للهوائي ، يتم استخدام مفاهيم زاوية فتح الفص الرئيسي لمخطط الإشعاع ومستوى الفصوص الخلفية والجانبية. زاوية فتح الفص الرئيسي لمخطط الإشعاع هي الزاوية التي ينخفض ​​فيها المجال الكهرومغناطيسي عند أطراف الهوائي إلى مستوى 0.7 من الحد الأقصى. يمكن أيضًا تحديد زاوية الفتح باستخدام مخطط الإشعاع بالقوة ، بانخفاضها إلى مستوى 0.5 من الحد الأقصى (زاوية الفتح بمقدار "نصف" الطاقة). في كلتا الحالتين ، تكون القيمة العددية لزاوية الفتح هي نفسها بالطبع.
يُعرَّف مستوى الفصين الخلفي والجانبي لمخطط الجهد على أنه نسبة المجال الكهرومغناطيسي عند أطراف الهوائي عند استقباله من جانب الحد الأقصى للفص الخلفي أو الجانبي إلى المجال الكهرومغناطيسي من جانب الحد الأقصى للقناة الرئيسية الفص. عندما يحتوي الهوائي على عدة فصوص خلفية وجانبية بأحجام مختلفة ، يُشار إلى مستوى الفص الأكبر.

معامل الاتجاه (KND)

الكسب الاتجاهي: (DPC) لهوائي الإرسال هو نسبة مربع شدة المجال التي يولدها الهوائي في اتجاه الفص الرئيسي إلى مربع شدة المجال المولدة بواسطة هوائي مرجعي متعدد الاتجاهات أو اتجاهي (نصف موجة الهزاز هو ثنائي القطب معامله الاتجاهي بالنسبة لهوائي افتراضي غير اتجاهي هو 1 .64 أو 2.15 ديسيبل) لنفس قدرة الدخل. (KND) هي كمية بلا أبعاد ، ويمكن التعبير عنها بالديسيبل (ديسيبل ، ديسيبل ، ديسيبل). كلما كان الفص الرئيسي أضيق (DN) وكلما انخفض مستوى الفصوص الجانبية ، زاد الكسب.
الكسب الحقيقي للهوائي من حيث القدرة بالنسبة إلى المبرد الافتراضي المتناحي أو الهزاز نصف الموجي يتميز بكسب القدرة KU (الطاقة) ، والذي يرتبط بـ (DPC) من خلال النسبة:
KU (الطاقة) \ u003d KND - الكفاءة (كفاءة الهوائي)

كسب (KU)

عامل الكسب (GA) للهوائي هو نسبة القدرة عند دخل الهوائي المرجعي إلى القدرة المزودة لمدخل الهوائي قيد الدراسة ، بشرط أن يخلق كلا الهوائيين شدة مجال متساوية في اتجاه معين في نفس الاتجاه المسافة عند انبعاث الطاقة ، وعند الاستلام - نسبة القدرة الموزعة على الأحمال المتطابقة من الهوائيات.
KU هي كمية بلا أبعاد ، ويمكن التعبير عنها بالديسيبل (ديسيبل ، ديسيبل ، ديسيبل).
يتميز كسب الهوائي بكسب في القدرة (الجهد) ، والذي يتم توزيعه في حمل مطابق متصل بأطراف خرج الهوائي المعني ، مقارنةً بهوائي "متناحٍ" (أي ، له هوائي دائري DN) أو ، من أجل على سبيل المثال ، هزاز نصف موجة. في هذه الحالة ، من الضروري مراعاة الخصائص الاتجاهية للهوائي والخسائر الموجودة فيه (الكفاءة). بالنسبة لهوائيات الاستقبال التلفزيونية (KU) ، فهي تساوي تقريبًا معامل الاتجاهية (DRC) للهوائي ، لأن كفاءة هذه الهوائيات في حدود 0.93 ... 0.96. يعتمد كسب هوائيات النطاق العريض على التردد وغير منتظم في نطاق التردد بأكمله. في جواز السفر للهوائي ، غالبًا ما يشار إلى القيمة القصوى (KU).

عامل الكفاءة (COP)

في وضع الإرسال ، (الكفاءة) هي نسبة القدرة التي يشعها الهوائي إلى القدرة المزودة له ، نظرًا لوجود خسائر في مرحلة خرج المرسل ، في وحدة التغذية والهوائي نفسه ، تكون كفاءة الهوائي دائمًا أقل من 1. في استقبال هوائيات التلفزيون ، تكون الكفاءة ضمن 0 .93 ... 0.96.

بعد سلسلة من التجارب باستخدام الهوائيات الحلزونية ، تم رسم رسم بياني

مقاومة الدخل للهوائيات الحلزونية ثنائية القطب والعمودية حسب عامل السرعة (الشكل 6.9) في مدى 7 ... 28 MHz. صنعت الهوائيات على إطار عازل بقطر 10 مم إلى 10 سم ، وكان الملف اللولبي متجانسًا ، واستخدم سلك بقطر أكثر من 0.5 مم.

كما أوضحت التجارب ، بالنسبة للهوائيات الحلزونية المختصرة ذات K = 2 ... 10 ، فإن التغيير في قطر إطارها في حدود 1 ... 10 سم لا يؤثر بشكل كبير على مقاومة الدخل. ومع ذلك ، بالنسبة للهوائيات الحلزونية المختصرة بشدة مع K> 10 ، أظهرت نتائجي أن مقاومة الإدخال تعتمد إلى حد كبير على قطر إطارها العازل وعلى التردد الذي يكون عنده الهوائي الحلزوني صدى ، لذلك بالنسبة لهم مثل هذا الرسم البياني البسيط كما في الشكل . 6.9 لا يمكن الحصول عليها.

كما يتضح من هذا الرسم البياني ، فإن الكبل المحوري بمقاومة مميزة تبلغ 50 أوم بطول كهربائي مضاعف لنصف الطول الموجي للهوائي ، مناسب لتشغيل الهوائيات ثنائية القطب والعمودية الحلزونية مع K> 3. في بعض الحالات ، كان للهوائيات الرأسية في البداية مقاومة دخل أعلى بكثير مما في الشكل. 6.9 ، لكن ضبط "أرض" الهوائي على الرنين سمح بخفضه. عادةً ما يؤدي توصيل كبل متحد المحور بهوائي رأسي إلى تغيير طفيف في مقاومة الإدخال في نهاية اتصال الكبل بجهاز الإرسال والاستقبال ، وفي هذه الحالة التغيير في مقاومة الإدخال

تسير في اتجاه التناقص. هوائي ثنائي القطب الحلزوني

بالمقارنة مع العمودي ، عادة ما يكون لها مقاومة إدخال أقرب إلى تلك الموضحة في الرسم البياني. ومع ذلك ، فإن توصيل كبل متحد المحور بهوائي حلزوني ثنائي القطب قد يتسبب في اختلاف مقاومة الهوائي اختلافًا كبيرًا عن تلك المشار إليها في الرسم البياني ، لأعلى ولأسفل. ما لا يقل عن 10 حلقات من الفريت مثبتة في نهايات الكبل المحوري تقلل من تأثيره

على مقاومة الإدخال ، ولكن لا تقضي عليه تمامًا. إذا تجاوزت نسبة العرض إلى الارتفاع للهوائي الحلزوني 5 ، فمن المستحسن تركيب خنق عالي التردد ليس من حلقات الفريت ، ولكن على شكل 5-20 لفة من كابل متحد المحور بقطر 10 ... 20 سم عند نهاية الكبل المحوري الذي يغذي الهوائي.

لا يؤثر تغيير قطر اللولب وقطر السلك المستخدم لتصفية هوائي حقيقي قصير بشكل كبير على مقاومة دخل الهوائي. يحدث هذا لأنه مع زيادة قطر اللولب ، يشع الهوائي بشكل أكثر كفاءة ، وبالتالي تزداد مقاومة الإشعاع للهوائي ، وتزداد مقاومة دخله. مع انخفاض قطر اللولب ، تنخفض كفاءة إشعاع الموجات الكهرومغناطيسية بواسطة الهوائي ، وبالتالي تقل مقاومة الإشعاع ، لكن الخسائر العازلة في إطار اللولب تزداد. تؤدي الزيادة في خسائر العزل الكهربائي إلى زيادة مقاومة دخل الهوائي الحلزوني. من الواضح ، من أجل زيادة كفاءة الهوائي الحلزوني ، من الضروري استخدام سلك بأكبر قطر ممكن لتصنيع اللولب ، ويجب أن يكون قطر لفات اللولب أكبر ما يمكن من أجل العملية تنفيذ الهوائي. يجب أن يكون للإطار الذي صنع عليه اللولب الهوائي خسائر عازلة منخفضة. في تصميم الهوائي الحلزوني ، من المستحسن استخدام ملف موحد للحلزون.

تحتوي قضايا تصميم وتصنيع واستخدام الهوائيات لنطاقات الموجات الطويلة (LW) والمتوسطة (MW) والقصيرة (KB) على مشاكل أقل بكثير من الهوائيات الخاصة بنطاق VHF ، خاصة تلك التليفزيونية. الحقيقة هي أنه في نطاقات LW و MW و HF ، تتمتع أجهزة الإرسال ، كقاعدة عامة ، بقدرة عالية ، ويرتبط انتشار الموجات الراديوية في هذه النطاقات بقيم كبيرة للانعراج والانكسار في الغلاف الجوي ، والمستقبل الأجهزة شديدة الحساسية.

عند إرسال واستقبال إشارة في نطاق VHF ، وعلى وجه الخصوص ، إشارة تلفزيونية ، فإن ضمان القيم الضرورية لهذه المعلمات يسبب عددًا من الصعوبات ، وهي: تحقيق قدرة أجهزة الإرسال التلفزيونية ، مثل أجهزة البث ، لم يكن ممكنا بعد ؛ ظاهرة الحيود والانكسار في نطاق الموجات المترية (VHF) غير ذات أهمية ؛ إن حساسية جهاز استقبال التلفزيون محدودة بمستوى ضوضاءه وتبلغ حوالي 5 ميكرو فولت بسبب الحاجة إلى استقبال إشارة النطاق العريض. لذلك ، للحصول على صورة عالية المستوى على شاشة التلفزيون ، يجب أن يكون مستوى إشارة الإدخال 100 فولت على الأقل. ومع ذلك ، نظرًا لقوة المرسل المنخفضة وأسوأ الظروف لانتشار الموجات الراديوية ، فإن قوة المجال الكهرومغناطيسي عند نقطة الاستقبال تكون منخفضة. ومن ثم ، ينشأ أحد المتطلبات الرئيسية لهوائي التلفزيون: لشدة مجال معينة عند نقطة الاستقبال ، يجب أن يوفر الهوائي جهد الإشارة اللازم للتشغيل العادي لجهاز استقبال التلفزيون.

هوائي الاستقبال هو سلك منفرد أو نظام من الأسلاك مصمم لتحويل طاقة الموجات الكهرومغناطيسية إلى طاقة التيارات عالية التردد. تكون معلمات الهوائيات أثناء التشغيل للاستقبال والإرسال متطابقة ، وبالتالي ، يمكن تطبيق مبدأ المعاملة بالمثل لأجهزة الهوائي ، مما يجعل من الممكن تحديد بعض خصائص ومعلمات الهوائيات في أسلوب الإرسال ، وغيرها في أسلوب الاستقبال .

تحفز موجات الراديو ، التي تسقط على الأجسام المحيطة ، تيارات كهربائية عالية التردد فيها. هذا الأخير يخلق مجالًا كهرومغناطيسيًا ، وينعكس الموجة الكهرومغناطيسية. يستقبل الهوائي موجات الراديو المباشرة والمنعكسة ، مما يؤدي إلى تشويه الصورة على شاشة التلفزيون.

أظهرت الدراسات التجريبية أنه عند استخدام الاستقطاب العمودي ، تصل الموجات المنعكسة بشكل ملحوظ إلى نقطة الاستقبال أكثر من استخدام الاستقطاب الأفقي. ويفسر ذلك حقيقة أنه في الفضاء المحيط ، وخاصة في المدن ، هناك العديد من العوائق الرأسية ، العاكسة جيدًا (المباني ، والأعمدة ، والأنابيب ، والمغناطيس). عند اختيار نوع الاستقطاب ، تؤخذ خصائص الهوائيات في الاعتبار أيضًا. من الناحية الهيكلية ، تعتبر الهوائيات الأفقية أبسط من الهوائيات العمودية. جميعهم تقريبًا لديهم اتجاهية في المستوى الأفقي ، مما يضعف استقبال التداخل والموجات المنعكسة بسبب الانتقائية المكانية.

يجب أن تستوفي هوائيات استقبال التلفزيون المتطلبات الأساسية التالية:

لها تصميم بسيط وسهل الاستخدام ؛

انتقائية مكانية عالية

تمرير نطاق تردد واسع ؛

توفير نسبة عالية من مستوى الإشارة إلى مستوى التداخل أثناء الاستقبال ؛

لديك اعتماد ضعيف على مقاومة المدخلات واكتساب التردد.

مقاومة دخل الهوائي

الهوائي هو مصدر إشارة تتميز بقوة دافعة كهربائية (EMF) ومقاومة داخلية تسمى مقاومة دخل الهوائي. يتم تحديد مقاومة الدخل من خلال نسبة الاتجاه عند أطراف الهوائي إلى التيار عند دخل وحدة التغذية. يجب معرفة قيمة ممانعة إدخال الهوائي من أجل مطابقة الهوائي بشكل صحيح مع الكابل والتلفزيون: فقط في ظل هذه الحالة ، تدخل أكبر طاقة في إدخال التلفزيون. عند المطابقة بشكل صحيح ، يجب أن تكون معاوقة الإدخال للهوائي مساوية لمقاومة دخل الكبل ، والتي بدورها يجب أن تكون مساوية لمقاومة دخل التلفزيون.

تحتوي معاوقة دخل الهوائي على مكونات نشطة ومتفاعلة. تكون معاوقة الدخل لهوائي الرنين نشطة تمامًا. يعتمد ذلك على نوع الهوائي وخصائص تصميمه. على سبيل المثال ، مقاومة الإدخال لهزاز نصف الموجة الخطي هي 75 أوم ، وهزاز الحلقة حوالي 300 أوم.

تنسيق الهوائي مع كابل التغذية

تتميز مطابقة الهوائي بالكابل بنسبة الموجة المتنقلة (TWR). في حالة عدم وجود مطابقة مثالية بين الهوائي والكابل ، تنعكس الموجة الساقطة (جهد الدخل) ، على سبيل المثال ، من نهاية الكبل أو من نقطة أخرى تتغير فيها خصائصه بشكل كبير. في هذه الحالة ، ينتشر الحادث والموجات المنعكسة على طول الكابل في اتجاهين متعاكسين. في تلك النقاط التي تتطابق فيها مراحل كلا الموجتين ، يكون الجهد الكلي هو الحد الأقصى (عقدة عكسية) ، وفي النقاط التي تكون فيها المراحل معاكسة ، يكون الحد الأدنى (عقدة).

يتم تحديد معامل الموجة المتنقلة بالعلاقة:

في الحالة المثالية ، KBV = 1 (عندما يحدث وضع موجة السفر ، أي ، يتم إرسال إشارة أقصى طاقة ممكنة إلى إدخال التلفزيون ، حيث لا توجد موجات منعكسة في الكابل). هذا ممكن عن طريق مطابقة ممانعات الإدخال للهوائي والكابل والتلفزيون. أسوأ حالة (متى أومين = 0) KBV = 0 (يوجد وضع موجة واقفة ، أي أن اتساع الحادث والموجات المنعكسة متساوية ، ولا تنتقل الطاقة على طول الكابل).

يتم تحديد نسبة الموجة الدائمة من خلال العلاقة:

الاتجاهية وكسب الهوائي

يستقبل هوائي الاستقبال متعدد الاتجاهات إشارات من جميع الاتجاهات. هوائي الاستقبال الاتجاهي انتقائي من الناحية المكانية. هذا مهم ، لأنه مع انخفاض مستوى اتجاهية المجال عند موقع الاستقبال ، فإن مثل هذا الهوائي يزيد من مستوى الإشارة المستقبلة ويخفف التداخل الخارجي القادم من اتجاهات أخرى.

اتجاه هوائي الاستقبال هو رقم يشير إلى عدد المرات التي تكون فيها القدرة المستلمة عند دخل التلفزيون عند استقبالها على هوائي اتجاهي أكبر من القدرة التي يمكن الحصول عليها عند استقبالها على هوائي متعدد الاتجاهات (بنفس شدة المجال).

تتميز خصائص الاتجاهية للهوائي بمخطط إشعاع. مخطط إشعاع هوائي الاستقبال هو تمثيل رسومي لاعتماد جهد الإشارة عند دخل التلفزيون على زاوية دوران الهوائي في المستوى المقابل. يصف هذا الرسم البياني اعتماد المجال الكهرومغناطيسي المستحث في الهوائي بواسطة مجال كهرومغناطيسي على اتجاه وصول الإشارة. إنه مبني في نظام إحداثيات قطبي أو مستطيل. على ال أرز. 12يتم تقديم مخططات إشعاع هوائي من نوع "قناة الموجة".

أرز. 1. نمط الهوائي في نظام الإحداثيات القطبية

غالبًا ما تكون أنماط الهوائي متعددة الفصوص. يسمى الفص المقابل لاتجاه وصول الموجة التي يتم عندها إحداث أقصى EMF في الهوائي بالفص الرئيسي. في معظم الحالات ، يكون لنمط الإشعاع أيضًا فصوص عكسية (خلفية) وجانبية. لتسهيل مقارنة الهوائيات المختلفة مع بعضها البعض ، يتم تطبيع أنماط الإشعاع الخاصة بها ، أي أنها مبنية بمصطلحات نسبية ، مع أخذ أعلى EMF كواحد (أو مائة بالمائة).

المعلمات الرئيسية لمخطط الإشعاع هي عرض (زاوية فتح) الفص الرئيسي في المستويين الأفقي والعمودي. يتم استخدام عرض الفص الرئيسي للحكم على الخصائص الاتجاهية للهوائي. كلما كان هذا العرض أصغر ، زادت الاتجاهية.

أرز. 2. مخطط إشعاع الهوائي في نظام إحداثيات مستطيل

يميز مستوى الفصوص الجانبية والخلفية مناعة الهوائي ضد الضوضاء. يتم تحديده باستخدام معامل الحماية (PCF) للهوائي ، والذي يُفهم على أنه نسبة القدرة المنبعثة من الهوائي عند حمل مطابق عند استقبالها من الاتجاه الخلفي أو الجانبي ، إلى القدرة عند نفس الحمل عند استقبالها من الاتجاه الرئيسي.

غالبًا ما يتم التعبير عن معامل العمل الوقائي بوحدات لوغاريتمية - ديسيبل:

تتميز الخصائص الاتجاهية للهوائي أيضًا بمعامل الاتجاه (DRC) - وهو رقم يوضح عدد مرات قوة الإشارة التي تدخل مدخلات التلفزيون عند استقبالها على هوائي اتجاه معين أكبر من القدرة التي يمكن الحصول عليها عند استقبالها على هوائي مرجعي متعدد الاتجاهات أو اتجاهي. كهوائي مرجعي ، غالبًا ما يتم استخدام هزاز نصف موجة (ثنائي القطب) ، حيث يكون معامل الاتجاه بالنسبة لهوائي افتراضي غير اتجاهي 1.64 (أو 2.15 ديسيبل). يميز معامل الاتجاهية أقصى كسب ممكن للقدرة يمكن للهوائي أن يقدمه بسبب خصائصه الاتجاهية ، بافتراض أنه لا توجد خسائر على الإطلاق. في الواقع ، أي هوائي به خسائر ويكون كسب القدرة الذي يمنحه دائمًا أقل من الحد الأقصى الممكن. يتميز الكسب الحقيقي للهوائي من حيث القدرة بالنسبة إلى المشع الافتراضي المتناحي أو الهزاز نصف الموجي بكسب القدرة ك ص، والتي ترتبط بـ KND من خلال العلاقة:

أين η - معامل أداء الهوائيات.

تميز كفاءة الهوائي فقدان القدرة في الهوائي وهي نسبة قدرة الإشعاع إلى مجموع قوى الإشعاع وخسائره ، أي إلى إجمالي القدرة التي يتم توفيرها للهوائي من المرسل:

أين ص ش- قوة الإشعاع ، ص ن- فقدان الطاقة.

عرض النطاق الترددي للهوائي

عرض النطاق الترددي لهوائي التلفزيون المستقبل هو طيف ترددي يتم فيه الحفاظ على جميع القيم الرئيسية لخصائصه الكهربائية. تشبه استجابة التردد للهوائي المضبوط منحنى الرنين لدائرة متذبذبة. لذلك ، عن طريق القياس مع عرض النطاق الترددي للحلقة ، يمكن أيضًا تحديد عرض نطاق الهوائي.

عند تردد طنين (ثابت) ، يتمتع الهوائي بمقاومة دخل معينة ، والتي تتوافق مع مقاومة الحمل. لمثل هذا التردد ، عادةً ما يتم أخذ متوسط ​​تردد القناة التلفزيونية ، حيث يكون تفاعل الهوائي صفراً. عند الترددات التي تقل عن الطنين تكون سعوية ، وعند الترددات فوق الطنين تكون حثيًا.

وبالتالي ، يؤدي التغيير في التردد إلى تغيير في المكون النشط وإلى ظهور مكون تفاعلي لمقاومة الإدخال. نتيجة لذلك ، تقل الطاقة التي يتم توفيرها للحمل.

هذا ملحوظ بشكل خاص في الترددات القصوى ، الأبعد عن تردد الطنين. يجوز تقليص القوة بما لا يزيد عن مرتين. بناءً على هذا النطاق الترددي 2 أفيُنظر إلى هذا الطيف الترددي بالقرب من تردد الطنين الذي ستنخفض فيه الطاقة المقدمة للحمل بما لا يزيد عن مرتين.

لضمان جودة استقبال جيدة ، يجب أن يمر الهوائي بكامل طيف التردد للإشارة التلفزيونية ، والتي تبلغ 8 ميجا هرتز لقناة واحدة. لا تزال جودة الصورة جيدة إذا كان الهوائي يرسل عرض نطاق ترددي لا يقل عن 6 ميجاهرتز. يؤدي التضييق الإضافي لنطاق التردد إلى تدهور جودة الصورة وفقدان الوضوح. الطريقة الأكثر فعالية لتوسيع النطاق الترددي هي تقليل مقاومة الموجة المكافئة للهزاز عن طريق زيادة أبعاده العرضية. بهذه الطريقة ، تزداد السعة الخطية ويقل الحث الخطي للهزاز. من بين أمور أخرى ، عرض النطاق الترددي للهوائي مقيد أيضًا بعرض النطاق الترددي لوحدة تغذية الإسقاط.

ما هي معاوقة الإدخال للهوائي؟

يعلم الجميع أن مقاومة الإدخال (المعاوقة) للهوائي نادرًا ما تكون مساوية لمقاومة خط التغذية. سأحاول هنا توضيح كيفية تنسيق الحمل مع وحدة التغذية باستخدام طرق فعالة.
علاوة على ذلك ، سيتم تقديم جميع الأمثلة لكابل متحد المحور بمقاومة مميزة تبلغ 50 أوم ، لكن مبدأ الحساب صالح لخطوط النقل الأخرى غير المتوازنة والمتوازنة أيضًا.

مقاومة دخل الهوائي

أولاً ، دعنا نتعرف على معاوقة الإدخال للهوائي. يُعتقد أنها مقاومة تفاعلية ونشطة متصلة في سلسلة. لكن لا يوجد مقاوم حقيقي أو مكثف أو محث في الهوائي أو المغذي. كل هذا مجرد نتيجة حساب المقاومة المكافئة لدائرة الهوائي.

دع بعض "الصندوق الأسود" يُستخدم كحمل ، يتم تزويد موصل الإدخال بجهد RF. على هذا الموصل ، يمكنك في الواقع قياس الجهد اللحظي u والتيار i ، بالإضافة إلى فرق الطور بينهماي . مقاومة الإدخال هي المقاومة النشطة والمتفاعلة المحسوبة ، والتي تتصل بها سيحصل جهد التردد اللاسلكي المحدد على نفس u 'و i' وي.

من المعروف أن مثل هذا المكافئ يمكن أن يكون له اتصال تسلسلي (تسلسلي ، Zs = Rs + jXs) ومتوازي (متوازي ، Zp = Rp || + jXp) للمقاومات النشطة والمتفاعلة. يتوافق كل اتصال متسلسل للمقاومات النشطة (Rs) والمتفاعلة (Xs) مع اتصال متوازي للمقاومات النشطة (Rp) والمقاومات التفاعلية (Xp). بشكل عام ، روبيةرقم Rp و Xs No. XP. أعطي الصيغ التي يمكن من خلالها تحويل القيم العددية من مركب إلى آخر.

على سبيل المثال ، دعنا نعيد حساب الاتصال التسلسلي Zs = 40 + j30دبليو للتوازي مع Zp.

غالبًا ما يتم استخدام ما يعادل الاتصال المتسلسل ، ولكن المكافئ للوصلة المتوازية له نفس القيمة العملية. تسمى Zs بمقاومة السلسلة ، R هي المقاومة ، X هي الممانعة ، Zp هي الممانعة الموازية.

في الاتصال المتوازي ، غالبًا ما يتم استخدام الإدارة ، ولكن هذا هو الموصلية ، ويتم تقليل الرؤية بشكل كبير عند استخدامه. عادةً ما يشير مصطلح "الممانعة" إلى أننا نتحدث عن اتصال متسلسل لمقاومات نشطة وتفاعلية مكافئة.

ومع ذلك ، غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى إعادة حساب الاتصال المتسلسل للمقاومات في الاتصال المتوازي للتعويض عن المكون التفاعلي. يجب ألا يغيب عن البال فقط أنه مع التعويض التسلسلي والمتوازي ، نحصل على مكونات نشطة مختلفة للمقاومة.

لتحويل Zs إلى Zp والعكس ، فإن برنامج NETCALK مناسب جدًا.
السؤال الذي يطرح نفسه هو كيفية قياس معلمات الحمل المعقد. لسوء الحظ ، فإن مقياس SWR البسيط قليل الاستخدام هنا. لهذا استخدم محلل متجه VA1 ، والذي يعرض جميع القيم الرقمية الضرورية على الشاشة. يمكنك أيضًا استخدام الجهاز AA-330.

التعويض التفاعلي

المكون التفاعلي للمقاومة (الممانعة) مفيد للتعويض. هذا يقلل من SWR. جوهر التعويض هو محاذاة مراحل الجهد والتيار. يمكنك تغيير زاوية الطور بين الجهد والتيار عن طريق توصيل عنصر تفاعلي في سلسلة أو بالتوازي.

من أجل أن يصبح الاختلاف في زوايا الطور صفراً ، من الضروري توصيل مثل هذه المفاعلة الموجودة في دائرة الحمل المكافئة ، فقط بالإشارة المعاكسة. من المعروف أن مفاعلة السعة لها علامة سلبية ، محاثة - موجبة.

في حالة التعويض المتسلسل ، يتم توصيل عنصر تفاعلي إضافي مكافئ مع الإشارة المعاكسة على التوالي ويتم الحصول على دائرة متسلسلة ، وفي حالة التعويض الموازي ، يتم الحصول على دائرة موازية بالتوازي. في حالة الاتصال المتسلسل للمقاومات ، فإنها تضيف ببساطة

وفي حالة الاتصال المتوازي

إذا تم تعويض الحمل بالكامل ، فإن هذه الدوائر تكون في صدى ، بينما Xs = 0 أو Xp =Ґ . على سبيل المثال ، لدينا حمل Zs = 50 + j30 W (Zp = 68 || + j113 W) ، SWR = 2.

إذا قمنا بتشغيل الحاوية بالتسلسل مع الحمل بـ Xc = -30 W ، نحصل على Z = 50 W و SWR = 1. إذا قمنا بتوصيل مكثف بالتوازي مع الحمل بـ Xc = -113 W ، نحصل على Z = 68 واط و SWR = 1.36. في حالة التعويض التسلسلي ، فإن عنصرًا إضافيًا مكافئًا يتوافق مع دائرة متسلسلة ، في حالة وجود عنصر موازٍ - مع عنصر موازٍ.

مطابقة المقاومة

كما كتبت بالفعل ، من خلال توصيل العنصر التعويضي بطرق مختلفة ، في الحالة العامة نحصل على حرف Z مختلف ، وبالتالي SWR. دعونا نرى كيف يمكننا تعويض (مطابقة) الحمولة Zs = 22 + j25 W (Zp = 50.4 || + j44 W) ، SWR = 2.94.

توصيل مكثف على التوالي بـ Xc = -25 W نحصل على Z = 22 واط (SWR = 2.27). إذا قمنا بتوصيل مكثف بالتوازي مع الحمل بـ Xc \ u003d -44 W ، نحصل على Z = 50.4 W و SWR = 1.01. كما ترى ، في هذه الحالة يكون التعويض الموازي أفضل بلا شك. إذا كان هذا الحمل متصلاً بجهاز إرسال يعمل بتردد 14 ميجاهرتز ، فعندئذٍ يكون مكثفًا بسعة

إذا كان المرسل يحتوي على دائرة خرج P ، فيجب إضافة هذه السعة إلى خرج (بارد) مكثف. يمكن القيام بذلك باستخدام مكثف الإخراج ، إذا تم زيادته بالمقدار المطلوب. في هذه الحالة ، نحصل على مطابقة جيدة لجهاز الإرسال ، المصمم لـ 50دبليو ، مع الحمل (عند نقطة اتصال وحدة التغذية بجهاز الإرسال ،ص \ u003d 0) ، على الرغم من أن SWR في الكابل سيبقى 2.94. دبليو ، بالتوازي مع مكثف الدائرة P ، من الضروري توصيل محاثة 0.5mH (Xl = 44دبليو ) أو ، إن أمكن ، قم بتقليل سعة المكثف "البارد" للحلقة P بمقدار 258pF (Xs = -44دبليو ). لهذا السبب جزئيًا ، عن طريق ضبط الحلقة P على حمولة حقيقية ، نحصل على سعة غير متساوية لمكثف "بارد" مقارنة بـ 50مكافئ دبليو.

يعود ذلك جزئيًا إلى أنه من خلال تغيير سعة المكثفات P-loop ، من الممكن ، ضمن حدود معينة ، ضبط جهاز الإرسال على حمل لا يساوي ذلك المحسوب عند تصميم جهاز الإرسال. إذا لم يكن لدى المرسل حلقة P أو موالف ، فإن هذا التفاعل غير المعوض يزيل مرشح خرج المرسل ، معامل الانعكاسص > 0 وجهاز الإرسال غير قادر على تسليم القدرة المحسوبة إلى وحدة التغذية.

أريد أن أشير إلى أنه لا الدائرة P ولا الموالف في جهاز الإرسال والاستقبال أو بالقرب منه ، لا يتغير SWR في وحدة التغذية. هذه الأجهزة قادرة فقط على مطابقة معاوقة خرج المرسل مع معاوقة الإدخال للمغذي عند نقطة اتصاله بالمرسل (يجب عدم الخلط بينه وبين الممانعة المميزة للمغذي) ، أي تحسين الانعكاسيةص . لتحسين SWR في الكبل ، من الضروري مطابقة الحمل مع الممانعة المميزة لوحدة التغذية عند نقطة توصيلها.
يمكنك تطبيق التعويض المتسلسل والمتوازي في نفس الوقت. هذا يعتمد على الحالة المحددة. سأعطيك مثالا حقيقيا. مقاومة الهوائي عند 1.9 ميجا هرتز لها مقاومة Zs = 26 + j44 W (Zp = 100 || + j59 W) ، SWR = 3.7.

إذا تم توصيل مكثف مع Xc = -59 بالتوازي مع الحمل W ، نحصل على Z = 100 W ، SWR = 2 ، إذا قمنا بتوصيل مكثف على التوالي بـ Xc = -44دبليو ، نحصل على Z = 26 ، SWR = 1.92. الخيار الأخير أفضل ، لكنه لا يزال سيئًا. الآن ، بدون تغيير Rs ، نختار Xs بحيث يصبح Rp 50دبليو . يتوافق هذا الخيار مع Zs = 26 + j25دبليو . قم بتوصيل التفاعلية على التوالي بالحمل Xs = (26 + j25) - (26 + j44) = - j19دبليو (مكثف 4.4nF). تلقيت Z = 26 + j25دبليو أعد الحساب إلى Zp = 50 || + j52دبليو.

الآن نقوم بالاتصال بالتوازي مع التفاعلية Xp = -j52دبليو (مكثف 1.6nF) واحصل على Z = 50دبليو و SWR = 1. كل شيء هوائي مع 50دبليو وافق الطاعم!
كل هذا يمكن حسابه بسهولة باستخدام برنامج MMANA. لقد كتبت كل هذا من أجل فهم آلية التكوين وما يؤثر على ماذا.

يمكنك الموافقة بطريقة أخرى. من المعروف أنه إذا كان الحمل متصلاً بالمغذي ، ومقاومته لا تساوي مقاومة الموجة للمغذي ، فإن وحدة التغذية ستحول مقاومة الحمل.

تعتمد القيمة العددية للمقاومة عند إدخال وحدة التغذية على مقاومة الحمل ومقاومة الموجة وطول وحدة التغذية. باستخدام برنامج APAK-EL ، نجد أنه إذا كان التحميل Zs = 26 + j44دبليو توصيل المغذي 50دبليو 4.76m طويلة ، ثم بتردد 1.9 ميجا هرتز عند الإدخال نحصل على Zs = 50 + j69دبليو.

إذا قمنا في هذا المكان بتشغيل السعة بالتسلسل مع Xc = -69دبليو (مكثف 1.2nF) ، ثم نحصل على Z = 50دبليو و SWR = 1. من هذا المكان يمكنك توصيل 50دبليو مغذي من أي طول.

الخيارات الأخرى للاتفاق ممكنة أيضًا. يعتمد ذلك على فهم الجوهر والخيال.
لنحاول الآن مطابقة الهوائي مع 14 ميجاهرتز ، ومقاومته هي Zs = 150-j260 W (Zp = 600 || -j346 واط ). كما ترى ، لن يعمل عنصر تعويضي واحد.

علينا الحصول على 50 W ، وليس 150 W أو 600 W . ندخل البيانات في APAK-EL ونجد النقطة الأقرب للحمل ، حيث Rtr = 50دبليو.

كما ترى فإن طول الكابل الإضافي سيكون 30 سم فقط. في هذا المكان سيكون لدينا Zs = 50-j161دبليو . إذا وصلنا في هذا المكان في سلسلة المحاثة بـ Xl = 161دبليو ، ثم نحصل على اتفاق كامل (Z = 50دبليو ، SWR = 1).
كل هذا يمكن تنسيقه في المكان الذي يتم فيه توصيل الحمولة بالمغذي. مثال مع ممانا

كما ترى ، يمكنك الموافقة عن طريق توصيل محاثة 1.35م H موازية للحمل ، وقم بتطبيق إشارة على الحمل من خلال مكثف 68.5pF.

أعمدة

تسمى الحلقات الأجزاء المختصرة أو المفتوحة من وحدة التغذية. في وحدة التغذية المثالية (وحدة التغذية غير المفقودة) ، تكون مقاومة هذه الأجزاء تفاعلية بحتة ، ولا يوجد جزء نشط.

يمكن استخدام مقاطع التغذية هذه لتعويض المكون التفاعلي. هذا مفيد إذا تم تطبيق التعويض الموازي. غالبًا ما تستخدم المقاطع التي يصل طولها إلى ربع الطول الموجي. يمكن أن تكون أطول ، لكن المغذيات الحقيقية لها خسائر وكلما زاد طول الخط ، زاد.

حلقة كهربائية مغلقة بطول يصل إلى 1/4ل له مفاعلة حثي في ​​النهاية ، مكثف مفتوح. يمكن لمقاطع التغذية هذه محاكاة كل من المحاثة والسعة. لكن يجب ألا ننسى أن المحاثة أو سعة الحلقة تعتمد على التردد.

في المثال أعلاه ، نرى أننا بحاجة إلى توصيل محاثة مقدارها 1.352م بمساعدة MMANA ، وجدنا أن مثل هذا المحاثة عند 14 ميجاهرتز لها حلقة مختصرة في النهاية من كابل RG58 / U بطول 2.62 متر.

باستخدام نفس المثال ، سنحاول تنسيق نفس الشيء باستخدام MMANA بطريقة مختلفة ، باستخدام حلقة فقط.

وبالتالي ، إذا كان طول الكبل قصير الدائرة 67.5 سم. الاتصال بالتوازي مع وحدة التغذية على مسافة 2.57 م. من الحمل ، سنقوم أيضًا بتنسيق وحدة التغذية بالكامل مع الحمولة. بدلاً من ذلك ، يمكنك توصيل حلقة مفتوحة بطول 2.84 متر على التوازي. على مسافة من حمولة 3.82 م.
الخيارات الأخرى للاتفاق ممكنة أيضًا. ولكن يجب أن نتذكر أن الخسائر في المغذيات منخفضة المقاومة (المحورية) عند قيم SWR عالية كبيرة ، لذلك يُنصح باختيار طريقة مطابقة تنتج أقصر شرائح التغذية ذات SWR عالية واستخدام الكابلات السميكة عالية الجودة.
كما ترى ، يمكن عمليًا تنسيق كل شيء بطرق مختلفة.
لهذا فقط تحتاج إلى جهاز قياس ، وبالطبع كمبيوتر. لا يمكن قياس المعاوقة المعقدة للهوائي باستخدام جهاز اختبار أو مقياس SWR. بدون هذه البيانات ، تتحول المصالحة إلى مهمة شاقة وغالبًا ما تؤدي إلى نتائج غير مرضية.

لقد وصفت في هذه المقالة عدة طرق مطابقة. حاولت أن أصف جوهر القضية بأكبر قدر ممكن من البساطة ، لكنه ليس بهذه البساطة في مثل هذا السؤال.
كتبت هذا المقال منذ عدة سنوات باللغة الليتوانية وترجم الآن إلى اللغة الروسية. يوجد حاليًا إصدارات أخرى من برامج APAK-EL و MMANA ، يتم إعطاء أمثلة باستخدام الإصدارات القديمة.
يحتوي APAK-EL على أداة يمكن استخدامها أيضًا لحساب التفاعلات التعويضية. ومع ذلك ، فإن مبدأ التنسيق نفسه لا يتغير من هذا.
آمل أن تكون المقالة مفيدة لشخص ما.

Vytas (LY3BG) ، ly3bgtakas.lt

المحاضرة 9

• 
  ^ باعث الخواص
• 
  هزاز متماثل
• 
  الخصائص الرئيسية للهوائيات. خاصية اتساع الهوائي
• 
  مقاومة الإشعاع
• 
  مقاومة الهوائي
• 
  مقاومة المدخلات
• 
  مقاومة الخسارة

^

باعث النظائر.

الباعث الخواص هو جهاز يشع بشكل موحد ومتساوٍ الطاقة الكهرومغناطيسية في جميع الاتجاهات.

ومع ذلك ، من الناحية العملية ، لا توجد بواعث شاملة الاتجاهات. يشع كل هوائي إرسال ، حتى الأبسط ، طاقات بشكل غير متساو وهناك دائمًا اتجاه يتم فيه إشعاع الطاقة القصوى.

أبسط أو أول باعث هو هزاز كهربائي كهرومغناطيسي ، والذي يتكون من سلك قصير جدًا مقارنة بطول الموجة ، يتدفق حوله تيار كهربائي ، اتساع وطوره متماثلان في أي نقطة في السلك. النموذج العملي للهزاز الأولي هو ثنائي القطب الهرتزى. هيكل المجال الإشعاعي لثنائي القطب الهرتزى له حد أقصى عند نقطة تقع على خط مستقيم عمودي على ثنائي القطب. على طول المجال ثنائي القطب = 0.
^

هزاز متماثل.

يتكون من موصلين من نفس الطول ، يتم توصيل خط إمداد بينهما - مغذي يربط الهوائي بجهاز الإرسال.

في أغلب الأحيان ، يتم استخدام هزاز متماثل بطول l نصف ، يسمى شكل هزاز نصف موجة. 37 أ.

بسبب انعكاس التيار والجهد في نهايات أسلاك الهوائي ، يتم إنشاء موجة ثابتة من التيار والجهد على طول الأسلاك.

على طول هزاز نصف الموجة ، يتم إنشاء مجال موجة التيار والجهد ، على طول هزاز طول الموجة ، وموجة التيار والجهد (الشكل 37 ب). ومع ذلك ، في أي حال ، يتم تثبيت العقدة الحالية والعقدة العكسية للجهد في النهايات.
^

الخصائص الرئيسية للهوائيات.

الخصائص الموسعة لاتجاه الهوائيات.

من المعتاد تحديد الخصائص الاتجاهية للهوائيات من خلال خاصية اتساع الاتجاه ، أي اعتماد شدة المجال المشع بواسطة الهوائي ه (، ) عند نقطة المراقبة على مسافة ثابتة. يُطلق على التمثيل الرسومي لخاصية اتجاهية الاتساع اسم نمط الاتجاهية ، والذي يتم تصويره على أنه سطح موصوف بواسطة متجه نصف قطر يبدأ من أصل الإحداثيات ، ويتناسب طوله في كل اتجاه مع الوظيفة F (, ) .

تم بناء مخطط الإشعاع في كل من القطبين (الشكل 38 أ) وفي نظام الإحداثيات المستطيل (الشكل 38 ب).

يسمى اتجاه الإشعاع الأقصى للهوائيات الاتجاه الرئيسي. والبتلة المقابلة لها هي البتلة الرئيسية. باقي البتلات جانبية. الاتجاهات التي لا يستقبل فيها الهوائي ولا يشع تسمى أصفار مخطط الإشعاع.

يتميز الفص الرئيسي بالعرض عند نصف الطاقة 0.5 والعرض عند الأصفار  0. يتم تحديد العرض  0.5 من RP عند المستوى 0.707 ، ويتم أخذها على أساس أن القدرة عند مستوى 0.5 وشدة المجال عند المستوى 0.707 مرتبطان بالعلاقة

ص 0,5 / ص الأعلى = ه 2 0,707 / ه 2 الأعلى = 0,5 .

يميز المعامل الاتجاهي لعامل الاتجاهية قدرة الهوائي على تركيز المجال الكهرومغناطيسي المشع في أي اتجاه. هي نسبة كثافة تدفق القدرة التي يشعها الهوائي في اتجاه معين إلى متوسط ​​كثافة تدفق القدرة في جميع الاتجاهات. بعبارة أخرى ، عند تحديد عامل الاتجاهية ، تتم مقارنة الهوائي بهوائي تخيلي شامل الاتجاهات بالكامل أو متناحٍ يشع بنفس القدرة التي يشعها الهوائي قيد الدراسة.

للهوائيات ذات الفتحة

ل اختصار الثاني = 4 ل الأسبانية ا /  2 ,

أين: ل isp - معامل استخدام السطح المشع للأجهزة ؛

سأ هي منطقة فتحة الهوائي.

بالنسبة لمعظم هوائيات RRL وأنظمة الإرسال عبر الأقمار الصناعية ، فإن عرض مخطط نصف القدرة في المستوى الرأسي يساوي تقريبًا عرض النموذج في المستوى الأفقي.

لمراعاة كفاءة الهوائي الحقيقي ، يتم تقديم مفهوم كسب الهوائي ، والذي تحدده العلاقة

G =  أ ل اختصار الثاني ,

أين:  لكن = ص  / ص 0 - كفاءة الهوائي ؛

ص  - القدرة التي يشعها الهوائي ؛

ص 0 هي الطاقة المزودة للهوائي.

يُظهر كسب الهوائي عدد المرات التي يجب أن تنخفض فيها القدرة الموفرة للهوائي مقارنةً بالقدرة الموردة إلى مشع متناحٍ بكفاءة تساوي 1 ، بحيث تظل شدة المجال عند نقطة الاستقبال دون تغيير.

في نطاق موجات الديسيمتر والسنتيمتر  أ  1 ، لهذا السبب

G = ك اختصار الثاني.

تم إدخال معامل العمل الوقائي لـ CPD لتوصيف درجة التوهين بواسطة هوائي الإشارات المستقبلة من الاتجاهات الجانبية ، ويتم حسابه بواسطة الصيغة ل zd = جي الأعلى / ز بوب أين جي ماكس و جي fb - يكتسب الهوائي في اتجاه الفص الرئيسي لـ RP وفي الاتجاه الجانبي.
^

مقاومة الاشعاع.

مقاومة إشعاع الهوائي ص izl - مؤشر له أبعاد المقاومة ويربط القدرة المشعة P izl بالتيار أنا أ ، يتدفق من خلال أي قسم من الهوائي

ص izl = ص izl / أنا لكن 2 .

نظرًا لأن التيارات والجهود الفولتية على طول الهوائي موزعة بشكل غير متساوٍ ، لتقريب القيم ص izl ، في معظم الحالات ، ترتبط القدرة المشعة بمربع السعة القصوى للتيار (عند نقطة الوصول) أو بمربع التيار عند أطراف دخل الهوائي.

قيمة ص يعتمد izl على النسبة بين أبعاد الهوائي وطول الموجة وشكل الهوائي وعوامل أخرى.

لذلك ، فإن زيادة طول الهزاز المتماثل الانفرادي إلى ل =  يؤدي إلى زيادة مقاومة الإشعاع. ومع ذلك ، فإنه يتناقص بشكل أكبر ثم يزيد مرة أخرى.

بشكل عام ص izl له طابع معقد.

على سبيل المثال ، لهزاز نصف موجة رقيق ص izl = 73,1 أوم ، أ X izl = 42,5 أوم.

تؤدي زيادة سمك الهزاز إلى انخفاض حجم مقاومة الموجة.
^

مقاومة الموجة للهوائي.

مقاومة الهوائي ض الزراعة العضوية هي واحدة من المعلمات الهامة. تعتبر مقاومة الموجة من خلال طرق نظرية الخطوط الطويلة.

لطول موصل أسطواني واحد ل ، حيث يمكن تخصيص الهوائي في شكل هزاز متماثل ، فإن صيغة الحساب لها الشكل

,

أين: ص ن هو نصف قطر الموصل.

تؤدي الزيادة في سمك الموصل إلى انخفاض مقاومة الموجة.
^

مقاومة المدخلات.

إن معاوقة الدخل للهوائي هي مؤشر يمثل نسبة الجهد عند أطراف الهوائي إلى التيار المتدفق من خلالها. بشكل عام ، هذه المقاومة لها طابع معقد.

ض أفه = ص أفه + التاسع أفه

أين: ص А هو العنصر النشط لمقاومة الإدخال ؛

X Авх هو المكون التفاعلي لمقاومة المدخلات.
^

مقاومة الخسارة.

يتم تعريف مقاومة الخسارة على النحو التالي:

ص ص = ص ن + ص و + ص 3 ,

أين: ص ن - مقاومة الخسائر لأسلاك التدفئة ؛

ص و - مقاومة الخسارة في عوازل الهوائي ؛

ص 3 - مقاومة الخسارة في الأرض وفي أنظمة التأريض.