Открытый колебательный контур.

Замкнутый колебательный контур называют иногда системой с сосредоточенными параметрами L и С. Электрическое поле в таком контуре сосредоточено главным образом в конденсаторе (в небольшом пространстве между его обкладками), а магнитное поле распространяется лишь вокруг катушки контура на небольшом расстоянии от нее. Поэтому лишь незначительная часть энергии замкнутого колебательного контура излучается в окружающее пространство, а следовательно, такой контур не может обеспечить излучение электромагнитной энергии на большие расстояния. Применяются они в схемах радиостанций для генерирования токов высокой частоты в передатчиках, а также для выделения нужного сигнала и усиления токов высокой частоты в радиоприемниках.

Излучение электромагнитной энергии в пространство при передаче и извлечение ее из пространства при приеме решается при помощи других систем, называющихся системами с распределенными параметрами L и С, или открытыми колебательными контурами — антеннами.

Чтобы обеспечить излучение электромагнитной энергии в пространство, необходимо создать колебательную систему, в которой бы оба поля, электрическое и магнитное, занимали большое пространство. Такую колебательную систему можно получить из замкнутого колебательного контура, если развернуть его, т. е. преобразовать в открытый колебательный контур.

Пусть имеется замкнутый колебательный контур (рис.6, а). Раздвинем пластины конденсатора С сначала, как показано на рис.6, б, а затем, как на рис.6, в. Емкость конденсатора при этом должна оставаться неизменной, для чего одновременно с увеличением толщины диэлектрика (воздуха) будем увеличивать поверхность пластин конденсатора.

Поскольку электрической емкостью обладают не только металлические пластины, но и прямолинейные провода, заменим пластины а и п прямолинейными проводами (рис.6, в), но такой длины, чтобы емкость их оставалась равной емкости конденсатора, состоящего из разделенных воздушным диэлектриком пластин а и п (рис.6, а).

Известно также, что индуктивностью обладают не только.катушки, но и прямолинейные провода (конечно, в меньшей мере), поэтому, развернув спиральный провод катушки в прямолинейный провод и увеличив длину провода настолько, чтобы индуктивность осталась неизменной, получим в результате всех этих преобразований открытый колебательный контур, состоящий из двух равных и симметрично расположенных проводов А и П (рис.6, г). Приведенная на этом рисунке антенная система называется симметричным вибратором.

Рис. 6. Преобразование замкнутого колебательного контура в открытый

В этой системе емкость и индуктивность в отличие от замкнутого колебательного контура распределены по всей длине проводов А и Я. Каждый участок провода А и равный ему участок провода П имеют между собой некоторую емкость и некоторую индуктивность.

Антенны.

Антенна - необходимая часть любого радиопередающего и радиоприёмного устройства. При помощи фидеров передающая антенна соединяется с радиопередатчиком, а приёмная антенна - с радиоприёмником. Между антеннами распространяются свободные электромагнитные волны. Радиоволны в пространстве рассеиваются и поглощаются окружающей средой. Для уменьшения потерь их концентрируют в определённых направлениях.

Передающая антенна предназначена для преобразования энергии радиосигнала в свободные электромагнитные волны, излучаемые в заданных направлениях.

Приёмная антенна предназначена для преобразования электромагнитных волн, приходящих с определённых направлений, в энергию радиосигнала, принимающего форму связанных электромагнитных волн.

Таким образом, в приёмной и передающей антеннах происходят обратимые процессы. Иногда для приёма и передачи применяется одна антенна, что имеет большое значение в практике.

Колебания излучает открытый колебательный контур, который можно образовать из замкнутого, раздвигая пластины конденсатора и одновременно увеличивая их размеры для сохранения постоянства собственной частоты.

На практике широко применяются несимметричные вибраторы, у которых земля заменяет второй провод симметричного вибратора. Это возможно благодаря хорошей проводимости земли.

Если антенна направленная, то плотность потока мощности излучения такой антенны в разных направлениях различна. О направленных свойствах антенны судят по её диаграмме направленности - зависимости напряжённости поля излучения от направления при измерении этого поля на одинаковом расстоянии от антенны, т.е. она показывает форму радиополя данной антенны.

К антеннам предъявляются следующие эксплуатационные требования: безопасность эксплуатации, высокая механическая прочность и надёжность, минимальные габариты; и вес, небольшая стоимость и т.д.

Условия эксплуатации самолётных антенн специфичны. Выступающие части их создают аэродинамическое сопротивление. Если антенна слабо направлена, то она облучает фюзеляж самолёта, вследствие чего искажается диаграмма н

Типы самолетных антенн.

Современные самолеты оборудуются жесткими антенными устройствами. Для приема и передачи используется одна и та же антенна. В момент работы самолетной радиостанции на передачу антенна посредством специального антенного реле подключается к передатчику, а в момент работы станции на прием — к приемнику.

На рис.7 изображена жесткая Г-образная коротковолновая антенна цельнометаллического самолета для радиостанций дальней связи. Она изготовляется из медного провода.

Рис.7. Антенное устройство цельнометаллического самолета

На ультракоротких волнах применяются штыревые антенны. Стержень крепится к фюзеляжу самолета через проходной изолятор.

Рис.8. Общий вид самолетной ультракоротковолновой антенны

Штыревая антенна типа АШС-I удобообтекаемой формы наклонена к поверхности фюзеляжа для уменьшения аэродинамического сопротивления. Такую антенну используют в командных радиостанциях на метровых и дециметровых волнах и в автоматическом радиокомпасе, работающем на средневолновом диапазоне.

Работу автоматического радиокомпаса обеспечивает штыревая и рамочная антенны. В простейшем случае рамочная антенна представляет собой плоский виток провода прямоугольной формы. Ось вращения 00' совпадает с осью симметрии рамки.

Рис.9. Рамочная антенна и диаграмма направленности

Рамка в горизонтальной плоскости обладает направленными свойствами: её диаграмма направленности имеет форму восьмёрки (рис.9).

В направлении перпендикулярном плоскости рамки, отсутствует разность хода волн к её противоположным вертикальным проводам, поэтому приёма не будет. Наибольшие разность хода вода и амплитуда результирующей э.д.с. будут при у =0° и у =180°.

Действующая высота рамки значительно меньше геометрической. Поэтому рамка имеет малое сопротивление излучения и к.п.д., применяется она только в качестве приёмной антенны. Вращая рамку до получения в ней наибольшей э.д.с. устанавливают направление на радиостанцию.

Минимум диаграммы острее максимума, поэтому рамочной антенной чаще пеленгуют по минимальному приёму.

Магнитные антенны - разновидность рамочных антенн. У таких антенн сердечник с высокой магнитной проницаемостью (феррит).

В радиовысотомере применяют однотипные антенны полуволнового вибратора: одна из них - передающая, а другая - приёмная. Собственно вибратор состоит из двух металлических трубок, изолированных друг от друга кольцом из радио-фарфора. Антенны крепятся под фюзеляжем самолёта на расстоянии достаточном для ослабления взаимного влияния антенн.

Заземление и противовес.

Заземлять одну половину антенны имеет смысл в том случае, если почва служит хорошим проводником. Достаточно хорошей проводимостью обладают морская вода и сырая почва. Сухая почва и песок имеют плохую проводимость, вследствие чего получаются большие потери энергии при работе радиостанции. В этом случае нужно устраивать заземление, зарывая в землю проводник или несколько проводников. Заземление в радиостанциях служит как бы одной из обкладок «конденсатора» антенна-земля. Кроме того, в землю отводятся электрические заряды, возникающие в антенне из-за электризации сухим снегом, пылью, или во время грозы.

При твёрдом грунте, на передвижных радиостанциях и на самолётах применяют противовесы. Противовес представляет собой несколько проводов, которые подвешиваются под антенной невысоко над землей. На противовес, изолированный от земли, замыкаются силовые линии электрического поля антенны.

Идеальный противовес должен представлять собой большую металлическую площадь над поверхностью земли. В этом случае противовес должен представлять сплошной экран для электромагнитного поля и тем самим сводить к минимуму потери энергии в земле. Однако выполнение такого противовеса практически затруднительно. Иногда в качестве противовеса используют металлический корпус радиостанции. Противовесом для самолётных радиостанций служит металлический фюзеляж. Но распределение токов в фюзеляже отличается от распределения их в противовесе. В связи с этим изменяются пространственное распределение электромагнитного поля и направленное распространение радиоволн.

Металлизация.

Под металлизацией понимают надёжное электрическое соединение всех металлических частей самолёта и деталей его оборудования между собой и корпусом самолёта. Наличие металлизации обеспечивает:

1. Создание сплошного минусового провода, поскольку минус бортсети «заземлён» на корпус самолёта.

2. Выравнивание потенциала статического электричества, возникающего на частях самолёта и деталях в полёте.

3. Создание эффективного противовеса для передающих устройств радиостанций.

4. Уменьшение помех радиоприёму и увеличение пожарной безопасности самолёта.

На самолёте металлизированы органы управления самолётом, авиадвигатель и его рама, масляная и топливная системы, приборные панели, электрооборудование, агрегаты и экранированные кабели радиоаппаратуры.

Металлизация съёмных и подвижных узлов и агрегатов выполнена гибкими перемычками из медной луженой плетенки, концы которой заделаны в наконечники.

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: