Способ симметрирования двухпроводного фидера Советский патент 1992 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано на радиоцентрах при питании антенных устройств симметричными двухпроводными фидерами,

Известны способы симметрирования двухпроводного фидера (см. например, авт. св. СССР № 1290206, 1983 г,, авт, св. СССР № 1467620, 1989 г и др.), включающие определение синфазной составляющей электромагнитной волны в симметричной фидерной линии и минимизацию ее величины. Однако эти способы позволяют симметрировать лишь открытые, например, воздушные фидеры, так как основаны на непосредственной индикации полей, наводимых токами, протекающими по проводам (например, с помощью магнитных рамок, устанавливаемых в плоскости, проводящей через ось соответствующего провода, в которых возникают ЭДС, как в а.с. СССР N 1290206). Реализация этих способов симметрирования применительно к симметричным фидерам, выполненным на основе коаксиальных кабелей, которые представляют собой экранированные, т.е. неизлучающие,линии, встречает трудности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу симметрирования двухпроводного фидера является способ, описанный в книге А 3 Фрадкина, Е.В.Рыжкова Измерение параметров антенно-фидерных устройств, М , Связь. 1972 г . с. 173-176. Он включает замыкание проводников фидера со стороны антенны, измерение с помощью высокочастотного моста сопротивлений Zi и 7.2 каждого проводника фидера относительно Земли, контроль степени асимметрии с помощью коэффициента асимметрии, равного А /Zi - Z.i При превышении коэффициента асимметрии допустимой величины (0 05) производят устранение причин асимметрии Фидера путем тщательного обеспечения симметрич(Л

ности его конструкции и строго симметричного расположения проводов фидера относительно внешних предметов (спор фидера, мачт, зданий и др.).

Однако известные способы симметри- ропания двухпроводных фидеров не позволяют обеспечить высокую степень симметрирования двухпроводного фидера, выполненного из коаксиальных кабелей, Дело в том, что даже при одинаковой гео- метрической длине кабелей симметричного фидера ввиду неидентичности их параметров (величины относительной диэлектрической проницаемости изоляции кабеля, расстояния между центральным проводим- ком и экранной оболочкой и диаметров последних) из-за разных условий их промышленного изготовления, неодинаковых сроков и условий хранения и эксплуатации, асимметрия фидера становится заметной. Кроме того, неодинаковые условия прокладки проводников фидера (разные радиусы изгиба кабелей в местах поворотов фидера, различное число мест сращивания отрезков кабелей, образующих фидер, и другие при- чины возникновения неоднородностей в кабелях, симметричность которых трудно обеспечить) приводят к усилению асимметрии фидера, которая, как правило, превышает допустимую величину. Это вызывает необходимость в уменьшении асимметрии фидера до допустимых величин. Вместе с тем обеспечение симметричности двухпроводного фидера, который прокладывается в земле и внутри технического здания, путем перезакладки и тем более замен,- одного или обоих его кабелей требует большого времени и больших трудозатрат.

Целью настоящего изобретения является симметрирование двухпроводного экра- нированного фидера с одновременным повышением точности и уменьшением времени, затрачиваемого на симметрирование.

Для достижения поставленной цели замыкают каждый проводник двухпроводного фидера со стороны антенны на экранную оболочку, измеряют и определяют резонансную частоту f ю одного из проводников, на этой частоте fio измеряют и определяют входное сопротивление Zz второго провод- пика, определяют разность длин проводников по формуле

)

и укорачивают на величину Д t второй проводник,- если фаза (рг его сопротивления имеет отрицательный знак, или укорачива

ют на А I первый проводник, если фаза имеет положительный знак.

Анализ аналогичных технических решений показал, что совокупность перечисленных существенных отличительных признаков, обуславливающая достижение указанного выше положительного эффекта, в известных авторам источниках информации (патентная и научно-техническая литература) не обнаружена. Это дает основания сделать вывод о том, что заявленное техническое решение соответствует критерию существенности отличий.

Предлагаемый способ симметрирования экранированного двухпроводного фидера основан на оценке степени его асимметрии с помощью разности/} длин проводников, определяемой посредством измерения сопротивления на входе каждого проводника относительно Земли (экрана). При этом учитывается следующая зависимость между сопротивлением проводника, замкнутого со стороны антенны на экранную оболочку, и его длиной I

Z R + + lptgklVl r ,

R и X - соответственно активная и реактивная составляющая сопротивления, где р - волновое сопротивление экранированного проводника, k 2 л/А - волновое число, Я - длина волны в воздухе, Бк - диэлектрическая проницаемость кабеля.

Плавным изменением частоты добиваются резонансы, на одном из проводников фидера, при котором реактивные сопротивления проводника длиной I равно нулю и справедливо соотношение

kh л:М,

(1)

где N 1,2,...- целое число.

Измеряя далее на той же частоте fio сопротивление другого проводника длиной 2, получим новое значение сопротивления

i Ј2

Z2 Ка + 1X2 R2 + I р tgkia /Z2/e

- /Z2/COS Ј2 + ((2)

и р2 - соответственно модуль и фаза сопротивления другого проводника.

Учитывая формулу (1) и соотношение между длинами проводников фидера h h+ + Д|, может написать

Ха /9tgKl2 /otgKfli + Al) /otgKAl.

(3)

На основании (2) с учетом (3) имеем

| ptgK Д|. Тогда для разности длин кабелей пол

J К

arctg

(Z2JSJnjЈ2

1л

Поскольку К -j--/eiT я/ЕК fю/150,

где fio - резонансная частота в мегагерцах первого проводника, окончательное выражение для разности длин кабелей имеет вид

А

150

я VEST f ю

arctg ().

Если после измерений окажется, что фаза (fa входного сопротивления второго проводника имеет отрицательный знак, это свидетельствует о том, что этот проводник имеет большую длину, чем первый проводник и должен быть укорочен на величину АI для устранения асимметрии. Если фаза (fa имеет положительный знак, укорачивают первый проводник на величину А I, При использовании предлагаемого способа обеспечивается повышение точности симметрии, уменьшение времени симметрирования кабельных фидеров, сокращение

0

5

0

трудозатрат при их строительстве и эксплуатации.

Формула изобретения Способ симметрирования двухпроводного фидера, заключающийся в замыкании проводников двухпроводного фидера со стороны антенны, измерении сопротивления первого проводника относительно земли и изменении длины одного из проводников, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения способа, замыкают каждый проводник двухпроводного фидера со стороны антенны на экранную оболочку, определяют резонансную частоту трез второго проводника, сопротивление первого проводника измеряют на частоте грез, длину, одного из проводников изменяют на величину:

Д JЈ -arctg (gifelrigL

JTVЈ7fpr3V p

где ек относительная диэлектрическая проницаемость изоляции фидера,

р- волновое сопротивление проводника,

- модуль и фаза сопротивления первого проводника, при этом имеет отрицательный знак, укорачивают первый проводник, если - положительный, то - второй.

)

Использование: изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при испытаниях двухкабельных фидеров симметричных антенн. Сущность изобретения: замыкают каждый проводник двухпроводного фидера со стороны антенны на экранную оболочку, измеряют и определяют частоту последовательного резонанса fpp3 одного из проводников, на эгой частоте fpea измеряют и определяют входное сопротивление другого проводника, определяют разность длин проводников по формуле А I 150arctg(/Zi/sin pi/p I /(JTVf к fpes), где ек - относительная диэлектрическая проницаемость изоляции проводников фидера, р - волновое сопротивление изолированного проводника,/Zi/, р - модупь и фаза входного сопротивления другого проводника, f - частота в мегагерцах, и укорачивают на величину Д другой проводник, если фаза его входного сопротивления имеет отрицательный знак