Передающая антенна бегущей волны Советский патент 1933 года по МПК H01Q11/02 

Антенна бегущей волны уже давно изжестна в технике приема длинных волн; последние годы она с успехом применяется также и для приема коротких волн. Отличаясь хорошими направленными свойствами, эта антенна обладает р то же время тем преимуществом, что направленные свойства у нее сохр;аняются не для одной только волны, как во Всех остальных типах, а на сравнительно широком диапазоне волн. Применение антенны бегущей волны для передачи наталкивается на следующее затруднение; чтобы обеспечить получение бегущей волны в антенне необходимо вк.ючйть на ее конце омическое сопротивлениеТ рав--ное волновому. Это сопротивление, естественно, будет поглощать значительную мощность, что делает такую антенну не выгодной.

Предметом настоящего изобретения является такая передающая антенна бегущей волны, устроенная в виде линии с - равномерно распрёделенными излучателями, при которой указанные аотери энергии устраняются.

Согласно изобретению, антенна питается tta обоих концах генераторами одинаковой частоты, величина э. д. с. в которых и сдвиг по фазе подобраны так, чтобы в сети получилась бегущая волна в желаемом направлении.

На чертеже фиг. 1 схематически изображает пред.агаемую антенну; фиг. 2 служит для пояснения математических выкладок, обосновывающих изобретение.

Как производится необходимая регулировка генераторов, можно видеть на примере генераторов с чисто омически.1 внутренним сопротивлением. Полученные вы-ВОДЫ, однако, можно будет применить н для генераторов с комплексным сопротивлением. Для это нужно лишь нейтрали зовать реактивную слагающую включе нием емко-сти или самоиндукции и за генератор считать всю вновь полученную схему. Сопротивление такого генератора будез; чисто активным.

Пусть имеются два генератора 7, 2. включенные в начале и в конце линии длиною / (фиг. 1), имеющей волновое сопротивление р и затухание . Пусть RI- сопротивление первого генератора, сопротивление второго генератора и пусть при этом оба эти сопротивления меньш, волнового. Введем, наконец,величины Bi ,

26

связывающие сопротивления RiViR с волновым сопротивлением динии.)

,

CthS2.

После этого может быть определено напряжение, создаваемое да линии одним из генераторов, например, вторым. (Для этого генератора линия нагружена омическим сопротивлением Ср)- В этом случае можно написать (см. там же):

(T.,

где - напряжение в точке х (фиг. 2),

т//

k - напряжение на конце линии, т.-е. на зажимах первого генератора (создаваемое вторым).

Аналогичйо для напряжения в линии от первого генератора

У .

Результирующее напряжение будет равно сумме двух найденных

У. V. + V..

Пусть теперь второй генератор отрегулирован так, что напряжение имеет величину в р раз большую по сравнению с Vk и сдвинутую по фазе на угол да,

тогда

(/-ж)-Ь5.L

ShSa

Sh(Ta; + 50

+ ykPer f Sh§i

„ Sh(T/+52)ChYx-Ch(Y/+52)Sh-,-a; , ftcu s. r

ShSa

/fe pe ShT ChSH-ChYATShS,

+

Sh§i

) См. ПистоАькорс. о стоячих волнах тока и потенциала Т и Тбп , стр. 125-129.

K.ch....+

ChCr/H-M

cths,shsTJ+ Vk Sh ТЖ

Если нужно получить бегущую волну от второго генератора к первому, надо положить:

Sh(T/+52) , „ Jf

H-pe pe- CthSiSh52

Ch()

(2) Sh §2

откуда:

(Cth8,-1)

СЬг/СЬ§2 + Sh T/ Sh §3

Sh8,

. ShY/ChSa + Chy/ShSa ShS,

Cth83(Ch.r/+ShT/) + ShY/+ChT (ShCth 82 + l)eT. Пользуясь соотношениями (I), можно написать это условие иначе

Л /Р

(4+

ре

,

или

О + Р)/ Р + 2

уш

/зе- е

р

Следовательно, для того, чтобы условие для бегущей волчы было выполнено, нужно, чтобы

9 а/

(P + )

(

Зная теперь требуемое соотношение между Vij и К; иможно вычислить напряжение в начале линии для каждого генератора. Отсюда будет найдено и соотношение между амплитудами и фазами а. д. с. в генераторах.

Аналогичным путем можно подсчитать р и tp для получения бегущей волны в обратном направлении. Для дтого надо лишь переменить знак в правой или левой части выражения 2.

Применение антенн бегущей волны для передачи открывает новые перспективы в этой области. Прежде всего эта антенна, будучи антенной ненастроенной, позволяет -работать на ней, разными волнами, а не одной только волной, как в существующих системах. Таким образом, применение антеннь бегущей волны уменьшит число антенн по сравнению с существующим положением, когда для каждой из волн суточного набора должна быть СВОЯ антенна. Мало TorOj она позволит легко менять волну передатчика в зависимости от времени года или других обг стоятельств, что при существующих условиях связано с необходимостью постройки новых антенн.

До помимо всего сказанного антенна бегущей волны позволит осуществить при соответствующем пйдборе волн работу несколькими передатчиками одновремен1|О, без потери направляющих свойств для каждого из них в отдельности. Эта возможность параллельного включения нескольких передатчиков позволит получить дальнейшую экономию как в числе антенн, так и в отношении площади, занимаемой антеннами в передающем центре.

Что касается практического осуществления такой антенны, то, повидимому, удобнее всего питать оба конца антенны от одного передатчика, регулируя соотношение амплитуд э, д. с. и сдвиг помощью соответствующих переходных-контуров, включенных у концов антенны или в начале фидерных линий, идущих к концам. Излучатели, распределенные равномерно по длине линии (фиг. 1), могут быть выполнены в виде одиночных, нагруженных на концах или ненагруженных,

проводов, связанных тем или иным способом с линией.

Коэфициент полезного действия описываемой антенны имеет тот же порядок, что И- в существующих системах, он определяется отношением внутреннего сопротивления генератора и линии (предполагая оба сопротивления активными). Следовательно, к. п. д. возрастает с уменьшением сопротивлений R и .

В заключение необходимо отметить, что описанные антенны для , повышения направленности их действия 6biTb соединены в системы из двух или более антенн. Прц этом, в виду того, чтр сама по себе антенна бегущей волны уже обладает направленными свойствами, расстояние между отдельными системами может быть взято достаточно большим.

Такие системы из антенн бегущей волны, при соответствующем выборе расстояния между ними, могут обслуживать широкий диапазон частот, ка№ и каждая антенна в отдельности.

Предмет изобретения.

1.Передающая антенна бегущей волны, устроенная в виде линии с равномерно распределенными излучателями, отличающаяся тем, что она питается на обоих концах генераторами одинаковой частоты, величина э- д. с. в которых и сдвиг по фазе подобраны так, чтобы в сети получилась бегущая волна в желаемом направлении.

2.При передающей антенне по п. 1, для одновременной работе несколькими волнами, - параллельное включение нескольких пар соответственно подобранных генераторов.

.фнг. g

т Iт tтI т

JC-L

-1 I -г I т-