§ 8. 3. Теория несимметричного вибратора

Несимметричным обычно называют вибратор, одно плечо которого по размерам или форме отличается от другого.

На практике в диапазонах длинных, средних, коротких и особенно метровых волн широкое распространение получили несимметричные вертикальные заземленные вибраторы. Такие вибраторы представляют собой вертикальный по отношению к земле или металлической поверхности провод, к нижнему концу которого присоединена одна из клемм генератора (или приемника) (рис. 8. 6, а). Вторая клемма генератора соединяется с землей или металлическим экраном. Таким образом, земля или металлическая поверхность выполняют роль второго плеча вибратора.

В случае бортовых антенн ЛА вертикальный вибратор может являться продолжением коаксиальной (рис. 8. 6, б) или полосковой линии.

Рис. 8. 6. Вертикальный заземленный вибратор:
а-упрощенная схема; б-питание вибратора коаксиальной линией; в-вибратор и его зеркальное изображение; г-диаграмма направленности в вертикальной плоскости при различной длине

На длинных и средних волнах земля по своим свойствам является хорошим проводником. Ее действие на ДН и входное сопротивление несимметричного вибратора можно учесть влиянием зеркального изображения с тем же направлением тока равной величины.

Следовательно, замена зеркальным изображением вибратора сводится к переходу от- несимметричного вертикального вибратора длиной l к симметричному вибратору длиной 2 l (рис. 8. б, в). Поэтому ДН такого вибратора в вертикальной плоскости выражается той же формулой что и для симметричного вибратора:

где угол Ө изменяется в пределах 0 ≤ Ө ≤ 180°.

Таким образом, ДН несимметричного вибратора в вертикальной Плоскости зависит только от отношенияь  (рис. 8. 6, г), а в горизонтальной плоскости является ненаправленной. При этом максимум излучения направлен вдоль поверхности земли. Если длина несимметричного вибратора превышает значение 0, 7 λ , то интенсивность излучения вдоль земли падает, а боковые лепестки возрастают.

В случае антенн коротких и метровых волн, когда землю нельзя считать идеально проводящей, ток в зеркальном изображении может быть определен с помощью коэффициентов отражения. Расчеты ДН при учете конечной проводимости земли показывают, что максимум излучения направлен под некоторым углом Ө макс к горизонтальной плоскости и этот угол тем меньше, чем выше проводимость почвы и больше рабочая длина волны.

Так как излучение несимметричного вибратора происходит только в одно (верхнее) полупространство (рис. 8. 6), мощность излучения оказывается в два раза меньше, чем у соответствующего симметричного вибратора в свободном пространстве с тем же значением тока.

Как известно, мощность излучения пропорциональна сопротивлению излучения. Поэтому сопротивление излучения несимметричного вертикального вибратора длиной l в два раза меньше, чем симметричного вибратора длиной 2 l.

В случае четвертьволнового несимметричного вибратора (l = λ /4)

 Ом

Действующая высота несимметричного вибратора в два раза меньше действующей высоты симметричного вибратора:

Также происходит изменение к. н. д., который увеличивается в два раза, так как во столько же раз уменьшается излучаемая мощность (излучение в полупространство).