> Техника, страница 45 > Емкость антенны

Емкость антенны

Емкость антенны. Статическая E. а.—емкость проводов сети относительно земли или противовеса. Определение Е. а. весьма важно, т. к. при заданном предельном напряжении V_np. на конце антенны мощность передающей радиостанции ограничивается Е. а. Для затухающих колебаний:

(1)

NV:

пр. для незатухающих колебаний:

^С ^ Wvjp. ’ ⁽²

где С—емкость антенны в F, Р—мощность в антенне в W, N—число групп колебаний (искр) в ск., <5—логарифмич. декремент затухания, /—частота. Неравенства (1) и (2) вполне справедливы лишь для сети, работающей длиной волны значительно больше собственной (λ^3λ₀). При меньшей длине волны необходимо учесть неравномерное распределение напряжения вдоль антенны. В этом случае, при незатухающих колебаниях и антенне с равномерно распределенной по длине емкостью, вместо неравенства (2) применяют следующее соотношение:

п 4 243Л /о

° ⁵⁸ vi sir,™; ’ W

где С—Е. а. в см, I—длина антенны в м,

2л

m=-j--угловая частота в пространстве.

Определение точной величины Е. а. встречает большие затруднения. Для этого необходимо было бы задать одинаковый потенциал всем проводам антенны и определить распределение заряда, что чрезвычайно сложно. Однако, если бы это было возможно, то и тогда влияние окружающих предметов (деревья, здания, мачты, оттяжки и т. д.) настолько исказило бы величину емкости, что точное теоретич. определение все равно оказалось бы излишним. Поэтому точность в несколько процентов (в нек-рых случаях далее до 10%) считается при определении Е. а. вполне достаточной. Т. к. антенна состоит обычно из ряда горизонтальных (или наклонных) и ряда вертикальных проводов, то емкости горизонтальной и вертикальной части определяются отдельно, а затем складываются.

Наиболее совершенный теоретич. метод для определения Е. а. дал Гоу (Howe) [^х]. Задаваясь равномерно распределенным вдоль провода зарядом, Гоу определяет распределение потенциала, а затем находит среднее значение потенциала и емкость как частное от деления величины заряда на величину среднего значения потенциала. Для горизонтального провода, находящегося на высоте h над землей,

2 (in 1 — 0,309 -

где I—длина провода, г—его радиус; все величины в см. Е при большой высоте провода по сравнению с длиной равно, ί; точная же как и Гоу, равномерно распределенным заряд, а не потенциал, М. В. Шулейкин определяет потенциал на поверхности проводника из ф-лы потенциала бесконечно длинного провода. Для одного провода получается емкость:

С=¹.

° 2h

2 In —

Г

Для ряда параллельных горизонтально расположенных на расстоянии d друг от друга проводов:

С=- ^nl

2 In

Для вертикального провода М. В. Шулейкин определяет потенциал средней точки провода и получает емкость:

С=-

2 In

J_

г V з

Для ряда параллельных вертикально расположенных на расстоянии d друг от друга проводов получается ф-ла:

С-

2 In

nl
Г 1 1	( 1	Г1 1 1
Lri/з	d У ъ)	(та - 1)! J

Из полуэмпирич. ф-л следует особенно отметить формулу Эттенрейха (Ettenreich) [⁵] для горизонтальной части антенны:

С=0,36AB yib + 0,079АВ ~,

где I—длина сети, b—ширина, h—высота над землей; все величины в см. Коэфф-ты А и А зависят от формы сети, а именно от отношения™, коэфф-ты В и В—от заполнения площади сети проводами, то есть от величин

УТь

=^wj/~;

и δ =-

Коэффициенты 4и4,а также В и В получаются из табл. 1 и 2.

его величина:

•^B=Arsh4 + T^_ |^//^¹ + щ-·

Ряд горизонтальных параллельно расположенных на высоте h проводов, если расстояние между ними равно d, обладает емкостью:

Q _____

2 J» (in ~ - 0,309 -в)-In - - в]

где В—величина, зависящая от числа проводов, как это видно из нижеследующего:

71=2	3	4	5	6	7
В=0	0,46	1,24	2,24	3,48	4,85
71=8	9	10	11	12
В=6,40	8,06	9,80	11,65	13,58

Гоу дает также расчет емкости вертикального провода, влияния проводов вертикальной и горизонтальной части друг на друга, расчет слояшых антенн различной формы и т. д.

Пользуясь методом Гоу, Гровер (Grover) [²] дал все необходимые ф-лы и таблицы для расчета емкости сети (в английск. мерах). Изложен метод Гоу на русском языке В. Гуровым [®].

Упрощенный метод расчета емкости сети предложил М. В.

Шулейкин [*]. Предполагая,

Таблица 1. — Значения коэффициентов А и А.

1 Ь.	1	2,67	4,16	6,00	10,6	16,7
А.	1,03	1,08	1,16	1,22	1,35	1,47
А.	1,11	1,20	1,27	1,40	1,63	1,88

Для грубых подсчетов при расположении проводов на расстоянии около 1 метров друг от друга можно руководствоваться следующими данными: один провод обладает емкостью 5 сантиметров на м провода, два параллельных провода—около 8 см, три провода—около 10 см, четыре—около 12 сантиметров на м длины антенны.

Таблица 2.—3 начения коэффициентов В и В.

<5.	12			24			36
<5.	500	2 000	20 000	500	2 000	20 000	500	2 000	20 000
В.	0,86	0,74	0,68	0,95	0,90	0,82	0,98	0,94	0,89
B.	0,72	0,59	0,46	0,86	0,74	0,61	0,88	0,77	0,67

Динамическая E. а. — емкость такого конденсатора, на к-ром при напряжении, равном максимальному напряжению (в пучности) антенны, сосредоточен заряд, равный заряду антенны, причем напряжение, как обычно, считается вдоль проводов антенны. Это м. б. выражено так:

i

где С_г—емкость на единицу длины антенны, V—напряжение в точке с координатой ж, V_mnx—напряжение в пучности. При равномерном распределении емкости вдоль проводов антенны

_{п п} sin ml ^Ьд--^Ь°~тГ’

где С о—статическая Е. а., т=Щ. Для собственной длины волны (α= Л₀; ml =

для большой длины волны (Л»А₀)

С». « С„.

Эффективная Е. а.есть емкость такого контура, к-рый по длине волны и по количеству электромагнитной энергии эквивалентен антенне. Для собствен, длины волны

<W-^C,-0,812C„,

для большой длины волны

Вопрос о динамической и эффективной емкостях подробно разобран Вагнером (Wagner) [⁶] и Гундом (Hund) [⁷].

Е. а. при расчете приемных радиостанций играет значительно меньшую роль в виду крайне незначительных напряжений, получающихся на концах приемной антенны (смотрите Излучение и прием). О емкости замкнутой антенны см. Замкнутая антенна.

Лит.: ‘) Н о w e G. W. О., «Electrician», L., 1914, 73, р. 859, 906, 1915, 75, р. 870, 1916, 77, р. 761, 880; Н о w e G. W. О., «jahrbuch d. drahtlosen Telegr. u. Teleph.», B., 1916, B. 10, p. 412; ^s) G г о v e r F. W., Methods, Formulae a. Tables lor the Calculation of Antennae Capacity, «Bureau of Standards, Scientific Papers», Wsh., 1928, 568;³) Гуров В., «ТиТбП», 1918, 3, 4, стр. 89, 113; ‘) Шулейкин М. В., «Вестник военной электротехники и радиотелеграфии», П., 1917, 2, стр. 71; его же, «ТиТбП», 1918, 1, стр. 29; pEttenreich R., «Jahrbuch d. drahtl. Telegr. u. Teleph.», B., 1922, B. 20, H. 3, p. 180; ·) Wagner K. W., «Archiv fiir Elektrotechnik», B., 1920, B. 8, p.145; M i 1 1 e r J. M., «Proceedings of the Inst, of Radio Engineers», N. Y., 1919, June, p. 299; ’) H u n d A., «Proceedings of the Inst, of Radio Engineers», New York, 1920, Oct., p. 424.—К л я ц к и н И. Г., «ТиТбП»,

1921, 9, стр. 307; Роща некий Д. А., там же,

1922, 13, стр. 293; Ф р е йм а н И. Г., там же, 1922,

13, стр. 303; Петровский А. А., Радиосети (издание на правах рукописи), Л., 1924; Cohen L., «Jahrb. d. drahtl. Telegr. und Teleph.», Berlin, 1913, B. 7, p. 439, ibid., 1916, B. 10, p. 405; «Electrician», 1913, 10,p. 881, 917; Austin L. W. «Proceedings of the Instit. of Radio Engineers», New York, 192.0, Apr., p. 164. И. Кляциин. ж