Ё другую точку наблюдения О (см. рис. 5.58), расположенную на некотором другом расстоянии от элементов антенной системы (причем расстояния от точки О до каждого из элементов различны), волна будет приходить с разными фазами. Результирующее поле будет представлять собой равнодействующую всех четырех полей, заданных в векторной форме, и будет изменяться в пределах от О до 4Е.

Диаграмма направленности системы, состоящей из двух диполей, зависит от расстояния S между диполями, амплитуды токов / возбуждения этих диполей, фазового сдвига ф между токами возбуждения обоих диполей.

Схемы возбуждения системы, состоящей из двух диполей, могут быть различными: оба диполя могут быть возбуждены с помощью линии питания; питание от линии может подводиться только к одному диполю (активному элементу), а другой (пассивный элемент) возбуждается полем активного элемента.

Во втором варианте амплитуда тока возбуждения пассивного элемента всегда меньше амплитуды тока активного элемента и определяется длиной пассивного диполя и расстоянием между диполями.

Если принять, что амплитуды тока в обоих диполях одинаковы, то влияние изменения расстояния между диполями и фазы возбуждения диполей можно проанализировать с помощью диаграмм, приведенных на рис. 5.59.

Окружность, показанная на этих графиках, соответствует значению напряженности поля (угловому распределению этого параметра) при подведении мощности только к одному из диполей. Из графиков следует, что при синфазном возбуждении обоих диполей (фазовый сдвиг Ф = 0) и изменении расстояния S от К/8 до ЗЯ/8 начальная круговая диаграмма направленности видоизменяется на двухнаправленную и возникает поперечное излучение.

Из графиков следует также, что при постоянном расстоянии между диполями изменение фазового сдвига ф также приводит к видоизменению формы диаграммы направленности. Например, прн расстоянии между элементами 5 = Я/8, изменяя фазовый сдвиг от ф = 0° до 180°, можно от круговой диаграммы перейти к однонаправленной (при ф=120°), а далее - к двунаправленной, соответствующей режиму продольного излучения.

Анализ приведенных на рис. 5.59 диаграмм направленности антенной системы, состоящей только из двух диполей, показывает, что даже эта очень простая антенная система может иметь достаточно сложные и сильно отличающиеся друг от друга диаграммы направленности. Нетрудно убедиться в том, что антенные системы, содержащие большее число элементов, могут иметь еще большее число сильно разнящихся между собой диаграмм направленностн.

Взаимное влияние элементов. Предположим, что в ближней зоне диполя D, расположен пассивный диполь D2 (рис. 5.60). Если бы отсутствовал диполь D2, то в диполе Di протекал бы ток /j. Созданное током /1 электромагнитное поле наводит в диполе D2 электродвижущую силу V, которая создает в нем ток h. Ток h создает собственное поле излучения, которое наводит в диполе Di вторичный ток /2. Отметим, что наведенные токи /2 и /2 в несколько раз слабее токов /1 и /2, вызывающих эти токи.

Наведенный в диполе ток /2 и первичный ток могут иметь между собой фазовый сдвиг, определяемый расстоянием S между диполями и электрическими длинами обоих диполей. Поэтому на-

веденный в диполе D, ток /г моЖет Находиться в фазе с ТОкйм /ь но может иметь и произвольное запаздывание. Результирующий ток представляет собой векторную сумму всех токов, оторая может быть больше, равна или меньше первоначального значения тока.

При увеличении тока входное сопротивление диполя Di уменьшается, а прн уменьшении тока - растет. Если фазы токов h и 1\

5= и

Фазовый сдвиг токов диполей у> 45° 90° 135°

Рис. 5.59. Диаграмма направленности (в горизонтальной плоскости) двух идентичных вертикальных диполей, фаза которых отличается иа угол ф, для различных расстояний S между диполями

ие савпадают, то результирующий ток имеет фазу, отличную от фазы тока 1и что приводит к изменению входного реактивного сопротивления. Это приводит одновременно и к изменению резонансной частоты диполя Du что вызвано влиянием диполя D. Это явление получило название взаимного сопротивления диполей [1, 2]. Взаимное

Дипо/гь

it t

Рис. 5.60. Взаимодействие двух диполей ХЭ, и Вг-

а, б -векторы токов h и Гг соответствеиио совпадают по фазе и различаются по фазе: в - построение тока /, являющегося результатом векторного сложения токов /] и /г

сопротивление определяет уровень связи между обоими диполями, а также значения (нормированные) амплитуд токов / и их фазовые соотношения.

Амплитуда результирующего поля излучения двух диполей тем больше, чем больше протекающий в них ток. Расчет взаимного сопротивления является крайне сложной задачей, решению которой посвящены многочисленные исследования.

На графиках рис. 5.61 приведены результаты анализа, касающиеся взаимного сопротивления вибраторов для двух частных слу-

120 100 80 60 40 20 О

о, OS а)

ОЛ 0,6 4,8 s/л

Рис. 5 61. Зависимость сопротивления излучения полуволнового диполя от расстояния S между диполями; -параллельное; б - коллинеарное расположение диполей