Տարրական էլեկտրական վիբրատոր։ Հերցի դիպոլ

Տարրական էլեկտրական վիբրատոր է կոչվում այն տարրական ճառագայթիչը, որը համապատասխանում է հետևյալ հիմնական պահանջներին՝
 պետք է ունենա շատ փոքր երկարություն
 հոսանքն ու լարումը պետք է անտենայի երկայնքով հավասարաչափ բաշխված լինեն։

Այս երկու պայմանը բավարար են, որ անտենան կոչվի տարրական։
Տարրական ճառագայթիչի գորխնական մոդել է Հերցի դիպոլը։ Տարրական էլեկտրական վիբրատորի դաշտը կորդինատային համակարգում ունի երեք բաղադրիչ՝ E վեկտորի շառավիղային, E վեկորի միջօրեական և E վեկտորի ազիմուտային։ Մեզ կհետաքրքրի էլեկտրական վիբրատորի էլեկտրամագնիսական դաշտը շատ մեծ հեռավորության վրա, այսինքն՝ հեռավոր գոտում։

Նշանակենք Eη- շոշափող բաղադրիչը, այսինքն՝ շառավղային մասը, որը հավասար կլինի զրոյի, եթե r>λ: Այս պայմանի կատարման դեպքումգոյանում է TEM ալիք, ինչը, այլ կերպ ասած, նշանակում է ճառագայթման առկայություն։

Հերցի դիպոլի ստեղծած դաշտն ամբողջ տարածությունում գծային բևեռացում ունի։ Այդպիսի վիբրատորի հեռավոր գոտին ֆիզիկապես իրեն մոտիկ է և գտնվում է λ-ի մասերի տարածության վրա։ Գործնականում իդեալական կետային աղբյուրի համար հեռավոր գոտին սկսվում է անմիջապես աղբյուրից, և քանի որ l«λ, ուստի տվյալ դեպքում մենք թույլ է տալիս համարել, որ M կետը գտնվում է հեռավոր գոտում։

Հեռավոր գոտում գոյություն ունի միայն դաշտի երկու բաղադրիչ՝ Eθ և Hφ։ Դաշտի համար կարող ենք գրել հետևյալ բանաձևերը՝
Eθ=j (60ΠIl/λr)sinθe-jkr
Hφ=E/W=j(Il/2rλ)sinθe-jkr 1.1
Eη=0
I-ն՝ հոսանքի ամպլիտուդն է վիբրատորում,
l-ը՝ վիբրատորի երկարությունը,
r-ը՝ վիբրատորից մինչև դիտարկման կետ հեռավորությունը,
θ-ն՝ վիբրատորի առանցքի և դեպի դիտարկման կետ ուղղության մինչև անկյունը,
W-ն՝ ազատ տարածությունում ալիքային դիմադրությունը։
Նորմավորումից հետո կստանանք, ՈՒԴ-ի համար հետևյալ բանաձևերը՝
F(θ)=sinθ
F(φ)=const
Տարրական վիբրատորի կողմից ստեղծած դաշտի լարվածությունը հեռավոր գոտում գտնվող դիտարկման կետում 1.1 բանաձևի համաձայն կախված է դեպի այդ կետ ուղղության անկյունից՝ sinθ: Հետևաբար տարրական վիբրատորը ամենապարզ տեսակի ուղղված անտենա է։ θ=0 առանցքի ուղղությամբ վիբրատորը չի ճառագայթում, θ-ի մեծացման հետ ճառագայթումը մեծանում է և հասնում է մաքսիմումի առանցքին ուղղահայաց ուղղության դեպքում։

Ուղղվածության դիագրամը սովորաբար ցույց են տալիս կամ ազիմուտային, կամ միջօրեական հարթությունում։

Բևեռային կորդինատային համակարգում E վեկտորի հարթությունն անցնում է վիբրատորի առանցքով և կոչվում է միջօրեական, H վեկտորի հարթությունն ուղղահայաց է վիբրատորի առանցքին և անցնում է նրա մեջտեղով(հասարակախային հարթություն)։ Վիբրատորի առանցքային սիմետրիայի շնորհիվ կարող ենք ասել, որ նրա դաշտի լարվածությունը կախված չէ φ անկյունից, այսինքն՝ վիբրատորը օժտված չէ ուղղվածության հատկություններով հասարակածային հարթությունում։

Շառավիղ- վեկտորը, որն անցկացված է կոորդինատների սկզբից տվյալ անկյան տակ, էլեկտրական դաշտի լարվածությունն է։ Դիագրամի մակերեսը, որոնք գտնվում են ուղղահայաց առանցքի աջ և ձախ կողմերում, շրջանագծեր են, որոնց կենտրոնը գտնվում է հորիզոնական առանցքի վրա։ Այդպիսի դիագրամն ունի ճիշտ ութի տեսք։

Հասարակածային հարթությունում ՈՒԴ-ն շրջանագծի տեսք ունի։
Տարածային ՈՒԴ-ն տվյալ դեպքում- տորոիդ է, որը կարող է ստացվել՝ վիբրատորի առանցքի շուրջ դիագրամը շրջելով։
Բևեռային կորդինատային համակարգում կառուցված ՈՒԴ-ները շատ պատկերավոր են բնութագրում ճառագայթած դաշտի բաշխվածությունը տարածությունում։ Դեկարտյան կորդինատային համակարգում կառուցված ՈՒԴ-ն հարմար է այն դեպքում, երբ անտենան ունի ավելի լավ ուղղվածության հատկություններ։

Անտենաներ