Гостронаправлені антени КХ

 

Багатовібраторна синфазна горизонтальна антена – СГ.

1). Пристрій і принцип дії. Антена складається з півхвильових вібраторів розташованих поверхах по декілька вібраторів в поверсі (рис. 5.40). Відстань між поверхами і сусідніми вібраторами рівна . Для синфазного збудження поверхів живлячі дроти перехрещуються (живлення «ялинкою»). Підвищення спрямованості випромінювання досягає за рахунок складання полів випромінюваних усіма вібраторами в напрямах перпендикулярних полотну антени. Для створення однонапрямленого випромінювання, паралельно антені на відстань близько /4 встановлюють плоский рефлектор суцільний, сітчастий або такої ж конструкції, як антена, але не живлений. Його налаштування робиться відрізком КЗЛ.

2). Опір випромінювання кожного вібратора віднесений до пучности струму з урахуванням впливу сусідніх вібраторів складає близько 77 Ом, а з урахуванням впливу екрану – 155 Ом. Опір випромінювання усієї антени збільшується в πρ раз (ρ – число вібраторів в поверсі, а π – число поверхів).

 

Рис. 5.40 Багатовібраторна синфазна антена

 

3). Вхідний опір антени активний оскільки усі вібратори налагоджені в резонанс. Оскільки вібратори включені паралельно, вхідний опір антени виявляється в πρ раз менше, ніж у кожного вібратора. Тому при живленні їх в пучности струму (як в антені ВГ), воно виявилося б дуже малим. Для підвищення вхідного опору, живлення вібраторів робиться в пучностях напруги ( в точках паралельного резонансу). Тому, по відношенню до точок живлення довжина вібратора рівна – хвилевий вібратор. Його вхідний опір: . При Ом, рівне 13 кОм для антени без екрану, і 6,5 кОм – з екраном. Якщо =600 Ом, то пряме узгодження забезпечує при числі вібраторів np, приблизно рівному відповідно до 20 і 10. при інших значеннях np застосовуються пристрої, що погоджують.

 

Рис. 5.41 Діаграм спрямованості синфазної антени

 

4). Діаграма спрямованості відрізняється відносно малим випромінюванням в побічних пелюстках – не більше 20% від Ширина ДС в горизонтальній площині – (рис. 5.41 б) зменшується зі збільшенням , а у вертикальній – (рис. 5.41 а) – зі збільшенням числа поверхів – n КДС антени пропорційний добутку np. Він подвоюється за наявності рефлектора. Кут підвищення ДС - залежить від довжини хвилі – і числа поверхів n.

5). Порівняльні особливості. Антени СГ використовуються для телекомунікації просторовим променем. До числа її переваги можна віднести високий КДС (90% і більше) гостру ДС шириною і КДС досягає 200. недоліками цієї антени є: узкополосность, як по ДС, так і за погодженням; а також значні габарити. Перший недолік може бути ослаблений за рахунок застосування «товстих» вібраторів, широкосмугових пристроїв, що погоджують, і спеціальних схем живлення.

6). Позначення антени буквено-цифрове: СГ .

Наприклад: СГ Р – антена синфазна горизонтальна, 5 поверхів, 8 – вібраторів в кожному поверсі. Буква P у кінці вказує на наявність рефлектора.

 

Ромбічна антена 2-РГ

1) Вивчення прямолінійного провідника з хвилею струму, що біжить.

При розгляді ліній фідерів вказувалося, що якщо відстань між дротами лінії з хвилею , що біжить, то виникає антенний ефект – лінія випромінює частину передаваної енергії, тим більшу, чим далі видалені дроти.

 

Рис. 5.42 Дріт обтічний хвилею струму (а), що біжить; і його ДС (б)

 

На рис. 5.42 приведена ДС в горизонтальній площині поодинокого дроту з БВ . При збільшенні відношення , кут нахилу головної пелюстки – зменшується.

2). Пристрій антени РГ показане на рис. 5.43. Вона є горизонтальним ромбом сторонами якого є дроти БВ. Живлення від погодженого фідера і включення погодженого навантаження ( ) робиться у вершинах на великій діагоналі ромба.

 

Рис. 5.43 Ромбічна антена: ескіз (б), формування діаграми спрямованості (а) діаграма спрямованості в горизонтальній (ліворуч) і вертикальній (праворуч) площинах (в)

 

3). Принцип дії. Довжини сторін і кути при вершинах ромба вибираються так, щоб на середній частоті діапазону, одна з головних пелюсток ДС кожного дроту виявилася спрямована уздовж великої діагоналі ромба. Загальна ДС (рис. 5.43 ст.) формується шляхом складання випромінювання цих пелюсток і подовжніх складових випромінювання інших. Потужність, що досягає навантаження поглинається.

4). Порівняльні особливості. Основною перевагою антени РГ є хороші діапазонні властивість. Завдяки відсутності резонансних елементів, узгодження і режим БХ у фідері і антені не порушуються при зміні частоти в широких межах. Якщо відношення ℓ/λ досить велике, ДС майже не деформується в межах діапазону. Це дозволяє використовуючи одну і ту ж антену і зберігаючи її показники, використати її на денних, нічних, зимових і літніх хвилях.

ККД антени РГ невисокий, в середньому він складає 60 -70%. КСД досягає 100.

Удосконалення запропоновані Г. З. Айзенбергом – подвійний ромб – РГД і М. С. Нейманом – ромб із зворотним зв'язком, дозволили збільшити КСД, за рахунок повернення невипроміненої енергії на вхід через фідер зворотного зв'язку.

Позначення антени: буквено-цифрове.

Наприклад: РГ – ромб горизонтальний:

- половина тупого кута ромба Ф=60;

- відносна довжина сторони: ;

- відносна висота підвісу .

Антени РГ знаходять широке застосування на магістральних радіолініях великої протяжності як передавальні і як приймальні.

 

5.8 Антени ультракоротких хвиль