Понятие о директоре и рефлекторе
Рассмотрим систему из двух одинаковых излучателей, параллельных друг другу и расположенных на расстоянии d = λ/4 друг от друга.
1 2
Запитаем второй вибратор с задержкой по фазе = π/2 относительно первого и с той же амплитудой. Тогда волна, излучённая вторым вибратором, дойдёт до первого с учётом пространственного разноса с фазой π/2 + kd = π/2 + 2π/λ · λ/4 = π. Таким образом, поля излучения этих вибраторов слева от первого вибратора оказываются противофазными, и излучение в этом направлении отсутствует. Справа от второго вибратора излучение от первого приходит с задержкой π/2 из-за пространственного разноса и оказывается синфазным с излучением второго вибратора, отстающим по фазе на такую же величину по питанию.
Таким образом, излучение стало направленным.
По такому принципу строится антенна типа волновой канал, она состоит из одного активного полуволнового вибратора и ряда пассивных вибраторов. Все они расположены в одной плоскости. Пассивный вибратор, называемый рефлектором, находится по одну сторону, а все другие вибраторы, называемые директорами, - по другую сторону от активного вибратора.
Эта система вибраторов обеспечивает направленное излучение от рефлектора к директорам. Это обеспечивается подбором расстояния между вибраторами и их длин.
Рефлектор несколько длиннее активного вибратора, что делает индуктивным его реактивное сопротивление. Поэтому наведенный на нём активным вибратором ток опережает по фазе ток активного вибратора. Подбором расстояния добиваются противофазности полей излучения активного вибратора и директора, т.е. отсутствия излучения в сторону рефлектора.
Директоры – короче λ/4, причём их длина убывает к концу канала. Вследствие этого они обладают ненулевым реактивным сопротивлением, причём оно имеет ёмкостный характер. В месте расположения любого вибратора поле создаётся его собственным током и волной, идущей от рефлектора к директорам. Поэтому нужно, чтобы в каждом последующем вибраторе ток отставал по фазе на ту же величину, на которую отстаёт волна, распространяющаяся между вибраторами в пространстве. При соответствующем подборе расстояния между вибраторами поле излучения активного вибратора, доходя до директора, возбуждает в нём ток, переизлучающий его синфазно.
Расстояние между вибраторами – порядка 0,2 – 0,3 λ.
Токи в пассивных вибраторах рассчитываются на основе метода наведенных ЭДС (внутренняя задача электродинамики). Затем по известным токам вычисляется ДН (внешняя задача).
КНД волнового канала D » 5N, где N – количество директоров.
Более высокий КНД (тысячи, десятки тысяч) можно получить с использованием многоэлементных антенных систем, или решёток излучателей.
Решётки бывают линейные ( ) и двумерные – плоские, конформные.
Если излучатели в линейной решётке располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга, они называются эквидистантными.
Излучатели в решётке могут возбуждаться с одинаковой амплитудой, тогда они называются равноамплитудными, или неравномерно.
Рассмотрим линейную эквидистантную равноамплитудную антенную решётку.
 |
r+∆r r
d d d d d d d d
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.