Логопериодические вибраторные антенны: Учебное пособие, страница 53

Однако в последние годы появилось несколько моделей импортных радиотелефонов, в которых отношение рабочих частот равно примерно 1,5. Это радиотелефоны типа Sanyo, Senao, Harwest или аналогичные. В последних двух моделях частота передатчика базовой станции находится в пределах 390 – 400 МГц, а частота передатчика мобильной трубки – в пределах 260 – 270 МГц. Такой разнос часто позволяет значительно увеличить развязку между приёмником и передатчиком, упростить конструкцию дуплексного фильтра и увеличить мощность передатчика, которая может доходить до нескольких ватт. Более низкая частота передачи мобильной трубки облегчает построение передатчика с большим КПД при небольшом напряжении батарей питания. В городах с населением менее 500 000 человек такой радиотелефон с высоко поднятой внешней антенной позволяет получить радиотелефонную связь практически в пределах всего города и ближайших окрестностей. Штатные выносные штыревые антенны этих радиотелефонов обычно весьма низкого качества – у них хорошее согласование за счёт применения сосредоточенных элементов настройки, но обычно остаётся непонятным – куда же делась подводимая к антенне энергия.

Для таких радиотелефонов необходимы антенны вертикальной поляризации с небольшим коэффициентом усиления, широкой ДН в азимутальной плоскости и, по возможности, узкой ДН в вертикальной плоскости. Вертикально поляризованная ЛПВА во многом отвечает поставленным требованиям.

Наиболее простой путь создания антенн для таких радиотелефонов – это обычная ЛПВА, перекрывающая всю полосу частот. Однако в этом случае антенна получается больших габаритов и весьма плохо используется – практически работают только 2 группы вибраторов на граничных частотах. Среднечастотные вибраторы не используются никогда.

Логичным путём построения более компактной двухчастотной антенны является удаление среднечастотных вибраторов и уменьшение за счёт этого длины антенны. Подобные антенны достаточно просто рассчитываются и они прошли хорошую практическую проверку. Недостаток таких антенн – общая длина антенны используется не полностью. Один участок антенны работает только на передачу, второй – только на приём.

Для устранения этого недостатка можно попытаться разместить высокочастотные вибраторы между низкочастотными вибраторами. Однако для конкретных рассматриваемых частот не удаётся получить от подобной антенны хорошие характеристики. За счёт сильной связи вибраторов через излучение независимая работа высокочастотных и низкочастотных вибраторов оказывается невозможной, в результате чего характеристики антенны получаются неудовлетворительными.

Второй вариант подобной антенны можно реализовать, если использовать поляризационную развязку высокочастотных и низкочастотных вибраторов. Для этого необходимо развернуть на угол 900 высокочастотные вибраторы относительно низкочастотных. Однако и в этом случае не удаётся получить приемлемые характеристики. Таким образом, для разработки двухчастотных антенн остаётся один путь – удаление средних вибраторов, что приводит к уменьшению длины антенны.

4.2. Двухчастотная антенна вертикальной поляризации

При разработке двухчастотной частично-печатной ЛПВА на два поддиапазона (260 – 270 МГц и 390 – 400 МГц) будем учитывать ограничение на общую длину антенны – не более 500 мм. Это достаточно жёсткое условие, так как длины волн в рабочем диапазоне сравнительно велики. Поэтому коэффициент усиления ограничим величиной 7 дБ. Будем рассматривать ЛПВА, состоящую из 8 вибраторов – по 4 вибратора на каждую рабочую частоту. Как обычно, будем стремиться получить КСВ не более 1,3.

Для разработки этой антенны следует внести изменения в программу расчётов – необходимо изменить функцию для расчёта длин вибраторов (функция ) и функцию для расчёта расстояний вибраторов от геометрической вершины антенны (функция ). Изменённые функции должны полностью описывать геометрию двухчастотной антенны. В результате получаем следующую функцию для расчёта длин вибраторов: