Логопериодические вибраторные антенны: Учебное пособие, страница 65

5.8. Логопериодические вибраторные антенны с Т-вибраторами

ЛПВА с Т-образными плечами вибраторов (Т-вибраторами) были разработаны методом повторных экспериментов на макетах антенн, выполненных полностью на диэлектрике (см. рис. 3.1). Внешний вид ЛПВА с Т-образными плечами вибраторов приведен на рис. 5.24.

Рис. 5.24. Внешний вид ЛПВА с Т-вибраторами

Конструктивно такая антенна аналогична ЛПВА с Г-вибраторами (рис. 5.9), только в ней с противоположной стороны к “горизонтальному” отрезку длиной h_m,2 добавлен отрезок такой же длины. ЛПВА с Т-вибраторами состоит из N = 10 вибраторов. Конструктивные размеры антенны определяются следующими параметрами: f_min = 1010 МГц, длина 1-го вибратора h_1,1+ h_1,2 = 0,25l_min, = 0,96,  = 0,18, толщина подложки полосковой линии h=0,00461l_min, = 4,5,  = 0,025, W = 51 Ом, длина короткозамкнутого отрезка полосковой линии за первым вибратором равна 0,025l_min, отношение длины плеча вибратора к радиусу h/a=46. При таких параметрах ЛПВА имеет длину l= 410 мм.

Экспериментальные зависимости КНД и КСВ антенны от частоты приведены на рис. 5.25. Из графиков видно, что полученная антенна имеет частотную характеристику, у которой КНД уменьшается почти на 2 дБ в области верхних частот. В случае использования такой антенны на базовой станции, работающей на передачу в высокочастотной области, а на прием – в низкочастотной, возможно увеличение дальности связи.

Рис. 5.25. Экспериментальные частотные зависимости КНД, КСВ ЛПВА с Т-вибраторами

Применение Т-вибраторов приводит к уменьшению габаритов ЛПВА. Однако, строгая теория антенн с Т-образными плечами вибраторов отсутствует.

Глава 6. ПЕЧАТНЫЕ ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКИЕ ВИБРАТОРНЫЕ АНТЕННЫ

6.1. Особенности и конструкция печатной логопериодической вибраторной антенны

Печатная ЛПВА представляет собой антенну, в которой распределительный фидер и плоские вибраторы полностью выполнены методом печатного монтажа. Следует сразу отметить существенный недостаток таких антенн – большая парусность и большой расход фольгированного материала. Поэтому эти антенны имеет смысл применять на сравнительно высоких частотах, где размеры антенны и парусность получаются небольшими. Поскольку мы в основном рассматриваем антенны, которые могут найти практическое применение, то наиболее близкими областями применения печатных антенн являются системы радиодоступа стандарта DECT и системы мобильной связи стандарта GSM диапазона 1800 МГц.

При анализе печатной ЛПВА возникает вопрос об эквивалентности цилиндрического и плоского (печатного) вибраторов. Считается, что ширина плоского вибратора, эквивалентного цилиндрическому вибратору, должна быть в два раза больше диаметра цилиндрического вибратора. Строгое обоснование этого утверждения приведено в работе [60], а в работе [45] говорится об его экспериментальном подтверждении.

Несколько сложнее обстоит дело с влиянием диэлектрика на характеристики печатного вибратора. Хотя толщина диэлектрика примерно на два порядка меньше длины волны, тем не менее, диэлектрик оказывает влияние на распределение тока по печатному вибратору, понижая его резонансную частоту. В литературе имеются работы, посвящённые антеннам с печатными вибраторами [55, 56], однако полученные решения достаточно громоздкие и не могут применяться для расчётов в этой книге. Поэтому при анализе печатных антенн мы используем методику анализа частично-печатных антенн, а необходимые коррективы будем вносить на основании результатов измерений параметров антенны. Следует отметить, что в печатных ЛПВА возможны дополнительные резонансные явления, которые могут ухудшать характеристики антенны. В этом случае следует радикально изменить конструкцию – количество вибраторов или длину антенны.