Логопериодические вибраторные антенны: Учебное пособие, страница 67

Антенна с укороченными вибраторами несколько отличается по характеристикам от обычной ЛПВА. Результаты эксперимента показывают, что верхняя граничная частота такой антенны обычно ниже, чем у исходной ЛПВА. Это явление можно объяснить только одним путём – у антенны с укороченными вибраторами расширяется активная область. А расширение активной области ЛПВА приводит не только к сужению рабочего диапазона частот, но и к увеличению коэффициента усиления. Результат несколько парадоксальный – антенна заметно меньших габаритов имеет больший коэффициент усиления. Но это вполне объяснимо – ДН Т-образного укороченного вибратора очень мало отличается от ДН обычного вибратора. В то же время расширение активной области увеличивает количество одновременно излучающих вибраторов, что и приводит к некоторому росту коэффициента усиления.

Расширение активной области с физической точки зрения, можно объяснить тем, что укороченный вибратор имеет меньшее сопротивление излучения и, следовательно, излучает немного меньше энергии, чем обычный вибратор. Поэтому подводимая к антенне энергия не вся излучится прежним количеством вибраторов и для излучения всей энергии потребуется больше вибраторов. Но, с другой стороны, укороченный вибратор обладает большей добротностью, так как имеет меньшее сопротивление потерь (меньшее сопротивление излучения). А вибратор с большей добротностью имеет меньшую полосу пропускания. В результате эффект сужения рабочего диапазона частот ЛПВА за счёт использования Т-образных укороченных вибраторов может смениться эффектом расширения рабочего диапазона частот в антеннах с малым . В таких антеннах длины соседних вибраторов заметно отличаются друг от друга, и за счёт более узкой полосы пропускания вибратора в активной области окажется меньше вибраторов, что приведёт к уменьшению активной области, расширению рабочего диапазона частот антенны и к уменьшению коэффициента усиления.

В результате получаем антенну следующих размеров:

Результаты расчёта печатной ЛПВА

Выше приведены основные размеры исходной антенны – то есть антенны с обычными цилиндрическими вибраторами. Ниже приводятся размеры укороченной антенны:

Эта антенна прошла большую проверку на практике и обычно показывала хорошие результаты. В хвостовой части антенны (непосредственно за короткозамыкателем) необходимо предусмотреть участок длиной примерно в 50 мм для установки разъёма и отверстий для крепления антенны. Ширина этого участка выбирается примерно на 2 мм больше размаха самого длинного вибратора. Общая длина антенны составляет около 450 мм.

Глава 7. НЕСИММЕТРИЧНЫЕ ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКИЕ ВИБРАТОРНЫЕ АНТЕННЫ

7.1. Общие сведения о несимметричных логопериодических вибраторных антеннах

Классическая несимметричная ЛПВА состоит из ряда вибраторов, расположенных перпендикулярно плоскому экрану. Длины вибраторов и расстояния между ними изменяются вдоль антенны в соответствии с принципом логарифмической периодичности (рис. 7.1).

а                                                                                      б                      

Рис. 7.1. Расположения вибраторов и шлейфов несимметричной ЛПВА (а), система координат (б)

Вибраторы прикреплены к проводнику, параллельному экрану который вместе со своим зеркальным отображением образует линию передачи. К этому проводнику в точках, расположенных на расстояниях, равных средним геометрическим длинам отрезков между точками подключения соседних вибраторов, прикреплены горизонтальные стержни, образующие вместе со своими зеркальными отображениями разомкнутые на конце отрезки линии передачи, называемые далее шлейфами. Длины шлейфов выбраны так, чтобы в каждом из них первый резонанс имел место на частоте, в  раз превышающей резонансную частоту более длинного из смежных со шлейфом вибраторов.