Применение директорных антенн. Технические характеристики устройства

ДИРЕКТОРНЫЕ АНТЕННЫ

Директорные антенны (антенны типа «волновой канал») широко используются на метровых и дециметровых волнах в качестве направленных антенн осевого излучения.

Антенна состоит из одного активного и нескольких пассивных вибраторов, выполняющих функции    рефлектора    и    директоров. Настройка пассивного вибратора в режим рефлектора достигается его удлинением по сравнению   с   резонансной длиной (близкой к l/2). Для работы в режиме директора пассивный вибратор должен быть короче резонансной   длины.    В конструкции» изображенной на рис. 8.14, функции рефлектора выполняет только один пассивный вибратор, так как при установке дополнительных вибраторов позади основного рефлектора    они    будут очень слабо возбуждаться. Иногда для уменьшения уровня излучения в заднем полупространстве используются дополнительные рефлекторы, расположенные над основным рефлектором и под ним. Число директоров может быть достаточно большим, поскольку каждый предыдущий директор  направляет энергию в сторону последующего   (отсюда название «волновой канал»), тем самым создавая благоприятные условия для возбуждения директоров.

При надлежащей настройке антенны ток, наведенный в рефлекторе, должен опережать по фазе ток в активном вибраторе. Токи в директорах должны отставать по фазе, причем тем сильнее, чем дальше отстоит директор от активного элемента. При этом максимум излучения направлен вдоль оси антенны (в сторону директоров). Фазовая скорость волны, распространяющейся в антенне, меньше скорости света (), поэтому директорную антенну можно рассматривать как антенну бегущей волны с замедленной фазовой скоростью.

Для повышения направленности антенны необходимо увеличивать ее общую длину. При этом оптимальная    фазовая скорость должна увеличиваться, что достигается   за    счет уменьшения длины директоров и увеличения    расстояния    между ними. Однако по мере того, как приближается к единице, возрастают требования к точности изготовления антенны, так как требуемое оптимальное замедление все меньше отличается    от критического    замедления, при котором излучение вдоль антенны вообще отсутствует. Следует учитывать также, что амплитудное распределение в директорной антенне в значительной степени отличается от равномерного, особенно для коротких антенн. При заданной геометрии антенны, т. е. при известных длинах вибраторов и расстояниях между ними, амплитуды и фазы токов во всех вибраторах, необходимые для расчета ДН, можно найти на основании теории связанных вибраторов, решая систему уравнений Кирхгофа или используя обобщенный метод наведенных ЭДС. При найденных токах множитель системы f_c рассчитывают по общей методике. Диаграмма антенны в плоскости Н соответствует множителю f_с, а для расчета ДН в плоскости Е необходимо умножить f_с на ДН одного вибратора в соответствующей плоскости .

Гораздо более сложной задачей является задача синтеза директорной антенны, т. е. нахождение числа вибраторов и их расположения для реализации заданных электрических характеристик антенны, например