Общие сведения об антенне типа "Волновой канал". Принцип действия, возможные проблемы при проектировании

третьих, петлевой вибратор можно крепить в точке нулевого потенциала, находящейся в середине неразрезанной части, непосредственно к металлическому стержню без помощи изоляторов что очень удобно в конструктивном отношении.

Питание к петлевому вибратору подводится либо двухпроводным ленточным фидером, либо коаксиальным кабелем. В последнем случае необходимо симметрирующее и согласующее устройство, например, в виде U-образного колена фидера, показанного на рис 1.3. Следует иметь в виду, что геометрическая длина полуволнового U-образного колена определяется, исходя из длины волны в фидере, которая в  раз меньше длины волны в воздухе. Для диэлектрика, заполняющего фидер типа РК-75-9-12, диэлектрическая проницаемость ε = 2,3.

2.  Симметричный вибратор

Рис. 2.1. Симметричный вибратор

Симметричный вибратор (рис. 2.1) представляет собой прямолинейный, в середине разделенный изолятором, провод, у которого в симметричных (относительно середины) точках токи равны по величине и одинаковы по направлению. Полагая распределение тока вдоль вибратора синусоидальным, для тонкого вибратора характеристика направленности в плоскостях, проходящих через ось антенны (меридиональных), определяется выражением:

где f(θ) – ненормированная функция направленности по напряженности электрического поля; θ – угол, отсчитываемый от оси вибратора; l – длина вибратора; λ – длина волны.

Таким образом, форма диаграммы направленности симметричного вибратора в меридиональных плоскостях зависит от величины соотношения l/λ. Для полуволнового вибратора (l=0,5λ) характеристика направленности f(θ)≈sin(θ), т. е. диаграмма направленности представляет собой фигуру, напоминающую восьмерку, составленную из двух окружностей (рис. 2.2, а).

Для волнового вибратора (l=λ) нормированная характеристика направленности определяется формулой:

В этом вибраторе наблюдается улучшение направленных свойств по сравнению с полуволновым за счет двукратного увеличения общего числа элементарных диполей, составляющих симметричный вибратор, каждый из которых обладает направленностью.

При дальнейшем увеличении соотношения l/λ в антенне появляются участки с противоположным направлением тока (рис. 2.2, в и г), в результате чего в диаграмме направленности появляются дополнительные лепестки, а излучение в экваториальной плоскости (θ=90°) уменьшается.

При длине вибратора l=2λ, участки с встречными направлениями тока станут равны по длине, поэтому излучение в экваториальной плоскости полностью исчезнет, ибо поля скомпенсируют друг друга, и диаграмма направленности примет вид, изображенный на рис. 2.2, г.

Изображенные на рис. 2.2 диаграммы направленности построены в предположении тонких вибраторов, т. е. таких, у которых диаметр много меньше длины. Утолщение диаметров приводит к тому, что вместо нулей в диаграммах направленности получаются минимумы излучения, а малые добавочные лепестки становятся менее заметными.

В плоскостях, перпендикулярных