Основные электрические параметры антенн. Эффективная площадь антенны А, страница 18

Аналогичным образом поступают также при расчетах ДН заземленного вибратора длиною : записывается выражение для ДН симметричного вибратора длиною , и производятся вычисления для значений углов  от 0 до 90°.

Тема 6

ВИБРАТОРНЫЕ АНТЕННЫ

На практике используется много различных типов вибраторных антенн. Как правило, их классифицируют по диапазонности, которую оценивают коэффициентом перекрытия

где      - максимальная частота используемого диапазона;

 - минимальная частота используемого диапазона.

В соответствии с рабочим диапазоном частот () вибраторные антенны подразделяют на настроенные () широкополосные () и диапазонные (). В свою очередь в каждой группе выделяют слабонаправленные и остронаправленные антенны.

Рассмотрим кратко некоторые из типов вибраторных антенн.

СИММЕТРИЧНЫЙ ВИБРАТОР

Симметричный вибратор широко используется на практике как самостоятельная слабонаправленная антенна, так и в качестве излучающего элемента более сложных остронаправленных антенных устройств (многовибраторные синфазные антенны, антенные решетки с управляемым лучом, облучатели зеркальных или линзовых антенн и т.д.). Чаще всего применяют полуволновые симметричные вибраторы ().

Назовем основные характеристики полуволнового вибратора:

- ток в любом сечении (рис.1,а)

- заряд (рис.1,6)

- диаграмма направленности (рис.1,в)

- входное сопротивление на резонансной частоте

а в полосе частот

Для питания симметричного вибратора необходимо применять симметричный фидер. Использование для питания коаксиального фидера требует применения симметрирующих устройств ( стакана, -колена, симметрирующей приставки или щелевого симметрирующего устройства).

Рассмотрим несколько схем питания симметричного вибратора при помощи симметричного фидера.

На рис.2,а показана схема питания в пучности тока, а на рис. 2,б - ее эквивалентная схема. Так как входное сопротивление Ом, а двухпроводные фидеры имеют волновые сопротивления порядка сотен Ом, то согласование получается при этом плохим.

На рис.3,а изображена схема питания в пучности заряда, а на рис.3,б - ее эквивалентная схема. При этом длина вибратора  (волновой вибратор), входное сопротивление тонкого вибратора оказывается весьма большим (Ом) и согласование с двухпроводным фидером оказывается также неудовлетворительным.

Таким образом, в обоих случаях необходимо согласование - настройка на бегущую волну. Простой и удобной является схема шунтового питания (схема с -трансформатором), которая показана на рис.4,а. Подбором размеров шунта  и можно получить в линии режим, близкий к режиму бегущей волны, без дополнительных элементов настройки. Удобство схемы состоит еще и в том, что вибратор не разрезается посредине, и средней точкой его можно крепить к опоре без изоляторов (в точке 0 вибратора устанавливается узел напряжения). Схему шунтового питания удобно рассматривать по аналогии с автотрансформаторной схемой параллельного контура, показанной на рис.4,б. Перемещение точек подключения двухпроводной линии II к полуволновому вибратору эквивалентно изменению положения точек питания  на схеме рис.4,б. В процессе настройки осуществляется экспериментальный подбор размера  (точек питания вибратора II), длины вибратора  (при перемещении точек II происходит расстройка вибратора), а также размера  (последний влияет незначительно). На рис.4,а показаны ориентировочные величины размеров  и  с которых обычно начинается настройка схемы.

ШЛЕЙФ-ВИБРАТОР ПИСТОЛЬКОРСА

Для повышения входного сопротивления А.А.Пистолькорс предложил вместо полуволнового вибратора использовать шлейф-вибратор. Симметричный вариант шлейф - вибратора показан на рис.5,а,

а заземленный (характерный для подвижных объектов) - на рис.5.б. Шлейф-вибратор (рис.5,а) представляет собой два близко расположенных параллельно друг другу полуволновых вибратора, концы которых соединены перемычками. Один из элементов шлейф - вибратора (вибратор 1) разрезан посредине и к нему подводится напряжение питания, второй элемент (вибратор 2) возбуждается как при помощи электромагнитной связи, так и при помощи гальванической связи (за счет перемычек).