Основные электрические параметры антенн. Эффективная площадь антенны А, страница 19

Картину распределения тока в элементах шлейф - вибратора удобно представить, если рассмотреть вначале отрезок короткозамкнутой двухпроводной линии (рис.6,а). В такой линии устанавливается стоячая волна тока: на конце имеет место пучность тока, на расстоянии  от короткозамкнутого конца линии (точки кривые тока пройдут через нуль, а в точках  (на расстоянии  от конца линии) вновь появятся пучности тока. Учитывая вышеизложенное, а также и то, что токи в проводах двухпроводной линии (в каждом ее сечении) равны по амплитуде, но противоположны по направлению, на рис.6,а построены кривые, характеризующие изменения тока вдоль проводов линии (стрелками показаны направления токов в проводах линии на разных ее участках). Если теперь раздвинуть систему таким образом, чтобы точки  составили прямую линию, то придем к шлейф - вибратору (рис.6,б). Так как направления токов в проводах после такой трансформации схемы должны сохраниться неизменными, то можно утверждать, что токи в элементах шлейф - вибратора совпадут по фазе и будут равны по амплитуде. Ввиду того, что, кроме этого, расстояние между элементами мало по сравнению с длиной волны, ДН  шлейф - вибратора  практически совпадает  с ДН  полуволнового вибратора.

Входное сопротивление шлейф - вибратора можно рассчитать, исходя из баланса мощностей. Если принять, что ток в пучности каждого элемента шлейф - вибратора равен , то мощность, излучаемая шлейф - вибратором,

где 73,1 Ома - входное сопротивление полуволнового вибратора.

С другой стороны, так как через точки  протекает ток  (рис.6,б), то излучаемую мощность можно представить также формулой

где      - входное сопротивление шлейф - вибратора (сопротивление между точками ).

Из сравнения выражений (2) и (3) получаем, что входное сопротивление шлейф - вибратора Пистолькорса

Ом.

Преимуществом шлейф - вибратора является, наряду с повышенным входным сопротивлением, также возможность крепления его к опоре без изоляторов, поскольку в середине одного из элементов (рис.5,а) устанавливается узел напряжения. Шлейф - вибраторы широко используются на практике в качестве активных элементов директорных антенн (в телевидении, телеметрии и т.д.).

В заключение приведем основные электрические характеристики шлейф -вибраторов Пистолькорса.

В симметричном варианте: входное сопротивление Ом; ДН определяется таким же выражением, что и ДН полуволнового вибратора, т.е.       

коэффициент направленного действия  ; действующая длина оказывается в два раза большей действующей длины полуволнового вибратора, т.е.

В несимметричном варианте: входное сопротивление Ом; ДН определяется тем же выражением, что и для симметричного варианта, т.е. формулой

но поле возбуждается в пределах одной (правой на рис.5,б) полусферы (). Коэффициент направленного действия получается в два раза большим, т.е.; действующая длина

ДИРЕКТОРНЫЕ АНТЕННЫ

Директорные антенны, или антенны типа волновой канал, относятся к разряду настроенных направленных антенн с осевым излучением. Они находят широкое применение в метровом и дециметровом диапазонах волн (телевидение, радиорелейные линии, телеметрия и т.д.). Антенна такого типа (рис.7,а) состоит из ряда параллельных друг другу вибраторов длиною примерно , расположенных в одной плоскости. Один из вибраторов  является активным, остальные - пассивными (). Вибратор  расположен позади активного и выполняет роль рефлектора, а вибраторы  являются директорами. Пассивные вибраторы возбуждаются бегущей вдоль антенны волной, источником которой является активный вибратор. Рефлектор служит для того, чтобы уменьшить поле излучения в обратном направлении

(влево), а директоры - для усиления излучения в прямом направлении (вправо - вдоль оси ). Если ток в каждом последующем элементе директорной антенны (начиная с рефлектора) отстает по фазе от тока в предыдущем (рис.7,а) таким образом, что выполняются соотношения