Основные электрические параметры антенн. Эффективная площадь антенны А, страница 21

L - длина антенны.

К числу достоинств антенны следует отнести простоту и жесткость конструкции, простоту питания и формирование острой ДН сразу в обеих взаимно перпендикулярных плоскостях.

Недостатками являются сложность настройки, плохая диапазоностъ, сравнительно высокий уровень боковых лепестков и невозможность при помощи одной антенны формирования ДН с .

Рассмотренные выше типы вибраторных антенн являются настроенными. Они предназначены для работы в узкой полосе частот. Перейдем теперь к изучению некоторых типов вибраторных антенн, обеспечивающих работу в полосе частот. Для улучшения диапазонности антенны нужно добиться слабой зависимости ее входного сопротивления и ДН от частоты.

ДИПОЛЬ НАДЕНЕНКО

Диполь был предложен С.И. Надененко в 1938 г. и явился одной из первых антенн, предназначенных для работы в широком диапазоне волн. Для того чтобы понять суть идеи Надененко, проведем некоторые несложные рассуждения.

Тонкий симметричный вибратор на всех волнах  обладает мало меняющейся ДН в виде восьмерки с максимумом излучения в экваториальной плоскости, но при этом его входное сопротивление резко меняется (например, на  - 73 Ом, а на  5000 Ом). Надененко предложил на коротких волнах вместо тонкого вибратора использовать «толстый» симметричный вибратор из проводов, расположенных по образующим круглого цилиндра диаметром 1 - 1,5м с числом проводов от 6 до 8 (рис.12). При этом волновое сопротивление такого вибратора получается пониженным: в зависимости от диаметра, числа проводов и длины оно получается равным 250 - 400 Ом. Средним участкам вибратора придается коническая форма по конструктивным соображениям и для улучшения диапазонных свойств антенны. Диполь Надененко используется в диапазоне волн, который приближенно определяется неравенством

На волнах короче  искажается ДН, а на волнах длиннее  существенно

меняется входное сопротивление.

При работе пространственной волной используют диполи Надененко, подвешенные на некоторой высоте над землей: высота подвески зависит от требуемой дальности действия радиолинии.

При работе поверхностной волной чаще всего применяют заземленный диполь Надененко.

В метровом и дециметровом диапазонах для расширения диапазонности применяют сплошные толстые вибраторы различных конфигураций (круглые, плоские и др.).

УГОЛКОВАЯ АНТЕННА ПИСТОЛЬКОРСА

Уголковая антенна была предложена Пистолькорсом в 1938 г. с целью получения всенаправленного излучения в плоскости «уголка» (рис.13). Она отличается от обычного симметричного вибратора тем, что одно из ее плеч повернуто относительно другого на угол примерно равный 90°. Это позволяет

в некотором диапазоне волн получить ДН в плоскости «уголка» без нулевых провалов. Последнее объясняется тем, что нулевые провалы в направлениях оси вибратора 1 восполняются вибратором 2 (излучение его в этих направлениях максимально), а в направлениях оси вибратора 2 - вибратором 1. В некотором диапазоне волн нули в направлениях вправо и влево не появляются ввиду того, что фазовые центры вибраторов разнесены на некоторое расстояние  (при изменении длины волны положение фазовых центров вибраторов меняется). Если длина плеча , то каждый элемент уголковой антенны можно рассматривать как полуволновый вибратор. По мере укорочения волны на каждом из вибраторов появляются участки с противофазными токами, в результате чего ДН становится изрезанной.

Выражение для напряженности поля, формируемого в плоскости «уголка» в дальней зоне (рис.14), можно представить в виде

где      - ДН вибратора 1;

 - ДН вибратора 2;

 - расстояние от фазового центра вибратора 1 до точки наблюдения ; Р    - расстояние от фазового центра вибратора 2 до точки наблюдения .

На рис. 15 показаны ДН уголковой антенны на  и . Так как , а , то диапазонность уголковой антенны по ДН можно охарактеризовать коэффициентом перекрытия

Для улучшения диапазонности по входному сопротивлению плечи уголковой антенны выполняют из труб, а на коротких волнах - по аналогии с плечами диполя Надененко.