Особенности распространения радиоволн. Основные определения и электрические параметры антенн, страница 21

Следует иметь в виду, что «U-колено» является резонансным устройством. Кроме того, «U-колено» является своеобразным трансформатором сопротивлений. Так, если входное сопротивление антенны в точках 1, 2 равно Za, то сопротивление на входе питающего фидера (между точкой / и оболочкой фидера) будет равно Zвx = (l/4)Za. Таким образом, «U-колено» вчетверо снижает входное сопротивление антенны на входе фидера. Этим свойством «U-колена» нужно умело пользоваться. Например, оно может быть реализовано при питании петлевого вибратора, у которого Za=300 Ом, 75-омным коаксиальным кабелем. В этом случае получается полное согласование антенны с фидером, так как Zbx»300/4 » 75 = Zo, где Zo — волновое сопротивление фидера. При таком питании петлевой вибратор имеет одновременно и симметрию, и согласование с фидером с помощью одного и того же устройства. «U-колено» полезно использовать и как переход от коаксиального 75-омного фидера к симметричной двухпроводной линии с Z0 = 300 Ом.

 ВИБРАТОРНЫЕ АНТЕННЫ

У вибраторных антенн основными излучающими элементами являются линейные проводники — вибраторы, или, как их называют, диполи. В этом отношении вибраторные антенны по принципу действия подобны коротковолновым, основные типы которых — диапазонные вибраторы, плоскостные  синфазные, зигзагообразные — применяются и на сверхвысоких частотах.

Однако по своему конструктивному выполнению эти антенны часто существенно отличаются от своих коротковолновых прототипов.

1. Одиночные вибраторы

На СВЧ одиночные вибраторы в качестве самостоятельных антенн применяются очень редко. Чаще всего они являются составными элементами более сложных антенн.

Под симметричным вибратором понимают антенну, состоящую из двух проводников, или, как говорят, двух плеч равной длины, расположенных на одной оси и питаемых в середине.

Входное сопротивление такого симметричного вибратора и его диаграмма направленности зависят в основном от длины его плеч и в меньшей степени от диаметра проводников, из которых выполнен вибратор.

При длине плеч, близкой к четверти волны, вибратор с точки зрения входного сопротивления ведет себя подобно последовательному контуру, а когда на каждом из плеч вибратора укладывается около полуволны, входное сопротивление антенны изменяется с частотой, как у параллельного кон-тура, составленного из L, С и R.

Известно, что при понижении волнового  (характеристического) сопротивления параллельного контура  p =  и сохранении неизменным сопротивления Rкачество (Q = p/R) такого контура падает, а его полоса пропускания увеличивается. Одновременно входное сопротивление контура понижается и становится менее зависимым от изменения частоты. На использовании этого принципа основано действие диапазонной коротковолновой антенны, так называемого «диполя Надененко», изображенного на рис. 13.

Каждое из плеч этого вибратора l1 = l2 состоит из 4—8 проводов, прикрепленных к металлическим кольцам диаметром от 1 до 2,5 м. Образующие плечи вибратора провода в точках подключения к питающему фидеру делаются сходящимися на конус для уменьшения величины шунтирующей емкости между торцами вибратора.

Указанный способ увеличения диапазонных свойств вибраторов за счет понижения их волнового сопротивления, разработанный учеными В. В. Татариновым, С. И. Надененко, В. Н. Кессенихом и др., широко используется при конструировании вибраторных антенн на сверхвысоких частотах.

В отличие от коротковолновых антенн вибраторы на сверхвысоких частотах выполняются не только в виде цилиндрических трубок, подобных диполю Надененко, но и в виде пластин различной конфигурации, конусов, каплеобразных и сигарообразных тел.

Для уменьшения веса вибраторы часто делают пустотелыми.