Вместо перекрещивания точек питания, которое было сделано у антенны, показанной на рис. 16, для обеспечения совпадения по фазе токов во всех вибраторах, в данном случае каждый из соседних вибраторов повернут на 180° вокруг зонда связи. Получающиеся при этом направления токов показаны на рис. 21 стрелками с оперением.
Рассматриваемой антенне присущ тот же недостаток, что и антенне, показанной на рис. 16: направление ее главного лепестка изменяется с частотой вследствие нарушения условия синфазности токов в вибраторах при отклонениях волны от оптимальной.
Для сохранения постоянства направления главного лепестка в достаточно широком диапазоне частот на первый взгляд представляется целесообразным применить волноводное питание каждого из вибраторов в соответствии со схемой, показанной на рис. 17.
Хотя принципиально такое питание возможно, на практике им пользуются лишь частично, разделяя антенну на две симметричные половины и питая их синфазно.
На оптимальной волне лепестки каждой из половин этой антенны будут совпадать, а при изменениях частоты направления этих индивидуальных лепестков будут перемещаться в противоположных направлениях симметрично относительно перпендикуляра к плоскости антенны.
В результате этого главный лепесток суммарной диаграммы сохранит неизменной свою ориентацию, но несколько расширится, а уровень боковых лепестков также несколько увеличится.
В случае же значительных изменений частоты главный лепесток суммарной диаграммы может раздваиваться.
Коэффициент усиления плоскостных синфазных антенн с рефлектором определяется по приближенной формуле G ≈ 3,2 NэNр, где Nэ и Nр — соответственно число этажей и число полуволновых вибраторов в каждом этаже. Так, для антенн показанных на рис. 18 и 19, Nэ = 4 и Nр= 2, поэтому их коэффициент усиления G≈ 26.
3. Антенны типа «волновой канал»
У рассмотренных в предыдущем подразделе антенн вибраторы удалены друг от друга примерно на половину волны и возбуждаются в фазе. Главный лепесток диаграммы направленности оказывается перпендикулярным плоскости размещения вибраторов, так как в этом направлении поля, создаваемые каждым из вибраторов, приходят в удаленную точку одинаковой фазой.
Если же теперь разместить вибраторы друг от друга на расстоянии, примерно равном четверти волны, и возбудить их разными фазами, но так, чтобы запаздывание по фазе между соседними вибраторами было постоянным и несколько превышало 90°, а полное запаздывание по фазе междупервым и последним вибраторами было приблизительно равно
Dj = 180°(n/2 + 1) (где п — число вибраторов), то максимальное излучение у такой антенны будет происходить уже вдоль линии, соединяющей центры вибраторов. О таких антеннах принято говорить, что они излучают вдоль оси.
Возбудить каждый из вибраторов подобной антенны можно, подключив их к общему фидеру, работающему в режиме бегущей волны, так как такой режим обеспечивает линейное изменение фазы по длине фидера.
Такие антенны сложны как конструктивно, так и в регулировке. Поэтому на практике наиболее распространен другой способ создания требуемого распределения фаз в вибраторах, основанный на возбуждении их через поле изучения. Антенны, использующие этот принцип, называют директорными антеннами или «волновым каналом».
На рис. 22 изображена пятиэлементная директорная антенна, у которой питание подводится к вибратору 1, называемому активным вибратором. Рефлектором 2 служит вибратор, который несколько длиннее полуволны. Он расположен на расстоянии около 0,15—0,2 волны от вибратора 1 и сводит к минимуму излучения антенны в направлении от вибратора 1 к рефлектору 2. Вибраторы 3,4 и 5 отстоят друг от друга примерно на четверть волны и имеют длину короче полуволны на 10—20%. Благодаря этому под воздействием поля излучения активного вибратора них возбуждаются токи с требуемыми сдвигами фаз, усиливающими излучение в направлении от вибратора 1 к вибраторам 3 – 5. По этой причине последние называются директорами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.