Ответы на экзаменационные вопросы № 43-63 по дисциплине "Антенно-фидерные устройства" (Требования, предъявляемые к антеннам метровых и дециметровых волн. Основные типы приемных и передающих антенн СВ, ДВ, СДВ), страница 4

На небольших расстояниях от телецентра можно применять простейшие вибраторные антенны, как комнатные, так и установленные на высоких опорах или крышах зданий. С ростом расстояния усложняется конструкция антенны и увеличивается высота антенных опор.

Наиболее широкое распространение получили директорные антенны

В качестве активного вибратора преимущественно применяется петлевой вибратор Пистолькорса. При использовании полуволнового симметричного вибратора входное сопротивление антенны из-за влияния директоров снижается до 30-40 Ом, что затрудняет согласование антенны с фидером. Петлевой вибратор имеет входное сопротивление 300 Ом, поэтому даже под влиянием пассивных вибраторов его входное сопротивление оказывается достаточным для обеспечения удовлетворительного согласования. Петлевой вибратор не требует изолятора при его установке, так как он крепится непосредственно к металлической штанге в точке нулевого потенциала. Конструкция директорной антенны приведена на рис. 17.27.

51. Директорная антенна.

Директорная антенна представляет собой антенную решетку из пассивных вибраторов (директоров) и одного активного вибратора (симметричного или петлевого вибратора). Максимум излучения такой антенны направлен в сторону директоров. Для уменьшения обратного излучения применяется пассивный рефлектор.

Диаграмму направленности директорной антенны можно рассчитывать по общей формуле (14.36) для антенных решеток в двух главных плоскостях (Е и Н), если известны амплитуды и фазы токов в директорах и рефлекторе.

,     (14.36)

где yр – сдвиг фаз тока рефлектора относительно тока активного вибратора, Iр – относительная амплитуда тока в рефлекторе, q - угол между радиусом – вектором точки наблюдения и осью антенны, j - угол между радиусом – вектором точки наблюдения и нормалью к оси     вибраторов, yn – сдвиг фаз токов в директорах относительно тока в активном вибраторе, In – относительная амплитуда токов в директорах, dn – расстояние между активным вибратором и n-м директором.

В плоскости вибраторов (плоскость Е) q = φ , в плоскости, перпендикулярной плоскости вибраторов (плоскость Н), j = 0.

Множитель  характеризует ДН одиночного вибратора. Выражение в квадратных скобках является множителем системы . В случае, когда количество директоров достаточно велико (N>5), ДН антенны можно ориентировочно определить по формуле для решетки бегущей волны (14.25).

Коэффициент направленного действия антенны можно определить по приближенной формуле

где N – количество директоров, или по более точной формуле ,                                       (14.38)

где    L – длина антенны.

Длина активного вибратора обычно выбирается равной 0,5l. Длина директоров незначительно отличается от 0,5l и лежит в пределах (0,4 ¸ 0,47)l, а расстояние между директорами в зависимости от их количества лежит в пределах (0,1 ¸ 0,35)l. Длина рефлектора обычно берется немного больше 0,5l.

Для сужения главного лепестка ДН и увеличения КНД нужно увеличивать длину антенны за счет увеличения количества директоров. Если рассматривать директорную антенну как решетку бегущей волны, то для сохранения оптимальной длины антенны (14.32) необходимо при увеличении количества директоров уменьшать коэффициент замедления за счет увеличения фазовой скорости волны, распространяющейся вдоль оси антенны. Это обеспечивается уменьшением длины каждого последующего директора и увеличением расстояния между директорами (рис. 14.9)

По мере удаления директоров от активного вибратора амплитуда наведенного в них тока убывает. Поэтому при большом количестве директоров КНД практически перестает расти. В связи с этим длина антенны обычно не превышает .

В связи с тем, что входное сопротивление директоров имеет относительно большую реактивную составляющую, полоса пропускания директорных антенн невелика. При количестве директоров N = 3 полоса пропускания  составляет порядка 15 %. При количестве директоров N = 10 она уменьшается до 5 %.

52. Логопериодическая антенна.