Н.М.Изюмов, Д.П.Линде
"ОСНОВЫ РАДИОТЕХНИКИ"
М.,Л.; "ЭНЕРГИЯ", 1965г.

ГЛАВА ШЕСТАЯ

АНТЕННЫ

6-7. СЛОЖНЫЕ ВИБРАТОРЫ

Антенны с большим сопротивлением излучения обладают высоким к.п.д., характеризуются малыми токами и напряжениями при резонансе, просты в настройке и регулировке. Поэтому всегда стремятся к максимальному увеличению сопротивления излучения антенны, увеличивая для этого длину излучающего провода. Однако у линейных проводов увеличение сопротивления излучения с увеличением их длины происходит не непрерывно, а замедляется периодически небольшими уменьшениями этого сопротивления (рис. 6-5), вызванными излучением противофазных участков провода.

Увеличить сопротивление излучения при увеличении длины антенны можно двумя путями. Во-первых, можно согнуть участки с противоположным направлением тока в неизлучающие четвертьволновые шлейфы, как это делается в синфазных антеннах (рис. 6-1, м). Но при этом общая длина входящих в антенную систему проводов, определяющая сопротивление потерь, оказывается почти вдвое больше длины излучающей части. Поэтому синфазные антенны из проводов, вытянутых в одну линию, применяются только для получения направленного излучения. Во-вторых, можно согнуть антенный провод в тех местах, где изменяется направление тока. Тогда пространственное направление токов в отдельных участках антенной системы уже не будет противоположным, и при угле изгиба в 90° компенсирующее действие их излучения сведется к нулю. Образующаяся при этом система носит название антенны Ширекса (рис. 6-31).

Рис. 6-31. Антенна Ширекса.

Если угол изгиба сделать равным 180°, то пространственное направление токов в антенне станет везде одинаковым. При небольшом по сравнению с длиной волны расстоянии между излучающими участками созданные ими волны приходят в любые точки пространства с одинаковой фазой и усиливают друг друга. На рис. 6-32 приведены типичные примеры так называемых шлейф-вибраторов, основанных на данном принципе. Все они имеют общую длину провода, равную целому числу полуволн, и поэтому являются резонансными системами, входное сопротивление которых носит чисто активный характер. Ток от генератора последовательно обтекает синфазные излучающие элементы, представляющие собой обычно полуволновые вибраторы. В отличие от синфазных антенн из вибраторов, вытянутых в одну линию, такие системы не содержат неизлучающих участков провода, и поэтому сопротивление потерь в них имеет минимальную величину. Зато диаграмма направленности шлейф-вибраторов практически не отличается от диаграммы простого полуволнового вибратора.

Рис. 6-32. Шлейф-вибраторы.
а - петлевой вибратор;
б - петлевой вибратор без перемычки;
в - трехэлементные вибраторы;
г - четырехэлементный вибратор;
д - вибратор с длиной .

На рис. 6-32, а, показана двухвибраторная шлейф-антенна, которую часто называют также петлевым вибратором. В ней концы А и В, а также концы Б и Г соединены между собой для того, чтобы не нарушать симметрии системы. В противном случае (рис. 6-32, б) в питающем фидере потекут различные токи и он создаст интенсивное излучение в окружающем пространстве. Необходимо обратить внимание иа то, что оба вибратора при этом оказываются соединенными не параллельно, как это могло бы показаться на первый взгляд, а последовательно. В тех случаях, когда в антенне укладывается нечетное число полуволн (рис.6-32, в), система получается симметричной и производить соединение концов не нужно. На рис. 6-32, г, изображена четырехэлемеитная антенна.

Из приведенных примеров видно, что во всех проводах, образующих сложные вибраторы, одновременно текут одинаковые синфазные токи. Поскольку они располагаются в непосредственной близости друг от друга, то такую систему можно рассматривать как единый вибратор, в котором течет ток ImA = n·ImA1, где n - число элементов в антенне, а ImA1 - амплитуда тока в элементах.

Мощность излучения сложного вибратора может быть подсчитана по общей формуле

 

где - сопротивление излучения одного элемента (полуволнового вибратора).

Отсюда

(6-19)

т.е. сопротивление излучения сложного вибратора равно сопротивлению излучения его отдельного элемента, умноженного па квадрат числа образующих его элементов.

Результаты экспериментальных измерений сопротивления излучения хорошо совпадают со значениями, получаемыми по формуле (6-19). Так, для петлевого двухэлементного вибратора при измерениях получено = 320 Ом, а для трехэлементного вибратора = 640 Ом. Некоторое расхождение полученных значений с вычисленными по формуле (6-19) объясняется изменением закона распределения тока в проводах вибраторов из-за их взаимного влияния. Эти значения сопротивления излучения настолько велики, что двух- и трехэлементные вибраторы можно непосредственно согласовывать с открытыми двухпроводными линиями, что является их весьма ценным свойством.

Сложные вибраторы допускают удовлетворительную работу без перестройки антенны и питающего ее фидера внутри любого любительского диапазона; при работе же с обычным вибратором коэффициент бегущей волны в фидере изменяется в пределах такого диапазона примерно в 2 раза. Это свойство является также чрезвычайно ценным при широкополосной работе, например при передаче и приеме частотно-модулированных сигналов, в телевидении, телеуправлении и радиолокации.

Сопротивления излучения можно подбирать, изгибая провод не в точках, где ток меняет свое направление, а в других точках провода. Тогда в отдельных частях вибраторов будут течь противофазные токи, и сопротивление излучения будет несколько уменьшено. Например, с 500-омной воздушной линией хорошо согласуется петлевой вибратор, состоящий из двух вибраторов длиной в 0,75 и имеющий сопротивление излучения = 500 Ом (рис. 6-32, д). Полная длина провода такого вибратора равна 1,5, поэтому он является резонансной системой. Распределение тока в обоих проводах вибратора различно; оно показано на
рис. 6-32, д. Диаграмма направленности такой системы мало отличается от диаграммы направленности полуволнового вибратора. В некоторых случаях одновременно с изменением сопротивления излучения меняется и диаграмма направленности.

В этой главе:
6-1. ИЗЛУЧАЮЩИЕ СИСТЕМЫ
6-2. СИММЕТРИЧНЫЕ ВИБРАТОРЫ (ДИПОЛИ)
6-3. ВЛИЯНИЕ ЗЕМЛИ НА ИЗЛУЧЕНИЕ АНТЕНН,
НЕСИММЕТРИЧНЫЕ ВИБРАТОРЫ
6-4. РЕЗОНАНСНЫЕ ЧАСТОТЫ АНТЕНН. ГАРМОНИКОВЫЕ АНТЕННЫ
6-5. СИНФАЗНЫЕ И ПРОТИВОФАЗНЫЕ АНТЕННЫ. РЕФЛЕКТОРЫ И ДИРЕКТОРЫ
6-6. ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕНН С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ
6-7. СЛОЖНЫЕ ВИБРАТОРЫ
6-8. РАМОЧНЫЕ АНТЕННЫ
6-9. АНТЕННЫ ДЛИННЫХ И СРЕДНИХ ВОЛН
6-10. АНТЕННЫ КОРОТКИХ ВОЛН
6-11. АНТЕННЫ УЛЬТРАКОРОТКИХ ВОЛН
СОЛНЕЧНАЯ ЗАРЯДКА со встроенным аккумулятором!

Вы только на емкость встроенного аккумулятора взгляните - более чем 7 А·ч...

Удобная почтовая доставка не только по России...

 
Более 3000 типов оригинальных аккумуляторов...

...для смартфонов и мобильных телефонов LG, Samsung, Motorola, Nokia, Sony Ericsson и др.

Доставка почтой, курьером...

webmaster@radio-1895.ru