чение размера активной области ограничено тем, что вибраторы, расаоложеввЪ1е ближе к точке питания, перехватывают большую часть мощности н до бМее удаленных вибраторов мощность не доходит. Такой режим нежелателен, поскольку и этом случае положение активной области становится неустойчивым и сильно подверженным влиянию технологических иеточиостей В реальных антеннах число вибраторов, образующих активную область, ие превышает четы-рех-пяти

Из изложеииого следует, что коэффициент усиления ЛПА принципиально не может быть большим, причем рост КУ должен сопровождаться непропорционально большим увеличением габаритов аитеииы

Постоянство входного сопротивления аитеииы объясняется следующим. Короткие вибраторы, расположенные между точкой питания и активной областью, слаСо возбуждаются, и их влияние сводится к некоторому изменению эквивалентного волнового сопротивления питающей линии и изменению фазовой скорости в ией (см. § 15.4) Вибраторы активной области расположены на расстоянии Я/4 друг от друга, и отраженные ими волны и значительной ствпен1 взаимно компенсируются Кроме того, электрическое расстояние от точки питания до активной области постоянно, поэтому паресчитаииое к входу антенны эквивалеитиое сопротивление с частотой ие меняется

Описанный принцип действия ЛПА сохраняется и в том случае, когда обе половники структуры образуют некоторый угол V, а излучающие элементы имеют трапецеидальную или треугольную форму (см рис. 16 2,а и б). Такие аитеииы называются пространственными ЛПА в отличие от дипольиых лого-периодических аитеии, которые называются плоскими ЛПА

В связи с разбором принципа действия ЛПА следует отметить их свойство, называемое принципом вращения фазы Для его пояснения предположим, что активная область ЛПА состоит из трех вибраторов с номерами i, i+1 и i+2 (см рис 16 3) Если увеличить длину волиы в т раз, то активная область сместится иа одни вибратор от точек питания аитениы и будет включать следующие три вибратора- г--1, i+2 и i-1-З Легко заметить, что вибраторы в активной области в этих двух случаях подключаются к собирательной линии по-разному Назовем условно способ подключения г-го вибратора к собирательной линии синфазным Тогда в первом случае два вибратора активной области оказываются включенными сиифазио [i-й и (1--2)-й], а одни вибратор (1-1-1)-й - противофазио . Во втором случае оказывается включенным сиифазио лишь одни средний вибратор активной области (1--2)-й, а первый и последний вибраторы (1--1)-й и (1--3)-й - противофазио Примем за исходную фазу поля в некоторой точке дальней зоны иа волне Яо При изменения волны в т раз в точке, расположенной в том же направлении иа том же электрическом расстоянии, фаза поля, очевидно, изменится на 180°.

Эта особенность логопериодических антенн может использоваться для создания постоянного иа всех частотах рабочего диапазона сдвига по фазе между полями, излучаемыми двумя ЛПА Для этого все размеры одной из антенн необходимо изменить в тт- раз, где v - требуемый угол сдвига фаз в градусах.

16.2. При

юских антенн

В коротковолновом диапазоне волн возможно использование как пространственных ЛПА с трапецеидальными и треугольными вибраторами, так и плоских дипольных ЛПА. Направленные свойства и согласование антенн с питающим фидером существенно зависят от влияния земли. В свою очередь, влияние земли определяется отношением высоты расположения фазового центра антенны над землей к длине волны. Очевидно, что логопериодические антенны утратят свои частотно-независимые свойства, если не принять мер для обеспечения постоянства электрического расстояния от фазового центра антенны до поверхности земли.

В случае логопериодических антенн эта задача может быть решена простыми средствами. Как указывалось, в излучении ЛПА на данной волне рабочего диапазона участвует небольшая группа вибраторов, образующих активную область. Примерно в середине активной области располагается фазовый центр антенны. При изменении длины волны активная область перемещается вдоль структуры, располагаясь в той части антенны, где ее поперечный размер равен примерно половине длины волны. При этом изменяется расстояние между точками питания ЛПА и ее фазовым центром. Однако, как это следует из принципа действия ЛПА, в долях длины волны это расстояние остается постоянным.

Из изложенного следует, что фазовый центр ЛПА будет располагаться на постоянном электрическом расстоянии от поверхности земли, если линию, вдоль которой перемещается фазовый центр, расположить наклонно. При этом короткие вибраторы, образующие структуру ЛПА, должны быть ближе к земле, чем длинные, а вершина треугольника, в который вписывается антенна,

должна лежать на поверхности земли. В этом случае ЛЙАг:?бМ иметь постоянную по форме и ориентации диаграмму направленности и высокое согласование с питающим фидером.

Конструкция плоской ЛПА с нормальной (горизонтальной) поляризацией излучаемых волн показана на рис. 16.4. Вершину угла а можно расположить на некоторой высоте над землей. В этом случае высота фазового центра над землей будет равномерно возрастать по мере укорочения длины волны. В соответствии с этим угол возвышения максимального луча диаграммы направленности в вертикальной плоскости будет плавно уменьшаться.

Диаграммы направленности пространственной ЛПА будут обладать частотно-независимыми свойствами, если образующие ее полотна расположить наклонно относительно поверхности земли (рис. 16.5). Следует, однако, отметить, что пространственные ЛПА нашли меньшее применение в коротковолновом диапазоне. Основной причиной этого является чрезмерная сложность конструкции при практически тех же направленных свойствах, что и в случае плоских ЛПА (рис. 16 4)

Конструкция ЛПА с параллельной (вертикальной) поляризацией пзлучаемых волн показана на рис 16.6 Линию, питающую

Рис. 16.6

симметричные вертикальные вибраторы, в данном случае также необходимо расположить наклонно относительно поверхности земли с целью получения частотно-независимых электрических характеристик. Структура антенны оказывается при этом несимметричной относительно линии питания Как показали исследования, эта асимметрия (усугубляющаяся из-за влияния земли) не приводит к заметномунарушению нормального режима работы линии, т. е. к появлению в ней синфазных (однотактных) волн. Она может быть скомпенсирована за счет некоторого укорочения нижнего плеча вибратора.