яют на ДН, несколько сглаживая дифракционную Hspeeeaanciv

при /ш Я. Таким образом, изменением положения шунтов можно ft определенной степени управлять формой ДН.

На рис. 11.20,6 приведены ДН в горизонтальной плоскости при меридианальных шунтах. Заметно влияние шунтов, начиная с ра= = 6. Увеличение числа шунтов при одновременном уменьшении их диаметра позволяет уменьшить изрезанность диаграммы направленности, расширив тем самым диапазон возможного использования вибратора в сторону верхних частот.

Нижняя граничная частота определяется согласованием вибратора с питающей линией. Максимальная длина волны составляет примерно 6а. Следует иметь в виду, что оптимальные значения углов раскрыва конуса Оо лежат в пределах 20-50°. При меньших углах согласование ухудшается, при больших углах улучшения согласования не наблюдается, поскольку одновременно с уменьшением Хвх уменьшается Rsx, однако резко возрастают поперечные размеры излучателя.

Степень согласования вибратора с питающим фидером можно оценивать, пользуясь представленными на рис. 11.21 номограмма-

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 7,. Рис. 11.21

ми, выражающими предел Чу-Харрингтона для уровня согласования антенны в зависимости от коэффициента перекрытия диапазона и и размера антенны ра. На этом рисунке по горизонтальной оси отложены значения электрического радиуса сферы, в которую вписана антенна произвольной формы. Сплошные кривые соответствуют зависимостям минимально возможного размера антенны ра от КБВ при различных фиксированных значениях коэффициента перекрытия диапазона и. Значения КВВ отложены на левой вертикальной оси и соответствуют некоторой идеальной антенне, согласованной с питающей линией бесконечным числом чисто реак-

L. J. Chu. Physical limitation of omnidirectional antennas. -J Appl Phys. Dec. 1948, 19, p. 1163-1175, R. F. Harrington. Effect of antenna size on gain,

bandwidth and efficiency - J Res Nat Bur Stand, vol. 64D, p. 1-12, Jan - Feb, 1960.

Cm. также: P. Ч. Хансен. Фундаментальные пределы в области антенн.- ТИИЭР, февр., 1981. т. 69, № 2, с 35-49.

тивных элементов. Узкояолосные излучатели (Л /о<0,5) характеризуются штрихпунктнрной линией, приведенной на этом же рисунке, показывающей зависимость минимального размера антенны Ра от величины (2/я)1п 1/рД /о (где р - коэффициент отражения), отложенной а праавой вертикальной оси.

Конический вибратор с 00=32° обозначен на номограмме точкой 1. Он имеет размер в 2,94 раза больше минимально возможного. Можно считать, что качество его согласования равно 1/2,94 = 0,34. Вибратор с тремя шун- тами обозначен точкой 2. Его раз-

I гц мер в 1,47 раза больше теоретиче-

jgv. r\Zf ского предела. Сравнение дано для

I J случая полубесконечной полосы частот

(к = оо). Переход к ограниченной полосе Рис. 11.22 частот х = 6 практически не дает выигры-

ша в согласовании. Проведенный С. А. Шелкуновым строгий анализ показал, что конический вибратор эквивалентен длинной линии с волновым сопротивлением lF=601nctg(eo/2), нагруженной на конце на сопротивление Z( (рис. 11.22). Входное сопротивление вибратора 2вх = Г (2t + i Г tg р а)/(Г + i tg р о). Если известно 2bi, сопротивление эквивалентной нагрузки может быть рассчитано по формуле

ZtW (Z3J-i IF tg р a)l{W~{ Z tg p a). Кривым 2bx, показанным на рис. 11.18, соответствуют Zt, приведенные на рнс. 11.23. Реактивное сопротивление Xt является емкостным, монотонно убывающим с частотой. Сопротивления Zu

нормированные к волновым сопротивлениям вибраторов, t

на рис. 11.24. Нормированные активные сопротивления для раздвЧ ных вибраторов практически совпадают. Характер зависимости от ра нормированной реактивной составляющей Zt для различных вибраторов отличается лишь масштабным множителем. Следовательно, характеристики согласования вибраторов с различными углами при вершине будут одинаковы, если одновременно с Во изменить длину плеча а.

1.5 V

Рис. 11.24

Наиболее сжатой по частотной оси является кривая при 9о= = 32°. Этому значению соответствует наименьшая длина плеча вибратора при заданном уровне согласования. На рис. 11.25 представлена кривая, характеризующая коэффициент растяжения по частотной оси кривых Xj/W в зависимости от 9о. Эта кривая определена по точкам пересечения кривых ХгЩ при различных значениях 9о с единичным уровнем. Из рисунка следует, что вибраторы с 9о=12,5 и 60° должны иметь размер плеча, в 1/0,72 = 1,39 раза больший, чем вибратор с 0о = 32°, а вибратор с Во = 7,5° должен быъ длиннее в 1,66 раза, чтобы иметь такие же потенциальные возможности согласования.

W 20 30 40 50 60 70во,грал Рис. 11.25