Следует иметь в виду, что излучение в заднем полупространстве определяется не только просачиванием энергии сквозь сетку но и дифракцией поля на ее краях.

Для управления ДН в азимутальном направлении секции антенны запитываются с линейным фазовым сдвигом В соответствии с изложенным в § 7.1 при наличии фазового сдвига uq между соседними секциями

/i/2(Mi cosAcos9 -Цр) / . Ml созАсозф-Цр

2 / :

FA=F(A)sin

(12.5)

Пусть максимум излучения в вертикальной плоскости, определяемый первым сомножителем (12.5) и з, соответствует углу наклона До. Азимутальный угол фо, соответствующий максимуму Fa, согласно (12.5) равен arccos[ o/(prficos До) ].

Фактически угол поворота ДН несколько меньше, поскольку множители Fi и fp, также зависящие от ф, остаются неизменными Угол ф ах, соответствую-±(FiF,F)=F± (f.fp) +

щий максимуму излучения, определяв + FiFj, - Fa = 0, откуда следует

dq>

при Ф = фо й!/а/йФ = 0 При малых значениях фтап-фо.

(Фтаж -Фо) - -

(12 С)

d(F,F) jd\F

.i Fp d Ф

(12.7)

Для управления ДН в вертикальной плоскости полотно антенны обычно разбивают по вертикали на две группы вибраторов с равным числом этажей в каждой группе и изменяют соотношение фаз токов, протекающих в вибраторах различных групп.

Пусть W - сдвиг фаз между верхней и нижней группами вибраторов. В этом случае Fa представляется в виде произведения множителя композиции двух одинаковых подрешеток и множителя одной подрешетки. В частности, первый множитель в (12.5) У + Р (Hi - Нг) sinA -л sin [т р dj sin Д/4) 2 J sin (Pdz sin Д/2)

F(A) = 2cosr

(12.8)

где Ни 2 - средние высоты подвеса соответственно верхней и нижней групп вибраторов; Я,-Я2 = т2/2.

Подставляя (12.8), (12.5) в (12.3), получаем в общем случае F,.2[cos(-l±if) + cos(--P- A у

x(-2ip ,pSinA)] sin(?iiiBA]x

(12.9)

При Ыо = 0, ¥=180° и идеальной земле (р = - 1)

Fa , = 4 sin* PinA

3. ( МюозАсозф (M.sinA . (МхСозАсозф-

(12.10)

12.4. Методика анализа в направленные свойства антенн СГДРН и СГДРАД

Для расчета электрических характеристик антенн СГДРН н СГДРАД необходимо определить токи в вибраторах, образующих полотна антенны и рефлектора. Строгий анализ может быть осуществлен на основе (6.30). Напряжения иа входах пассивных вибраторов определяются их входными токамн и сопротивлением нагрузки: (/,=-/вх<2н.

Напряжения на входах активных вибраторов, образующих полотно антенны, а в случае антенны СГДРАД н полотно рефлектора, связаны с напряжением источника соотношениями (12 1), учитывающими конкретную схему питания антенны Токи в активном нли пассивном вибраторе представляются в виде ряда с ненэвестнымн коэффициентами. Общее число неизвестных прн этом вдвое больше, чем необходимо при анализе антенны СГДРА

В конечном итоге на этапе конструирования антенны интерес представляют усредненные значения токов в вибраторах полотна антенны и рефлектора, определяющие направленные свойства антенны и требуемые волновые сопротивления распределительных фидеров. Ввиду этого указанное усреднение целесообразно ввести непосредственно в (6 30) н тем самым существенно уменьшить объем вычислений.

В наиболее упрощенном варианте предполагается, что токи в вибраторах антенного полотна и нх входные напряжения одинаковы, также одинаковы токи и входные напряжения в вибраторах рефлектора, а ток в рефлекторе отличается от тока в антенне комплексным коэффициентом

/р = /дЛе. (12.11)

В правую и левую часть (630) подставляют значения, усредненные отдельно для вибраторов антенны н вибраторов рефлектора, но полученные с учетом взаимодействия всех вибраторов ирн заданном распределении токов. Анализ миоговнбраторной антенны прн этом сводится к анализу системы из двух эквивалентных усредненных вибраторов - антенны н рефлектора.

Ввиду нестрогостн усреднеияой системы уравнений следхет ограаишгься минимальным числом членов ряда, представляющего ток. Например, ток южег быть представлен тремя членами степенного ряда (6.26), что позволяет с учетом произвольной константы (12.11) н неизвестных констант С, обеспечить сшиванне> правой и левой частей (6Э0) в трех точках каждого вибратора Прн увеличении числа членов ряда сходимость решения может не иметь места.

Возможны и более точные приближения Например, вместо (12.11) распределение тока в усредненном рефлекторе может быть задано независимым степенным рядом.

В предположении (12 11) ДН антенны имеет внд (122), где

р=1-}-Лехр(1 Т -iMpC0sAsin9). (12.12)

Различие в законах распределения тока в антенне н рефлекторе на форме ДН сказывается мало и то лишь в области дальних боковых лепестков н заднем полупространстве Если это различие учитывается прн анализе, в (12 2) множитель FiFp з

Fi + Fip А ехр (i V -i Р dp cos Д sin ф),

где Fi и Fip - ]XH усредненных вибраторов антенны и рефлектора, рассчитанные с учетом фактического распределения токов в них; Ч -разность фаз полей, излучаемых антенной и рефлектором в направлении максимума излучения; Л -отношение амплитуд этих полей.

12.5. Выбор основных геометрических параметров синфазных антенн. Диапазон использования

Электрические характеристики антенн СГД и их диапазонные свойства в значительной мере определяются геометрическими параметрами антенны.

Расстояние между полотном антенны и апериодическим рефлектором существенно влияет на ее направленные свойства и согласование с фидером. Оптимальные значения dp лежат в пределах (0,2-0,3)>>,о*. При больших значениях dp максимум множителя Fp в (12.2) не совпадает с максимумом Fa, что проявляется в увеличении уровня боковых лепестков. Увеличение dp связано также с усложнением конструкции антенны. Уменьшение dp приводит к частичному подавлению излучения вибратора излучением токов в рефлекторе. При этом уменьшается сопротивление излучения, возрастает относительное значение реактивной составляющей входного сопротивления и, как следствие, ухудшается согласование с фидером.

По тем же соображениям, а также с целью оптимального подавления излучения в заднем полупространстве в антеннах с настроенным или активным рефлектором dp выбирается равным (0,25-t-0,27)V

в зависимости от конкретных условий экоплуатацнн, ослабления или ужесточения тех нлн иных требований допустимый диапазон использован ш одной и той же типовой антенны может несколько меняться. В связи с этим под ниже понимается некоторая номинальная длина волны, относительно которой определяются все размеры антенны.