Днпольная антенна бегущей волны. Сравнительно недавно была опубликована схема дипольной антенны бегущей волны, которая хорошо работает в диапазоне 2,5... 30 МГц {Ксти<2,6). Схема антенны приведена на рис. 5.55. Длина антенны 40,6 м. Антенна возбуждается с помощью или симметричной линии (волновое сопротивление 300 Ом), или коаксиального кабеля с использованием апериодического трансформатора.

12 16 20 2! 2S Частота, МГц,

16шГн

liT-

t2,2M

ЗОООМ

Си J42

2,!ч

А1Ф2!

122 м f

-ir/l -А0Л5М

Рис. 5.55. Дипольная антенна бегущей волны для диапазона 2... 30 МГц

Антенна выполняется из двух проводов, расстояние между ке-торыми равно 1,8 м. Это расстояние выдерживается за счет использования специальных алюминиевых распорок, размещенных между проводами.

5.4. Системы дппольных антенн

Рассматриваемые до сих пор антенны содержали только один вибратор, который возбуждался непосредственно линией питания.

Изменение длины вибратора (для гармонической антенны) позволяло в определенных пределах управлять формой диаграммы направленности. Однако получаемая диаграмма имела большое число лишних лепестков, некоторые из них по уровню были равны основным, рабочим лепесткам диаграммы.

При изменении параметров ромбической антенны также удавалось управлять формой диаграммы направленности антенн. Однако для этих антенн получить необходимую форму (и то в очень грубом приближении) можно только в некотором угловом секторе излучения.

Задачу создания требуемой формы диаграммы направленности можно решить значительно проще и лучше, используя системы элементарных (например, дипольных) излучателей.

Основные определения. Элемеятом антенной системы можно считать диполь, имеющий длину около Я/2 (реже - около Я).

Различают активные и пассивные элементы антенны. Вибратор-элемент активный. В передающей антенне вибратор возбуждается электромагнитной энергией, подведенной к нему с помощью линии питания От передатчика. В приемной антенне вибратор возбуждает в линии питания электромагнитную волну, которая канализируется к приемнику.

Пассивный элемент - это элемент, в котором протекает ток, наведенный сторонним электромагнитным полем близко расположенного активного элемента. Наведенный ток возбуждает свое поле, которое совместно с первичным полем создает результирующее излучение антенной системы. Пассивный элемент должен обладать такч-

ми свойствами, чтобы результирующее поле излучения имело требуемый вид распределения в пространстве.

Антенная система - антенна, построенная из ряда элементов (активных и пассивных), соединенных между собой определенным образом с единой линнен питания. В технической литературе встречаются равноценные понятия - многоэлементная антенна, антенная решетка.

Активная антенная система - антенная система из нескольких вибраторов, возбуждаемых токами, имеющими соответствующие значения амплитуды и фазы.

Пассивная антенная система - антенная система, содержащая ряд пассивных элементов, формирующих требуемый фронт электромагнитной волны.

Система фазирования -отрезок линии питания вибратора, с помощью которой создается необходимый фазовый сдвиг токов возбуждения вибраторов антенной системы.

Параллельная система - система, состоящая из параллельно расположенных вибраторов, лежащих в одной плоскости (рис. 56а).

Рис. 5.56. Основные антенные системы:

а, б - соответственно параллельное и коллинеарное расположение элементов; в - размещение элементов на плоскости; г - объемное размещение элементов

Коллинеарная система - система элементов, лежащих на одной линии (рис. 5.566).

Плоская система - совокупность параллельных и коллинеарных систем (рис. 5.56в).

По направлению максимального излучения различают

систему поперечного излучения (рис. 5.57а, 6), в которой элементы расположены на одной прямой или в одной плоскости, возбуждены синфазно и излучают максимальный уровень энергии в направлении, перпендикулярном прямой (плоскости) расположения элементов;

систему продольного излучения (рис. 5.57s), в которой направление максимального излучения совпадает с осью расположения элементов антенной системы.

Иногда встречается термин многоэтажная антенна , отличительным признаком которой является наличие нескольких антенных систем, установленных друг над другом и имеющих общую линию питания.

Диаграммы иаправленности. Ранее, в § 2.3 уже были приведены диаграммы направленности антенной системы, содержащей несколько активных элементов. В общем случае характеристики излучения, создаваемого всеми элементами антенной системы, зависят от угло-ого направления точки наблюдения, от расположения элементов, а

также от амплитуды и фазы возбуждения всех элементов антенной системы.

Обратимся к рис. 5.58. Предположим, что А. В, С и D - простые элементы антенной системы, выполненные, например, в виде полуволновых диполей н расположенные на некотором расстоянии

друг от друга. Каждый

Рсд антенны

Вид Вдоль диполя

Ось антенны

Вид вдоль диполя

Ось антенны

Вид сдону

► - направление максимального излучения

из этих элементов создает на расстоянии г в точке О поле напряженностью Е. Четыре таких элемента, возбуждаемые равными по амплитуде и синфазными токами, создают результирующую напряженность поля в то ке О, равную 4Е. Так как мощность излучения пропорциональна квадрату напряженности поля Е, то поток мощности, проходящий через точку О, возрастет по сравнению с потоком, создаваемым одиночным элементом, в 16 раз при

Рис. 5 57. Способы излучения антенны.х систем о - коллинеарная система с поперечным излучением; б - параллельная система с поперечным излучением; в - параллельная система с продольным излучением

условии, ЧТО каждый элемент излучает прежний уровень мощности. Если же все четыре элемента излучают ту же мощность, что и одиночный элемент, то ноток мощности, проходящий через точку О возрастет в 4 раза. Таким образом, получаем выигрыш в усилении антенной системы (по сравнению с усилением одиночного элемента) в 4 раза (или 6 дБ).

Рис 5 58 Четыре элементарных антенны, расположенных на одной линии и находящихся на расстоянии г от точки наблюдения О