чаев размещения диполей, указанных на том же рисунке. Точнее, эти графики не дают прямого значения взаимного сопротивления, а характеризуют влияние этого фактора на сопротивление излучения и усиление антенной системы.

Из графика 5.61а следует, что на сопротивление излучения полуволнового диполя сильно влияет изменение расстояния до второго диполя, а также разность фаз токов возбуждения в обоих диполях. При синфазном питании и очень близко расположенных диполях входное сопротивление достигает 150 Ом. При разнесении диползй сопротивление падает (прн 5 = 0,45Я / = 75 Ом), достигая минимальных значений при 5Д = 0,7, а далее вновь увеличивается (при 5 = Я Ra=76 Ом).

При противофазном возбуждении диполей уменьшение расстояния между диполями приводит к резкому уменьшению сопротивления (при S->-0 R->-0). По мере удаления диполей друг от друга сопротивление растет и достигает максимального значения около 100 Ом при 0,6 ... 0,75, а далее вновь уменьшается до значе-

ния 75 Ом.

Малым значениям сопротивления соответствует большое значение тока и, следовательно, большое усиление. В синфазно возбуждаемой антенне максимальное усиление соответствует 5Д=0,6... ...0,8, а в противофазно возбуждаемой антенне - Я/8.

В коллинеарной антенной системе изменение расстояния между элементами лишь незначительно изменяет сонротивленне излучения, также незначительно изменяется усиление системы, составляющее около 3 дБ.

Активные антенные системы. Общий вид пространственной антенной системы показан на рис. 5.56г. Число элементов в такой антенне может быть весьма большим. Так, например, для диапазона УКВ оно достигает нескольких сотен.

Пространственная антенна является наилучшей с точки зрения формирования произвольных диаграмм направленности, которое достигается путем целенаправленного изменения положения элементов антенны, подбора амплитуды и фазы токов возбуждения всех элементов. Фазу токов возбуждения диполей, входящих в состав антенной системы, можно регулировать или изменением длины (электрической!) питающей линии, или изменением длины диполя.

Надо иметь в виду, что из-за наличия пространственной связи между всеми элементами следует ожидать появления дополнительного сдвига фазы тока возбуждения каждого элемента (рис. 5.60s), который требуется скомпенсировать.

1ри проектировании различных антенн, как правило, требуется индивидуальный подход и проведение достаточно сложного расчета, который осуществляется с использованием ЭВМ.

С помощью пространственной антенной системы можно получить диаграммы направленности самого различного вида, игольчатые остронаправленные, столообразные, в виде воронки и пр.

Регулируя амплитуду и фазу тока возбуждения каждого элемента антенной системы, можно регулировать и форму диаграммы раправленности. Этим свойством очень часто пользуются иа практике. Например, в радиолокации путем изменения фазовых соотношений между элементами антенны достигается перемещение максимума диаграммы направленности как по углу места, так н по азимуту

Частным случаем пространственной системы является антенная система, у которой все элементы размещены в одной плоскости. Эта

система получила название антенной решетки. Диаграмма напрай-липтости антенной решетки определяется следующими факторами: конфигурацией апертуры антенной решетки, расположением элементов в антенной решетке, амплитудами и фазами возбуждения всех элементов решетки.

Практика показала, что радиолюбители даже при конструировании простейших антенных решеток, к которым относятся линейные антенные системы, допускают ряд ошибок, приводящих к ухудшению параметров антенны по сравнению с теми, которые, в принципе, можно было бы ожидать от таких антенных систем. В частности, не всегда правильно осуществляется фазирование элементов антенной решетки.

Чтобы лучше разобраться в этих вопросах, целесообразно рассмотреть ряд частных вариантов выполнения антенных систем. Начнем с систем, содержащих активные элементы.

Коллинеарные системы. Согласно рис. 5.616 наибольшее значение усиления коллинеарных антенн достигается при расстоянии между диполями S= (0,3 ... 0,5)Я.

Усиление антенны при изменении числа используемых полуволновых коллинеарных диполей можно определить из табл. 5.8.

Усиление коллинеариой антенны

ТАБЛИЦА 5)

Главный лепесток диаграммы имеет форму диска, лежащего в плоскости, перпендикулярной оси антенны (экваториальной плоскости). Чем больше излучающих элементов содержит антенна, тем уже главный лепесток диаграммы. При п>2 в диаграмме появляются небольшие боковые лепестки. В экваториальной плоскости диаграмма имеет форму круга, которая не зависит от числа элементов излучения. Если такую антенну установить вертикально, то она будет иметь всенаправленное излучение в горизонтальной плоскостп. Если не учитывать влияния земли, то основной лепесток диаграммы такой антенны ориентирован под углом 9 = 0° в угломестной плоскости. Учет влияния земли можно оценить с помощью графиков, приведенных на рис. 2.47. В данном случае следует считать, что За высоту подвеса антенны над землей принимается половина высоты вертикальной коллинеариой антенны. Для горизонтально расположенной коллинеариой антенны вертикальное сечение ее диаграммы будет таким же, как для полуволнового горизонтального диполя (см. рис. 2.71).

Простейшей коллинеариой антенной является антенна Франкли-40 (вис. 5.62), состоящая из двух полуволновых вибраторов.

Входное сопротивление антенны зависит от отношения d/X, где - диаметр провода антенны, а также от высоты подвеса антенны над землей. Входное сопротивление составляет от 1000 до 3000 Ом. Следовательно, антенна должна быть возбуждена с помощью резонансной линии, трансформирующей сопротивление на меньшее, например на 300 Ом.

Добавляя к концам диполя полуволновый отрезки, возбуждаемые через четвертьволновые замкнутые отрезки, получим антенну с большим усилением (рис. 5.62е, г). Если из коллинеарной антенны исключить шлейфы, изменяющие фазу на 180°, а концы виб-

Х/2 S я/2

М,Х/2 l2x/2 L,X/2

40° 30° 20°/

Рис. 5.62. Варианты антенны Франклина:

а, б - двухэлементная антенна и ее диаграмма направленности, в, г, д - трехэлементная антенна и ее диаграмма направ.пенности, е, ж - четырехэлементная антенна и ее диаграмма направленности