ТАБЛИЦА 59

Усиление параллельной многоэлементной антенной системы

Двухэлементные антенные системы. Наиболее популярными в диапазоне KB являются двухэлементные антенны. Эти системы имеют вполне приемлемые габаритные размеры и усиление около 4,7 дБ. Питание таких антенн может осуществляться по-разному. Три варианта решения проблемы питания показаны на рис. 5.68.

В первом из них (см. рис. 5.68о) линия питания подключена к середине фазирующей линии, что приводит к синфазному возбуждению вибраторов. Длина фазирующей линии может быть произвольной, но следует иметь в виду, что обе ее половины должны быть идентичными. Такой способ дает возможность подобрать оптимальное расстояние между диполями. Диполь, возбуждаемый с конца, имеет входное сопротивление равное 1000... ...3000 Ом. Если фазирующая линия имеет длину 2хЯ/4 и волновое сопротивление Zo= = 600 Ом, ТО происходит трансформация сопротивлений и в точке подключения питания Яаа = Ш Ом.

Схема питания, приведенная на рис. 5.686, используется реже. Входное сопротивление такой системы равно примерно 1000 Ом. В данном случае можно использовать двухпроводную линию, у которой для повышения волнового сопротивления увеличено расстояние между проводами и уменьшен диаметр провода. Фазирующий отрезок перекрещен и также выполняется в виде воздушной линии. В обеих приведенных схемах линия питания является источником дополнительного излучения, поле которого накладывается на поле, создаваемое собственно антенной.

Наиболее выгодной является третья схема питания (рис. 5.68е), хотя она и более сложна с конструктивной точки зрения. Так же, как и схема на рис. 5,68а, данная схема допускает произвольную расстановку диполей. Важно только выдержать равенство отрезков

Рис. 5 67. Диаграмма направленности двухэлементной антенны

4g=/lC. Следует также помнить о трансформирующем свойстве фазирующих отрезков. Входное сопротивление диполя равно 60 Ом. Если фазирующая секция имеет длину 2хЯ/4 и волновое сопротивление 190 Ом, то эта линия трансформирует входное сопротивление в сопротивление, равное 600 Ом. Так как в этом месте параллельно подключены две линии, то входное сопротивление iRa составит 300 Ом.

Рис 5 68. Различные способы питания диполя.

а, б - питание напряжением (соответственно симметричная и асимметричная схемы); в - питание током

В этом случае можно использовать в качестве линии питания симметричную двухпроводную линию в ленточном диэлектрике. Системы, представленные на рис. 5.68, могут быть расположены либо горизонтально, либо вертикально. При вертикальном расположении диполей диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости будет такой, как показано на рис. 5.67. При горизонтальном расположении диполей влияние земли сказывается в том, что главный максимум диаграммы направленности приподнят на угол 6 в вертикальной плоскости. Этот угол зависит от высоты Л, на которую поднята середина антенны. При к=ЗХЦ и 5 = Я/2 диаграмма направленности в вертикальной плоскости имеет вид, показанный на рис. 5.69.

Многоэлементные антенные системы. Трех- и четырехэлементные антенные системы наиболее часто располагаются вертикально. Для возбуждения всех элементов антенны используют несколько схем питания, показанных на рис. 5.70.

В схеме рис. 5.70о применено питание напряжением. Если линия фазирования имеет длину 2хЯ/2, то в ней не происходит трансформация сопротивлений. Поэтому в точке подключения питания В входное сопротивление будет в 3 раза меньше входного сопротивления диполя и составит около 600 Ом. Следовательно, в качестве 10 Зак. 351 289

линии питания целесообразно использовать линии с волновым сопротивлением 600 Ом. Линию питания можно подвести к точкам А, В и С. Наиболее равномерное распределение токов будет получено, если питание подвести к точке В. При расстоянии между диполями, большем, чем Я/2, длина фазирующей линии выполняется равной длине волны (рис. 5.706).

t,0 0.75 0,5 0,25 О 0,25 0,5 0,75 1,0

Рис. 5.69. Диаграмма иаправлеииости .цвухэле-меитиой антеииы, расположенной над поверхностью реальной земли

Четырехэлементная система может быть возбуждена двояким образом.

На рис. 5.70в сопротивления параллельных диполей Rb и Rc, трансформированные четвертьволновым отрезком в точку А, складываются с трансформированным сопротивлением параллельных диполей Rb и е. в точке А можно получить входное сопротивление а =200 ... 300 Ом, что позволяет использовать для питания симметричную линию. Для схемы, представленной на рис. 5.70г, малое входное сопротивление диполей, подключенных параллельно, трансформируется в точке А в большое сопротивление. От значения волнового сопротивления четвертьволновых отрезков ВА и DA зависит коэффициент трансформации, и поэтому Raa может иметь значение 200 ... 600 Ом.

В четырехэлементных антеннах можно поде брать d>kl2 и поэтому использовать линию фазирования длиной Л. Отметим, что схема, показанная на рис. 5.70г, может быть использована как в трех-, так и в четырехэлементной системе.