биться совпадения фаз токов, наведенных в вибраторе как прямой, так и вторичной волнами. Отмстим, что в данном случае в направлении от вибратора к рефлектору оба поля будут взаимно компенсировать друг друга.

Так как длина директора несколько меньше половины длины волны, то его можно рассматривать как емкостный контур, в котором ток опережает напряжение. Рефлектор же несколько длиннее половины длины волны и поэтому его можно рассматривать как индуктивный контур, в котором ток отстает от напряжения.

Необходимо иметь в виду, что приближение пассивного элемента к активному изменяет сопротивление излучения последнего /?изл и, следовательно, его входное сопротивление Ra. Влияние сближения диполей иа входное сопротивление показано на рис. 5.87. Отметим, что приведенные данные соответствуют оптимальной длине пассивного элемента. Одновременное использование двух пассивных эле-мсптоз - и директора, и рефлектора - в еще большей степени скажется на изменении входного сопротивления вибратора.

Сопротивление потерь виб-

7ff,-,--1-,-,-,--ратора Ruoi, который выполнен

в виде тонкого прово.та, в диапазоне достаточно длинных волн (более 40 м) может составлять несколько ом, что уже сравнимо с сопротивлением /?иэл. Так, например, при 5 = 0,1Я /?изл составляет примерно 14 Ом. Поэтому КПД такой антенны не очень велик. Для его повышения следует исиользозать провода с большим сечением. Для диапазонов 20; 15 и Юм с этой целью с успехом используют алюммиевые трубки диаметром 20 ..50 мм. Диполи, выполненные из таких трубок, можно крепить к несущим кои-в их центре, что позволяет избежать применения концевых изоляторов, которые приводят к дополнительным потеря1М и цолжны сохранять работоспособность при достаточно высоком уровне иа.чряжения пъ сравнительно высоких частотах.

Взаимное влияние элементов приводит к изменению не только сопротивления излучения, но и резонансной частоты.

Если вибратор, длина которого выбрана так, чтобы он находился в резонансе, приблизить к директору, длина которого несколько меньше Х/2, то получим эффект укорочения вибратора. В этом случае, чтобы восстановить резонанс, следует несколько удлинить вибратор. Противоположный эффект наблюдается при приближении к вибратору рефлектора, длина которого превышает Х/2. В этом случае для получения резонанса следует несколько укоротить вибратор.

Влияние изменения расстояния между элементами на уснлснне антенны, се характеристики иаиравленности и сопротивление излучения рассмотрим на относительно простом примере, когда пассивный элемент имеет ту же длину, что и вибратор. Выводы, вытекающие

Рис. 5 87. Зависимость входного сопро тивлсння вибратора Яд от расстояния СТрукцияМ SIX до пассивного элемента

из данного рассмотрения, пригодны и для анализа более сложной антенны.

На рис. 5.88а приведены графики изменения дополнительного усиления по направлениям А и В прн изменении расстояния между активным и пассивны.м элементами. Эти данные приведены для случая, когда длины обоих элементов одинаковы, а сами элементы не

I 149

0,2 а)

\ 111 %128

60 J

till 20\f

0,3 OA

f 0.1

0./5

0,2 6)

0,26 0.3

% ill

S 0,1 0,75

0,2 B)

0,25

Рис. 5 88 Характеристики двухэлементной антенны.

а - зависимость усиления антенны от расстояния между активным и пассивным элементами (при одинаковой длине обоих элементов); 6- зависимость длины директора, при которой реализуется максимальное усиление, от расстояния до вибратора; в - зависимость длины рефлектора, при которой реализуется максимальное усиление, от расстояния до вибратора, частота / дана в мегагерцах

имеют потерь. Из графика, соответствующего направлению А, видно, что наибольшее усиление достигается, когда расстояние между вибратором и директором S = 0,U. Дополнительный выигрыш в усилении составляет около 5,8 дБ. При увеличении расстояния между вибратором и директором дополнительное усиление падает, а пот 1 становится отрицательным, что свидетельствует об уменьшении усиления антенны по сравнению с усилением одиночного вибратора.

Если пассивный элемент рассматривать как рефлектор (направление В), то при малых расстояниях между элементами (S<0,1A,) дополнительное усиление падает, при больших расстояниях (S> >0,U) увеличивается. Чтобы избежать падения усиления при больших значениях расстояния S, необходимо пассивный элемент, выступающий в роли директора, несколько укоротить, а пассивный элемент, выступающий в роли рефлектора, удлинить,

Отметим, что увеличение расстояния S между элементами антенны приводит к росту сопротивления излучения /?и.чл, что, в свою

очередь, обусловливает рост КПД антенны.

Необходимую длину директора и рефлектора при заданном расстоянии между данным пассивным элеменгом и вибратором мол<но определить, пользуясь графиками, приведенными на рис. 5.886 и в. Эти графики соответствуют двухэлементной антенне, реализующей наибольшее усиление.

Отметим, что длины пассивных элементов можно выбирать с позиций оптимизации по другим параметрам антенны, например с целью получения максимального отношения F/B, требуемого усиления в основном и противоположном направлениях нли достижения большей широкополосности антенны. Как правило, конструируют антенну, в которой достигается компромисс между этими достаточно противоречивыми требованиями.

Из графиков на рис. 5 88а следует, что при расстоянии 5 = 0,14Л и одинаковой длине вибратора и пассивного элемента антенна является двунаправленной, но имеет повышенное значение усиления (около 4 дБ). Уменьшая расстояние S до 0,!Л, получаем в одном направлении, (Л) выигрыш в усилении, а отношение F/B в этом случае составляет 5 дБ. При дальнейшем уменьшении расстояния S до 0,05Л усиление в направлении А уменьшается и составляет только 2 дБ, зато существенно падает усиление антенны в направлении В. В этом случае отношение F/B = = 19 дБ.

На практике двухэлементной антенне расстояние S обычно выбирается равным 0,1X, а длину пассивного элемента подбирают так, чтобы максимально подавить прием антенны с заднего направления. Отметим, что КПД такой антенны в значительной степени определяется толщиной используемых диполей.

Если же отношение F/B не является самым важным параметром разрабатываемой антенны, то расстояние S выбирают в пределах 0,15.. .0,25Л. Максимизация усиления антенны в этом случае достигается подбором длины пассивного элемента. Такой подход к выбору параметров антенны продиктован следующими соображениями: при достаточно большом расстоянии между активным и пассивным элементами входное сопротивление антенны достаточно велико, что приводит к росту КПД разрабатываемой антенны. Надо иметь в виду, что увеличение расстояния между элементами антенны приводит к увеличению ее габаритных размеров. Так, например, для диапазона 40 м, для которого длина элементов составляет около 20 м, расстояние S, при котором реализуется максимальное значение КПД, равно 10 м, тогда как расстояние S, которое соответствует отношению F/B=19 дБ, равняется лишь 2 м. Поэтому изготовить антенну с большим отношением F/B легче, чем антенну с меньшими потерями. Следует еще отметить, что подбор длины пассивного элемента для регулировки отношения F/B очень легко осуществляется на практике, так как зависимость отношения F/B от длины пассивного элемента имеет ярко выраженный резонансный характер.

Схема двухэлементной антенны, вьшолненлвй в виде вибратора и директора, дает несколько лучшие результаты, чем схема антенны с пассивным элементом в виде рефлектора. Поэтому на практике первая из схем получила большее распространение Настройка директора на максимум усиления позволяет получить в этой антенне усиление около 5 дБ по сравнению с полуволновым диполем, а отношение F/B составляет только 5,5 дБ. Незначительное укорочение