изменение в пределах ±10 мм положения первого директора Di. Антенна имеет достаточно большую широкополосность.

Антенна DL3FM. Схема антенны и ее основные размеры приведены на рис. 6.44о. Усиление аитеины составляет 16 дБ. Диполи выполнены из медного провода диаметром 1,3 мм, вибратор из провода диаметром 3 мм.

Антенна DLOSZ. Пятнадцатиэлементная антенна, имеющая длину 4,35l (29,2 м), представлена на рис. 6.446. Эта антенна имеет усиление С=15,2 дБ, ?а=50...60 дБ, отношение F/B=22 дБ. Для питания антенны используется гамма-трансформатор, в котором индуктивная составляющая сопротивления петли компенсируется с помощью переменного конденсатора емкостью 1 ... 8 пФ. Такая схема позволяет использовать в качестве линии питания коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50... 60 Ом без применения симметрирующих устройств. Если же в качестве линии питания используется коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, то размер 61 мм (см. нижнюю часть рис. 6.446) следует увеличить до 70 мм.

Антенна 15LY. Вариант пятнадцатиэлементной антенны, предложенный радиолюбителем с позывными 0K1VR, показан на рис. 6.44в. Антенна имеет длину /=3,25Я=2,24 м. Усиление антенны составляет 12,5 дБ. В этой антенне использован оригинальный способ питания. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, у которого снята оболочка, протягивают внутрь вибратора, а его средняя жила припаивается ко второму концу вибратора.

Антенна ШФЕУЕ. Эта антенна, изображенная на рис. 6.45а, пользуется большой популярностью среди американских радиолюбителей. При ее проектировании использовалось условие постоянства расстояний между директорами (около 0,36Я,), чго позволило получить сравнительно большое усиление прн малом числе элементов. Ее длина равна 4,8Я. (3,35 м), G=16,5 дБ. Входное сопротивление антенны составляет 200 Ом, поэтому с помощью трансформатора с коэффициентом трансформации 4 : 1 легко применить для питания антенны коаксиальный 50-омный кабель. Если антенну возбуждать

Иг Щ

1.6,

едлеменгтВ

Bit Bs Xe 15 э/1еменглов а)

Be Bg Bw 1 % in

/ОэлемеитоВ -1

гОэлементоВ

ЗОэле/иентов

Cs in]

\s\ /82 I m 120B I 206 1206 \ \20б\ \Ш h h B Bs Be Uj Be Bg B,o l,f B,i B l,f B,j

8,аЩ

Рнс. 6.45. Длинные антенны типа L-Ягн для диапазона 432 МГц:

а - пятнадцатиэлементная антенна; б - варианты антенн, состоящих нз 6; 10;

20 н 30 элементов

с помощью 75-омного коаксиального кабеля, то необходимо внести некоторую коррекцию в конструкцию антенны. Надо использовать петлевой вибратор длиной 340 мм и дополнительный директор длиной 310 мм, установленный на расстоянии 40 мм от вибратора. Для того чтобы увеличить отношение FIB, рекомендуется удлинить до 354 мм рефлектор антенны.

Антенна Шпиндлера. Эта антенна, изображенная на рис. 6.456, может состоять нз 30 элементов и достигать длины 5130 М.Ч. Антенна имеет более Сложный рефлектор. Входное сопротивление антенны можно увеличить с 240 до 280 Ом путем увеличения расстояния до первого директора до 40 мм.

Переход от шестиэлементной антенны к десятиэлементной, осуществляемый добавлением секции из четырех директоров, практически не меняет входного сопротивления антенны. Еще меньшее слияние на этот же параметр оказывает переход к двадцатиэле-ментной антенне Параметры антенн этого тина приведены в табл. 6.7.

ТАБЛИЦА 6.7

Параметры Длинных антенн типа L-Яги (к рис. 6.45)

В заключение описания конструкций антенн для диапазона 432 МГц отметим, что в этом диапазоне достаточно большое влияние на свойства антенны оказывает способ крепления диполей к несущей конструкции антенны.

6.4. Антенные решетки

Усиление антенн зависит от площади раскрыва. Антенны апертурного типа имеют усиление, пропорциональное площади поверхности раскрыва. Антенные решетки имеют несколько большее усиление, чем это следует из учета только площади их поверхности. На рис. 6.46 приведены графики, позволяющие провести сравнение усиления различных типов антенн.

Кривая 2 характеризует теоретический предел усиления апертурных антенн, имеющих равномерное возбуждение поверхности раскрыва. К теоретическому значению приближается усиление, которое можно получить, используя антенную решетку. Линия 3 соответствует усилению, которое реализуется с помощью зеркальных параболических антенн. Кривая / характеризует усиление антени типа Уда-Яги, отнесенное к электрической длине антенны, т. е. к ИХ. Так, например, для достижения усиления 17 дБ необходимо иметь антенну длиной 6%. Такое же усиление создает антенна, нло-

щадь поверхности раскрыва которой, имеющая равномерное воз-8Л. И, наконец, такое усиление имеет параболиче-

раскрыва которой

буждение, равна

ская зеркальная антенна, площадь поверхности равна

Диаграмма направленности прямоугольной апертуры с равномерным по амплитуде возбуждением описывается формулой

(6.6)

qs 0,81,0

30 40

где a=b - стороны прямоугольной апертуры.

Ширина главного лепестка при условии, что а=Ь, составляет аЕ = ан = 0,88Л/а=50,5°Л/а. Положение первого нуля диаграммы направленности определяется по формуле ао = 57,3°Л/а. Уровень первого бокового лепестка составляет -13,2 дБ.

Изменяя распределение поля по раскрыву антенны, можно в больших пределах изменять форму диаграммы направленности, в том числе можно уменьшить уровень первого бокового лепестка, правда, ценой уменьшения коэффициента усиления и расширения главного лепестка диаграммы.

В антенных решетках существенным является равенство фаз всех излучающих элементов, что необходимо для создания максимального усиления антенны в направлении, перпендикулярном полотну решетки. Всякое отклонение от равно-фазового (синфазного) возбуждения приводит к уменьшению коэффициента усиления, росту уровня боковых лепестков.

Как правило, в диапазоне KB и в нижней части диапазона УКВ основным элементом антенной решетки является диполь, обычно волновый диполь. Волновый диполь обладает достаточной собственной направленностью и, кроме того, большим входным сопротивлением, что позволяет соединять параллельно большую группу таких излучателей для согласования с линией питания, волновое сопротивление которой изменяется в пределах от 50 до 300 Ом. Входное сопротивление волнового диполя, питание к которому подводится посередине, зависит от отношения Ifd (см. график на рис. 2.82).

Собственное усиление волнового диполя суммируется с усилением антенной системы. Эффективная площадь поверхности раскрыва волнового диполя Лэфф=0,19Л.

Апертура волнового диполя имеет форму эллипса (рис. 6.4/а), оси которого равны 0,2Я и 1,ЗЗЯ. Система, содержащая п диполей, длина которых равна длине волны, имеет усиление G=4n и эффективную площадь поверхности раскрыва Л8фф=Я,%/я (рис. 6.47о).

Рис. 6.46. Сравнение усиления линейных и апертурных антенн: / - усиление антенны Уда - Яги; 2 - теоретическое усиление параболической антенны; 3 - усиление параболической антениы; Р - площадь поверхности раскрыва