ВИДЫ НАПРАВЛЕННЫХ АНТЕНН 1 Зеркальные антенны 2

ВИДЫ НАПРАВЛЕННЫХ АНТЕНН

1. Зеркальные антенны 2. Рупорные антенны 3. Линзовые антенны 4. Полуволновый вибратор 6. Антенна «Длинный провод» 7. Симметричная и несимметричная антенны 7. Антенна V-типа 8. Ромбическая антенна 9. Антенна «двойной квадрат» 10. Трехэлементная антенна Delta Loop 11. Директорная антенна 12. Логопериодическая антенна

РУПОРНАЯ АНТЕННА Рупорная антенна - металлическая конструкция, состоящая из волновода переменного (расширяющегося) сечения с открытым излучающим концом. Как правило, рупорную антенну возбуждают волноводом, присоединенным к узкому концу рупора. По форме рупора различают E-секториальные, H-секториальные, пирамидальные и конические рупорные антенны. Для этих антенн характерен малый уровень задних лепестков диаграммы направленности (до -40 d. B) из-за того, что мало затекание ВЧ-токов на теневую сторону рупора. Рупорные антенны с небольшим усилением просты конструктивно, но достижение большого (>25 d. B) усиления требуют применения выравнивающих фазу волны устройств (линз или зеркал) в раскрыве рупора. Без подобных устройств антенну приходится делать непрактично длинной.

ЛИНЗОВАЯ АНТЕННА В антеннах применяют линзы с показателем преломления больше и меньше единицы. Применение: Использование линзовых антенн ограничено в связи со сложностью изготовления и настройки параметров. Линзовые антенны используются и в качестве элементов антенных решеток.

ПОЛУВОЛНОВЫЙ ВИБРАТОР Самой простой из направленных антенн бесспорно считается полуволновый вибратор. Эта антенна используется приеме телевидения. Коэффициент усиления антенны принимается за единицу измерения, так коэффициенты усиления других антенн определяются относительно полуволнового вибратора. Диаграмма направленности антенны имеет вид восьмерки в горизонтальной плоскости и круга в вертикальной. Подключение к вибратору может быть выполнено кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом. Возникающая при этом асимметрия, искажающая диаграмму направленности, проще всего устраняется с помощью ферритового кольца большого диаметра, на которое наматывается 2 -4 витка используемого кабеля. Кольцо желательно располагать как можно ближе к антенне, а кабель - перпендикулярно вибратору на длине не менее 3 м от антенны

АНТЕННА « ЛИННЫЙ ПРОВОД» Д Удлиняя полуволновый вибратор, получают конструкцию, получившую название "Длинный провод» , обладающую существенно большим усилением. На практике наиболее распространены антенны длиной L или 2 L, поскольку размещение более длинных антенн на современных дачных участках и на крышах городских зданий затруднительно. С учетом влияния краевых емкостей, полная длина вибратора составляет для L - 10, 8 м, для 2 L - 21, 8 м. Для антенны длиной L максимум излучения ориентирован под углом 50° к направлению провода, а усиление по сравнению с полуволновым вибратором составляет 0, 5 д. Б. Для антенны длиной 2 L эти параметры составляют - 30° и 1, 5 д. Б соответственно.

НЕСИММЕТРИЧНАЯ И СИММЕТРИЧНАЯ АНТЕННЫ На рис. 10. 14 показана несимметричная, а на рис. 10. 15 симметричная антенна. Для предотвращения затекания тока на внешнюю поверхность кабеля (что искажает диаграмму направленности антенны) желательно намотать 2 -4 витка кабеля на ферритовое кольцо большого диаметра вблизи точки присоединения к антенне.

СИММЕТРИЧНЫЙ ВИБРАТОР С ПЛОСКИМ РЕФЛЕКТОРОМ Симметричный вибратор в Н-плоскости имеет всенаправленную ДН. Для формирования в этой плоскости направленного излучения вибратор применяется с плоским рефлектором (экраном). Однонаправленное излучение можно получить также в двухвибраторной системе, состоящей из активного и пассивного вибраторов, расположенных в одной плоскости. Симметричный вибратор с плоским рефлектором. рефлектор обычно имеет прямоугольную форму и выполняется из металлического листа или сетки. Размеры рефлектора выбирают так, чтобы в его пределах укладывалась площадка, существенная для отражения волн.

АНТЕННА V-ТИПА Объединив описанные выше антенны таким образом, чтобы их диаграммы суммировались, получают антенну типа V. Угол раскрыва а зависит от длины проводов. В частности, при длинах L и 2 L величина a составляет 100° и 70°, а усиление - 3, 5 д. Б и 4, 5 д. Б соответственно. Данная конструкция одинаково излучает в двух направлениях: вперед и назад. Входное сопротивление настроенных в резонанс антенн типа V составляет около 100 Ом при длине L и 120 Ом при длине 2 L (высота подвеса также влияет на сопротивление).

РОМБИЧЕСКАЯ АНТЕННА При соединении вместе двух антенн типа V таким образом, чтобы их диаграммы суммировались, получают Ромбическую антенну. Направленность этой антенны выражена существенно сильнее. При подключении к вершине ромба, противоположной точкам питания, нагрузочного сопротивления величиной Rн и мощностью, равной половине мощности передатчика, достигается подавление заднего лепестка диаграммы направленности на 15 -20 д. Б. Направление главного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости совпадает с диагональю а. В вертикальной плоскости главный лепесток ориентирован горизонтально.

АНТЕННА «ДВОЙНОЙ КВАДРАТ» Одной из лучших направленных антенн является антенна типа "Двойной квадрат". Как все "проволочные" антенны, она достаточно проста в изготовлении своими силами и не требует дорогостоящих материалов. Антенны типа "Двойной квадрат" обладают следующими характеристиками. Полоса частот (по уровню КСВ= 1, 6) - от 26, 600 до 27, 900 МГц. Поляризация - вертикальная. Подавление заднего лепестка диаграммы направленности - не менее 20 д. Б.

ТРЕХЭЛЕМЕНТНАЯ АНТЕННА DELTA LOOP Трехэлементная антенна Delta Loop относится к классу направленных, ширина лепестка излучения в горизонтальной плоскости составляет около 70°. Диаграмма имеет вытянутую форму, что дает выигрыш по сравнению со штыревой антенной GP длиной L/4 примерно в 10 раз по мощности, т. е. радиостанция мощностью 4 Вт в направлении основного излучения звучит так же громко, как радиостанция с усилителем 40 Вт при работе на обычный штырь. Положительный эффект при работе с дальними станциями еще больше усиливается за счет того, что приемник не воспринимает помехи с боков и сзади антенны. Недостаток этой антенны -невозможность поворачивать ее в направлении разных корреспондентов.

ДИРЕКТОРНАЯ АНТЕННА Принцип работы заключается в следующем. Электромагнитное поле, излучаемое активным вибратором, направляется рефлектором и первым директором в сторону остальных директоров, которые при определенных условиях посредством электромагнитной связи интенсивно возбуждаются, образуя своеобразный волновой канал. Более удаленные директоры возбуждаются слабее. Вдоль антенны распространяется бегущая волна с замедленной фазовой скоростью и коэффициентом замедления больше 1. Поэтому максимум излучения совпадает с осевым направлением.

ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ Логопериодическая антенна - широкополосная направленная антенна, работающая в десятикратном и более широком диапазоне волн. По коэффициенту усилении антенна эквивалентна трехчетырехэлементной антенне «волновой канал» . Может быть использована для приема сигналов многопрограммных телецентров при любых сочетаниях каналов метровых и дециметровых волн. Характеристики антенны зависят от знаменателя геометрической прогрессии т, характеризующего скорость убывания длин вибраторов и расстояний между ними, и угла ф при вершине треугольника, в который вписаны вибраторы. Чем ближе т к единице и чем меньше ф, тем больше коэффициент усиления антенны, однако при этом возрастают ее габариты и масса. На практике принимают обычно т =0, 8— 0, 9 и ф=30— 40°, что позволяет получить достаточно высокий коэффициент усиления при относительно небольших габаритах и массе.