|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы Некоторой популярностью у радиолюбителей пользуется так называемая «скелетно-щелевая» антенна, показанная на рнс. 12 (9). Антенна представляет собой разновидность aHfeHHH «двойной квадрат». Диаграмма направленности этой антенны имеет форму вытянутой восьмерки. Для подавления заднего лепестка вводят пассивный рефлектор, длина которого на 6% больше, чем высота половины рамкн. Коэффициент направленного действия антенны 0 = 84 9 дБ. Питание антенны можно производить симметричным фидером с любым волновым сопротивлением. Согласование его с входным сопротивлением антенны осуществляют перемещением точки присоединения по горизонтальной двухпроводной лннин, на которой укреплен рефлектор. Антенна имеет полосу рабочих частот не менее (15-20)% средней частоты. Она удобна для приема телевизионных программ одновременно по нескольким каналам. Прн этом в расчете используют значение средней длины волны всего диапазона. Значительно большую направленность можно получить, используя систему из двух рамочных антенн, показанных на рис. 12 (7,о и б). Такие рамки располагают на расстоянии 0,18Я, друг от друга, что обеспечивает к.н.д, около 14 дБ [см. рис. 12 (S)]. Перемещение точки питания по вертикальному отрезку линии, находящейся в центре антенны, позволяет присоединять к ая-тенне фидер с любым волновым сопротивлением. 33. ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ВИБРАТОР Одной из простейших, но очень широкополосных антенн является вибратор, составленный из двух металлических треугольников. Такой вибратор изображен на рис. 12 (10). Его длина составляет 0,73 А,. Входное сопротивление широкополосного вибратора зависит от угла а. Оно изменяется почти линейно в пределах от Лвх=870 Ом прн а=10° до Лв1=200 Ом при 0=32°. Пря угле а=30° вибратор хорошо согласуется с симметричной линией Zo=240 Ом Использование симметрирующих схем в этом случае не рекомендуется, так как все они являются резонансными устройствами и в сильной степени уменьшают широкополосность вибратора. Конструктивно вибратор несколько изгибают, как показано на рнс. 12 (10), чтобы придать ему механическую жесткость. Если расположить широкополосный вибратор перед проводящим экраном, то можно получить широкополосную антенну с высокой направленностью, к. н. д. которой может достигать (10-И) дБ. Для этого вибратор располагают на расстоянии 0,22 Л от экрана, [см. рис. 12 ( )]. Для уменьшения влияния ветра экран можно выполнить из хорошо пропаянной сетки или в виде рамки с параллельными горизонтальными стержнями. Расстояние между стержнями устанавливают не более 0,1Лмяв, где Янин - минимальная длина волны диапазона. Р1з тех же соображений вье-бирают размеры ячеек сетки . 34. ВИБРАТОР С УГЛОВЫМ РЕФЛЕКТОРОМ На дециметровых волнах иногда применяют остронаправленную антенну в виде вибратора, помещенного между плоскостями согнутой под углом реф лекторной решетки или экрана и параллельного этим плоскостям [рис. 12(/4)] Вибратор с угловым рефлектором может иметь к. н. д. 1(15 дБ. Для того чтобы входное сопротивление вибратора мало зависело от частоты, его располагают на строго определенных расстояниях от вершины отражателя, чтобы разность фаз между полем вибратора и отраженным полем от плоскостей экрана составляла О или 360°. Если в качестве излучателя использовать широкополосный вибратор (см. § 33), то полученная таким образом остроиа -правленная антенна будет обладать хорошей диапазонностью. Антенна с угловым отражателем допускает согласование с фидером непосредственно без трансформирующих устройств путем правильного выбора размеров и применения петлевого или широкополосного вибратора. в табл. 4 приведены размеры вибратора с уголковым рефлектором в с»-ответствии с теми обозначениями, которые приведены на рис. 12(/4). Линейные размеры отнесены к длине волны. Если рефлектор изготовлен из труб или стержней, то расстояние В между ними должно быть ие более 0,06 Ям«я - минимальной длины волны диапазона. Как видно, длина каждого крыла рефлектора независимо от числа стержней влияет на усиление антенны. Увеличение Таблица 4
этого размера от к до 2Х приводит к увеличению к. и. д. от 10 до 12 дБ. Размеры вибратора с угловым рефлектором приведены в табл. 4, значения соответствуют полуволновому вибратору. Можно использовать и излучатель длиной %. В этом случае к. н. д. значительно возрастает, однако в диаграмме направленности появляются боковые лепестки. В этом случае необходимо соот-ьетственно увеличить ширину крыльев рефлектора. Угловой рефлектор может использоваться одновременно для нескольких антенн; в его раскрыве на соот-гетствующих расстояниях можно расположить несколько вибраторов. В этом случае размеры экрана выбирают для самого длинноволнового вибратора. 35. ДИСКО-КОНУСНАЯ АНТЕННА Диско-конусная антенна [рис. 12(/5)] представляет собой металлический конус с диском над ним. Возбуждение антенны производится коаксиальным кабелем, проходящим внутри конуса. Оплетку кабеля припаивают к окружности горла конуса, а центральную жилу присоединяют снизу к центру диска. Антенна является разновидностью вертикальных штыревых антенн, хотя во принципу возбуждения напоминает видоизмененную биконическую рупорную антенну. Она имеет круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскостиГ В вертикальной плоскости излучение происходит в пространстве между горизонтом и поверхностью конуса. Диско-конусиая антенна является ненаправленной, ее к. н. д. отрицателен {G=-3 дБ). Входное сопротивление диско-конусной антенны около 50 Ом, что позволяет питать ее непосредственно от коаксиального кабеля. Антенна этого типа достаточно широкополосна. Так, например, антенна с размерами В=600 мм, /. = 600 мм, 5 = 3 мм, Л=500 мм и 2а=60° хорошо работает в полосе частот от 85 до 500 МГц. На рнс. 12 (75) приведены размеры днско-конусной антенны, выраженные через среднюю длину волны диапазона. 36. СПИРАЛЬНАЯ АНТЕННА Номограмма М 32 В последние годы в радиолюбительской практике получили распространение спиральные антенны. Спиральная антенна образована проводником, расположенным в пространстве по цилиндрической винтовой линии с шагом s и числом витков п. Эти антенны широкополосны; нх частотный диапазон (для цилиндрических спиралей) может достигать 30% средней частоты. Входное сопротивление спиральных антенн высоко (120-150 Ом), и для их питания следует применять широкополосные согласующие устройства или несимметричные фидеры с большим волновым сопротивлением. Следует иметь в виду, что спиральные антенны имеют излучение с вращающейся поляризацией. Вращающаяся поляризация более выражена у мно-говитковых антенн. Антенна используется в режиме излучения вдоль оси спирали от точки питания к свободному концу, что имеет место при числе витков п>3, длине каждого витка 1,3>-т->0,75 и угле подъема спирали 12°<а<16°. При этих А условиях вдоль антенны устанавливается бегущая волна. Для получения излучения в одном направлении применяют дисковый рефлектор квадратной или круглой формы, имеющей поперечное сечение 2R= = (0,6-1,0)7,. Рефлектор может быть сплошным, сетчатым или сделан из радиальных стержней, или в форме «паутины». При угле подъема спирали а= 1=14°, 5/Я,=0,24 и п=6 антенна имеет оптимальные параметры. Расстояние начала спирали от экрана выбирают равным 0,13Х. При расчете к. н. д. антенны следует делать поправку на круговую поляризацию и от результата отнимать значение AG«3 дБ. Для приема излучения с линейной поляризацией можно применять антенну, состоящую из двух близко расположенных спиралей с параллельными осями, намотанных в противоположные стороны. Если эти спирали расположить в горизонтальной плоскости, то возможен прием волн с горизонтальной поляризацией, а при вертикальном расположении - с вертикальной поляризацией. Антенна из двух параллельно расположенных спиралей дает возможность при соединении спиралей параллельно получать входное сопротивление Лвх= (65-80) Ом, что удобно при питании ее обычным коаксиальным кабелем без согласующих устройств. Спиральная антенна имеет меньшие размеры, чем антенна «волновой ка-цал», н значительно большую полосу частот. Номограмма № 32 связывает размеры спиральной антенны и число витков с ее электрическими параметрами: входным сопротивлением, к. и. д. и шириной диаграммы направленности. Номограмма построена по следующим эмпирическим формулам: входное сопротивление спиральной антенны, Ом, /?вх=14о4-; (61) к. н. д. антенны (62) ширина диаграммы направленности на уровне половинной мощности (на уровне 3 дБ), град, део,5~-;:=:; (63) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 |