Короткие антенны «волновой канал»


Расчетные графики антенн. Коэффициент усиления G, входное сопротивление Za, а также длины отдельных элемен-тов для получения максимального усиления можно опреде-ить расчетным путем только для трех-четырехэлементной антенны «волновой канал». Дальнейшие расчеты, основанные на учете наведенных токов и влияния полей, не осуществимы из-за трудности учета всех влиянии. Расчетные данные для коротких антенн, т. е. имеющих только три-четыре элемента и расположенных на сравнительно малых расстояниях друг от друга, хорошо согласуются с опытными данными. Графики, приведенные на рис. 7-17 — 7-22, позволяют рассчитать размеры антенн и наглядно показывают соотношение настройки отдельных элементов (т. е. их длины), и ожидаемого усиления антенны согласно тем основным положениям, которые были изложены выше.

Графики с общим характером зависимостей не могут, конечно, учитывать ни диаметр несущей рейки, ни крепление самих элементов, но диаметр их учтен коэффициентом а=0,005 Л. Дополнительные данные приходится вводить в расчет исходя из конкретных условий. График на рис. 7-17 является основным расчетным и проектным и показывает зависимость коэффициента усиления G антенны по сравнению с полуволновым вибратором от расстояний пассивных элементов.

Cxema
Рис.7-17. Усиление трехэлементной антенны в зависимости от расстояния элементов от излучателя

Определенное усиление антенны G можно получить при разных значениях расстояний Lr и Lo, но область максимального усиления Gмакс сравнительно узка и выполнение этих условий сразу ставит вопрос о допустимых размерах антенны на данной частоте. Какую бы комбинацию ни выбирали, Gмакс получается при L0=L0+Lr=0,45Л,.

С этого и начинается творческий подход к изготовлению антенны на низких частотах.

Для дальнейшего расчета необходимо установить длину антенны. Из коротких наиболее благоприятной является комбинация Lr=0,15Л, Lg=0,15Л. Если и это невозможно по габаритам и материалам, тогда остается лишь Lr=0,15Л, L1=0,1Л и усиление G=6,3 дб.

На рис.7-18...7-21 даны размеры всех трех элементов в зависимости от выбранного по рис.7-17 расстояния от активного вибратора.

Cxema
Рис.7-18. Зависимость длины рефлектора трехэлементной антенны от расстояния до активного вибратора

Cxema
Рис.7-19. Длина директора трехэлементной антенны в зависимости от расстояния до активного вибратора

Наивыгоднейшее значение длины уменьшается при увеличении расстояний, т. е. взаимная расстройка как бы уменьшается. Это хорошо видно на рис.7-20, показывающем, как изменяется необходимая резонансная длина активного вибратора для получения наибольшего усиления в данных условиях от расстояний до пассивных элементов.

Cxema
Рис.7-20. Длина активного вибратора для максимального усиления антенны в зависимости от расстояний до рефлектора и директора

На рис.7-21 показаны размеры дополнительного директора Д2 в зависимости от расстояния между директорами Д1, Д2: его длина меньше, чем предыдущего.

Cxema
Рис.7-21. Длина второго директора четырехэлементной антенны в зависимости от расстояния до предыдущего

Наконец, рис.7-22 позволяет оценить величину активной составляющей Rа входного сопротивления всей трехэлементной системы.

Cxema
Рис.7-22. Изменения активной составляющей входного сопротивления в зависимости от расстояний до рефлектора и директора

Перерасчет размеров антенны из долей длин волн в сантиметры приведен на рис.7-23.

Cxema
Рис.7-23. График для перерасчета размеров элементов из долей длин волн в сантиметры для средних частот диапазонов

А.Колесников. "Справочник ультракоротковолновика". ДОСААФ, Москва, 1966.