Антенны




Вертикальная направленная антенна - часть 2


Точно таким же образом можно найти поле излучения и в других направлениях. Для более образного представления можно считать, что на рис.1 сверху показан вид в плане на две штыревые антенны S1 и S2. Такая система из двух штырей будет обладать диаграммой направленности, близкой к кардиоиде. Максимум излучения будет направлен влево, а нуль излучения — вправо. В боковых направлениях (вверх и вниз на рисунке) система тоже будет излучать, и довольно значительно, поскольку в этих направлениях будут складываться две квадратурные волны. Несколько повысить остроту диаграммы направленности можно, располагая излучатели S1 и S2 ближе друг к другу, например, на расстоянии L/8. Векторные диаграммы для этого случая показаны в нижнем ряду на рис. 1. Исходя из того, что излучение вправо, как и прежде, должно отсутствовать, определяем сдвиг фазы колебаний излучателей. Он должен составлять Зп/4 или 135°, как показано на векторной диаграмме в центре нижнего ряда. Тогда при излучении вправо вектор колебаний s1 повернется на угол п/4 или 45° , и окажется в противофазе с вектором s2 (смотри векторную диаграмму в нижнем ряду справа). При излучении же в левую сторону вектора s1 и s2 уже не будут синфазными, а окажутся в квадратуре, и результирующая амплитуда поля уже не удвоится, как в предыдущем случае, а будет всего в 1,41 раз больше поля каждого из излучателей (векторная диаграмма слева). Излучение вбок тоже будет меньше, так как в этих направлениях складываются близкие к противофазным поля. Расстояние между излучателями можно сделать и еще меньше, но для получения однонаправленного излучения угол , дополняющий сдвиг фаз в излучателях до противофазного, должен удовлетворять условию: ф = 2пd/L, т.е. также должен уменьшаться.

Не следует думать, что эффективность "короткой" антенны с малым d и почти противофазными излучателями меньше, чем эффективность "полноразмерной" с расстоянием d = L/4. Если потерями в элементах можно пренебречь, то вся мощность, подводимая к антенной системе, должна излучаться, и поля обеих антенн должны быть одинаковыми (пренебрегая небольшой разницей в диаграммах направленности). Но токи в элементах "короткой" антенны для создания того же поля получаются большими, и если учитывать потери в элементах, то они также возрастают из-за больших токов. Противофазные токи в элементах "короткой" антенны подобны противофазным токам в катушке и конденсаторе параллельного колебательного контура, амплитуда которых пропорциональна добротности. Точно также при укорочении расстояния между вибраторами и при приближении токов в них к противофазным возрастает эквивалентная добротность антенной системы, и соответственно уменьшается полоса ее рабочих частот. Такова плата за уменьшение размеров. Но при расстоянии между вибраторами L/8...L/10 возрастание потерь в элементах и эквивалентной добротности не превосходит 1,4...2 раза и вполне окупается сокращением габаритов антенны, что и подтверждено многолетней практикой конструирования ZL-бимов.




Содержание  Назад  Вперед