Короткие антенны «волновой канал» (методика расчета)
Колесников Александр Иванович
Расчетные графики антенн. Коэффициент усиления G, входное сопротивление Za, а также длины отдельных элементов для получения максимального усиления можно определить 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 влияний. 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 α = 0,005λ. 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. Определенное усиление антенны G можно получить при разных значениях расстояний Lr и L0, 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 + L1 =0,45λ.
Рис. 7-17. Усиление трехэлементной антенны
в зависимости от расстояния элементов от излучателяС этого и начинается творческий подход к изготовлению антенны на низких частотах. Для дальнейшего расчета необходимо установить длину антенны. Из коротких наиболее благоприятной является комбинация Lг = 0,15λ, Lg = 0,15λ. Если и это невозможно по габаритам и материалам, тогда остается лишь Lr = 0,15λ, L1=0,1λ и усиление G = 6,3 дб.
Рис.7-18. Зависимость длины рефлектора трехэлементной
антенны от расстояния до активного вибратора
Рис.7-19. Длина директора трехэлементной антенны
в зависимости от расстояния до активного вибратора
Рис.7-20 Длина активного вибратора для максимального усиления
антенны в зависимости от расстояний до рефлектора и директора
Рис.7-21 Длина второго директора четырехэлементной антенны
в зависимости от расстояния да предыдущего
Рис.7-22. Изменения активной составляющей входного сопротивления
в зависимости от расстояний до рефлектора и директора
На рис.7-18 —7-21 даны размеры всех трех элементов в зависимости от выбранного по рис.7-17 расстояния от 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 На рис.7-21 показаны размеры дополнительного директора Д2 в зависимости от расстояния между директорами Д1, Д2 его длина меньше, чем предыдущего. Наконец, рис.7-22 позволяет оценить величину активной составляющей Rа входного сопротивления всей трехэлементной системыПерерасчет размеров антенны из долей длин волн в сантиметры приведен на рис. 7-23.
Рис. 7-23. График для перерасчета размеров элементов
из долей длин волн в сантиметры для средних частот диапазоновИсточник: А.Колесников "Справочник ультракоротковолновика", ДОСААФ, 1966 г.
[ На главную ] [ Антенны ]
