Основные типы антенн и их характеристики

Входное сопротивление антенны

Антенна, как и всякий двухполюсник, обладает некоторым входным сопротивлением. В общем случае входное сопротивление Z_вх имеет активную R_вх и реактивную X_вх составляющие

Z_вх = R_вх + X_вх.

Если антенна настроена в резонанс, то X_вх = 0 и входное сопротивление антенны чисто активное. В этом случае Z_вх = R_вх = R_изл + R_пот, где сопротивление излучения R_изл и сопротивление потерь R_пот характеризуют мощности излучения и потерь в антенне

Р_изл = I²_а R_изл, Р_пот = I²_а R_пот.

С учетом этого h = Р_изл / (Р_изл + Р_пот) = I²_а R_изл / (I²_а R_изл + I²_а R_пот)= R_изл / R_вх.

Т.е., входное сопротивление антенны определяет ее к.п.д.

Симметричный полуволновый вибратор (рис.1.7,а) применяется в УКВ диапазоне при необходимости иметь слабые направленности свойства. Диаграмма направленности вибратора в пространстве имеет вид тора. В горизонтальной плоскости вертикально расположенный вибратор направленными свойствами не обладает (рис.1.7, б). В вертикальной плоскости диаграмма направленности имеет симметричную форму (рис.1.7, в).

Заземленный четвертьволновой вибратор широко применяется во всех диапазонах волн при необходимости получения ненаправленного излучения. Диаграмму направленности вибратора можно найти, основываясь на принципе зеркального отражения. Роль отражающей поверхности играет поверхность земли или обшивка самолета.

При использовании принципа зеркального отражения рассмотрение заземленного четвертьволнового вибратора можно свести к случаю полуволнового вибратора, одна половина которого находиться в земле (рис.1.8).

Рис.1.8. Симметричный заземленный четвертьволновой вибратор (а)
и его диаграммы направленности в горизонтальной (б) и вертикальной (в) плоскости

Рамочная антенна используется в длинноволновом, средневолновом и коротковолновом диапазонах для получения направленного приема (рис.1.9). Использование рамочной антенны на воздушных судах объясняется ее относительно небольшими размерами при работе на длинных и средних волнах.

Конструктивно рамочная антенна выполняется в виде катушки, расположенной на ферритовом сердечнике. Используются антенны такого типа в радиокомпасах для определения направления на принимаемую радиостанцию (определение пеленга радиостанции).

Рис.1.9. Рамочная антенна (а) и ее диаграмма направленности
в горизонтальной плоскости (б)

Директорная антенна используется в диапазоне УКВ для получения однонаправленных приема или передачи (рис.1.10). В состав антенны входят:

- активный полуволновой симметричный вибратор с длиной l = l/2, служащий для излучения или приема энергии;

- рефлектор, расположен позади активного вибратора на расстоянии 0,25 l и имеет длину l > l/2, в результате чего он представляет собой колебательную систему индуктивного характера;

- директор, расположен спереди активного вибратора на расстоянии 0,25 l и имеет длину l < l/2, в результате чего характер его сопротивления емкостной.

Принцип работы антенны состоит в следующем. Высокочастотный ток активного вибратора создает магнитный поток, распространяющийся в обе стороны от него. Под влиянием этих потоков в директоре и рефлекторе индуктируются э.д.с., создающие свои магнитные потоки. При этом магнитный поток директора совпадает по фазе с магнитным потоком активного вибратора, усиливая его, а магнитный поток рефлектора находится в противофазе с потоком активного вибратора, ослабляя его. Таким образом, рефлектор уменьшает излучение активного вибратора "назад" и создает однонаправленную диаграмму, а директор увеличивает излучение "вперед" и сужает диаграмму направленности. В антенне может быть применено до 8-10 директоров.

Рис.1.10. Директорная антенна (а) и ее диаграмма направленности
в горизонтальной плоскости (б)

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 605; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!