Дизайн на вибраторна антена
Работни страници
Фрагмент от текста на произведението
КОНСТРУКЦИИ НА ВИБРАТОРНИ АНТЕНИ
Най-простата и най-разпространена антена е полувълнов вибратор.Когато двупроводна линия е свързана към вибратор (фиг. 1, а), SWR в линията е 5-7, така че линията трябва да бъде настроена на движеща се вълна. Вибраторът се оказва теснолентов. Удобна схема е полувълнов вибратор с шунтова мощност (фиг. 1б). Избирайки размерите L и l на шунта, е възможно да се получи режим, близък до режима на пътуващата вълна в линията, без допълнителни елементи за настройка. Предимството на този метод на захранване се състои в това, че в точкатаaна вибратора е монтиран възел на напрежение, което прави възможно закрепването на вибратора към опората без изолатори.
За да се увеличи входният импеданс, полувълновият вибратор може да бъде направен във формата на контур (схема на Pistohlkors). Както е показано на фиг. 1,вдва елемента на вибратора със същия диаметър са съединени накъсо в краищата с джъмпери и двупроводна линия е свързана към прекъсването на един от тях. Токовете в паралелните елементи на вибратора са синфазни с максимуми в средата и тъй като разстоянието между проводниците е малко в сравнение с дължината на вълната, моделът на контурния вибратор съвпада с модела на обикновен полувълнов вибратор.
Ориз. 1. Разновидности на полувълнови вибратори
Входният импеданс на контурен вибратор може да се изчисли от баланса на мощността. Нека ефективната стойност на тока в антинода на всеки вибратор е равна на I. Тогава общата излъчена мощност ще бъдеРΣ= (2I) 2 RΣП. От друга страна, тази мощност може да се изрази чрез входното съпротивлениеPΣ= I 2 Rab.Оттук и входният импеданс на кръгообразния
Ориз. 2. Шунтови вибраториRab= 4RΣП. ПриRΣП =73.l Ohm, имамеRab ≈292 Ohm, което е близко до вълновите импеданси на двупроводните линии и съгласуващото устройство става незадължително.
Вибраторът с форма на контур може да бъде оборудван с допълнителни джъмпери (фиг. 2, а). В този случай, чрез избора на дължината на шунтаlw, както и съотношението на диаметрите на проводниците, образуващи вибратора, е възможно да се постигне добро съвпадение на входния импеданс на антената с вълновия импеданс на двупроводната линия в доста широка честотна лента. Друг вариант на шунтирания дипол е показан на фиг. 2.6. С правилния избор на точки на превключване на шунт, неговите размери, ъгъл a и вълнов импеданс на линията е възможно да се получи добро съответствие в приблизително четирикратен диапазон на дължина на вълната (отλ=6,5lдоλ=1,5l)с SWR не повече от 3,3. Полувълновите симетрични вибратори могат също да се захранват от гъвкав коаксиален кабел или твърд коаксиален вълновод. В тези случаи става необходимо да се използват устройства за балансиране, например под формата на U-образно коляно.
В схемата на фиг. 3,авходният импеданс на вибратора е приблизително 73Ω, а съпротивленията, натоварващи кабелните сегменти, са
Ra0= Rb0 ≈36,5 ома. Ако кабелът има вълнов импеданс Zv==75Ohm, а дължината на сегментаl1=λV/4,тогава съпротивлението в точкатаснатоварва входния кабел на антената.Rc:=Zv2/(2Rao) ≈77Ω и SWR в захранващия кабел на антената е близо до единица.
Ориз. 3. Начини за захранване на вибратора с коаксиален кабел
В схемата на фиг. 3,bконтурният вибратор на Pistohlkors има входен импеданс от около 292 ома, така чесъпротивленията на товарните кабелни сегменти са:Ra0 = Rb0 ≈146 Ohm. Ако дължинатаl1е избрана равна на нула, тогава съпротивлението, натоварващо захранващия кабел в точкаc, едва пъти по-малко, т.е. около 73 Ohm, което осигурява режим, близък до пълното съгласуване.
Широколентов мостов балун