Діапазонні вібратори зі зниженим хвильовим опором

 

На рис. 15.3 показано схему “товстого“ дипольного випромінювача з плечима, утвореними пучками з n тонких провідників радіусом r кожний, розташованих вздовж твірних уявного циліндра радіуса R. Такий випромінювач носить назву диполя Надененка.

 

 

 

Рис. 15.3

 

Антена володіє властивостями суцільного потовщеного вібратора; його еквівалентний радіус r_е та залежний від r_е хвильовий опір становлять:

 

; . (15.1)

 

При 6…8 провідниках в плечі диполь Надененка з R=1м має еквівалентний хвильовий опір r_екв=200…400 Ом. Укомплектований відповідним фідером, він може експлуатуватись у двократному діапазоні робочих частот з КСХ£ 3 без будь-якого налаштування.

Довгий біконічний вібратор низького хвильового опору (рис. 15.4) може розглядатись як майже однорідна лінія для сферичної хвилі.

 

 

 

Рис. 15.4

 

Теорія біконусної антени розроблена С.Щелкуновим. Зокрема, отримано наступний вираз для обчислення хвильового опору:

 

. (15.2)

 

Антена вертикальної поляризації у вигляді несиметричного конічного вібратора (рис. 15.5), розташованого над добре провідною землею, має вдвічі нижчий хвильовий опір.

 

 

Рис. 15.5

 

Для конічних вібраторів з кутом a ³ 25^о активна складова вхідного опору знижується до десятків ом і мало змінюється в широкому діапазоні довжин хвиль (рис. 15.6). Реактивна складова опору при kl ³ 2 незначна, тому така антена може бути узгоджена зі стандартними коаксіальними фідерами в трикратному діапазоні частот.

У діапазонах дециметрових і коротших хвиль набула поширення широкосмугова диско-конусна антена вертикальної поляризації (рис. 15.7).

Нижче наводиться послідовність наближеного розрахунку диско-конусної антени.

1. Обчислюється довжина твірної конуса l » 0,28 l_max, де l_max – найдовша робоча хвиля.

2. Вибирається діаметр верхнього отвору конуса d, рівний діаметру коаксіального кабеля живлення антени.

3. Розраховується діаметр нижньої основи конуса за наступною формулою: D = 2 (l sina + 0,5 d). Для роботи у трикратному діапазоні частот з КСХ £ 2 потрібно вибирати кут при вершині конуса 2a ³ 45^о.

4. Визначається діаметр горизонтального диска, з яким з’єднується центральний провідник фідера. Він дещо менший діаметра основи конуса: 2R » 0,7D.

5. Розраховується відстань між диском та конусом: s » 0,3 d.

 

 

Рис. 15.6

 

 

 

Рис. 15.7

 

Заслуговує на увагу ще одна конструкція широкосмугової антени декаметрового діапазону з пониженим хвильовим опором – шунтовий вібратор Айзенберга-Кузнецова (рис. 15.8). При живленні двопровідною узгодженою лінією основні параметри шунтового вібратора можуть знаходитись у практично припустимих межах більш ніж в трикратному діапазоні частот.

 

 

Рис. 15.8