12 Система вибраторных излучателей множитель системы
Одиночные вибраторы имеют слабо выраженные направленные свойства. Для сужения ДН и повышения КНД целесообразно применять антенну в виде антенной решетки, элементами которой являлись бы вибраторы.
Многовибраторная антенна это антенная решетка, элементами которой являются симметричные или несимметричные вибраторы.
Как известно из теории антенных решеток, расстояние между соседними элементами в них по сравнению с длиной волны невелико, поэтому между ними существует электромагнитная связь за счет полей излучения (переизлучения). Этот факт оказывает существенное влияние на основные характеристики и параметры антенны в целом. Поэтому необходимо количественно оценить взаимное влияние вибраторов друг на друга. Это важно как для обычной АР, состоящей только из активных вибраторов, так и особенно для антенн, где один вибратор активный, а все остальные пассивные. К пассивным вибраторам энергия от генератора не подводится, они только переизлучают ЭМВ, создаваемые активным вибратором.
По конструкции различают следующие виды много-вибраторных антенн: директорная антенна (антенна типа волновой канал); логопериодическая вибраторная антенна; многовибраторная синфазная горизонтальная антенна.
13 Взаимодействие пассивного и активного вибраторов антенна волновой канал
6.4.2. Антенная решетка из двух вибраторов
Рассмотрим антенну из двух вибраторов, один из которых активный, а другой пассивный, изображенную на рисунке 6.81.
Для такой антенны система уравнений (6.27) примет вид
Из первого уравнения определяется отношение токов:
где М- модуль;
- аргумент отношения токов в вибраторах.
Аргумент
имеет физический смысл фазового сдвига
между токами вибраторов. Зависимость
модуля и аргумента отношения токов от
реактивного сопротивления пассивного
вибратора представлена на рисунке
6.32.
Из рисунка видно, что, изменяя реактивное сопро-тивление пассивного вибра-тора Х11 (например, изменением его длины 2l1), можно получить необходимые значения отношения амплитуд токов М и аргумента этого отношения . Кроме того, фазовый сдвиг будет зависеть и от расстояния между вибраторами, так как от него зависит величина и знак взаимного сопротивления. Следовательно, подбирая соответствующим образом дли ну пассивного вибратора и расстояние между пассивным и активным вибраторами, можно добиться выполнения условия
Из теории антенных решеток известно, что множитель такой двухэлементной решетки будет представлять собой кардиоиду, т. е. такая антенна в целом приобретает однонаправленные свойства. Причем если размер пассивного вибратора 2l1 > 0,5λ, то ток в нем будет опережать по фазе на 90° ток в активном вибраторе (т. е. ток в активном вибраторе будет отставать по фазе от тока в пассивном вибраторе). Тогда кардиоида будет макси мумом развернута на активный вибратор, так как максимум множителя антенной решетки ориентируется в сторону элемента, в котором ток отстает по фазе (рис. 6.33а).
Пассивный вибратор при этом играет роль отражателя (рефлектора). И наоборот, если 2l1 < 0,5λ то ток пассивного вибратора испытывает отставание по фазе также на 90° по отношению к току активного вибратора. При этом кардиоида максимумом направлена на пассивный вибра-тор (рис. 6.326), который в этом случае называют директором (направляющим).