Шлейф - вибратор

Эквивалентные схемы

Ток I_A генератора 2V_A на рис. а) равен сумме токов I_A1 от всех генераторов V_A /2 и тока I_A от генератора V_A на рис. б):

.

Противофазные токи I_A1 = 0, т.к. для КЗ линии l =  /4 Z_IN = :

.

При действии одного генератора V_A на рис. г) оба провода шлейф-вибратора соединены параллельно. В каждом проводе

, ( — сопротивление излучения вибратора на рис. г)).

Таким образом: .

Так как ток имеет только синфазную составляющую, его распределение по длине каждого провода такое же, как в обычном полуволновом вибраторе:

При том же входном токе I_А шлейф-вибратор создаст вдвое большую напряженность излученного поля, т.е. в 4 раза большую мощность излучения .

Поэтому сопротивление излучения шлейф-вибратора в 4 раза больше, чем полуволнового вибратора:

Ом.

Полуволновые вибраторы могут работать в некотором диапазоне частот (например, принимать все каналы ТВ, кроме ДМВ). Шлейф-вибраторы эффективно работают только на резонансной частоте, т.к. только на ней подавляется противофазная составляющая тока I_A1.

Диаграмма направленности и КНД у шлейф-вибратора такие же как у полуволнового вибратора.

Директорные антенны

Направленность антенны можно увеличить, используя ряд параллельных полуволновых вибраторов, расположенных на общей рее и отстоящих друг от друга на .

Один из вибраторов (активный) питается от генератора; остальные (активные) возбуждаются полем активного вибратора.

Система из 2 вибраторов (1 – активный, 2 – пассивный):

В

КЗ

1 2

цепь вибратора 2 для настройки включено реактивное сопротивление — линия с КЗ перемычкой.

При индуктивном сопротивлении пассивного вибратора он действует как рефлектор – создает преимущественное излучение от пассивного вибратора к активному.

~  / 4

При емкостном сопротивлении пассивного вибратора он действует как директор – создает преимущественное излучение от активного вибратора к пассивному.

Практически удобнее получить индуктивное сопротивление пассивного вибратора за счет его удлинения, а емкостный — за счет укорочения.

Многовибраторная директорная антенна:

Излучение в обратном направлении мало, поэтому нет смысла использовать больше одного рефлектора.

В середине пассивных вибраторов — узел заряда (нулевой потенциал). Поэтому можно крепить их на общем металлическом стержне.

Антенны с широкой диаграммой направленности делают в виде полуволновых щелевых линий. В летательных аппаратах они просто прорезаются в обшивке (или корпусе).

В оптике антенны — это линзы и зеркала.

Очень мощные антенны СВЧ (например, в радиотелескопах дециметрового диапазона) также делаются по оптическому принципу — в виде очень больших параболических зеркал (~ 40 м диаметром). Такие зеркала необязательно делать сплошными (это практически невозможно). Достаточно сделать их поверхность в виде металлической решетки с размером ячеек .

В технике локации антенна должна обладать высокой направленностью и следить за объектом. Для этой цели используются вращающиеся антенны. Лучшее решение — антенна без движущихся частей в виде фазированныой антенной решетки (ФАР). На плоскости располагается много вибраторов, на которые сигнал подается с задержкой по фазе. От задержки зависит направление, в котором все излучаемые волны суммируются. Так же — прием.