Двухэлементные антенные системы

Наиболее популярными в диапазоне КВ являются двухэлементные антенны. Эти системы имеют вполне приемлемые габаритные размеры и усиление около 4,7 дБ. Питание таких антенн может осуществляться по-разному. Три варианта решения проблемы питания показаны на рис. 5.68.

Рис. 5.68. Различные способы питания диполя

В первом из них (см. рис. 5.68а) линия питания подключена к середине фазирующей линии, что приводит к синфазному возбуждению вибраторов. Длина фазирующей линии может быть произвольной, но следует иметь в виду, что обе ее половины должны быть идентичными. Такой способ дает возможность подобрать оптимальное расстояние между диполями. Диполь, возбуждаемый с конца, имеет входное сопротивление равное 1000... ...3000 Ом. Если фазирующая линия имеет длину 2×λ/4 и волновое сопротивление Z0 = 600 Ом, то происходит трансформация сопротивлений и в точке подключения питания RAA = 100 Ом.

Схема питания, приведенная на рис. 5.68б, используется реже. Входное сопротивление такой системы равно примерно 1000 Ом. В данном случае можно использовать двухпроводную линию, у которой для повышения волнового сопротивления увеличено расстояние между проводами и уменьшен диаметр провода. Фазирующий отрезок перекрещен и также выполняется в виде воздушной линии. В обеих приведенных схемах линия питания является источником дополнительного излучения, поле которого накладывается на поле, создаваемое собственно антенной.

Наиболее выгодной является третья схема питания (рис. 5.68в), хотя она и более сложна с конструктивной точки зрения. Так же, как и схема на рис. 5.68а, данная схема допускает произвольную расстановку диполей. Важно только выдержать равенство отрезков AB = AC. Следует также помнить о трансформирующем свойстве фазирующих отрезков. Входное сопротивление диполя равно 60 Ом. Если фазирующая секция имеет длину 2×λ/4 и волновое сопротивление 190 Ом, то эта линия трансформирует входное сопротивление в сопротивление, равное 600 Ом. Так как в этом месте параллельно подключены две линии, то входное сопротивление RA составит 300 Ом.

В этом случае можно использовать в качестве линии питания симметричную двухпроводную линию в ленточном диэлектрике. Системы, представленные на рис. 5.68, могут быть расположены либо горизонтально, либо вертикально. При вертикальном расположении диполей диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости будет такой, как показано на рис. 5.67. При горизонтальном расположении диполей влияние земли сказывается в том, что главный максимум диаграммы направленности приподнят на угол θ в вертикальной плоскости. Этот угол зависит от высоты h, на которую поднята середина антенны. При h = 3λ/4 и S = λ/2 диаграмма направленности в вертикальной плоскости имеет вид, показанный на рис. 5.69.

Рис. 5.69. Диаграмма направленности двухэлементной антенны, расположенной над поверхностью реальной земли