В параллельной системе излучателей, работающей в режиме поперечного излучения, все излучающие элементы должны быть возбуждены синфазно.
В точке O (рис. 5.65а), отстоящей от антенны на расстояние r и лежащей на прямой, проходящей через ось симметрии антенны, напряженности полей от всех элементов были бы в фазе, если бы все элементы лежали на окружности радиуса r. Так как все элементы антенны лежат на одной прямой, то сложение всех полей происходит лишь в том случае, когда линейные размеры антенны очень малы по сравнению с расстоянием r. В направлениях, отстоящих на некоторый угол от главной оси, суммарная напряженность поля меньше, так как в этом случае изменяются фазовые соотношения между полями отдельных излучателей системы.
На рис. 5.65б расстояния от элементов антенны до точки O1 подобраны так, что фаза поля от диполя D1 составляет 270°, от диполя D2—234°, от D3—198°, от D4—162°, от D5—126°, от D6—90°. Отметим, что диполь D6 возбуждает в точке О поле, фаза которого противоположна фазе поля, обусловленного действием диполя D1.
Среди различных методов расчета результирующего поля радиолюбителям можно рекомендовать графический метод. Проиллюстрируем этот метод для рассматриваемой шестиэлементной антенны. В точке О результирующее поле Eр является суммой шести векторов Е1...Е6 (рис. 5.65б). Результирующее поле в точке O1 также получаем сложением векторов Е1...Е6. Эта процедура показана на рис. 5.65г, где фазы всех векторов соответствуют расположению диполей относительно точки наблюдения O1. Фазовый сдвиг отдельных составляющих может быть рассчитан с помощью простых соотношений, в которые входят угол θ и расстояние до диполя, фаза которого рассчитывается. Этот метод может учитывать различие в амплитудах тока возбуждения отдельных элементов антенной системы, для чего длина каждого из векторов Е1...Е6 выбирается пропорциональной амплитуде тока соответствующего диполя.
Максимальное усиление параллельной системы зависит как от от расстояния между элементами, так и от их числа, т. е. от апертуры антенны. Влияние расстояния S на усиление антенной системы представлено графически на рис. 5.66. Наибольшее усиление для системы из двух диполей наблюдается при S = 0,7. В табл 5.9 представлены результаты расчета усиления многоэлементной параллельной антенной системы при различных числе элементов и расстоянии между ними.
| Число элементов | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Усиление, дБ, для | S = 0,5λ | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| S = 0,7λ | 5 | 7 | 8 | 10 | 11 | |
Диаграмма направленности двухэлементной антенны, расстояние между элементами которой S = λ/2, содержит только два главных лепестка (рис. 5.67). При увеличении расстояния между элементами число лепестков также увеличивается.
