Системы из спиральных антенн

При создании системы спиральных антенн используют те же принципы, которые были рассмотрены при анализе дипольных антенных систем.

В качестве примера рассмотрим здесь антенную систему, показанную на рис. 6.80а и состоящую из четырех спиральных антенн, каждая из которых содержит шесть витков с углом α = 14°. Рефлектор имеет размеры 94×94 см². Антенная система предназначена для работы в диапазоне частот 800 МГц. Усиление антенной системы на этой частоте составляет 19 дБ. Каким образом в диапазоне частот изменяются K_стU и ширина диаграммы направленности антенной системы показывают графики, приведенные на рис. 6.80б.

Разработка системы питания для данной антенной системы основывается на других, ранее не использованных принципах. Если в качестве линии питания используется коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом, то в точке соединения линии питания со всеми четырьмя антеннами последние должны иметь сопротивление 200 Ом (50×4 = 200 Ом). На самом деле входное сопротивление спиральной антенны составляет около 140 Ом. Поэтому возникает потребность в трансформации сопротивления со 140 в 200 Ом. Это достигается с помощью апериодического трансформатора, расположенного на тыльной стороне рефлектора. Расстояние линии питания от рефлектора выбирается таким, чтобы она осуществляла трансформацию сопротивления 140 в 200 Ом. Отметим, что в данном случае использование четвертьволнового трансформатора нежелательно, так как это устройство резко уменьшит широкополосность всей системы в целом.

Между элементами антенной системы в данном случае взаимосвязь очень мала, что иллюстрируется графиком на рис. 6.81. Этот результат получен при проведении экспериментального исследования, когда в одну из антенн подавалась мощность от передатчика и измерялась мощность, наведенная на других антеннах при переменном расстоянии между антеннами.

На рис. 6.82а показана большая антенная система, элементами которой являются спиральные антенны. Эта система предназначена для проведения специальных радиоастрономических наблюдений. Система содержит 96 спиральных антенн. Антенное полотно имеет размеры 48×6,6 м².

Другая антенная система, предназначенная для работы со спутниками и также содержащая спиральные антенны, изображена на рис. 6.82б. Система снабжена автоматическим устройством, которое осуществляет слежение за движением спутника. Обратите внимание на то, что антенны разнесены на значительное расстояние друг от друга — это обеспечивает реализацию максимального усиления.