Антенны УКВ

На высоких частотах размеры вибраторов становятся настолько малыми, что появляется возможность строить многоэлементные антенны, имеющие узкую однонаправленную диаграмму.

Например: если расстояние между вертикальными четверть волновыми излучателями , а фазы в них сдвинуты на , то волна того излучателя, у которого фаза отстает на , дойдя до второго (через четверть периода), встречается с волной такой же фазы. По этому в направлении проводника с опережающей фазой волны суммируются. В тоже время в направлении проводника с отстающей фазой излучения не будет, так как волна излучателя с опережающей фазой дойдя до проводника с отстающей встречает противофазное поле. При этом однако в направлении перпендикулярном плоскости излучателя излучение тоже есть, но меньше (сдвиг ).

Сдвиг фазы можно обеспечить, если питать один из вибраторов кабелем на , длиннее от одного передатчика. Если сдвиг фазы сделать не , а , то максимум излучения повернется в другую сторону.

Тот излучатель, в сторону которого излучения нет, называется рефлектором.

Практически выполнить рефлекторную антенну достаточно сложно, к тому же такую систему сложно настраивать.

Антенну можно упростить, если энергию ко второму вибратору не подводить. Дело в том, что при достаточно близком расстоянии между вибраторами (), в пассивном (неподключенном) вибраторе наводится достаточно большой ток (взаимоиндукции). Причем фаза наведенного тока зависит от расстояния между вибраторами, а также от длинны пассивного вибратора (если длинна вибратора не кратна , то его сопротивление имеет емкостной или индуктивный характер).

Если в пассивном вибраторе колебания отстают по фазе от колебаний активного вибратора, то он выполнит функцию рефлектора. Если же фаза в пассивном вибраторе опережает фазу в активном, то в его направлений фаза усиливается, а он называеться директором. Антенна с пассивными рефлекторами и директорами называеться антенной “Волновой канал”.

Для сужения диаграмма направленности количество директоров увеличивуют вплоть до 10-12 шт. Теоретические расчеты директорных антенн очень сложны, по этому в справочнике сведены данные оптимальных размеров директоров и рефлекторов при различном их количестве и различных расстояниях между ними.

Пассивные элементы существенно уменьшают R_изл, то есть входное сопротивление активного вибратора, по этому возникают сложности согласования с фидером. Для устранения этого недостатка часто применяют в качестве активного элемента петлевой вибратор с большим сопротивлением излучения (≈300 Ом) к тому же он и более широкополосный.