Development and Research of the Dipole Antenna with the Reduced Span

Abstract

Рассматривается разработка и исследование вибраторной антенны с уменьшенным размахом плеч. Для этого сначала дана общая характеристика факторов, связанных с уменьшением размаха плеч вибраторных антенн. Сделаны оценки частотной чувствительности входного сопротивления антенны, а также коэффициента отражения от добротности антенны. Обсуждаются факторы понижения добротности антенн для расширения частотного диапазона их пассивного согласования с фидерной линией.Приведены количественные оценки полосы пассивного согласования полуволнового симметричного вибратора с учетом диаметров проводников, а также их расширение за счет дополнительных нагрузочных резисторов.Выполнен конструктивный синтез плоской антенны с уменьшенным размахом плеч в полосе частот 230…280 МГц. С использованием программы моделирования MMANA исследованы частотные зависимости коэффициента стоячей волны и входного сопротивления антенны для симметричных линейных вибраторных антенн: полуволновой 554 мм; укороченной 284 мм с удлиняющей катушкой 282 нГн, Q =100; 284 мм с катушкой 282 нГн и резистором 160 Ом; трех вариантов плоских антенн 284 ´ 50 мм с емкостными окончаниями без элементов нагрузки.На основе полученных результатов предложена, изготовлена и исследована плоская укороченная симметричная пилообразная вибраторная антенна с габаритами 284 ´ 50 мм, имеющая емкостные окончания и дополнительную удлиняющую катушку 55 нГн. Для ее пассивного согласования с КСВ < 2 в полосе частот 230…280 МГц на идеализированную линию передачи с волновым сопротивлением 20 Ом потребовался дополнительный нагрузочный резистор 80 Ом.Чтобы выполнить согласование антенны на фидерную линию с реальным входным сопротивлением, предложены два варианта электрических эквивалентов антенны (на дискретных LC-элементах и на отрезке кабеля) и проведено их сравнение с характеристиками антенны.