2. Устрій і принцип роботи антен діапазонів а,б,в.

1. Принцип роботи антени піддіапазону А

У піддіапазоні А застосовується логарифмічна періодична антена.

На горизонтальній несучій конструкції (стрілі), яка у електричному відношенні являє собою довгу лінію живлення, розміщено 8 диполів, виготовлених із дюралюмінієвих трубок. Довжина вібраторів у напрямі випромінювання антени зменшується за лінійним законом, так що співвідношення довжин та інтервалів між вібраторами виражається постійним коефіцієнтом, що дорівнює 0,635. Найменша довжина вібратора трохи коротша довжини хвилі верхньої частини піддіапазону, а найбільша довжина вібраторів трохи перевищує найдовшу хвилю нижньої частини піддіапазону. Фідером антени слугує коаксіальний кабель типу РК-75-9-13. Діаграма випромінювання антени однонаправлена із максимумом випромінювання у бік зменшення вібраторів. Із збільшенням частоти ширина діаграми спрямованості зменшується.

Принцип дії дипольної логарифмічної антени нагадує принцип дії директорної антени. Якщо дипольна антена збуджена на хвилі, для якої вібратор 4 виявляється настроєним у резонанс, тобто виконується умова та має активну складову вхідного опору, то так як і в директорній антені вібратор 3 має електричну довжину трохи більшу за резонансну та має індуктивну складову вхідного опору, а вібратор 5 має електричну довжину трохи меншу за резонансну та ємнісну складову вхідного опору. Тому при живденні вібраторів від двохпровідної лінії струм у вібраторі 3 відстає по фазі приблизно на від напруги живлення, струм у вібраторі 4 співпадає по фазі із , а струм у вібраторі 5 випереджає по фазі на напругу живлення. За рахунок зміни фаз на при перехресному вмиканні вібраторів до довгої лінії струм у вібратор 3 випереджає, а струм у вібраторі 5 відстає від струму у вібраторі 4 на . Така фазировка живлення вібраторів антен забезпечує максимум випромінювання у бік вершини антени.

Таким чином, на частоті, для якої вібратор 4 є резонансним, та в деякій смузі, що примикає до цієї частоти випромінюване поле визначається вібратором 3, 4, 5. При віддаленні хвиль резонансним є вібратор 3, енергія при цьому зосереджується у вібраторах 4, 3, 2; при подальшому віддаленні хвиль працюють вібратори 1, 2, 3.

Аналогічним чином, при укороченні робочої хвилі енергія зосереджується у більш коротких вібраторах.

Для збудження збиральної лінії всередині одного із кутків прокладено відрізок коаксіального кабелю. Центральний провідник фідера замикається на другий провідник лінії.

Точка збудження позначена знаком “ ”. Оскільки токи на ділянці лінії передачі за вібратором, що стоїть після активного, дуже малі, то підведення фідера до антени з боку точки С (точка нульового потенціалу) дозволяє відмовитись від застосування спеціального сигнального пристрою без побоювань при цьому за виникнення антенно-фідерного ефекту.

Антена перевозиться у складеному стані, вібратори при цьому не знімаються, а складаються вздовж корпусу антени. Розміри першого та останнього вібраторів відповідно дорівнюють 1320 та 399мм.

Антена закріплюється на вершині щогли за допомогою дерев’яного поліна. Схема кріплення дозволяє використовувати антену для роботи як з вертикальною так і з горизонтальною поляризацією.

2. Принцип роботи антенного пристрою піддіапазону Б, В

Рис 3. Внешний вид антенны диапазонов Б и В

Антенні пристрої піддіапазонів Б, В складаються із плоского решітчастого рефлектора із опромінювачів, розташованих по обидва його боки: з одного боку рефлектора—опромінювач піддіапазону Б, з іншого боку—піддіапазону В.

Опромінювач діапазону Б являє собою Z-подібну антену, яка зроблена із дюралюмінієвих трубок 22мм завтовшки. Живлення цього опромінювача здійснюється за допомогою ВЧ фідера типу РК-75-11, який пропущений всередині однієї із трубок, що утворюють полотно антени. Кабель живлення підводиться до антени у точках А та Б через узгоджувальний трансформатор, призначений для узгодження вхідного опору антени 123Ом із хвильовим опором фідера 75Ом.

Трансформатор являє собою чверть-хвильовий відрізок коаксіального кабелю довжиною 140мм типу РК-100-4-11. Для кращого узгодження антени із фідером у діапазоні низьких частот (120-150МГц) на опромінювачі закріплені два індуктивних шунти у вигляді 2х металічних пластин. Уведення коаксіального кабелю через точку С (див.рис.4), що відповідає 0-му потенціалу полотна антени, дозволяє обійтись без спеціального пристрою узгодження. Для отримання однонаправленої дії антени застосовується плоский решітчастий рефлектор розміром 1300х1700мм.

Рис 4. Эквивалентная схема Z – образной антенны дизонов Б и В

Опромінювач закріплюється на рефлекторі двома металічними стійками-ізоляторами довжиною приблизно 480мм. Стійки із рефлектором зв’язані шарнірно, що дозволяє складати антену при її згортанні. Коефіцієнт бігучої хвилі антени не менше 0,5. Коефіцієнт підсилення 9дБ по відношенню до ізотропного випромінювання. Рівень зворотного випромінювання антени (по відношенню до головного пелюстка)—14дБ. Ширина діаграми спрямованості: площина Е ; Н .

Принцип дії Z-подібного антени співпадає із принципом дії антенної системи, що складається із синфазних лінійних вібраторів, паралельних осі Z рис.5. Електромагнитне поле Z-подібної антени Е можна розкласти на дві складові: основна (вертикальна) поляризація та паразитна (горизонтальна) поляризація . При роботі антени на будь-якій частоті діапазону станції складові паразитної компоненти компенсують одна одну, а компоненти додаються.

Антена на щоглі може закріплюватися для роботи як із горизонтальною, так і з вертикальною поляризацією.

1.3. Принцип роботи антени піддіапазону В

Опромінювач піддіапазону В являє собою синфазну решітку із 4х Z-подібних ришітчастих антен. Кожна Z-подібна антена зроблена із дюралюмінієвих трубок 16мм завтовшки. Це дозволяє звузити діаграму спрямованості та покращити властивості спрямованості. Для поліпшення узгодження антени із фідером у низькочастотній частині діапазону до провідників полотна Z-подібних випромінювачів, що примикають до точок живлення, попарно замкнуті між собою металічними дугами. Ці дуги, на додаток, роблять полотна Z-подібних випромінювачів ще жорсткішими. Випромінювачі кріпляться до рефлектору металічними стійками довжиною 215мм. Рефлектор складається з двох секцій, що з’єднуються завісами між собою.

Схема живлення Z-подібних антен (схема з’єднання опромінювачів із розподільними фідерами) приведена на рис.6.

Згідно схеми опромінювачі увімкнені попарно паралельно за допомогою відрізків кабелю РК-150-7-11 та 100-омних узгоджувальних трансформаторів із відрізків кабелю РК-100-4-11 довжиною 140мм. На вході антени послідовно із фідером додатково ввімкнено 60-омний трансформатор, який на вході антени узгоджує вхідний опір антени із хвильовим опором фідера РК-75-4-11. 100-омний трансформатор підвищує вхідний опір у точках С, що утворюють у результаті паралельного ввімкнення 2х Z-подібних опромінювачів (А₁А₂ та А₃А₄).