Проектирование синфазной многовибраторной антенной решетки

курсовая работа

2.1 Описание конструкции

Синфазная горизонтальная антенна (рисунок 3) относится к группе настроенных остронаправленных антенн. Обозначается антенна СГ, что означает: синфазная горизонтальная антенна, имеющая п этажей, в каждом из которых находится р полуволновых вибраторов. При наличии рефлектора обозначение дополняется буквами РА (рефлектор апериодический) или РН (рефлектор настраиваемый).

Рисунок 3 - Синфазная горизонтальная антенна: а) - схема питания, б) - распределение напряжения в фидере одной секции вибратора

Конструкция многовибраторной антенной решётки должна удовлетворять следующим требованиям.

- необходимо обеспечить надежное крепление всей системы вибраторов;

- вибраторы по возможности должны занимать в пространстве горизонтальное положение (не провисать), а их взаимное расположение должно строго фиксироваться (расстояние между этажами b= и между центрами вибраторов по горизонтали ).

- вибраторы должны быть тщательно изолированы друг от друга и от земли.

- необходимо обеспечить возбуждение всех вибраторов в фазе и с равной амплитудой тока.

- механическое крепление вибраторов должно быть увязано с системой питания антенны (рисунок 3, а).

Фидер от генератора в точках 5-6 разветвляется на две линии, каждая из которых в точках 1-2, 3-4 подключается к двухпроводным линиям 9, непосредственно подводящим питание к вибраторам. Так как каждый вибратор имеет электрическую длину в полволны, то в точках подключения линии к вибраторам находятся пучность напряжения и узел тока, а следовательно, в данном случае входное сопротивление вибратора велико и больше волнового сопротивления линии. В результате в линии 9 наряду с бегущими волнами возникают стоячие. Как видно (рисунок 3, б), одноименные вибраторы соседних этажей подключаются к противоположным проводам линии питания. Поскольку расстояние между этажами , стоячие волны в линии питания обеспечивают синфазное возбуждение вибраторов. Для облегчения согласования антенной системы длина участков фидера от сечений 1-2, 3-4 до сечения 5-6 (рисунок 3, а) должна быть одинаковой и кратной . Основой для крепления антенны являются свободно стоящие металлические башни или деревянные мачты с оттяжками (рисунок 4). Вибраторы каждого этажа механически соединяются между собой изоляторами 10, 11, причем изоляторы 10 имеют специальную (крестообразную) форму, позволяющую фиксировать взаимное расположение проводов линии 9 и получить перекрещивание в схеме питания для синфазного возбуждения вибраторов. Крайние вибраторы каждого этажа соединяются, со стальными тросами 12, которые через блоки 14 создают натяжение соответствующего ряда вибраторов.

В многовибраторных антеннах этого обычно недостаточно для того, чтобы исключить провисание горизонтальных проводов. В таких случаях конструкцию дополняют верхним стальным тросом 15, называемым леером, к которому через вертикальные тросы 13 подвешиваются линии питания 9, Снизу эти линии прикрепляются к тросам 16, которые, так же как тросы 12, натягиваются через блоки.

Для компенсации емкости изоляторов между вибраторами последние дополнительно укорачивают. Обычно длина вибратора меньше половины длины волны на 3-8%. Вибраторы и линии питания должны быть тщательно изолированы от тросов. Кроме того, тросы необходимо разбить на небольшие участки с целью исключения паразитного резонанса. Для этого предназначены изоляторы 17.

Таким образом, многовибраторная антенна конструктивно представляет собой жесткую систему, которую в соответствии с ее внешним видом называют полотном или решеткой вибраторов.

Рефлектор антенны является полной аналогией собственно антенны. Полотно рефлектора (не показанное на рисунке 4) расположено параллельно полотну антенны на расстоянии (0,25л) от него. Рефлектор так же может быть активным. Питание антенны с активным рефлектором показано на рисунке 5. Для создания сдвига фаз в 900 между токами антенны и рефлектора, в цепь антенны включается линия длиной равная л/4. для поглощения отраженных от антенны волн на расстоянии л/4 от точек включения фидера ставятся балластные сопротивления R.

Рисунок 4 - Крепление полотна вибраторов синфазной горизонтальной антенны

Рисунок 5 - Схема питания антенны с активным рефлектором

Делись добром ;)