Что такое директор на антенне

Обновлено: 04.05.2024

Полоса пропускания

Для уменьшения потерь желательно, чтобы толщина серебряного покрытия была по возможности больше. При покрытии элементов серебром отпадает необходимость в дополнительной защите поверхности элементов от воздействия погоды, в то время как поверхности алюминиевых или медных элементов следует покрывать защитным лаком. Для этой цели используется бесцветный лак с хорошими изоляционными свойствами и небольшой диэлектрической постоянной.

Коэффициент усиления антенны

Взаимные расстояния между пассивными элементами и их линейные размеры

Наилучшие результаты достигаются, когда первый директор располагается относительно близко к вибратору. Для всех следующих директоров, вплоть до пятого, расстояние постепенно увеличивается, а для последующих директоров оптимальное расстояние составляет 0,39λ. Ниже приведены оптимальные расстояния между первыми пятью директорами (λ): вибратор — 1-й директор 0,08; 1-й директор — 2-й директор 0,09; 2-й — 3-й — 0,09; 3-й — 4-й — 0,20; 4-й — 5-й — 0,39. Расстояния между всеми следующими директорами равно 0,39λ.

Расстояние между рефлектором и вибратором некритично и обычно выбирается равным 0,15—0,25λ. Оно в незначительной степени влияет на входное сопротивление антенны и на длину самого рефлектора.

Более рационально использовать прямолинейный вибратор с Т-образной согласующей схемой для согласования с линией передачи.

В случае, если антенна питается при помощи несимметричного коаксиального кабеля, применяется γ-образная согласующая схема.

В обоих случаях можно получить небольшое значение КСВ в линии, изменяя положение точек подсоединения согласующего устройства к вибратору.

Антенна, показанная на рис. 10-37, рассчитана на диапазон 2 м , имеет длину, равную 2λ , и дает коэффициент усиления 13,6 дб . Резонансная частота антенны равна 145 Мгц , и, следовательно, антенна наиболее эффективно работает в низкочастотной части диапазона. Ширина диаграммы направленностй В горизонтальной плоскости примерно равна 25°, величина обратного ослабления 20 дб .

Диаметр пассивных элементов должен быть не больше 6 мм .На рис. 10-37 изображена также Т-образная схема согласования, позволяющая согласовать антенну с линией передачи, имеющей волновое сопротивление 240 ом . В точки питания XX можно также подключить полуволновую петлю из коаксиального кабеля для согласования антенны с несимметричным коаксиальным кабелем, волновое сопротивление которого 60 ом (эта же схема осуществляет дополнительно и симметрирование коаксиального кабеля). Для получения точного согласования в незначительных пределах меняют расстояния между первыми директорами антенны. Расстояние между первыми директорами и вибратором — наиболее критичный размер антенны.

Тринадцатиэлементная антенна с большой длиной несущей траверсы и одинаковыми директорами

Длина антенны 3,5λ, директоры имеют одинаковые размеры, а коэффициент усиления равен 16 дб . Для резонансных частот 144, 145 и 146 Мгц длины рефлекторов соответственно равны 1 041, 1 035 и 1 027 мм , длины директоров (одинаковы для всех) — 935, 927, 919 мм . Диаметр всех пассивных элементов ≤ 3 мм . Несущая траверса антенны — трубка диаметром 32 мм , длина ее 7,20 м . Вид излучателя: шлейфовый вибратор с различными диаметрами проводников (см. конструкцию десятиэлементной антенны на рис. 10-38). Размеры шлейфового вибратора: толстый проводник — диаметр 12 мм , длина 978 мм ; тонкий проводник — диаметр 3 мм , расстояние между обоими элементами 25 мм . Расстояния между пассивными элементами: вибратор — рефлектор — 483 мм ; вибратор — 1-й директор — 178 мм ; 1-й директор — 2-й директор — 190 мм ; 2-й — 3-й — 190 мм ; 3-й — 4-й — 406 мм ; 4-й — 5-й — 813 мм ; расстояния между всеми остальными директорами равно 813 мм .

Сопротивление в точке питания приблизительно 240 ом. Точное согласование антенны с линией передачи производится с помощью изменения расстояний между первыми директорами и вибратором. Излучатель может быть изготовлен также в виде прямолинейного вибратора длиной 990 мм с Т-образной схемой согласования.

Длина антенны 3,5λ, резонансная частота 145,5 Мгц , коэффициент усиления 16 дб .

Диаметр несущего элемента антенны длиной 7,2 м равен 35 мм ,излучатель — прямолинейный вибратор с Т-образной схемой согласования. Антенна может работать в диапазоне 144—146 Мгц с допустимыми значениями КСВ. Получение минимального значения КСВ достигается путем регулировки размеров Т-образной схемы согласования.

Расстояния между элементами ( мм ): вибратор — рефлектор — 508; вибратор — 1-й директор — 178; 1-й директор — 2-й директор — 190; 2-й директор — 3-й директор — 191; 3-й директор — 4-й директор — 406 мм ; 4-й директор — 5-й директор — 813 мм ; расстояние между всеми прочими директорами 813 мм .

Антенна для диапазона 2 м имеет длину почти 10 м и коэффициент усиления, равный приблизительно 17,5 дб (56-кратное усиление по мощности). Размеры этой антенны приведены ниже.

Пятнадцатиэлементная антенна для диапазона 2 м

Точное согласование может быть достигнуто за счет перемещения первых директоров относительно вибратора.

Конструкция такой антенны, имеющей длину 16 м , и коэффициент усиления больше чем 17 дб была предложена радиолюбителем DJ 4 OB . Элементы антенны крепятся, как показано на рис. 10-39, на двух перлоновых канатиках диаметром 1,5 мм , имеющих длину 16 м каждый и расположенных на расстоянии 400 мм друг от друга. Перлоновые канатики крепятся к деревянным планкам, которые подвешиваются на несущих мачтах.

Все директоры и рефлектор антенны изготовляются из легких металлических трубок или прутков диаметром 3 мм и крепятся к канатикам с помощью коротких отрезков провода или перлоновыми нитками. Можно также просверлить в трубках отверстия диаметром 1,8 мм в соответствующих местах и продеть через них перлоновые канатики.

Излучатель представляет собой шлейфовый вибратор с толстым непрерывным проводником диаметром 8 мм и длиной 998 мм (медная или алюминиевая трубка). На расстоянии 60 мм от него располагается нижний тонкий, разорванный посередине элемент шлейфового вибратора, изготовленный из проводника диаметром 2 мм . Сопротивление такого шлейфового диполя в 6,3 раза больше, чем входное сопротивление полуволнового вибратора (см. рис. 1-15) и равно 240 ом . Следовательно, в случае использования полуволнового вибратора входное сопротивление антенны будет 38 ом .

Все прочие размеры конструкции антенны могут быть определены из рис. 10-39. Антенна крепится между двумя мачтами, причем мачта, расположенная в направлении основного излучения, должна по возможности быть изготовлена из дерева. Если местные условия не позволяют укрепить такую антенну, то можно удалить несколько директоров, незначительно уменьшая тем самым коэффициент усиления антенны. При этом входное сопротивление антенны обычно увеличивается также незначительно и требуется только небольшое изменение расстояния между директорами.

Такая антенна с увеличенной длиной антенного полотна в основном применима в качестве антенны с большим коэффициентом усиления для проведения связей в диапазоне 2 м только в одном направлении. Она обладает очень узкой полосой пропускания и острой диаграммой направленности.

Различные расстояния между элементами антенны были определены радиолюбителем DJ 4 OВ в ходе длительного эксперимента, целью которого было получение максимального излучения в основном направлении. При конструировании антенны рекомендуется несколько изменять расстояния между элементами, одновременно осуществляя контроль по индикатору напряженности поля.

Антенна яги-уда - это в основном массив прямолинейных диполей с питающим элементом и другими паразитными элементами. Его можно описать как решетку с торцевым огнем, что означает, что массив состоит из внутренне соединенных антенн, а весь блок функционирует как одна антенна.

Рисунок типичной антенны Яги,

Изображение предоставлено - Неизвестный автор Неизвестный автор, ТВ антенна Яги 1954 г., помечено как общественное достояние, подробнее на Wikimedia Commons

Антенна Яги Уда - очень реалистичная антенна для высокочастотной области, так как она работает в высокочастотном поле и сверхвысокочастотном диапазоне.

Что такое рупорная антенна? Проверять, выписываться здесь!

Использование антенны яги уда || Применение антенны яги уда

Современная высокочастотная антенна яги-уда, используемая для телевидения,

Элементы типичной антенны Яги Уда

Как было сказано ранее, типичная антенна Яги Уда представляет собой решетку из небольших антенн, в которой один элемент используется для подачи энергии, а другие являются паразитными.

Наиболее часто используемый питающий элемент антенны яги уда - это сложенный диполь. Радиатор специально сконструирован для работы с торцевым огнем. Паразитные элементы в переднем луче действуют как направляющие, а элементы в заднем луче действуют как отражатели. На этом антенна завершена.

Тонкие стержни выровнены по центру на перекладине. Имеется один ведомый элемент, несколько паразитных элементов, отражатель и один или несколько директоров. Как следует из названия, паразитные элементы физически не связаны с трансивером и работают как пассивные излучатели. Они излучают радиоволны, которые дополнительно влияют на диаграмму направленности. Расстояние между двумя стержнями зависит от длины волны сигнала. Обычно расстояние изменяется от одной десятой до одной четвертой длины волны.

Размер директоров обычно меньше, чем у ведомого элемента, что к тому же более лаконично, чем у отражателя.

Коэффициент усиления антенны яги уда зависит от количества присутствующих паразитных элементов. Увеличение количества паразитных элементов увеличивает общий коэффициент усиления антенны. Вот почему в антенне яги-уда много директоров. Поскольку рефлектор оказывает незначительное влияние на усиление антенны, в антенне имеется только один рефлектор.

Конструкция антенны яги уда

Режиссер: Это самый короткий элемент антенны яги уда. Эта часть направлена к принимающему источнику. Длина детекторов зависит от расстояния между деталями и длины волны сигналов. Коэффициент усиления антенны яги уда зависит от длины антенны. Длина антенны также увеличивается за счет увеличения количества директоров.
Управляемый элемент: Это элемент, из которого поступает энергия. Передатчик соединен с этим элементом через точку питания. Точка подачи обычно находится в центре компонента. Длина детали составляет половину длины волны.
Отражатели: Он представляет собой единый блок и построен на конце антенной решетки сразу после ведомого элемента. Имеет наибольшую длину среди паразитических элементов. Расстояние между отражателями зависит от длины волны, ширины луча и усиления антенны яги уда. Резонансная частота рефлектора обычно ниже.

Как линии передачи связаны с антеннами? Знать - кликните сюда!

Работа антенны яги уда

Обратим внимание на работу и работу антенны яги уда. Представьте себе типичную антенну яги уда с отражателем, с ведомым элементом и одним директором.

Как обсуждалось ранее, длина ведущего элемента составляет половину диполя, и он напрямую связан с электрической энергией. Он подает питание по всей антенне, поскольку у него есть точка питания, а все другие паразитные элементы внутренне связаны с этим элементом.

Теперь предположим, что паразитные элементы (как отражатели, так и директора) являются общим дипольным элементом измеримого диаметра и питаются в середине через короткое замыкание. Теория линии передачи утверждает, что короткое замыкание позволяет отражать мощность на 180 градусов.

Части типичной антенны яги-уда,

A - ведомый элемент, R - отражатель, D - директор,

Таким образом, работа может быть спроектирована как смешение дипольного элемента приемника энергии, который принимает мощность и передает согласованную нагрузку, и дипольного элемента передатчика мощности, который передает мощность на решетку антенны.

Теперь, в какой-то момент, если полученная и отправленная мощность смещены по фазе на 180 градусов друг относительно друга, то результатом будет нулевое напряжение. Это означает короткое замыкание диода в точке питания. Вот почему излучаемая мощность сдвинута на 180 градусов с падающими волнами.

Конструкция антенны Яги Уда

Хотя есть несколько методов анализа и расчета, позволяющих получить желаемый результат. Для n-элементной антенны яги уда необходимо учитывать 2n-1 параметров.

Разработанные антенны проходят методом проб и ошибок для дальнейшей модификации. Иногда антенна начинается с дизайна и заканчивается другим после определенных изменений в процессе. В настоящее время компьютерное моделирование помогает дизайнерам / инженерам проверять результат.

Диаграмма направленности антенны Яги Уда

Диаграмма излучения - это угловая зависимость силы радиоволн от любого электромагнитного источника. На изображении ниже показана диаграмма направленности антенны яги уда.

Диаграмма направленности антенны Яги уда, Изображение Автор - Четворно, Яги антенна анимация 16 кадров 1.6с, CC0 1.0

Преимущества антенны yagi uda || Недостатки антенны яги уда

Антенна Яги уда имеет как свои достоинства, так и недостатки. Но нет никаких сомнений в том, что эта антенна внесла некоторые радикальные изменения в область коммерческих антенн. Они пользуются наибольшей популярностью в качестве телевизионных антенн из-за большой пропускной способности. Обсудим некоторые из его преимуществ.

Преимущества антенны яги уда

Антенна Yagi uda имеет приличный коэффициент усиления 7 дБ, которого достаточно для ее приложений.
Антенная решетка Яги уда - это направленная антенна.
Этот тип антенн подходит для приложений от высоких частот до сверхвысоких частот.
Эти антенны имеют регулируемое соотношение от до ack.

Обсудим некоторые недостатки антенны яги уда.

Недостатки антенны яги уда

Хотя применение антенн яги уда подходит для усиления антенны, коэффициент усиления не очень высок по сравнению с любыми другими типами антенн.
При проектировании требуется большое количество элементов.
Любое повреждение паразитных элементов приводит к нарушению работы всей антенны.
Размер довольно большой, поэтому сейчас антенны не используются людьми.

Несколько математических задач, связанных с антенной Яги Уда

1. Создайте антенну яги уда со следующими характеристиками. Направленность: относительно диполя ½λ и расположена на том же уровне. Величина: 9.2 дБ. f₀ = 50.1 МГц. Желаемый диаметр паразитных стержней: 2.54 см. Желаемый диаметр металлической опорной стрелы: 5.1 см. Узнайте расстояния между элементами, длину и длину всего массива.

Решение:

Рабочая частота составляет 50.1 МГц. Длина волны λ = 5.988 м.

Желаемый диаметр паразитных стержней задан как d = 2.54 см.

Следовательно, d / λ = 2.54 / 598.8

Или d / λ = 4.24 x 10 -3

Желаемый диаметр металлической опорной стрелы дается как D = 5.1 см.

Следовательно, D / λ = 5.1 / 598.8

Или D / λ = 8.52 x 10 -3

Второй столбец диаграммы дает нам оптимальную длину без сжатия для значения d / λ = 0.0085.

Общая длина антенны будет L = (0.6 + 0.2) λ = 0.8λ. Расстояние или расстояние между паразитными директорами будет 0.2λ, а расстояние между отражателями будет таким же, что и 0.2λ.

Я энтузиаст электроники и в настоящее время занимаюсь электроникой и коммуникациями.
Я очень заинтересован в изучении современных технологий, таких как искусственный интеллект и машинное обучение.
Мои статьи посвящены предоставлению точных и обновленных данных всем учащимся.
Мне доставляет огромное удовольствие помогать кому-то в получении знаний.

Читайте также: