DSC03977

216 ANTENY PROSTOLINIOWE

Rys. 9.31. a) Dwuelementowy układ antenowy złożony z dipoli półfalowych i jego charakterystyka promieniowania w pł. H (prądy w elementach mają równą amplitudę i fazę), b) układ wibrator (0,478 IX) — reflektor (0,49X) odległe o 0,04X i wykonane z drutu o promieniu 0,00 IX oraz jego charakterystyka promieniowania w płaszczyźnie H

Rys. 9.32. Układ wibrator (0,4781X) — direktor (0,45X) odległe o 0,04X i jego charakterystyka promieniowania w płaszczyźnie H

układu biernego z elementami oddalonymi o 0,04X. jest przedstawiony na rys. 9.3 la. Jeśli wydłużymy nieco element bierny, to pojawia się wyraźnie wiązka główna na charakterystyce skierowana od elementu biernego do wibratora (rys. 9.31b). Taki element bierny jest zwany reflektorem, gdyż odbija on energię w stronę wibratora. Jeśli skrócimy element bierny względem wibratora, to pojawi się wyraźne maksimum na kierunku od wibratora do tego elementu (rys. 9.32). Elementy bierne krótsze od wibratorów zwiemy direktorami, gdyż ukierunkowują one energię z wibratora w swoją stronę. Zmiana odległości między elementami powoduje zmianę charakterystyki promieniowania, stosunku przód-tył (stosunek natężenia pola elektrycznego na kierunku maksymalnego promieniowania do natężenia pola elektrycznego w największej wiązce wstecznej) oraz impedancji wejściowej. Wykres zysku w funkcji odległości między elementami (teoretycznie wartość maksymalna wynosi +6 dBd) oraz rezystancji wejściowej dla układów dwuelementowych przedstawiono na rys. 9.33. Zmienia się również częstotliwość rezonansowa wibratora. Zbliżając direktor należy wydłużyć wibrator, aby był on nadal w rezonansie. Zbliżając reflektor należy nieco skrócić wibrator.

...

Rys. 9.34. Trójelementowa antena Yagi (reflektor 0,49X, wibrator 0,478IX i direktor 0,4SX odlegle wzajemnie o 0,04X i wykonane z drutu o średnicy 0,001 X: a) budowa, b) charakterystyka w płaszczyźnie H, c) charakterystyka w płaszczyźnie E

Połączenie direktora i reflektora daje nam najprostszą antenę Yagi (rys. 9.34). Maksymalna kierunkowość trójelementowej anteny wynosi 9 dB. Wieloelementową antenę Yagi przedstawiono na rys. 9.35. Optymalne odległości (ze względu na kierunkowość) wynoszą około 0,15-0,25X między reflektorem i wibratorem oraz między direktorami. Direktory są typowo o 5% krótsze, a reflektory o 5% dłuższe od wibratora. Zwiększenie liczby reflektorów nie powoduje znaczącego wzrostu kierunkowości, tylko spadek poziomu listków wstecznych. Dodanie direktorów zwiększa kierunkowość, ale nie w sposób liniowy (rys. 9.36). Antena Yagi jest w zasadzie anteną z falą bieżącą. Zasada działania wygląda tu następująco: wibrator wytwarza w przestrzeni falę kulistą. Fala rozchodzi się wzdłuż anteny z mniejszą prędkością fazową niż w powietrzu. Oznacza to, że kuliste powierzchnie ekwifazowe ulegają spłaszczeniu w kierunku direktorów, gdyż część powierzchni ekwifazowej rozchodząca się w powietrzu dogania fragment powierzchni rozchodzący się wzdłuż anteny. Po opuszczeniu