Петлеобразные дипольные антенны


Антенна под названием петлеобразный диполь показана на рис. 466. Она состоит из двух элементов длиной по λ/2 на средней (центральной) частоте. Оба вибратора соединены на концах. Следовательно, напряжение на концах такой антенны будет такое же, как и напряжение в обычном полуволновом вибраторе.
Петлеобразные дипольные антенны

По излучаемым полям антенна представляет собой, по существу, два параллельных полуволновых элемента. Если элементы имеют одинаковые диаметры, то в них будут протекать равные токи. Направления токов показаны на рисунке. Если в каждом элементе ток равен 1 а, то общий эффективный ток будет 2 а, а излучаемая мощность
W=I2RΣ=4×73=292 вт,

где 73 ом — сопротивление излучения полуволнового вибратора. Хотя эффективный ток в антенне равен 2 а, входной ток в точках а—b равен только 1 а. Поскольку вся мощность подводится через входные зажимы, то эффективное входное сопротивление может быть определено по формуле
Петлеобразные дипольные антенны

Отсюда Rвх=292 ом, т. е. в 4 раза больше сопротивления излучения обычного полуволнового вибратора. Если параллельно соединить три элемента, как показано на рис. 466, б, то к входу антенны должен быть подведен ток только в 1/3 общего тока излучения. Входное сопротивление такой антенны будет примерно 657 ом, т. е. в девять раз больше сопротивления простого полуволнового вибратора. Следовательно, петлевая антенна обладает свойством трансформации сопротивления. Это облегчает ее согласование с волновым сопротивлением фидера. Подбор входного сопротивления антенны можно выполнить также, используя два элемента разных диаметров, как показано на рис. 466, в. В таких элементах токи будут неодинаковыми. Больший ток течет в элементе с большим диаметром. У подобных антенн можно получить любое входное сопротивление.
Петлевой диполь обладает еще одним удобным свойством. В нем имеется встроенная цепь, показанная на рис. 465, б. Эта цепь компенсирует изменение реактивного сопротивления. На основании рис. 467 видно, что диполь (рис. 466, а) может быть представлен двумя короткозамкнутыми четвертьволновыми отрезками линий, соединенных последовательно. Ток в фидере обозначен через Iф. Ток антенны распределяется по кривой, обозначенной Ia. В самом деле, оба тока возникают одновременно соответственно напряжению, подводимому к зажимам а—b. В фидере токи текут в противоположных направлениях и в создании мощности излучения не участвуют. Однако они влияют на входное сопротивление антенны. Сопротивление петлеобразного диполя рассматривается здесь как сопротивление двух последовательно соединенных коротко- замкнутых отрезков линий. Как показано в предыдущем разделе, изменения реактивного сопротивления отрезков линий несколько компенсируют изменения реактивного сопротивления антенны. В результате антенна обладает более постоянным полным сопротивлением в области своей собственной частоты. Заметим, что на двойной резонансной частоте замкнутые отрезки линий будут иметь электрическую длину λ/2. Это равносильно короткому замыканию входных зажимов антенны. Поэтому на такой частоте ока не сможет работать. Данный факт имеет серьезное значение для телевизионных приемных антенн, где возможны частоты с отношением выше 2:1.
Петлеобразные дипольные антенны