• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХЧАСТОТНЫХ (ТРЕХЧАСТОТНЫХ) АНТЕНН С РЕАКТИВНЫМИ НАГРУЗКАМИ

Овсяников, ВВ
Organization: 

Днепропетровский национальный университет имени О. Гончара
72, пр. Гагарина, Днепр (Днепропетровск), 49010, Украина

E-mail: ovsyan37@i.ua

Язык: русский
Аннотация: 

Приведены результаты теоретического и экспериментального исследования распределения амплитуды комплексного тока, входных сопротивлений, коэффициента стоячей волны по напряжению и диаграмм направленности многочастотных и двух-частотных линейных проволочных антенн СВЧ-диапазона с четвертьволновыми коаксиальными, двухпроводными шунтами и с со-средоточенными реактивными нагрузками. В результате исследований выяснено, что при постоянной длине четвертьволнового шунта, прикрепленного к антенне, и при разных размерах антенны относительно шунта она может приобретать или терять свойство многочастотности: при длине проволочного стержня, выступающего за пределы шунта, равной нечетному числу четвертей короткой волны верхнего частотного диапазона, режим многочастотности соблюдается; в противном случае режим многочастотности отсутст-вует. Предложен и проверен экспериментально принцип устранения отмеченного недостатка и создания двухчастотных антенн для работы с произвольным соотношением совмещаемых частот. Этот принцип заключается в корректировке электрической длины указанного проволочного стержня антенны, выступающего за пределы шунта, путем последовательного включения в его разрыв сосредоточенной реактивной нагрузки, значение которой должно удовлетворять двум условиям: созданию максимальной разности потенциалов в раскрыве шунта на верхней рабочей частоте и обеспечению режима последовательного резонанса антенны на нижней частоте. Приведены результаты исследования в виде таблиц и графиков распределения тока, входных сопротивлений, коэффициента стоячей волны по напряжению и диаграмм направленности подобных антенн, а также значений индуктивных нагрузок, рассчитанных по предложенному выражению и включаемых последовательно в выступающую часть стержня антенны за пределами шунта. Экспериментально проверен предложенный метод расчета и оптимизации подобных двухчастотных антенн для работы с произвольным соотношением совмещаемых частот. Отмечено, что исследованная двухчастотная антенна с двухпроводными линейными шунтами и с включенными индуктивными нагрузками является одним из перспективных вариантов при разработке малогабаритных двухчастотных антенн и антенных решеток в микрополосковом исполнении. Ил. 12. Табл. 3. Библиогр.: 13 назв.

Ключевые слова: входное сопротивление антенны, двухчастотная антенна с шунтами, индуктивная нагрузка, коэффициент стоячей волны по напряжению, распределение амплитуды комплексного тока на антенне

Статья поступила в редакцию 17.05.2017
PACS 84.40. Ba
УДК 621.396.67
Radiofiz. elektron. 2017, 22(3): 47-57

Полный текст (PDF)

References: 
  1. Smiht D. L. The Trap–Loaded Cylindrical Antenna. IEEE Trans. Antennas Propag. 1975. Vol. 23, N 1. P. 20–27.
  2. Coaxial Multiband Antenna: пат. 3139620 США, Cl. 343–730 / K. L. Leidy and H. D. Cribbage. Заявл. 23.12.59; опубл. 30.06.64; 3 c.
  3. Multifrequency Antenna System Including an Isolation Section Open Circuited at Both Ends: пат. 3735413 США, МКИ НО1Q 1/00, 9/16 / Oukley Mc Donald Woodward. Заявл. 19.08.71; Опубл. 22.05.73; 5 c.
  4. Tai, Chen To. Ann. Arbor. Manypole Broadband Antenna, 1970 Pat. USA No. 3.550.145, HO1Q 21/00, 9/38, 1/50/ 343/826, 22.12.1970, 3 p. Manypole Broadband Antenna: пат. 3550145 США, МКИ НО1Q 21/00, 9/38, 1/50 343/826 / Tai, Chen To. Ann. Arbor. (США); заявл. 03.08.68; опубл. 22.12.70; 3 c.
  5. Гриф А. Я. Антенны спутниковые, ТВ, РВ, СИ-БИ, КВ, УКВ. Москва: Символ-Р, 1998. 320 c.
  6. Taylor C. D., Aronson E. A., Harrison C. W. Theory of Coupled Monopoles. IEEE Trans. Antennas Propag. 1970. Vol. 18, N 3. P. 360–366.
  7. Krjukov A., Ovsyanikov V. The Antennas for Mobile Radio Communication. Proc. of 31st European Micr. Conf. (EuMA). (27 Sept. 2001). London, 2001. Vol. 3. P. 469–472.
  8. Ovsyanikov V. V. Designing of Multifrequency wire Antennas with Shunts. Int. Conf. Antenna Theory and Techniques (17–21 Sept., 2007). Sevastopol, Ukraine. P. 250–252.
  9. Овсяников В. В. Состояние разработок вибраторных, диэлектрических и плазменных антенн в контексте исторического развития антенной техники. Радиофизика и элект-роника. 2016. Т. 7(21), № 3. С. 58–73.
  10. Овсяников В. В. Электрически малые вибраторные, спиральные и петлевые антенны. Радиофизика и электроника. 2017. Т. 8(22), № 1. С. 57–67.
  11. Драбкин А. Л., Зузенко В. Л. Антенно-фидерные устройст-ва. Москва: Сов. радио, 1961. 816 с.
  12. Никольский В. В. Антенны. Москва: Связь, 1966. 368 с.
  13. Моисеев Н. Н., Иванилов Ю. П., Столярова Е. М. Методы оптимизации. Москва: Наука, 1978. 352 с.