АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХЧАСТОТНЫХ (ТРЕХЧАСТОТНЫХ) АНТЕНН С РЕАКТИВНЫМИ НАГРУЗКАМИ
Овсяников, ВВ |
Organization: Днепропетровский национальный университет имени О. Гончара |
https://doi.org/10.15407/rej2017.03.047 |
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
- Smiht D. L. The Trap–Loaded Cylindrical Antenna. IEEE Trans. Antennas Propag. 1975. Vol. 23, N 1. P. 20–27.
- 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.
- 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.
- 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.
- Гриф А. Я. Антенны спутниковые, ТВ, РВ, СИ-БИ, КВ, УКВ. Москва: Символ-Р, 1998. 320 c.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Овсяников В. В. Электрически малые вибраторные, спиральные и петлевые антенны. Радиофизика и электроника. 2017. Т. 8(22), № 1. С. 57–67.
- Драбкин А. Л., Зузенко В. Л. Антенно-фидерные устройст-ва. Москва: Сов. радио, 1961. 816 с.
- Никольский В. В. Антенны. Москва: Связь, 1966. 368 с.
- Моисеев Н. Н., Иванилов Ю. П., Столярова Е. М. Методы оптимизации. Москва: Наука, 1978. 352 с.