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

ЕЛЕКТРИЧНО МАЛІ ВІБРАТОРНІ, СПІРАЛЬНІ ТА ПЕТЛЬОВІ АНТЕНИ

Овсяніков, ВВ
Organization: 

Дніпропетровський національний університет ім. О. Гончара
72, пр. Гагаріна, м Дніпро, 49010, Україна
E-mail: ovsyan_viktor@mail.ru

https://doi.org/10.15407/rej2017.01.057
Мова: російська
Анотація: 

Наведено результати досліджень у діапазоні НВЧ основних радіотехнічних характеристик лінійних дротових електрично малих антен, важливими властивостями яких є малі розміри і маса. При дослідженнях застосовуються як теоретичні наближені і строгі, так і експериментальні методи. Розрахунки виконані наближеними і строгим методом інтегрального рівняння з використанням сучасних комп’ютерних програмних середовищ super NEC, FEKO та інших. Вперше запропоновано метод структурно-параметричної оптимізації і наближеного аналізу таких антен з включеними у випромінюючі гілки зосередженими індуктивними і ємнісними навантаженнями. Запропоновано наближені формули для визначення значень включених у штирові і петльові вигнуті антени реактивних навантажень і формули для визначення їх вхідних опорів. За цими формулами виконані розрахунки значень індуктивних і ємнісних навантажень, які підтверджені експериментально. Вперше наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень добротності і ККД штирових, спіральних і петльових електрично малих антен з включеними в їх гілки реактивними навантаженнями. З отриманих результатів випливає, що при зменшенні електричного розміру плеча штирьових вигнутих антен до значень 0,01…0,03 довжини робочої хвилі щодо розміру плеча звичайних антен значення ККД антен знижуються до 20 % і менше при значеннях добротності втрат в межах від 130 до 1 000. З результатів вимірювань ККД також випливає, що зменшення електричної довжини досліджуваних антен вдвічі щодо звичайного розміру, як з включеними індуктивними навантаженнями, так і виконаних у вигляді циліндричної спіралі, знижує ККД цих антен від 100 % до 75…85 % в порівнянні зі звичайними штировими антенами. Зменшення їх електричної довжини втричі знижує ККД антен до 40…50 %. Подальше вкорочення подібних антен призводить до подальшого зниження їх ККД. Наведений у статті матеріал може бути корисний при дослідженні і розробці електрично малих і мініатюрних антен в мікросмужковому та іншому виконанні.

Ключові слова: вхідний опір, добротність і коефіцієнт корисної дії антен, електрично малі антени діапазону НВЧ, коефіцієнт стоячої хвилі за напругою, петльові та спіральні антени, штирові

Стаття надійшла до редакції 30.11.2016
УДК 621.396.67:533.9
Radiofiz. elektron. 2017, 22(1): 57-67
Повний текст (PDF)

References: 
  1. Wheeler H. A. Fundamental limitations of small antennas. Proc. IRE. 1947. December, vol. 35. P. 1479–1488.
  2. Слюсар В. 60 лет теории электрически малых антенн. Некоторые итоги. Электроника НТБ. 2006. Вып. 7. С. 10–19.
  3. Fourie A., Nitch D. Super NEC: Antenna and Indoor–Propagation Simulation. IEEE Antennas and Propagation. Magaz. 2000. vol. 42, N 3. P. 31–48.
  4. Гончаренко И. В. Компьютерное моделирование антенн. Все о программе . Москва: ИПРадиоСофт, Журнал «Радио». 2002. 80 с.
  5. Банков С. Е., Курушин А. А. Расчет излучаемых структур с помощью FEKO. Москва: ЗАО «НПП «РОДНИК» 2008. 246 с.
  6. Вычислительные методы в электродинамике. Под ред. Р. Миттры. Пер. с англ. Москва: Мир, 1977. 485 с.
  7. .Пистолькорс А. А. Антенны. Москва: Связьиздат, 1947. 480 с.
  8. King R. W. P. Theory of Linear Antennas. Cambridge, Mass.: Harward University Press, 1956. 927 p.
  9. King R. W. P. The Rectangular Loop Antenna as a Dipole. IRE Trans. on Antennas and Prop. 1959. January, Vol. AP–7, N 1. P. 53–61.
  10. Harrison C. W., King R. W. P. Folded Dipoles and Loops. IRE Trans. 1961. Vol. AP–9, N 2. P. 171–187.
  11. Harrison C. W. Monopole with Inductive Loading. IEEE Trans. on Antennas and Prop. 1963. Vol. AP–11, N 4. P. 394–400.
  12. Моисеев Н. Н., Иванилов Ю. П., Столярова Е. М. Методы оптимизации. Москва: Наука, 1978. 352 с
  13. Никольский В. В. Антенны. Москва: Связь, 1961. 368 с.
  14. Драбкин А. Л., Зузенко В. Л. Антенно-фидерные устройства.  Москва: Сов. радио, 1961. 816 с.
  15. Hansen R. C. Optimum Inductive Loading of Short Whip Antennas. IEEE Trans. Veh. Technol. 1975. Vol. 24, N 2. P. 21–29.
  16. А. с. 816360 СССР, МКИ HO1Q 9/00/. Вибраторная антенна / В. В. Овсяников, Е. Д. Романенко, С. И. Корниенко. № 850407/18-09; заявл. 12.12.79; опубл. 23.08.83, Бюл. № 31. 6 с.
  17. Newman E. H. Bohley P., Walter C. H. Two Methods for the Measurement of Antenna Efficiency. IEEE Trans. Antennas and Prop. 1975. . –23, 4. . 457–461.
  18. Овсяников В. В. Электрически малые штыревые антенны для радиосистем космической и авиационной техники. Изв. вузов. Радиоэлектроника. 2010. Т. 53, № 3. С. 13–25.
  19. Овсяников В. В. Состояние разработок вибраторных, диэлектрических и плазменных антенн в контексте исторического развития антенной техники. Радиофизика и электроника. 2016. Т. 7(21), № 3. С. 5873.
  20. А. с. 624540 СССР, МКИ HO1Q 7/00. Рамочная антенна / В. В. Овсяников. № 2430925/18-09; заявл. 17.12.76; опубл. 23.08.83, Бюл. № 31. 6 с.
  21. А. с. 624540 СССР, МКИ HO1Q 9/00. Антенна / В. В. Овсяников. № 1081708 А; заявл. 31.12.81; опубл. 23.08.83, Бюл. № 31. 4 с.