Цепочные антенны и печатные антенные решетки

Приветствую, дорогие друзья. На связи Тимур гаранин.

В нескольких предыдущих роликах я касался таких тем как антенные решетки, фрактальные антенные системы и патч антенны. И как всегда честно рассказал об их преимуществах и недостатках. Например фрактальные антенны обладают таким недостатком как малый коэффициент усиления на каждой конкретной частоте, а патч антенны имеют серьезные проблемы с согласованием.

Несколько раз я получал вопросы о том, существуют ли печатные антенные решетки, лишенные подобных недостатков. Иначе говоря, какой тип печатной антенной решетки лучше всего использовать.

В своём курсе «Антенны» я затронул такую тему как печатные коллинеарные антенны. Это обычные коллинеарные антенны, только выполненные в плоской форме на поверхности стеклотекстолита. Неоспоримыми преимуществами коллинеарных антенн являются их хорошее согласование с кабелем, а также коэффициент усиления на их частоте.

Совершенно очевидно, что если вам требуется хорошо согласованная антенная система, предназначенная для работы на конкретную частоту,  то печатная антенная решетка из коллинеарных антенн — это именно то, что вам нужно.

И такие системы уже давным-давно применяются, называются они цепочные антенны. Их название связано с тем, что они похожи на набор цепочек. Коллинеарные антенны в этой решетке подключаются к общей линии на расстоянии друг от друга, кратном целому количеству волн в линии, также как и в любой другой антенной решетке.

Подключаться такие антенны могут как к одному проводу, а второй провод кабеля идёт на экран, так и двумя проводами, если антенная система симметрична.

Одиночная коллинеарная антенна сама по себе обладает достаточно узкой диаграммой направленности в вертикальной плоскости. А если объединить несколько коллинеарных антенн в решётку, то диаграмма направленности становится очень узкой и в горизонтальной плоскости. Поэтому, если есть необходимость расширить диаграмму направленности, экран к решетке нужно приближать на расстояние меньше, чем четверть длины волны в пространстве. Подробнее о том, как зависит диаграмма направленности от расстояния до экрана, я уже рассказывал в своём видеокурсе «Антенны».

Существуют ли еще варианты печатных антенных систем с характеристиками не хуже, чем у цепочных  антенн?  Я бы сказал, что печатных антенных решеток не меньше, чем любых других антенных решеток. На куске текстолита в принципе можно организовать даже самую обыкновенную дипольную антенную решетку, например в виде H-дерева, оптимизированного для работы на конкретной частоте.

Одним из самых простых, хорошо согласованных и эффективных типов печатных антенн может служить зигзагообразная антенна. Как работают проволочные зигзагообразные антенны, я уже рассказывал в предыдущих роликах. Принцип работы печатной зигзагообразной антенны ничем не отличается. И печатные зигзагообразные антенны точно также можно объединять в решётки.

Для этого нужно несколько зигзагообразных антенн расположить на куске текстолита и подключить их к общей линии на расстоянии целого количества периодов в линии.

Подключать к кабелю такую решетку можно как одним проводом, так и двумя, если антенная решётка симметрична.

Есть ли минусы у таких печатных антенных решеток?

Я бы сказал, что минусом практически всех печатных антенных систем является очень нерациональное использование металлизированного текстолита. Вы представьте себе, сколько меди придётся вытравливать. Располагать элементарные вибраторы нужно на определенном расстоянии друг от друга, так как если их располагать слишком близко, поле разделенных зарядов будет уменьшать эффективность системы. Об этом я уже рассказывал в предыдущих роликах об антенных решетках.

Ну что ж, давайте сделаем выводы:

1. Используя металлизированный стеклотекстолит, можно создавать антенные решетки для работы на конкретный частоте с характеристиками не хуже, чем у патч антенн.

2. Печатные антенны решетки, также как и любые другие антенные решетки, обладают очень узкой диаграммой направленности. Поэтому, если вам нужно расширить диаграмму направленности, придётся уменьшать расстояние до рефлектора.

3. Принцип работы элементарных вибраторов у печатных антенн точно такой же, как и у их проволочных аналогов. Поэтому большинство проволочных антенных решеток может быть смоделировано в печатном виде.

На сегодня всё. Пишите в комментариях ваши вопросы и предложения. Если видео было для вас полезным, ставьте лайк и делитесь с друзьями. До новых роликов!

Запись опубликована в рубрике Образовательные ролики с метками , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *