раздел 2.2), представлены в Приложении А.4 (см.
рис. А.4.1 ѕ А.4.19).
Не останавливаясь подробно на описании трехмерных зависимостей, так как
основные характеристики объемных спиральных излучателей рассмотрены на примере
ЦСА и ПсфСА, отметим лишь следующее. Во всем представленном диапазоне изменения
варьируемых параметров наблюдается режим обратного осевого излучения,
характеризуемый, так же как для ПсфСА, КЗД. Причем для выбранных фиксированных
геометрических параметров оптимальным является равношаговая намотка спирали
(град.).
Частотные зависимости исследуемых характеристик (двухмерные), рассчитанные тем
же методом, представлены на рис. 5.61 ѕ 5.64.
Сравнивая частотные зависимости изменения КЗД и ширины ДН по линейным и
круговой (левосторонней) составляющим поля излучения, КНД по общему полю и его
парциальные поляризационные составляющие, КЭ в осевом направлении двухзаходной
КСА (для град. ѕ равношаговая спираль) можно отметить следующее. КЗД как по
общему полю, так и по линейным и круговой (основной, левосторонней)
составляющим поля излучения в диапазоне частот, начиная с 0,8 ГГц, имеет
значение более 10 дБ (см. рис. 5.61). Причем в отличии от аналогичных
характеристик ПсфСА, помимо существенно большего подавления заднего излучения,
КСА характеризуется большим диапазоном частот, в котором сохраняется выделенный
режим. Ширина ДН по линейным и круговой (основной, левосторонней) составляющим
поля излучения в диапазоне частот, начиная с 0,8 ГГц, увеличивается от 70…80
град. до 140…160 град. (см. рис. 5.62), то есть практически в 2 раза.
Соответствующее изменение наблюдается также и для КНД общего поля и его
парциальных поляризационных составляющих. Так для для основной поляризационной
компоненты КНД уменьшается с 8 дБ до 2,5 дБ (см. рис. 5.63б), а для линейных
компонент, соответственно, с 5…6 дБ до 0 дБ (см. рис. 5.63а). При этом
изменение отмеченных характеристик практически монотонное, что косвенно
свидетельствует также о высокой степени поляризационной чистоты излучения поля
круговой поляризации. КЭ в рассматриваемом диапазоне частот, начиная с 0,8 ГГц,
превышает 0,75 (см. рис. 5.64б).
Как отмечено выше, для ПСА и КСА в качестве варьируемого геометрического
параметра использован угловой коэффициент сжатия спирали , характеризующий
переменную плотность намотки витков. При этом влияние
данного параметра на характеристики, в том числе и входное сопротивление,
разных спиральных антенн (ПСА и КСА) различно.
Для КСА пределы изменения и с увеличением значительно меньше, чем у ПСА, однако
наблюдается частотная зависимость , из характера которой видно, что при
постоянном значении , хотя и незначительно, но уменьшается с ростом частоты.
Согласно рис. 5.65 активная составляющая входного сопротивления плавно
уменьшается от Ом до Ом, а реактивная составляющая практически постоянна и
составляет Ом. При этом направленные и поляризационные характеристики КСА для
выбранного диапазона изменения также частотно зависимы, но в значительно
большей степени.
Конструктивные параметры конических спиральных излучателей были выбраны на
основе результатов теоретических и экспериментальных исследований [163, 181,
182, 184] для того же частотного диапазона, что был использован для анализа
цилиндрический и эллиптических спиральных антенн (1,0…1,40 ГГц). Макет КСА, с
которым проводились экспериментальные исследования, выполнен со следующими
геометрическими параметрами: двухзаходная равношаговая спираль (); угол
конусности град.; габаритная окружность м; начальный радиус мм; количество
витков спирали ; радиус излучающего проводника мм.
Возбуждение макета КСА осуществлялось противофазно в вершине конуса через
симметрирующе-согласующий трансформатор с коэффициентом трансформации 1:4.
Внешний вид макета КСА изображен на рис. 5.66.
На основании трехмерных зависимостей (см. рис. В.1 ѕ В.19), частотных
зависимостей (см. рис. 5.61 ѕ 5.65) выделены две частоты: ГГц и ГГц,
соответствующие формированию двухзаходной КСА (равношаговая спираль) поля
излучения в обратном осевом направлении с максимальным КНД и с максимальным КЭ.
На данных частотах произведены измерения ДН КСА по соответствующим составляющим
поля излучения в ортогональных плоскостях, вычислены угловые зависимости КЭ.
Результаты измерений в линейном поляризационном базисе , и на основной
поляризационной компоненте совместно с расчетными ДН, КЭ представлены на рис.
5.67 ѕ 5.70 [163]. Из приведенных теоретических и экспериментальных ДН видна
высокая степень их соответствия, что свидетельствует об адекватности
математических моделей, наличии теоретически предсказанного режима обратного
осевого излучения, при котором достигаются максимальные значения КЭ и КНД.
Таким образом, проведенные исследования характеристик излучения КСА
теоретически подтвердили возможность формирования режима обратного осевого
излучения, а также выявили потенциальные частотные свойства анализируемого
излучателя.
5.6. Спиральные антенны с управляемой поляризацией излучения
5.6.1. Двухвходовая плоская спиральная антенна. В качестве излучающего элемента
антенны используется плоская однозаходная спираль.
К обоим концам спирали подключены источники сигналов [187]. При этом волна
тока, распространяющаяся от одного из входов в направлении другого, названа
основной, а волна тока, распространяющаяся в обратном направлении ѕ встречной.
В соответствии с принципом построения антенны в излучающем проводнике
необходимо сформировать либо основную волну тока, либо встречную, либо две
одновременно распространяющихся навстречу друг другу волны тока.
- Київ+380960830922