С.Н. Бойко – к. ф.-м. н., заместитель начальника НПК, 

филиал АО «ОРКК» – «НИИ КП» (Москва)

E-mail: boyko_sn@orkkniikp.ru 

Е.А. Зевакин – инженер-исследователь,  филиал АО «ОРКК» – «НИИ КП» (Москва)

E-mail: zevakin_ea@orkkniikp.ru

О.В. Корышев – к.т.н., ст. науч. сотрудник,  филиал АО «ОРКК» – «НИИ КП» (Москва) E-mail: koryshev _ov@orkkniikp.ru

И.М. Трухачев – к.т.н., начальник НПК, филиал АО «ОРКК» – «НИИ КП» (Москва) E-mail: trukhachev_im@orkkniikp.ru

Постановка проблемы. В многочисленных устройствах УКВ-связи широко применяются многочастотные вибраторные антенны с реактивными включениями. Однако в практике проектирования таких антенн до настоящего времени не было достаточно простой модели расчета входных характеристик, позволяющей добиваться согласования вибраторной антенны в нескольких рабочих полосах частот. 

Цель. Разработать инженерную методику расчета входных характеристик многочастотных вибраторных антенн, пригодную как для гладких вибраторов с реактивными включениями, так и для укороченных спиральных вибраторов с реактивными включениями. 

Результаты. Представлены формулы для гладкого и спирального вибраторов и описана методика расчета входного импеданса, основанная на представлении многочастотного вибратора в виде эквивалентной длинной линии с реактивными включениями. Приведен расчет двухчастотного гладкого вибратора диапазона D с сосредоточенным и полу-сосредоточенным (катушечным) индуктивным включением, а также трехчастотного спирального вибратора с индуктивными включениями в форме катушки с плотной навивкой витков. Расчетные и экспериментальные результаты приведены как на диаграмме Смита (для входного импеданса), так и в декартовой системе координат для КСВн. Сравнение расчётных и экспериментальных данных показало их совпадение, приемлемое для проектирования многочастотных вибраторных антенн с реактивными включениями.

Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы при проектировании многочастотных вибраторных антенн УКВ-диапазона.

1. Петров А.С., Ковалева М.В. Согласование входного импеданса короткого монополя с волновым сопротивлением тракта при помощи Γ-звена, состоящего из индуктивностей с конечной добротностью // Радиотехника и электроника. 2012. Т. 57. № 4. С. 418–421.
2. Петров А.С., Ковалева М.В. Согласование комплексного сопротивления с фидерным трактом при помощи Г–звеньев, состоящих из реактивных LC-элементов с конечной добротностью // Радиотехника и электроника. 2012. Т. 57. № 6. С. 624–631.
3. Овсянников В.В. Вибраторные антенны с реактивными нагрузками. М: Радио и связь. 1985. 120 с.
4. Бобрышев А.М., Усков Г.К., Кондратьев Д.П., Нескородов С.Е. Всенаправленная широкополосная вибраторная антенна // Антенны. 2019. № 8. С. 5–11. DOI: 10.18127/j03209601-201908-01.
5. Бойко С.Н., Ковалёва М.В., Петров А.С. Трехчастотная самолетная антенна для системы КОСПАС–САРСАТ // Антенны. 2012. № 7. С. 34–39.
6. Овсянников В.В. Электрически малые вибраторные, спиральные и петлевые антенны // Радиофизика и электроника. 2017.  Т. 8(22). № 1. С. 57–67.
7. Вычислительные методы в электродинамике / Под ред. Р. Митры. М.: Мир. 1977. 488 с.
8. www.cst.com.
9. Mei K.K. On the integral equations of thin wire antennas//IEEE Trans. 1965. V. AP–13. № 5. Р. 374–378.
10. Юрцев О.А., Рунов А.В., Казарин А.Н. Спиральные антенны. М.: Советское радио. 1974. 224 с.
11. Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства. М.: Связь. 1977. 440 с.
12. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. М.: Высшая школа. 1988. 432 с.
13. Васильев А.Н. Mathcad 13. На примерах. СПб: БХВ-Петербург. 2006. 512 с.
14. Щелкунов С., Фриис Г. Антенны (Теория и практика) / Пер. с англ. под ред. Л.Д. Бахраха. М.: Советское радио. 1955. 604 с.
15. Ротхаммель К. Антенны. Изд. 11-е, испр. 2019. 417 с. ISBN 978-5-85648-716-8.
16. Allen W.N. A Visual Approach to Investigating the Bandwidth of Transmission Lines with Non–Z0 Impedance – Resources. Available at http://web.ics.purdue.edu/~wnallen/ ieeeapsmag.html.
17. Демирчян К.С., Нейман Л.Р, Коровкин Н.В, Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. Т. 3. М. 2003. 365 с.
18. Huang L., Xiong J., Yu Y. An Electrically Small Normal–mode Helical Antenna with Capacitive Coupling Feed // The 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2014). 2014. Р. 2915–2917.
19. Силин Р.А., Сазонов В.П. Замедляющие системы. М.: Советское радио. 1966. 632 с.