Методика расчета положения резонансных частот многочастотной спиральной антенны вибраторного типа

Постановка проблемы. Антенны вибраторного типа, называемые так же монополями, хорошо известны и являются одним из самых распространенных типов антенных элементов. Простота их конструкции и круговая азимутальная диаграмма направленности позволяет использовать их в конструкции большинства средств связи. Однако этот тип антенных элементов не лишен недостатков. Главный из них – большой размер, поскольку электрическая длина вибратора должна составлять либо половину, либо четверть длины волны на рабочей частоте. Для уменьшения длины антенных элементов в их конструкцию вводят замедляющие системы в виде спиралей. Еще один недостаток монополей – их узкая относительная полоса рабочих частот, которая еще более сужается при введении в их конструкцию замедляющих систем. Этот недостаток вынуждает разработчиков использовать несколько антенных элементов в конструкциях устройств связи.
Цель. Представить методику расчета положения резонансных частот вибраторов с включенными сосредоточенными индуктивностями, что позволит расширить диапазон согласования антенны и реализовать многочастотный режим работы.
Результаты. Предложена конструкция многочастотного антенного элемента вибраторного типа, включающая в себя развязывающие индуктивности, которые играют роль фильтров нижних частот. Показано, что эти индуктивности разделяют антенный элемент на несколько участков, которые в совокупности образуют четвертьволновые монополи на разных рабочих частотах, значения которых определяются величинами индуктивностей и их удалением от основания антенного элемента. Дано подробное описание конструкции многочастотного антенного элемента вибраторного типа, приведена эквивалентная электрическая схема этого устройства и изложена методика расчета предложенной конструкции. Приведены результаты измерения макетов двухчастотного и трехчастотного антенных элементов вибраторного типа, а также сравнение результатов измерения с результатами расчета.
Практическая значимость. Предложенные конструкция и методика расчета многочастотных антенн вибраторного типа позволяет использовать один антенный элемент для многочастотных средств связи.