Сравнительная характеристика
направленных антенн типа«волновой канал» (ЯГИ)
и логопериодических антенн

Основными разновидностями направленных антенн являются антенны типа «волновой канал» и логопериодические. Наибольшее распространение получили антенны типа «волновой канал». Они обладают достаточно большим коэффициентом усиления и просты в изготовлении. Логопериодические антенны устроены более сложно и дороги в изготовлении, однако они более широкополосные и выдают указанные параметры во всем диапазоне частот без дополнительной настройки.

1. Антенны типа «волновой канал»

Антенна типа «волновой канал» состоит из ряда параллельных вибраторов, расположенных в одной плоскости: полуволнового линейного или петлевого вибратора, к которому подключен кабель снижения (активный вибратор) (1), рефлектора (2), и директоров (пассивные вибраторы) (3).

Таким образом, питание в такой антенне подводится к единственному активному вибратору. Длина рефлектора и его расстояние до активного вибратора подобраны таким образом, что излучение рефлектора ослабляет излучение активного вибратора в обратном направлении и усиливает его в прямом направлении. Таким образом, рефлектор является своеобразным отражателем, обеспечивающим формирование однонаправленной характеристики излучения (приема). Нередко в качестве рефлектора используется система вибраторов или сетка. Усилению излучения в прямом направлении способствуют директоры, которые возбуждаются, как и рефлектор, под воздействием излучения активного вибратора. Следовательно, усиление антенны тем больше, чем больше число директоров.  Однако, чем больше число директоров в антенне, тем меньше сказывается на ее усилении добавление каждого нового директора и тем сложнее добиться согласованной работы всех директоров. Одновременно это ведет к сужению полосы пропускания антенны.

К достоинствам антенны можно отнести сравнительно высокий коэффициент усиления при простоте конструкции. Антенна обладает четко выраженными резонансными свойствами и поэтому может успешно использоваться в системах связи с узкой (4-5%) полосой частот (например, Sky link, DECT).

К недостаткам антенны следует отнести сложность ее настройки при числе директоров более трех. Антенны собранные даже по одному чертежу на одной и той же линии оказываются настроенными по-разному и не допускают дополнительной настройки. Таким образом, реальное усиление такой антенны значительно ниже указанного (в среднем на 3-4 дБ). Кроме того, указанное усиление и КСВ соответствуют  резонансной (средней) частоте и резко ухудшаются на краях диапазона в широкополосных системах связи. Например, стандарт GSM-900  использует частоты 890-915 и 935-965 МГц, и использование антенны типа «волновой канал», настроенной на середину этого диапазона, приводит к заметному ухудшению работы антенны на рабочих частотах. То же самое относится к системам видеонаблюдения 1,2 ГГц, где в передатчиках мощностью до 1ВТ используются каналы от 0,9 до 1,24 ГГц (ширина полосы более 30%), а в передатчиках свыше 1Вт - от 1,08 до 1,2 ГГц (ширина полосы более 10%).

2. Логопериодические антенны

Один из типов антенн с неизменной формой диаграммы направленности  и коэффициентом усиления в широком диапазоне частот - антенны с логарифмической периодичностью структуры (логопериодические антенны). Причем ширина полосы частот может быть задана любой, верхние и нижние частоты могут отличаться в 10 раз.

Во всем диапазоне  обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления остается практически постоянным. Логарифмическая антенна образована собирательной линией в виде 2-х труб (1), расположенных параллельно, к которым крепятся плечи вибраторов (2) поочередно через один.

Рабочая полоса частот антенны со стороны нижней частоты зависит от размеров наиболее длинных вибраторов, а со стороны верхней частоты - от размеров наиболее коротких вибраторов. Усиление антенны определяется числом вибраторов, каждый из которых является активным. Следовательно, задав полосу частот (размер максимального и минимального вибраторов), можно получить достаточно высокий коэффициент усиления во всем диапазоне за счет увеличения количества вибраторов. Логопериодические антенны оптимальны в широкополосных системах связи: р/телефоны диапазона 300 МГц, GSM-900, системы видеонаблюдения 1,2 и 2,4 ГГц. При производстве они имеют хорошую повторяемость и не требуют дополнительной настройки, поскольку все вибраторы являются активными и настроены на весь диапазон заданных частот.

К недостаткам антенны можно отнести ее более сложную конструкцию и повышенную трудоемкость в изготовлении по сравнению с антенной типа «волновой канал».

3. Выводы

Таким образом, для широкополосных систем связи таких, как: р/телефония диапазона 300 МГц, GSM-900, системы беспроводного видеонаблюдения 1,2 и 2,4 ГГц - целесообразно применение логопериодических антенн с необходимым для каждого конкретного случая коэффициентом усиления. Также следует обратить внимание на материал, из которого изготовлена антенна. На частотах 800-900 МГц, а тем более 1,2 и 2,4 ГГц, наилучший результат дает использование материалов с высокой проводимостью, таких как медь, латунь. Это повышает добротность антенны и сводит к минимуму потери. Для внешних антенн дополнительным критерием, обеспечивающим долговечность, является коррозиозащищенность. В этом случае оптимальным вариантом является покрытие антенны специальной краской и герметичность конструкции. 

Rambler's Top100 © 2009 Компания Delpha Antennas
Создание, разработка сайта - студия Мегагрупп.ру.
Сравнительная характеристика направленных антенн типа«волновой канал» (ЯГИ) и логопериодических антенн