120 |
90
0.8
|
60 |
3 Мгц 6 Мгц 12 Мгц |
1 / |
0.2
1
180
Рис. 3. Диаграммы направленности в вертикальной плоскости для горизонтальной поляризации излучаемой волны
0
Коэффициент поляризации
0.8
0.6
0.4
0.2
0 ε = 6 σ = 8х10-3
3 Мгц 6 Мгц 12 Мгц
10 20 30 40 50 60 70 80 90 Угол подъема в градусах
Рис. 4. Коэффициент поляризации в вертикальной плоскости
При выборе топологии витков спирали остановились на варианте прямолинейных отрезков, поскольку он технологичный и позволяет проще решить вопрос согласования антенны с фидерной линией. В диапазоне коротких волн передающие фидеры выполняются, как правило, четырехпроводными. Известно [ 23 ], что входное сопротивление спиральной антенны при количестве витков более трех чисто активное. Что касается его величины, то здесь можно найти самые разнообразные оценки. К примеру, в [ 21 ] приводится формула R вх = 140 · l / λ, где l длина витка спирали. В работе [ 23 ] показано, что для цилиндрической спирали с рефлектором входное сопротивление определяется параметрами полосковой линии, образуемой первым витком и рефлектором. Если предположить, что спираль выполняется из прямоугольных отрезков, аналогичных фидерной линии, то это равносильно разворачиванию фидера в перпендикулярной плоскости( рис. 5). При разворачивании питающая линия трансформируется таким образом, что волновое сопротивление первоначально определяется в точке 1 – 1 /, затем в точке 2 – 2 /. При дальнейшем перемещении по спирали оно остается постоянным. При выборе расстояния между точками 1 – 1 / учитывались требования к минимальному радиусу спирали, исходя из условия максимально используемой частоты и согласования антенны. Расстояние между разнополярными витками спирали после точки 2 – 2 / выбрали равным 0,25 метра, исходя из размера имеющихся в распоряжении изоляторов СБ‐0120 к.
Рис. 5. Конфигурация первого витка спирали
Рис. 6. Изготовление полотна антенны
Для установки по диагоналям спирали между разнополярными витками по размерам подходят изоляторы АС‐750 – 200. Расчеты показали, что при таких параметрах перехода от четырехпроводного фидера к антенне величина коэффициента бегущей волны на средней частоте составляет 0,8.
Выбор направления навивки спирали зависит от ориентации трассы. Исследования на трассе Магадан – Петропавловск-Камчатский [ 16 ] показали, что в условиях средневозмущенного магнитного поля Земли для трасс с квазипродольным распространением на восходящем участке траектории минимальные замирания и, следовательно, максимальная помехоустойчивость, соответствуют максимальному значению коэффициента поляризации излучаемой волны [ 15 ]. При этом меньшие замирания наблюдаются в случае совпадения направления вращения вектора электрического поля излучаемой волны с обыкновенной волной.
При изготовлении антенного устройства необходима ровная земляная или иная площадка размером 25х25 метров. Размечаются оси спирали, и на них отмечается положение витков. В размеченных точках вбиваются металлические стержни с проушинами для промежуточного крепления биметаллического провода. Затем в центре квадрата устанавливается поворотное устройство, на которое помещается бухта провода.
No. 1( 7) / 2015, Морские информационно-управляющие системы 89