Փողային անտենաներ

Փողային անտենա — ալիքատարի մի հատված, որի լայնական չափերը սահուն կերպով մեծանում են: Որպես օրենք, փողային անտենան գրգռում են ալիքատարով, որը միացված է փողի նեղ ծայրին: Փողային անտենաները օգտագործվում են սանտիմետրանոց և միլիմետրանոց տիրույթում: Դրանք լայնաշերտ անտենաներ են: ՕԳԳ-ն բարձր է (մոտ 100%): Ըստ փողի տեսակի առանձնացվում են սեկտորիալ, բրգաձև և կոնաձև փողային անտենաներ:

Հատկությունները

Փողային անտենաները լայնաշերտ են և լավ համաձայնեցվում են սնուցման լարերում: Իրականում անտենայի գծերը որոշվում են գրգռված ալիքատարի հատկություններով: Այդ անտենաների ուղղվածության դիագրամներում կողային թերթիկները ունեն ցածր մակարդակ (մինչև 40դԲ): Ոչ մեծ ուժեղացումով փողային անտենաները պարզ կառուցվածք ունեն, բայց բարձր լարման (>25դԲ) հասնելու համար ոչ մեծ փողերը լայնորեն կիրառվում են որպես ճառագայթիչներ հայելային և ոսպնյակային անտենաների համար: Փողային անտենաների ուղղվածության հատկությունների վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ ճառագայթումը կատարվում է միայն փողի բացվածքի մակերևույթից: Փողային անտենաների ուղղվածության հատկությունները պայմանավորված են հիմնականում փողի բացվածքի մակերևույթի չափերով և բացվածքում դաշտի ամպլիտուդային և փուլային բաշխվածության օրենքներով:

Օգտագործումը

Փողային անտենաները կարող են կիրառվել որպես ինքնուրույն, ինչպես նաև որպես ավելի բարդ անտենաների էլեմենտներ: Որպես ինքնուրույն անտենաներ, դրանք օգտագործվում են որպես հաղորդիչ և ընդունիչ անտենաներ ռադիոլոկացիայում, ռադիոռելեային կապում, [[օթերևութաբանական ծառայության կայաններ]]ում, չափիչ տեխնիկայում, որպես հայելային և ոսպնյակային անտենաների ճառագայթիչներ, ինչպես նաև հատուկ նշանակություն ունեցող որոշ կայաններում: Փողային անտենաները օգտագործվում են ռադիոալիքների փոխանցման համար ալիքատարից տարածություն, կամ հավաքում են ռադիոալիքները ալիքատարում՝ հաղորդման համար:

Նկարագրությունը և բանաձևերը

Փողային անտենաների ճառագայթումը կատարվում է միայն փողի բացվածքի մակերևույթից և արտահայտվում է հետևյալ բանաձևով.

$D=4\pi {\frac {S}{\lambda ^{2}}}\nu$, որտեղ $~S=L_{E}L_{H}$ փողի բացվածքի մակերեսն է, իսկ $~\nu$-ն փողի մակերևույթի օգտագործման գործակիցն է, որի արժեքը կարող է հասնել 0.65…0.8: Գործնականում փողի երկարությունն ընտրվում է՝ ելնելով բացվածքում թույլատրելի փուլային սխալանքներից:

Ուղղվածության դիագրամի գլխավոր թերթիկի լայնությունը ըստ զրոյական մակարդակի H հարթությունում.

$2\phi _{0H}=170^{\circ }{\frac {\lambda }{L_{H}}}$

Ուղղվածության դիագրամի գլխավոր թերթիկի լայնությունը ըստ զրոյական մակարդակի E հարթությունում.

$2\phi _{0E}=115^{\circ }{\frac {\lambda }{L_{E}}}$

$L_{E}$ և $L_{H}$ հավասարության դեպքում H հարթությունը ստացվում է 1.5 անգամ ավելի լայն.

$~L_{H}=1{,}5L_{E}$

Թույլատրելի սահմաններում ($\pi /2$ -ից ոչ ավել), փողային անտենայի բացվածքում ֆազային տատանումների պահպանման համար անհրաժեշտ է, որպեսզի իրականացվի հետևյալ պայմանը՝ բրգաձև փողային անտենայի համար.

${\frac {\pi }{4\lambda }}\left({\frac {L_{E}^{2}}{R_{E}}}+{\frac {L_{H}^{2}}{R_{H}}}\right)\leqslant {\frac {\pi }{2}}$, որտեղ $~R_{E}$ և $~R_{H}$ հեռավորություններն են փողի բացվածքից մինչև այն կետը, որտեղ զուգադիպում են բրգաձև փողի կողերը E և H հարթությունում:

Փողային անտենաների տեսակները

Ստորև բերված են փողային անտենաների հիմնական տեսակները.

• Բրգաձև փողային անտենա - չորսկողմանի բրգաձև անտենաներ՝ ուղղանկյուն կտրվածքով: Եթե պատերի լայնացումը տեղի ունի ինչպես E, այնպես էլ H- հարթությունում, ապա փողը կոչվում է բրգաձև:

Բրգաձև փողի ընտրության ժամանակ անհրածեշտ է ապահովել երկու պայման՝

1 . Բացվածքում թույլատրելի փուլային սխալանքը,

2 . Փողի և սնուցող ալիքատարի ճիշտ միացումը:

Բրգաձև փողային անտենաները ունեն լայն օգտագործում:

• Սեկտորիալ անտենա - բրգաձև անտենաներ՝ միայն E և H հարթությունների լայնությունով: Սեկտորիալ կոչվում են այն փողերը, որոնց սնուցող ալիքատարի միայն մեկ զույգ զուգահեռ պատերն են լայնանում:Կախված նրանից, թե որ հարթությունում են լայնանում պատերը, տարբերում են E- հարթային և H- հարթային սեկտորիալ փողեր:

• Կոնային անտենա - կոնի տեսքով անտենա, որոնք օգտագործվում են ձագարաձև ալիքատարներում, շրջանաձև բևեռացում ստանալու համար:

• Ալիքաձև փողային անտենա - փողեր՝ զուգահեռ փոսերով և ճեղքերով: Փոսերը ծածկում են փողի ներքին մակերևույթը, առանցքի երկայնքով: Դրանք լայն օգտագործում ունեն արբանյակային պարաբոլային անտենաներում և ռադիոդիտակներում:

Փողա-պարաբոլային անտենա

Փողա-պարաբոլային անտենա- անտենայի տեսակ, որտեղ կառուցվածքային միացում ունեն փողը և պարաբոլը: Հայտնագործվել է Ալֆրեդ Բեքի և Հարալդ Ֆրիսի կողմից, իսկ հետագա զարգացումը կատարվել է Դեվիդ Հոգի կողմից 1961 թ.-ին: Այդ կառուցվածքի առավելությունն այն է, որ այն փողային անտենայի համեմատ ունի կողային թերթիկի ցածր մակարդակ և նեղ ուղղվածության դիագրամ: Թերությունն այն է, որ այն ավելի ծանր է, քան պարաբոլային անտենաները: