Кубическая четырехлучевая антенна: рефлектор и директор

Кубическая четырехлучевая антенна: рефлектор и директор

Базовая концепция кубической четырехлучевой антенны позволяет использовать дополнительные отражатели и направляющие элементы, чтобы сделать ее более направленной антенной с усилением.

Базовый элемент счетверенной антенны состоит из проволочной петли длиной волны в форме квадрата, как уже было описано. Как и в случае с Yagi, можно добавить паразитные элементы, чтобы сделать антенну более направленной. Как и антенна Yagi, четырехлучевая антенна имеет только один рефлектор, хотя более одного директора обеспечивают дополнительное усиление. Для кубической четырехлучевой антенны рефлектор и директор работают точно так же, как и для Яги, с использованием наведенных токов в паразитных элементах. Это позволяет усиливать сигнал в прямом направлении четырехлучевой антенны, в то время как сигнал в обратном и других направлениях ослабляется.

Четырехлучевой отражатель и директор

За ведомым элементом можно добавить отражатель, чтобы получилась кубическая четырехлучевая антенна. Чтобы дать правильную фазировку токов в элементах лучевой антенны, чтобы она отражалась, ее следует сделать индуктивной, а это можно осуществить, настроив ее ниже резонанса. Этого можно достичь несколькими способами. Первый заключается в том, чтобы сделать отражатель немного длиннее полной длины волны электрического тока. Обычно его делают на 3-5% длиннее.

Кубическая четырехлучевая антенна с отражателем и направлением максимального излучения

Альтернативный метод - вставить шлейф короткого замыкания. Преимущество этого заключается в том, что элемент можно сделать точно такого же размера, как и ведомый элемент, и это может иметь некоторые механические преимущества для четырехлучевой антенны.

Директоров тоже можно сделать. Они должны быть емкостными, чтобы иметь правильную фазировку тока, и этого можно добиться, настроив элемент выше резонанса и сделав элемент немного короче, чем полная электрическая длина волны. Точно так же директора могут также использовать шлейф для придания требуемых характеристик, но в этом случае используется шлейф с разомкнутой цепью.

Расстояние между элементами четырехлучевой антенны

Точно так же, как расстояние между элементами играло большую роль в конструкции лучевой антенны Yagi, то же самое можно найти и для четырехъядерной антенны. Обычно используется интервал от 0,15 до 0,2 длины волны. Это удобно дает полное сопротивление подачи около 50 Ом.

Если двухэлементная четырехлучевая антенна имеет разнос чуть более четверти длины волны, тогда импеданс облучателя возрастает примерно до 75 Ом. Это удобно для конструкций, используемых для приема радиопередач VHF FM. Если расстояние уменьшается примерно до 0,15 длины волны, импеданс падает. Если это будет сделано, то потребуется некоторая форма преобразования импеданса, чтобы антенна могла питаться по стандартному коаксиальному кабелю.

Расстояние также оказывает некоторое влияние на усиление. Однако, как и в случае с Yagi, эффект довольно мал, и согласование импеданса является основным требованием при настройке разноса для кубической четырехлучевой антенны.

Усиление кубической четырехлучевой антенны

Как и для многих антенн, уровень усиления кубической четырехлучевой антенны является важным фактором ее общей производительности.

Базовый кубический элемент с четырьмя приводами сам по себе имеет усиление около 2 дБ по сравнению с диполем, потому что это, по сути, пара сложенных друг на друга диполей. Обычно это около 2 дБ.

Добавление рефлектора увеличивает усиление примерно на 5 дБ, а директора — примерно на 2 дБ. Остальные директора в среднем дают примерно по одному дБ каждый. Это означает, что у квадроцикла с тем же количеством элементов, что и у Yagi, усиление будет примерно на 2 дБ больше. На самом деле сравнение следует проводить между антеннами, имеющими одинаковую длину и спроектированными так, чтобы расстояние между элементами было оптимальным.

Обнаружено, что добавление большого количества четырехъядерных директоров приводит к уменьшению отдачи, и обычно считается, что ограничение составляет около четырех или пяти. Если требуется гораздо большее усиление и направленность, то становится более целесообразным использовать подход Yagi или гибридную конструкцию quagi, в которой обычно используются ведомый элемент и отражатель от четырехлучевой антенны, а также направляющие в форме тех, которые используются Yagi.

При принятии решения о конструкции кубической четырехлучевой антенны с высоким коэффициентом усиления стоит помнить, что четырехлучевые антенны более подвержены повреждению ветром, и в результате они имеют тенденцию терять популярность. Все, что построено, должно быть прочно построено, если они будут использоваться снаружи.