A síkreflektoros antenna egy olyan antenna, amelynél a sugárzó mögé egy sík fémlap vagy egy sík fémháló van szerelve.
Felépítése Hasonlóan ahhoz, ahogyan a világítástechnikában a lámpatestek keretezésével a fényáramot a kívánt irányokba koncentrálják, és növelik a megvilágítást a kijelölt tárgyakon, a rádiótechnikában visszaverő felületek (tükrök) alkalmazásával növelhető az antenna irányítottsága és nyereségi tényezője.
A legegyszerűbb tükör a síktükör. Ha a sugárzót egy elég nagyméretű fémlemezhez párhuzamosan helyezzük, akkor a tükör előtti térerősség a visszavert sugarak miatt kétszeresére nőhet, míg a tükör mögötti térerősség nullára csökkenhet.
A. M. ModelA. M. Модель. «Анализ направленных свойств вибраторов с плоским рефлектором». «Радиотехника» № 5, 1953 г., a sugárzónak a fémfelület melletti terének vizsgálata során megmutatta, hogy a felületet korlátlannak tekinthetjük mindkét dimenzióban, ha a tükör hossza, amely párhuzamos a sugárzó tengelyével, 10–20%-kal nagyobb, mint a sugárzó hossza; a tükör mérete, amely merőleges a sugárzó tengelyére, megközelíti a sugárzó hosszát, és a sugárzó a tükörtől 0,3λ távolságnál nem nagyobb távolságra helyezkedik el.
300x300px
A szilárd fém síkreflektor a külső antennáknál nagy mechanikai szélterhelésnek van kitéve. A szélállóság csökkentésére a reflektor felülete hálós vagy rácsos szerkezettel készíthető, úgy, hogy a rács vezetékek tengelyei párhuzamosak legyenek a sugárzó tengelyével.
A szilárd fém reflektor teljes mértékben visszaveri az arra eső hullámokat. A rácsos reflektor azonban egy részét átengedi az energiának a rácson. A rács visszaverő képességét az áteresztőképességi tényező pr határozza meg, amely a rácson áthaladó hullám amplitúdójának Ep és az arra eső hullám amplitúdójának E0 hányadosaként értelmezhető.
B. J. MojzesБ. Я. Мойжес. «Электродинамические усреднённые граничные условия для металлических сеток». Журнал технической физики, т. 25, вып. 1, 1955 г., стр, 159. a rácsra merőlegesen eső hullám esetén a áteresztőképességi tényező moduljának kifejezését a következőképpen határozta meg:
a – a vezetékek rádiusza a rácson, b – a vezetékek közötti távolság fele, λ – a hullámhossz. Fájl:Reflektorrács.jpg
Egy egyszerű, JavaScript-ben megírt program a reflektorrács áteresztőképességének, és a tükrözés hatásfokának számításához:<HTML> <HEAD> <META http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8" /> </HEAD> <SCRIPT> function szamol(){ lam=1*document.racs.lam.value; a=document.racs.d.value/2; b=document.racs.s.value/2; X=(lam/(4*b))*(1/Math.log(b/(Math.PI*a))); document.racs.pr.value=1/Math.sqrt(1+X*X); document.racs.eta_r.value=1-document.racs.pr.value; } </SCRIPT> <BODY> <B>Sík reflektorrács áteresztési tényezője és tükrözési hatásfoka</B><BR> <FORM NAME=racs> λ=<INPUT NAME="lam" VALUE="0.7"></INPUT>m<BR> d<SUB>w</SUB>=<INPUT NAME="d" VALUE="0.001"></INPUT>m<BR> s<SUB>w-w</SUB>=<INPUT NAME="s" VALUE="0.01"></INPUT>m<BR> <BUTTON NAME="gomb05" TYPE="BUTTON" VALUE="CALCULA" onclick="szamol()">Számol</BUTTON><BR> P<SUB>r</SUB>=<INPUT NAME="pr"></INPUT><BR> η<SUB>r</SUB>=<INPUT NAME="eta_r"></INPUT><BR> </FORM> </BODY> </HTML>
Iránykarakterisztikája A tükör hatásának figyelembevételét a sugárzó iránykarakterisztikájára és egyéb paramétereire a sugárzó tükrözött képének módszerével lehet elvégezni, hasonlóan ahhoz, ahogy a talaj hatását veszik figyelembe az antenna jellemzőinél.
A hullámok fémfelületről való visszaverődése vízszintes polarizáció esetén, azaz amikor az elektromos térvektor a beesési síkra merőleges síkban van, 180°-os fáziseltolódással történik. Ennek megfelelően a sugárzó tükrözött képe a sugárzóval ellenfázisban lesz.
A tükör problémája így két ellenfázisú sugárzó problémájára vezethető vissza, amelyek egymástól 2d távolságra helyezkednek el, ahol d a sugárzó és a tükör közötti távolság. A valós féltér a jobb oldali, ahol a sugárzó elhelyezkedik, míg a bal oldali féltérben a tér nulla, ha a tükör mérete elég nagy. A mérőállomás φ irányszögban helyezkedik el.
302x302px
Az iránykarakterisztika a sugárzóval és a tükörrel merőleges síkban a következő formában írható fel:
Az antenna iránykarakterisztikája a sugárzó síkjában a következőképpen alakul:
ahol Θ szög a sugárzó tengelyétől kerül mérésre, β a hullámtényező.
Normál körülmények között a nyereségi tényező a tükör hatására legalább háromszorosára nő.
A sugárzás maximuma a tükörre merőleges irányban helyezkedik el, ha a d távolság nem haladja meg a 0,3λ-t.
Elektromos tulajdonságai Az antennanyereségre megállapított adatok csak akkor igazak, ha a tükrözött kép nem befolyásolja jelentősen a sugárzási ellenállást. Ha a sugárzó és a vele ellenfázisban lévő tökörkép közötti távolság kicsi, a sugárzási ellenállás csökken, a bemeneti ellenállás is csökken, és az antenna illesztése a tápláló vonallal romlik.
Ennek megfelelően a d távolság a következő tartományban lehet:
A sugárzó sugárzási ellenállása az saját ellenállásból és a tükrözött, ellenfázisú képe által bevitt ellenállásból áll.
A bevitt ellenállás a sugárzó hosszától és a d távolságtól függ, és az alábbi nomogramok alapján meghatározható:
(βl a sugárzók elektromos hossza, βd a sugárzók tengelyei közötti távolság.)
Aktív komponens:
720x720px
Reaktív komponens:
720x720px
Gyakorlati felhasználása Egyszerű, síkreflektoros antennát a gyakorlatban ritkán használnak, mivel a sík reflektorfal használata a nagy felülete ellenére nem ad sokkal jobb eredményt, mint egy egyszerű, huzalból vagy csőből elkészített reflektor.
Két, egymással szöget bezáró sík reflektorfal viszont jelentősen megnöveli egy sugárzó nyereségét. Az így kialakított antennát sarokreflektoros antennának nevezzük.
Jegyzetek
Kategória:Antennatechnika Kategória:Rádiótechnika Kategória:Irányhatású antennák Kategória:Amatőr rádiózás