BowTieコニカルアンテナ理論

まえがき

コーンアンテナ（バタフライ、BowTie）の問題は文献ではほとんど取り上げられていませんが、これは宇田八木とともに世界で最も人気のあるタイプのテレビアンテナです。



したがって、この記事では、1つのバタフライバイブレータの波動特性、放射パターンとアンテナゲインに対する反射器とダイレクタの影響、バタフライバイブレータをコモンモードアレイに接続する原理について説明します。



さらに、最もシンプルな（反射鏡なしを含む）から長距離受信用の平均ゲイン16.3 dBiの非常に高性能なアンテナまで、CADで最適化されたバタフライバイブレータに基づくテレビアンテナの7つの実用的な設計を読者に提示します。



すべてのアンテナのベースには、アクティブ要素（バイブレーター、ラジエーター）が常にあり、送信動作中に電圧が印加されるか、受信動作中に電圧が除去されます。

ほとんどのタイプのアンテナでは、バイブレーターは半波長ダイポールとその種類（スプリットダイポール、ループ、ダブルループ、1/4波長ピン、対数周期幾何学を持つダイポールセットなど）です。



スプリアス要素の設計とアンテナのマッチングは、バイブレーターの特性から始まります。 半波ダイポールの特性はよく知られており、広く説明されています。 放射抵抗は中心周波数で73Ωで、放射パターンはほぼ円形で、軸に垂直に2.15 dBiの小さなゲインがあります。



ダイポールの軸はE平面を通過します。 放射の偏光は双極子の軸と一致します。



放射抵抗は周波数が低くなると急激に減少し、周波数が高くなると増加します。

73ΩラインあたりSWR = 1の600 MHzを中心とするダイポールは、560および650 MHzの周波数で既にSWR = 2になります。 -7％... + 8％の範囲で許容可能なSWRを維持します。



ダイポールは狭帯域アプリケーションに理想的であり、妥協の方法でのみ広帯域にすることができます-スプリアス要素（反射器、ダイレクタ）を追加し、範囲のさまざまな部分で波の抵抗を等しくするようにジオメトリを選択します。 このジオメトリの選択により、マルチエレメントアンテナのゲインは、狭い範囲用に最適化された同数のスプリアスエレメントよりも大幅に低くなります。 アンテナゲインは範囲全体で非常に不均一であり、SWRは範囲の端で品位の限界を超えます。

パートI.コーンバイブレーター（BowTieラジエーター）

バイブレータには他の設計、いわゆるPNAがあります-周波数に依存しません。 耐放射線性は周波数にあまり依存せず、比較的広い周波数範囲で動作し、高い効率と許容可能なSWRを実現します。



これらの設計の1つはバイコニカルアンテナです。











ボリュームコーンの代わりに投影が適用される場合、そのプロパティは保持されます-蝶ネクタイ（BowTie）の形の平らな三角形。



三角形が無限の場合-アンテナはすべての周波数で動作します：









有限サイズの三角形を作成する場合-いくつかの大きな周波数範囲で動作することができます。









さらに、三角形はソリッドである必要はありません。









その特性は、平面から2本のビームのみが残っている場合でも保持されますが、ジャンパーが存在する場合、三角形は少し良くなります。





次に、2つのウィスカ（英語-ウィスカ）のオプションのみを検討します-最も単純で最も一般的です。



BowTieの中心周波数は、4つのウィスカーのそれぞれが約0.47λの長さ（1インチ= 2.5 cmの技術的ギャップを持つ）であるような波長です。



これは、BowTieバイブレータが半波ダイポールの約2倍大きいことを意味します。 ダイポールの全幅は〜0.5λで、BowTieの全幅は〜1λです。



このような寸法により、200 MHz未満の周波数では許容できないほど大きくなるため、TVチャネル1〜5では使用されず、FMラジオ受信では使用されません。



周波数が200〜800 MHzの場合、その寸法は許容範囲内であり、ブロードバンドの保証質量と10+ dBiアンテナセグメントでの優位性との組み合わせで。





中心周波数での複素放射抵抗（すべての例は600 MHzの場合）は約545Ω（導体の直径2.8 mm）で、350および800 MHzの周波数で徐々に200Ωに低下します。



545Ωを75Ω同軸線に整合させることは非常に非標準ですが（必要に応じて実装されます）、広帯域の周波数で作業する場合は不要であり、望ましくないこともあります。 テレビで許容されるSWRは、300〜600Ωの電力を使用する場合です。 電力が約400Ωの場合、470〜790 MHzの範囲で平均化された最小SWRが得られます。



これは、周波数帯域400のSWR（eng。-SWR）です。400Ω電源での800 MHz、および73Ωラインの半波ダイポールのSWRとの比較。





グラフは、口ひげの開き角度が20〜60度のオプションを示しています。 角度はそれほど影響を受けず、最適な角度は約33度です。 古典的なダイポールにより、560〜650 MHzの帯域でSWR <2を維持できる場合、BowTieバイブレータは470 ... 690 MHzの帯域でSWR <2になります。 UHF TVの全範囲をカバーします（将来、SECAM放送が停止された後、LTE-700のチャネル49以上が販売されます）。最大790 MHzの周波数帯域では、SWR <3であり、これも許容されます。



BowTieの放射パターンは、ダイポールとはわずかに異なります。 アップ/ダウンBowTieは、前方/後方より3〜4 dB弱く放射します。 一方で、古典的な双極子よりもはるかに放射を抑制します。 このため、中心周波数でのフォワード/バックワードゲインは約4.8 dBi（2.15 dBiダイポールに対して）であり、400〜800 MHzの周波数帯域では3.6 dBiから6.7 dBiに徐々に増加します。





75Ωケーブルと単一のBowTieを一致させるには、最適な6：1バラン（Bal-Un、Balanced-Unbalancedトランス）を4：1バランから、または2穴リングで演奏することで作成できます。





標準の300Ω4：1バランも動作しますが、SWRは2を超えます。

パートIaコーンバイブレーター-全波？

コーンアンテナの一部は、PNA（周波数独立アンテナ）およびUWB（ウルトラワイドバンド）タイプのアンテナです。



コーンバイブレータは、長さが0.47λのウィスカ（約545Ω）の最大放射抵抗を持ち、長さがどちらかの方向にずれると、抵抗は最小で84Ω（0.31λ）に低下します。



さらに波を短くすると、0.47λのウィスカー長の倍数（600、1200、1800、2400 MHz）で545Ωに抵抗が増加し、0.47λのウィスカー長の倍数で固定抵抗が0.24λ（900、 1500、2100、2700 MHz）。





したがって、インピーダンスを84〜545Ωの範囲で一致させることができる場合、抵抗が無限に増加するか、低周波数でゼロに低下するダイポールとは異なり、アンテナは非常に広い周波数範囲で使用できます。



コーンアンテナのこの特性の実際的な利点は、アンテナのすぐ隣にインストールされたアクティブマッチングデバイスでのみ得られます。これにより、84-545Ωが無線および/または送信機の伝送ラインの50または75Ω抵抗に変換されます。



固定トランスを介したパッシブマッチングでは、このような広帯域特性を活用することは事実上不可能です。 許容可能なSWRは、比較的狭い周波数範囲で維持されますが、従来のダイポールよりも広くなっています。 SWR = 2によると、ダイポールの調整範囲は+ -8％で、コニカルバイブレーターの場合は+ -18％です。



バタフライバイブレーターの共振周波数は？ この質問に答えるために、最初に定義に戻ります。



抽象アンテナのモデルは次のとおりです。







合計（複雑な）放射抵抗は、実数部（青）と虚数部（赤）の合計に等しくなります。



虚数部は、誘導性（+記号付き）と容量性（-記号付き）の2つの反応性コンポーネントで構成されます。



誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスが等しい場合、虚数部はゼロに等しくなります。 アンテナのインピーダンスは、実際の放射抵抗に等しくなります。 この周波数は、アンテナの共振周波数と呼ばれます。 半波ダイポールの場合、共振ダイポールの長さは0.5λです（太い導体の終端容量を考慮すると、約0.47λで、正確な値はL / D比に依存します）、共振周波数での実際の抵抗は73Ωです。



バタフライバイブレーターの場合、誘導成分がゼロの場合、2つの共振があります。これらは最大抵抗と最小抵抗の両方のポイントです。 つまり 600 MHzのバイブレータの場合、共振周波数は600、1200、1800および900、1500、2100などになります。 各ウィスカの共振長が0.47λの倍数（開口角33度、導体直径2.8 mm）の場合、振動子抵抗は最大（600Ωの範囲）であり、0.47λ* K +0.24λ（4分の1波長シフト）の倍数の長さは最小です可能（約85Ω）。



実際の抵抗Rの正確な値は、口ひげを作る導体の直径に非常に敏感です。 非常に細い導体D = 0.1 mmの場合、共振周波数での抵抗Rは1444Ωに達し、直径10 mmの口ひげの場合、わずか345Ωに達します。 共振周波数もシフトします。



導体の直径に応じて、Rmax（共振周波数で）、Rmin（最初の共振から1/4シフトした周波数）、およびこれらの周波数に対応するウィスカーの長さの依存関係の表を示します。









従来の双極子の場合、導体の直径は共振抵抗にほとんど影響を与えず、太い双極子は無効成分を減らします-インピーダンス曲線がより緩やかになり、双極子自体が広くなります。



バタフライバイブレーターの場合、導体の直径は、共振と無効の両方、したがってインピーダンスに非常に強い影響を及ぼします。



4x223 mmの口ひげ、直径1、3、6 mmのバイブレーターの合計（複雑な）抵抗Zの曲線を比較します。







ご覧のとおり、直径はRmaxに大きく影響し、Rminにはほとんど影響しません。 さらに、口ひげの直径を大きくすると、共振周波数が低下します（つまり、口ひげを短くすることができます）。



より厚いバイブレータは、周波数範囲での勾配の急峻性が低く、抵抗低下が少ない。 これにより、広範囲の周波数のマッチングの計算が容易になります。

パートIbコーンバイブレーター-周波数帯域のビーム

ご存知のように、通常のダイポールは周波数帯域全体で同じDDを持ち、共振周波数からの距離に依存しません。 これはバタフライバイブレータの場合ですか？





ご覧のとおり、周波数が高くなるとダイアグラムが最初に狭くなり、約0.62λから開始してサイドローブが成長し始め、2番目の共振に近い周波数で強度がメインローブの強度に達し、さらに周波数を上げるとメインローブがほとんど消えます。 その後の各共振周波数の通過に伴い、花びらが分岐し、放射花びらが上向きに表示されます。



結論：正式にはバタフライバイブレーターは全波ですが、放射パターンの形状はバイブレーターの全長に1つ以上の波長が置かれた後に分岐し始めます（両方のひげ）。 バイブレータは放射しますが、この放射の方向は実際の用途には適していません。



上記の実用的な範囲は、0.6λウィスカの放射パターンによって制限されます。



下からは、放射抵抗の低下とSWRの増加によって制限されます。 ウィスカの長さが0.19λより短い場合、Rは25Ωを下回り、50/75Ωで電力を供給してもSWRは4+に増加します。

（インピーダンスの整合の問題を解決する場合）実用に適しているのは、0.2-0.6λの波長範囲です。 + 28％..-共振周波数0.47λの57％

パートII /寄生虫

スプリアス要素は、Eプレーンにある導体です。 バイブレータに平行で、バイブレータの放射の偏光にあり、バイブレータから電気的に絶縁されています。



金属接続は、電位がゼロのポイントにのみ許可され、本質的に構造的なものです。



寄生虫は双極子に大きく影響し、その影響は寄生虫がバイブレータより長いか短いかによって異なります。 寄生虫がより短い場合、容量性反応性を持ち、それ自体への放射を増加させ、寄生虫がより長い場合、誘導性反応性を持ち、それ自体からの放射を「反発」します。 短い寄生虫はディレクターと呼ばれ、長い寄生虫はリフレクターと呼ばれます。 寄生虫が多く、双極子に近いほど、放射抵抗は低くなります。



すでに1つのリフレクタが放射を前後に大幅に減らし、前方に追加します。 前方放射は2.15 dBi +4.7 dB = 6.9 dBiから増加します。



リフレクターにバイブレーターの長さがあれば、放射は上下にのみ減少し、前方/後方放射は同等です。



リフレクターの長さがバイブレーターの長さよりも短くなると、ダイレクターになり、後方への放射が前方への放射を超えます。 1V1Dのゲインは、最大6.2 dBi（1V1Rよりわずかに小さい）に達する可能性があります。



ディレクタは、ディレクタの数をさらに追加すると、NAMがさらに狭くなり、それに応じてゲインが増加するという点で、リフレクタとは異なります。 最初の後ろにある2番目の反射器は、アンテナの放射にはほとんど影響しません。



コーンアンテナでは、寄生虫の動作が異なります。 寄生虫は約0.2λの長さの特性を示し始めます。 最適な距離は、バイブレータから0.15λです。



0.3〜0.47λでは、寄生虫はディレクターとして機能し、ゲインのピークは0.448λ= 8.91 dBiになります。 0.47λでは、寄生虫は中立（上部/下部のみを抑制）であり、0.48λ以上（無限大まで）から反射体のように振る舞い、利得ピークは0.49λ= 8.52 dBi（ベアコーンに対して+3.71 dB）



0.0λ-4.81 dBi（寄生虫なし）

0.1λ-4.83 dBi

0.2λ-4.94 dBi

0.3λ-5.32 dBi（ディレクターとして機能）

0.4λ-6.89 dBi（ディレクターとして機能）

0.449λ-8.92 dBi（ディレクターとして機能）

0.47λ-7.57 dBi（前後とも同じ指向性）

0.49λ-8.52 dBi（リフレクターとして機能）

0.5λ-8.45 dBi（リフレクターとして機能）

0.6λ-7.18 dBi（さらに反射体として機能します）

0.7λ-6.77 dBi

0.8λ-6.63 dBi

0.9λ-6.57 dBi

1.0λ-6.55 dBi

1.2λ-6.55 dBi

1.3λ-6.60 dBi

1.4λ-7.04 dBi

1.5λ-7.7 dBi

1.6λ-7.14 dBi

2.0λ-6.87 dBi





放射抵抗は強く成長します（双極子でわずかに減少します）。 そのため、0.49λリフレクタは、抵抗を545から1150Ωに上げます。 さらに、広帯域では、点0.47λの通過とともに寄生虫の特性が急激に変化します。 寄生虫はリフレクターからディレクターに変わり、正しい方向に信号が弱められます（ただし、後半球の放射は増大します）。 したがって、このような設計は実用的な目的には意味がありません。



反射器が広い周波数帯域で反射器のように動作するためには、中心周波数で少なくとも1.0λを取る必要があります。 しかし、このようなアンテナの特性は非常に平凡です-前後のKZDは非常に弱く（一部の周波数ではゼロ）、範囲の端でSWRは2.6を超えます。



結論 ：アンテナの指向性（ゲインとゲイン）を作成することを目的とした寄生虫は非常に実用的ではないため、実際には使用されません。 寄生虫を慎重に使用して、範囲の上部の周波数応答を修正し、上端に沿って周波数の遮断を作成できます。 したがって、たとえば、帯域幅が50〜800 MHzのブロードバンドアンテナ（ポーランド語ASP-8など）の場合、800 MHzの周波数で<0.45λの長さを持つディレクターを追加します。影響を及ぼし始めます：



-放射抵抗を上げます（そして、すでに知っているように、中心周波数から外れると低下します）

-前方指向性によりゲインが増加します

-長さが0.47λに近づき始めると、抵抗が急激に増加し（およびSWR）、ディレクターが反射器に変わり、ゲインを前方に減少させます。 ディレクターは、カットオフ周波数がF = 300 / L / 0.47 = 141 / Lの長さのノッチフィルターとして機能します。



低い周波数では、このようなダイレクタの長さは<0.3λになり、アンテナの動作にはほとんど影響がありません。

パートIII /リフレクタースクリーン

スクリーンリフレクターは、フラットリフレクターです。 それは、固体導体（金属のシート、ホイル）と水平導体のグリッド（バイブレーターの口ひげの位置が水平の場合）の両方から作成できます。 垂直導体は、画面のプロパティに影響しません。 それらは、構造的な強度を与えるために構造的な理由でのみ使用できます。



単一の寄生虫のように、画面のプロパティはその幅に依存します。 スクリーンの幅が0.47λ未満の場合、ダイレクタとして機能します。放射はそのようなスクリーンの方向に成長します。 スクリーンの幅が0.47λを超える場合、反射板のように機能します。



リフレクターまでの距離は、0.1λ〜0.5λのいずれでもかまいません。 グリッドピッチが0.025λで、幅が1λ、高さが0.5λ（放射軸から±0.25λ）の反射板を使用すると、単一のBowTieの放射抵抗とゲインは次のようになります。



0.10λ-1700Ω-9.83 dBi

0.15λ-871Ω-9.63 dBi

0.20λ-603Ω-9.35 dBi

0.25λ-496Ω-8.94 dBi

0.30λ-442Ω-8.35 dBi

0.35λ-414Ω-7.48 dBi

0.40λ-404Ω-6.15 dBi

0.45λ-412Ω-4.04 dBi

0.50λ-443Ω-0.67 dBi



0.15λから0.35λまでの反射器オフセットは実際に役立ちます。 スクリーンが<0.15λに近づくと、抵抗は非常に急速に増加して非実用的な値になります。 0.35λ以上を除去すると、指向性は急速に低下し、0.42λではベアバイブレータと同じになります。



中心周波数での動作の場合、最適な距離は0.2λです。抵抗は非常に便利な600Ωであり、指向性は9.35 dBiに達します。 広い周波数帯域での動作では、0.15 ...0.25λの範囲で最適な位置を選択することができ、ディップが観察される範囲のそれらの部分でのマッチング/ゲインを改善します。



オフセット=0.2λでの反射板の幅の影響を考慮してください。



0.50λ-890Ω-08.95 dBi-05.86 F / B

0.75λ-657Ω-09.11 dBi-10.57 F / B

1.00λ-603Ω-09.35 dBi-12.37 F / B

1.25λ-574Ω-09.90 dBi-14.46 F / B

1.50λ-583Ω-10.18 dBi-19.33 F / B

1.75λ-586Ω-10.04 dBi-19.77 F / B

2.00λ-585Ω-09.96 dBi-19.48 F / B



0.47λ未満の幅では、スクリーンはディレクタのように動作し、放射をその方向に集中させます。



0.47λの長さでは、スクリーンは反射鏡のように振る舞います;0.59λでは、フロント/バック比は8 dBに達します。



1λでは、アンテナにはすでに適切なパラメータがあります。600Ωの便利な抵抗、9dBi以上のゲイン、12dBi以上の短絡抵抗です。



画面幅をさらに拡大しても、ゲインはほとんど増加しませんが、KZDは18..20 dBに上昇します。



1.5λでのピークゲインとKZDは、さらに増加し​​ても増加しなくなりました。周波数帯域470〜690 MHzでは、0.20λのオフセットで範囲の端でSWRが大きくなりすぎます。チャネル21..49のいずれかで作業する必要がある場合は、オフセットを0.25λに増やす必要があります。その場合、アンテナには600Ωの負荷に対してこのようなパラメーターがあります。





アンテナは、4：1、6：1、8：1バランで動作します。この場合、SWRは広い周波数帯域で異なります。





このようなアンテナに寄生虫ディレクターを追加できるかどうかを検討してください。前の部分の分析が示したように、ディレクタの長さはアンテナ帯域全体で0.47λに近づいてはなりません。



470〜700 MHzの範囲のアンテナを設計する必要があるとします。700 MHzの周波数で0.41λの長さのディレクターを取り、前のアンテナの中心周波数（600 MHz）でその長さは0.35λになります。ステップバイステップのオプティマイザーは、バイブレーターまでの最適な距離が0.20λであることを示しました。





最初から0.16λで0.34λの2番目のディレクタは、550〜690 MHzの範囲でさらに0.5 dBのゲインを提供できますが、SWRが0.1減少します。



2階建ての最初のディレクター（最適な高さは約0.13λ）は、2番目のディレクターよりも大きく成長します。

パートIV /サイドリフレクター

メイン画面のキャンバスの幅が1-1.2λに達すると、画面の幅をさらに大きくしても、それほど大きくはなりません。ある角度での画面幅のさらなる増加、すなわち多くの場合、直線幅よりも収益性の高い、湾曲した側面の作成。スクリーンの1λに最適なエッジは、キャンバスに対して30度の角度で約0.2〜0.25λです。



放射パターンは水平面内でわずかに変化します-前方への放射のわずかな増加（最大1 dB）、後方への放射の非常に顕著な抑制ですが、前方ではなく後方半球に再分配します。前半球と後半球の比率はわずかに低下しますが、後方半球で厳密に後方に放射される放射-同じ半球での再配布によっても放射を減らすことは、アンテナの保護効果を改善するという点で非常に有益です。





スクリーンとサイドパネルの組み合わせと2階建てのディレクターは、ほぼ単一のBowTieバイブレーターから引き出すことができる天井です。彼の一連のパラメーターは次のとおりです。







これは、そのようなアンテナの平面内で電界強度がどのように変化するか、および近距離場振動から遠距離場放射が形成される方法です。

パートV /シングルスクリーンコモンモード格子

ご覧のとおり、単一のバイブレータの機能は、反射スクリーンによって使い果たされています。より狭い放射パターンと増加したゲインを持つアンテナを作成する場合は、複数のアンテナを使用し、拡大した開口の1つのラティスでそれらを同相で結合するだけです。どのタイプのアンテナでも、コモンモードアレイのアンテナ数を2倍にすると、放射パターンが狭くなるため、最大3 dBのゲインゲインが得られます。放射パターンは、新しいアンテナを追加する平面で狭くなります。格子の階数が増えると、図は垂直面で狭くなり（水平線に押し付けられる）、水平面では新しい床が右または左に追加されます（ビームは方位角で狭くなります）。



同相格子を作成する際の主な障害は、技術的な困難です。最初に各アンテナを伝送ラインと調整し、次に各ラインペアからの信号をティーに追加する必要があるため、計算と設計の複雑さが急激に増加し、加算信号はフィーダーの耐波性と再度一致する必要があります。



各アンテナ（アンテナアレイの各バイブレータ）からの信号の収集と送信を実行できます。



*非対称（同軸）線

*対称（2線）線



各タイプの長所と短所があります。



同軸線：



+金属要素の近くおよびそれらの穴を通ることができます

-固定抵抗の非常に限られたセットで生成されます（50および75Ω、100および150Ωでエキゾチックな抵抗がありますが、それらを取得することはほとんど不可能です）

-対称振動子に接続するにはBal-Un（バランス-アンバランス）バランデバイス

が必要です-追加の信号位相変更が必要ですラインまたは要素

-材料は銅のみで、バイブレータの構造要素と接続するには追加要素が必要です（たとえば、はんだ付け端子）



2線式ライン：



+ ワイヤの距離または直径を選択することにより、任意の抵抗に対応できますニックス

+対称バイブレーターに直接接続できます

+構造的な支持力を持つことができます

+反対の導体に接続することで信号を逆位相に変更するのは簡単です+

バイブレータ材料を含む任意の材料で作ることができ、接続を簡素化することもでき、接続を簡素化します

-固有の剛性または誘電体スペーサの助けにより、平行性を確保する必要があります-それは

近くに配置できません要素は磁場を横切らない。金属導体は、両方の線から等距離にない場合、特に有害です。測定中、ラインの異なるワイヤに流れる電流は位相がずれており、互いに相殺されないため、フィーダの放射につながります。









構造的には、コーンアンテナは、コモンモードアレイの垂直（多階）レイアウトの2線式ラインと非常にエレガントに共存します。









同じ長さの2つの短い（通常は波長よりも短い）セグメントの助けを借りて、等しい強度と位相の2つの信号が加算され、出力は単一のバイブレーターの信号より2倍（+3 dB）強力な信号を生成します。



完全な動作のために、加算ラインのインピーダンスはバイブレータのインピーダンスと同じでなければなりません（この周波数で）。このようなグレーティングの出力インピーダンスは、各バイブレータとラインのインピーダンスの半分に等しくなります。



広い周波数範囲では、バイブレータ自体のインピーダンスは85〜545Ωの広い範囲で変化します。対称線のインピーダンスは周波数に依存せず、導体の直径と導体間の距離にのみ依存します。したがって、広い周波数帯域では、このようなラインは常に一貫していません。短い不整合線（波長と同じ長さ以下）は、抵抗トランスとして機能します。そのようなラインのこの特性は、ラインの波動インピーダンスを変換する必要がある場合、意図された目的に使用されることがよくあります。



線路の波動インピーダンスの計算は、公式に従って、または既製のユーティリティを使用して実行されます。



そのため、エアギャップのある25 mmの距離で直径2 mmの2つの導体の抵抗は386Ωです。









たとえば、0.3λの短い線を考えて（先を見て、最適な床間隔の半分になると言います。つまり、これは床の1つからフィーダーの追加ティーまでの線の長さです）、それがバイブレータの放射抵抗を範囲内でどのように変換するかを確認します周波数。



1行は25/2 mm（386Ω）、2行目は25/1 mm（469Ω）、3行目は比較のために25/2 mm（386Ω）の2倍の長さです。







青（直接）は、直接フィーダー接続を備えたBowTie独自の統合インピ​​ーダンスを示します。



ご覧のように、収集ラインは結果のインピーダンスに非常に強い影響を及ぼします。 さらに、変換係数はトランスの抵抗にあまり依存せず、その長さ（波長に相関）に大きく依存します。 なぜなら 異なる周波数の場合、同じトランスセクションは非常に異なる長さを表します。



この抵抗を計算するには、式があります







ZA = Z0の場合、Zin = Z0です。 ソースが一致したラインは、結果のインピーダンスを変更しません。

その他の場合、Z0はf * L（つまり、波長）に依存し、ZAおよびZOに依存する係数で乗算されます



コモンモードアレイの収集ラインの長さは理論的には任意です（信号が同相で到着して加算されるように等しい場合のみ）が、技術的な動機から、最短距離でフロアを直線で接続することが合理的です。 このアプローチでは、フロア間の最適な距離に基づいてラインの長さが設定され、ライン抵抗を変更することで調整を改善する必要があります：導体の直径またはそれらの間の距離を変更します。



3フロア以上を構築する場合、各次のフロアから加算器まで独立したラインを実行することは技術的に非常に実用的ではありません。 幸いなことに、近隣のフロアからの信号を直接近隣の端末に追加できます。 なぜなら フロアはフロア間のおよそ1/2の長さで配置されているため、1/2の長さの収集ラインに沿って通過するとき、信号の位相は反対に180度変化します。 そのような信号を相互に破壊するのではなく要約するためには、逆位相で導体を接続する必要があります。 すべてのフロアは、逆位相でのみ互いに​​接続され、ラインが重なります。 例外は、グリッドフィードポイント（フィーダー、バラン）です。 フロアから等距離に配置され（最短距離である必要はありません）、オーバーラップに直接接続されていない場合、その上の信号は同相になりますが、



同相アンテナアレイの指向性パターン（MD）の形状は、構成アレイのアンテナパターンとアレイ自体の構成（行数、フロア数、およびそれらの間の距離）によって決まります。



2つの全方向性アンテナを1 /2λ（アンテナの軸間）に並べて配置すると、水平ビームは8の字のように見え、メインアンテナに垂直な横方向からの受信はありません。 アンテナ間の距離を広げると、放射パターンのメインローブの幅は狭くなりますが、メインローブに垂直な方向に最大値でサイドローブが現れます。



0.6λの距離では、サイドローブのレベルはメインローブのレベルの0.31であり、アンテナ間の距離が2/2の場合、半分のパワーでのビームの幅はアレイに対して1.2倍に減少します。



0.75λの距離で、サイドローブのレベルはメインレベルの0.71に増加し、ビームの幅は1.5倍に減少します。 1λの距離では、サイドローブのレベルはメインローブのレベルに達しますが、放射パターンの幅は、半波長のアンテナ間の距離に比べて2倍減少します。



この例は、波長に等しいアンテナ間の距離を選択することがより望ましいことを示しています。 これにより、放射パターンのメインローブが最も狭くなります。 指向性アンテナをアレイの一部として使用する場合、メインアンテナに垂直な方向から信号を受信しないため、サイドローブの存在を恐れる必要はありません。



これらは、あらゆるタイプのアンテナの一般的なガイドラインです。 したがって、アンテナは通常、同軸ケーブルを介して追加されるときに取り付けられます。 任意の（同じ場合のみ）長さの柔軟なケーブルの断片は、任意に積み重ねられます。 アンテナ間の距離を変更しても調整と合計に違反しないため、0.5〜1λの任意の距離を選択できます。



床の間隔に応じて、リフレクター付きの2つのBowTieバイブレーターの特定の格子パターンを考慮してください。





ご覧のとおり、間隔が大きくなると、ゲインは11dBi@0.4λから12.6@0.6λに増加します。

スパンが0.6λを超えると、メインローブのゲインは増加しませんが、垂直方向では狭くなり、これにより2つの寄生ローブが上下に成長します。 アンテナ0.6〜1λのゲインは正式には同じですが、ローブが狭くなると、加入者（通常は水平線）に対してより慎重なアンテナの向きが必要になります。



コーンアンテナの2階建てアレイの場合、0.4〜1λの任意の距離を選択できます。 しかし、分離が0.6λを超えると、スクリーンサイズとベアリングビームの長さも増加します。 パラメータを増やすことなく、材料の消費量が増加し、重量と強度が低下します。



さらに、すでに見たように、一貫性のない収集ラインの長さの増加は、その変換係数に大きく影響します。 したがって、実用的な理由から、2階建ての格子は0.5-0.6λの最小間隔で設計されています。



3フロア以上の場合、各フロアからティーまでの個別のライン（バイブレータとリフレクタの間、金属オブジェクトから離れている必要があります）を使用して信号を収集することは非合理的であり、隣接するフロアをバイブレータに直接合計する方が構造的にはるかに簡単です。 距離が0.5λの倍数でない場合、ラインの信号遅延は180度の倍数にはならず、信号の位相は加算されません。 したがって、最短経路に沿った直接接続には、わずか0.5または1λの間隔が適しています。 0.5λでは、ラインは（位相が180度回転するために）重なり、1λでは直接（位相回転なし）になります。 2階建てグレーティングについて説明した実際的な理由により、1λの間隔は適用されません。

パートVI /抵抗トランスの配置

アンテナ抵抗をフィーダー抵抗に変換するには、3種類の構造が使用されます。

1）変換係数が固定されたブロードバンドトランス。 それらは通常、フェライトコアで実行されるか、マイクロストリップ（パッチ）ラインに印刷されます。 変換係数は、巻線の構成と巻線の巻き数の比率によって決まります。

2）LおよびCエレメントを備えた多種多様なシャント回路。

3）波線のセグメントを使用する変圧器



広帯域トランスの欠点は、製造コストと、複数の（任意の）変換比を取得するのが難しいことです。 低コストは大量生産によってのみ得られるため、範囲が限定されます。 事実上手頃な価格は4：1バランとしか呼べません。 異なる要因（6：1、8：1）でバランを生産する必要があるため、連続生産と自家製製品の両方に終止符が打たれます。



シャント回路の欠点は、製造の複雑さ（非標準バランの場合と同様）、狭い帯域幅、およびデバイスのサンプルを微調整する必要があることです。



波線のセグメントは、バイブレーターの設計をそれほど複雑にしません（その建設的な継続かもしれません）、バイブレーターのギャップを超えてボックスを除去するため、バラン（またはバラン+ LNAの組み合わせボード）のボックスの技術的なインストールを簡素化します。 それらは、ほとんどすべての抵抗を、セグメントの長さとそれ自体の抵抗の選択に変換するように設計および製造できます。



前のセクションで与えられた抵抗の変換のための基本的な式をより詳細に検討しましょう





この式から多くの観察結果が得られます。

• ライン長が0または1 /2λの倍数の場合、180の倍数の角度のタンジェントがゼロであるため、結果の抵抗はソースの抵抗に等しく、ラインはインピーダンスを変更しません
• 複数の1 /2λから1 /4λのシフトのある線の長さ-角度90と270のタンジェントは無限大になる傾向があるため、結果として生じる抵抗は可能な限り変化します
• 抵抗がソース抵抗と等しい（一致する）ラインは、ラインの長さの結果として生じる不均衡を変更しません
• 波長が変化すると、固定の幾何学的長さの線は、広い周波数帯域で異なる動作をします。 周波数の変化により、ラムダのライン長が0に近づくか、1/2λの倍数である場合、長さが1/4λに近づくとラインの寄与は減少します。ラインの寄与は急激に増加します。 このプロパティを使用して、バイブレータ自体のインピーダンスを等しくすることができます。

次の式で動作するExcelを作成します： goo.gl/w8z9U2 （Google Docs）



BowTieバイブレータの周波数が最初の共振抵抗Z = 750 + j0であるとします。

750オームを300に変換するには（4：1バルーンへの接続用）、抵抗が231オームの、長さがわずか0.1λ（600 MHzの周波数で5 cm）の対称導波路を使用できます。

上記のcoax_calc計算機を使用すると、ワイヤの直径とそれらの間の距離の組み合わせを選択して、231オームを取得できます。

パートVII /ケーススタディ

コーンアンテナの範囲は非常に限られています。 300 MHz未満の周波数では、そのようなアンテナは0.5λ対1λの大きさを持つ半波ダイポールと比較して許容できないほど大きくなります。



800 MHzを超える周波数では、指向性の高いアンテナが必要な無線技術はほとんどありません。 CDMA、GSM、GPS、LTE、WiFiでは、加入者側の全方向性アンテナ、またはオペレーター側で明確に予測可能なセクター形状のセクターアンテナが必要です。

固定回線セルラー加入者の間では、指向性の高いアンテナに対するわずかな需要が存在します。 BowTieラジエーターを使用すると、理論的にはLTE-700、CDMA2000 / LTE 800 Mhz、GSM / UMTS / LTE-900アンテナ、およびCDMA2000 / LTE 450 Mhzアンテナを製造できます。 業界ではこのようなアンテナは製造していません。 パートVIIIでは、この設計の効率と競争力を確認しながら、そのようなアンテナの構築を試みます。



2 GHzを超える周波数では、コーンアンテナは印刷（マイクロストリップ）のみが可能で、そのような周波数のパッチアンテナと比較して、パラメーターや設計と製造の単純さの利点はありません。



300〜800 MHzの範囲では、放送のみが機能します：PAL / SECAM / NTSC（アナログ）またはDVB-T / T2 / T2 HD（デジタル）。



コーンアンテナに前例のない人気をもたらしたのは、テレビ放送加入者アンテナの市場でした。



1960年代、そのようなアンテナは、地理的に大きな国、カナダと米国の市場のほとんどを獲得しました。 主に平坦な大面積は、ヨーロッパに比べてテレビ塔の建設密度を低下させました。 大きなカバレッジ半径では、10〜16 dBの高ゲインアンテナが必要でした。 単一アンテナからこのような増幅を達成するには、波チャネルは非常に問題が多く、2-4アンテナの同相アレイを使用すると、反射器を備えた多階コーンアンテナの単純さに比べて、波チャネルは困難で高価です。



東ヨーロッパでのこのようなアンテナの最も広い分布は、10 GHz以上のゲインのアンテナとブロードバンドを受信するためのUHF範囲の多数の低電力テレビチャネル（3つの中央テレビチャネルの20-25 kWと比較して1-5 kW）の出現によって促進されました。 MV範囲の（低ゲインではあるが）セクションをキャプチャすることにより、MV範囲の追加アンテナ、追加ケーブル、アンプ、加算器などを含める必要がなくなりました。



読者に、470-700 MHz（UHFの21-50チャンネル）の範囲で平均ゲインを最大化し、平均SWR（SWR）を最小化するために、慎重に最適化された7つのアンテナ設計（モデリングにNECエンジンを使用するPythonスクリプトを使用）を提示します。 2017年の場合、このようなアンテナはDVB-T / T2受信にのみ関連しています。



リフレクターなし：



1）2ベイ：50x55 cm、口ひげ8x279 mm

2）3-Bay：60x50 cm、口ひげ12x241 mm

3）3ベイ（1小）：80x65 cm、口ひげ4x276、4x302および4x190 mm



リフレクター/スクリーン付き：



4）1ベイ：25x72 cm（50 + 2x12.5 cm側面）、口ひげ4x222 mm（記事の例から）

5）2-Bay：86x57 cm、口ひげ4x254 mm

6）4ベイ：102x86 cm

7）6ベイ：152x84 cm











470〜700 MHzの帯域で平均化されたアンテナゲインは、7〜42倍または8.5〜16.3 dBiです。

3番目の列は、正面投影の面積をm2で、最後に-特定のゲイン、正面面積1 m2あたりの時間を示しています。



比較のために、同じ範囲用に特別に最適化されたウェーブチャネルアンテナ（Uda-Yagi）は、1R-5D構成（1リフレクター、5ダイレクター、ループバイブレーター、624x293x45 mm）および12.7で平均ゲインが10 dBi（8.1から12.1）です。 2R-15D構成のdBi（2個の反射器、15個のディレクタ、ループバイブレータ、L = 1621 mm）



結論：最大10 dBiの平均ゲインを備えたアンテナ、従来のダイポールアンテナを設計する場合、波チャネルはよりシンプルで、よりコンパクトで、より軽く、製造が容易（職人用および工業用）で、より耐久性があります。 増幅> 10 dBiが必要な場合、ディレクターをUda-Yagiに追加しても指向性はほとんど追加されません（1R5D = 10 dBi、2R10D = 11.5 dBi、2R15D = 12.7 dBi）、反射板付きの2階建てのコーンアンテナでも平均ゲインは13.1 dBiになります。



15〜16 dBiの平均ゲインが必要な場合、4階および6階のコーンアンテナに代わるものはありません。 10〜13 dBのゲインを持つアンテナのセグメントでは、2階建てのコーンアンテナは、10個以上のディレクタを持つ長波チャネルよりもコンパクトでシンプルです。



一般的なビューと7つのアンテナのDNを、上記の番号順に示します。





* .NEC形式の7つのモデルはすべてここからダウンロードでき、 無料の4NEC2プログラムを使用して詳細な寸法（エグゼクティブ図面の作成を含む）を確認できます。



免責事項 ：6台のUHF-TVアンテナは、 holl_andsおよびmclappユーザーが率いるDigitalHome Canadaフォーラムメンバーによって開発されました 。

パートVIII /アンテナの工業デザイン分析

ASP-8などの4階建てのアンテナは、CISで広く普及しています。

これらのアンテナには、互いにわずかに異なる多くの修正があります（詳細）。

古いアンテナには、より長い上階のひげがありました（47-860 MHzアンテナと表示されていました）。

新しいアンテナ（2017年に販売されます）は、おそらくDVB-T / DVB-T2が現在動作しているUHFでのパフォーマンスを向上させるために、古いアンテナよりも上階がわずかに短くなっています。



分析のために、寸法はこのようなサンプルから3.6ドルのコストで取得されました（価格-3要素の部屋Yagi Wave-1のように）







アンテナには次の要素があります。

1）反射スクリーン75x50 cm、中央部の幅36 cm、側縁2x8 cmは4.5 cm前方に曲げられています。

スクリーンは直径2.1 mmの2x6の水平導体で構成され、2つのグループのそれぞれの高さは33 cmで、その間に9 cmのギャップがあります（アンテナの中央部）。

バイブレーターからのオフセットスクリーン-85 mm



2）4フロアすべてのバイブレーターの口ひげの間隔は34 mm（導波管ラインの中心）



3）上部バイブレーター4 x 254 mm口径5 mm、口径45度



4）3つの下層階-直径4 mm、開き角50度のバイブレーター4x140 mm口ひげ



5）直径2.1 mmのスチール導線の2線を集めたもので、導線間の距離はバイブレーターのマウントへの入り口で34 mmです。 電源ボックスの入り口で、下から30 mm、上から最大72 mm。



6）床の間の距離（1-上）：1-2 = 183 mm、2-3 = 192 mm、3-4 = 178 mm



7）接続線の長さ：1-2と3-4の間の200 mm。 84 + 132 =フロア間で223 mm 2-3。 電源ボックスの端子は、上部から84 mm、下部から132 mmです。



8）各フロアには、5人の短いディレクターがいるトラバースがあります。



9）アンテナリッジ-導波管の後方28 mmの距離にある12x6 mmのアルミニウム中空プロファイル



5つのディレクタを使用したトラバースは、最大900 MHzの周波数のアンテナに影響を与えないとすぐに言わなければなりません。 800 MHzを超える周波数では、指向性に+0.1 dBしか追加されません。

それらの機能-装飾のみ-は、追加の機械的負荷でアンテナを破壊し、鳥を誘引してアンテナを破壊することです。



要求された動作範囲のさまざまな部分で、波長のアンテナジオメトリの主要なコンポーネントを想像してください









このアンテナのすべての要素の寸法は非常に奇妙です。ひげの長さ、床の間の間隔、リフレクターの幅、電源供給ポイントの意図的な変位（ディフェージング）です。



個々のバイブレーターの特性を考慮します（画面の効果を考慮して）。

Bay-1 ：上部の長いバイブレーターは、490 MHzの共振周波数と850Ωの抵抗を持っています。 780 MHzでの2番目の共振と31Ωの抵抗。 300-320 MHz未満の周波数では、放射抵抗Rは無視できます。320MHzがより低い動作周波数であると想定できます。 このフロアのゲインだけで10 dBiに達しますが、放射パターンは吊り腹のようにわずかに（1 dB）30度シフトします。



Bay-2 ：2番目の上部バイブレーターは、780 MHzの共振周波数と515Ωの抵抗を持っています。 2番目の共振は1000 MHzを超えています。 460 MHz未満の周波数では、放射抵抗Rは無視できます。460MHzがより低い動作周波数であると想定できます。 このフロアだけのゲインは11 dBiに達しますが、放射パターンは35度下に強くシフトします。前方のゲインはわずか6 dBiで、35度下がって11.1 dBi



Bay-3です。上から3番目のバイブレータの共振周波数は790 MHz、抵抗は620Ωです。 2番目の共振は1000 MHzを超えています。 440 MHz未満の周波数では、放射抵抗Rはごくわずかです。440MHzがより低い動作周波数であると想定できます。このフロアのゲインだけで10.6 dBiに達し、ビームの形状は歪められませんが、



Bay-4は前方を向いています。下側のバイブレータの共振周波数は810 MHzで、抵抗は570Ωです。 2番目の共振は1000 MHzを超えています。 440 MHz未満の周波数では、放射抵抗Rはごくわずかです。440MHzがより低い動作周波数であると想定できます。このフロアのゲインだけで9.6 dBiに達し、ビームの形状は20度上向きに歪みます（前方より2〜3 dB強くなります）。 2番目の方向性バブルは30度下に向けられます。



製造業者は、3階にある3つのウィスカの長さを非常に奇妙に選択しました-UHF範囲（600〜700 MHzの範囲）の中央ではなく、800 MHz近くの共振です。

また、床の間隔と集合的な線の長さの非常に奇妙な選択。オーバーラップする導波路の長さは、750 MHzを中心としています。470 MHzの周波数では、このようなラインの位相遅延は180度ではなく112です。





ご覧のとおり、アンテナのパラメーターは、主張されている周波数範囲の広い帯域で非常に不安定です。いくつかの地域では、いくつかのSWR = 2 ... 3.2（許容される場合LNAの負荷、またはケーブル減少急増減衰）、及び21-Mチャネル（470 MHz）でSWR = 3.6 <2（許容される）VSWR一致

ダイアグラム指向性も不安定であり、局所的な異常があります。このインスタンスには、565 MHz（+ 30 / -40 MHz）の異常があります-放射パターンは上下にばらばらになり、放射は前方5 dBiのみです。



以前は、これらのアンテナは47 + 860 MHzのMV + UHFアンテナとして配置されていました。

実際、この声明は大げさな嘘です。 220 MHz未満の周波数では、アンテナゲインは負になります。

理論から学んだように、寄生虫の長さが0.47λ未満の場合、寄生虫は反射体からディレクターに変わります。DNは、この「反射鏡」に向かってシフトします。テレビ塔から反対方向に。TVタワーの方向では、信号は半波ダイポールと比較して10〜16倍減衰します。





このフリークアンテナに加えて、北米で人気のある2フロアのChannelMaster 4251アンテナも分析します。

その寸法ははるかに小さい：38x35 cm（75x50 cmに対して）





ゲインは8 dBiから10 dBiにスムーズに増加し、ビームの形状は完全に平坦で、SWRは中程度です。400〜900 MHzの間に共振異常はありません。

ASP-8の2.8倍の正面投影のCM4251は、ほぼ同じように機能しますが、周波数応答の異常な部分やサージはありません。



両方のアンテナは、CADによって最適化された記事の2階建てアンテナよりも著しく劣っています。

2フロアの最適な寸法-86x57 cm（86-幅）、このスクリーンは「ポーランドの乾燥機」よりわずかに大きいですが、横向きになっています。

そのようなエリアで4階建てをしようとする試みは非常にうまくいかず、マーケティングのみを目的としています。

アメリカ版は、顕著な増幅はありませんが、サイズは小さくなっています。

パートXIX /高指向性送受信アンテナの計算

反射器を備えたコニカルラジエーターを使用すると、理論的には、1フロアで10 dBi、2フロアで12-13 dBi、4フロアで14-16 dBi、6フロアで16-18 dBiのオーダーの増幅アンテナを生成できます。

水平偏波を使用する場合、コモンモードアレイは垂直レイアウトになります。 2フロアでは、放射パターンは垂直と水平の両方で同じになります。メインビームから任意の方向に±25の角度で3 dBの減衰があります。

4階と6階では、方位角の選択性は変化せず、ビームは垂直方向に非常に狭くなるため、16 dBiでは3 dBの減衰はすでに垂直方向に±8度です。



純粋に受信する（テレビ）アンテナから送受信するアンテナの特徴は次のとおりです

。-フィーダー抵抗50Ω-

低SWRの要件の増加



純粋に受信するアンテナは、LNAをバイブレータ端子のアンテナに直接取り付けることでケーブル損失（高SWRからの追加損失を含む）を平準化できるため、不整合（高SWR）に対してより耐性があります。



LNAの入り口での信号電力の損失は、通常、不一致によるノイズ係数の同等の増加（SNRの低下）によって推定されます。

式から



、我々は入手式

Nfの（有効）= Nfと（公称 ）+ 10 *ログ（（2 + SWR + 1 / SWR）/ 4）



VSWR VSWR = 2をそれぞれ0.5及び1.25デシベルで= 3等価劣化LNAの雑音指数は、。



SWRトランスミッタは、SWR <2および良好なSWR <1.5で許容可能とみなされます。



前の章の理論的知識を使用して、50Ωの負荷に対して良好なSWRの2階建てのコモンモードアレイを計算します。



例として、CDMA2000 / EV-DO規格が機能する範囲821〜894 MHz（858±37 MHz）を選択します。



共振に近い周波数で動作するアンテナを計算します。複素抵抗の虚数部が大きいと、フィーダが複素抵抗と一致しても、SWRは1から遠くなります。



コーンバイブレータの実際の放射抵抗®は、すでにわかっているように、400-1000Ωのオーダーであり、3つの主な要因に依存します。-

バイブレータの導体の直径（強い逆関係、導体の厚さが小さいR）

-リフレクタまでの距離画面から離れると、Rは高くなります）

-他の多数の格子振動子の存在（弱い依存性）



このRの大きさは50Ωから非常に遠いため、抵抗トランスの使用は避けられません。

R =50Ωの場合でも、Bal-Un 1：1を使用する必要があります。 BowTieバイブレーターはバランスが取れており、同軸電源ケーブルは非対称です。

結合されたBalUnトランスフォーマーを使用する最も簡単な方法。

4：1トランスを使用する場合、トランス6：1-300Ωを使用する場合、出力200Ωのアンテナを計算する必要があります。



2つのフロアからの信号をティーに追加すると、グレーティングの出力抵抗はフロアの抵抗の2倍小さくなります。つまり単一のバイブレータは、400Ωまたは600Ωで計算する必要があります。

コレクタラインは、単一のバイブレータと同じ抵抗を持つ必要があります。 400Ωまたは600Ω、それ以外の場合、それらは予測不可能な効果を持つトランスとして動作します。coax_calc



プログラムを使用して、400Ωおよび600Ωで対称導波管をシミュレートしようとします。

細い導体d = 1 mmでも600Ωを得るには、74-75 mmの間隔が必要です。これはかなり大きな間隔であり（バイブレーターの全幅に対して25〜30 cm程度）、かなり細い（堅くない）導体です。このような大きな間隔の場合、金属領域が存在しないはずの保護領域も増加します。



400Ωを得るために、線の寸法は非常に便利です：35 mm間隔、ワイヤd = 2.5 mm（電気機器では一般的な5 mm2ワイヤ）





400Ωオプションは、4：1バランがかなりの費用で広く分配され、6：1バランを作る必要があるため、より便利です意図的に。



中心周波数（858 MHzの場合は349 mm）で幅が1λのスクリーンから計算を開始します。



抵抗Rを400Ωに減らすには、バイブレーターのできるだけ太い導体を使用するか、スクリーンからバイブレーターを取り外す必要があります。技術的な利便性のために、口ひげ導体の直径6 mmを選択します（「ポーランド乾燥機」の上部口ひげにはこのような直径があります）。口ひげの長さは約13〜15 cmなので、十分な剛性があります。 10 mmのオーダーのより厚いチューブは、より高価であり、曲げたり取り付けたりするのに不便です。



以下を

含むアンテナの幾何学的モデルを作成します：-1x1λスクリーン（電流を通した建設グリッドのように直径2 mmの21の水平導体から、0.05λのステップで）

-バイブレーターの口ひげ間の35 mmのギャップ

-6 mmの直径の口ひげバイブレーター、およびその0.6λ（画面の中心から±0.3λ）の距離でミラーコピー

-口ひげの開き角度33度



いくつかの反復で、画面からのオフセットを選択して中心周波数（858 MHz）でR =400Ωを取得し、各反復後に口ひげの長さを選択しますget X =0Ω（抵抗の虚数部は0、つまりus共振用のアンテナを構築するため）



2〜3回の反復後、ウィスカの長さ0.4442λ（138.5 mm）、反射器へのオフセット0.2455λ（86 mm）を取得します。



広い周波数範囲でインピーダンス（R、Z）、SWRを確認します（これまでのところ、導波管なしで、それぞれ400Ωの2つのソースを持つバイブレーターの仮想電源で）。







ご覧のとおり、広範囲の周波数での調整が優れていることがわかりました：

730〜1020 MHzの範囲でSWR <1.5、全幅290 MHzまたは±18％必要な周波数範囲821〜894 MHz、SWR≤1.11

放射パターンはフラットで、11.8からのゲイン最大12.4 dBi



比較のために、同じ1x1λリフレクター（側面なし）を備えたBiQuadアンテナ（ハルチェンコ）のゲインは10.6〜10.8 dBiで、SWRは下から最大1.52、上から1.86です。