Vågkanal

Antenn "vågkanal" , även känd som Yagi- antennen  - Uda , eller Yagi-antennen ( eng.  Yagi antenna ), är en antenn som består av aktiva och flera passiva vibratorer placerade längs strålningslinjen parallellt med varandra . Vågkanalen tillhör klassen resande vågantenner . I sovjetisk litteratur användes namnet "vågkanal", vilket förblev vanligt i ryskspråkig litteratur; i engelskspråkig litteratur används namn av uppfinnarnas namn.

Enhet och funktionsprincip

Antennen består av aktiva (A) och ett antal passiva vibratorer - reflektorer  (R) placerade på traversen (i figuren - T), placerade i förhållande till strålningsriktningen bakom den aktiva vibratorn , samt direktörer  (D) placerad framför den aktiva vibratorn . Oftast används en reflektor (det finns design med många reflektorer), antalet direktörer varierar från ett till dussintals. Längden på den aktiva vibratorn är ungefär halva längden av den emitterade vågen ( 0,5 λ ), reflektorn är något mer än 0,5 λ och längden på direktörerna är något mindre än 0,5 λ och med en liten förkortning när den rör sig bort från den aktiva vibratorn. I en treelementsantenn är avstånden från den aktiva vibratorn till reflektorn och till direktören cirka 0,25 λ .

Strålningen från en antenn kan betraktas som summan av strålningen från alla dess ingående vibratorer. Strömmen som exciteras av strålningen från en aktiv vibrator i reflektorn inducerar en spänning i den. I reflektorn, vars resistans är induktiv på grund av längden på mer än 0,5 λ , ligger spänningen efter spänningen i den aktiva vibratorn med 270 °. Som ett resultat läggs den totala strålningen från den aktiva vibratorn och reflektorn i reflektorns riktning i motfas och i den aktiva vibratorns riktning - i fas, vilket leder till en ökning av strålningen i den aktiva riktningen. vibrator ungefär två gånger. Direktörer fungerar på samma sätt som en reflektor, men på grund av den kapacitiva karaktären hos deras motstånd (eftersom deras längd är mindre än 0,5 λ ), förstärks strålningen i riktning mot direktörerna. Varje ytterligare reflektor eller direktör ger en ökning av förstärkningen, men mindre än den tidigare reflektorn och direktören, och för reflektorn är denna effekt mer uttalad, så mer än en reflektor används sällan.

Egenskaper

En "vågkanal"-antenn med tre element har en förstärkning på cirka 5-6  dBd , en antenn med sex element är cirka 9 dBd , en antenn med tio element är cirka 11 dBd . För långa (mer än 15 element) antenner kan förstärkningen anses öka med cirka 2,2 dB för varje fördubbling av antennlängden. Antennen har en hög riktningsförmåga , medan den är ganska enkel, har en relativt liten massa, och frånvaron av fasta ytor säkerställer låg vindstyrka .

Antennens utformning kan också vara tvåelement (eller med en reflektor eller med en direktör), men den används sällan, eftersom dess egenskaper inte är mycket bättre än en enskild vibrator [1] .

Applikation

Vågkanalantenner används i stor utsträckning som mottagnings-tv, som mottagning och sändning i trådlösa dataöverföringssystem, i amatörradiokommunikation , i andra kommunikationssystem, i radar . Deras breda distribution underlättas av hög förstärkning, bra riktningsförmåga, kompakthet, enkelhet och låg vikt. Antennen används i intervallen meter- och decimetervågor , såväl som vid högre frekvenser. Det finns flera varianter av Uda-Yagi nanoantenner för det optiska området av elektromagnetiska vågor [2] .

Historik

"Vågkanal"-antennen uppfanns 1926 av Shintaro Uda från Tohoku University , beläget i staden Sendai i Japan , och Hidetsugu Yagi , hans kollega, deltog också i arbetet . Yagi publicerade den första beskrivningen av antennen på engelska, och därför blev den i västländer associerad med hans namn. Yagi nämnde dock alltid Udas fundamentalt viktiga roll i uppfinningen av antennen, i samband med vilken det korrekta namnet är "Yagi-Uda-antenn".

Antennen fick stor spridning under andra världskriget som luftvärnsradarantenn på grund av sin enkelhet och goda riktningsförmåga. Den japanska militären blev först medveten om antennen efter slaget vid Singapore , när de stötte på anteckningar från en engelsk radioingenjör som nämnde en "yagi-antenn". De japanska underrättelsetjänstemännen förstod inte i detta sammanhang att Yagi var skaparens efternamn.

Även om antennen uppfanns i Japan, förblev den okänd för de flesta japanska radarutvecklare under stora delar av krigsperioden, på grund av spänningar mellan flottan och armén.

Den horisontella polarisationsantennen kan ses under den vänstra vingen på bärarbaserade flygplan - Grumman F4F Wildcat , F6F Hellcat , TBF Avenger . En vertikalt polariserad antenn kan ses på noskonen på många krigare från andra världskriget.

Den 28 januari 2016 dök en doodle tillägnad 130-årsdagen av Hidetsugu Yagi [3] upp på Googles hemsida .

Anteckningar

  1. ↑ Antenner "vågkanal" . Stamböcker . Tillträdesdatum: 23 juni 2022.
  2. ↑ Slyusar V. I. Nanoantenner: tillvägagångssätt och framtidsutsikter Arkivkopia daterad 3 juni 2021 på Wayback Machine // Elektronik: Science, Technology, Business. - 2009. - Nr 2. - P. 64.
  3. ↑ Google gratulerade "fadern" till Yagi-antennen med en ny doodle . Kazakstan sanning. Hämtad 16 april 2017. Arkiverad från originalet 16 april 2017.

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk