В антенной решетке, состоящей из нескольких проводящих элементов (обычно металлических стержней), ведомый элемент или активный элемент (также называемый ведомым излучателем или активным излучателем ) электрически соединен с приемником или передатчиком, а паразитный элемент (или пассивный излучатель ) — нет.
В многоэлементной антенной решетке (например, антенна Yagi–Uda ) ведомый элемент или активный элемент — это элемент в антенне (обычно металлический стержень), который электрически соединен с приемником или передатчиком . В передающей антенне он приводится в действие или возбуждается радиочастотным током от передатчика и является источником радиоволн. В приемной антенне он собирает входящие радиоволны для приема и преобразует их в крошечные колебательные электрические токи , которые подаются на приемник . Многоэлементные антенны, такие как Yagi, обычно состоят из ведомого элемента, подключенного к приемнику или передатчику через линию питания , и ряда других элементов, которые не являются ведомыми, называемых паразитными элементами . Ведомый элемент часто является диполем . Паразитные элементы действуют как резонаторы и электромагнитно связаны с ведомым элементом и служат для изменения диаграммы направленности антенны, направляя радиоволны в одном направлении, увеличивая усиление антенны .
Антенна может иметь более одного ведомого элемента, хотя наиболее распространенная многоэлементная антенна Yagi обычно имеет только один. Например, передающие антенны для радиостанций AM часто состоят из нескольких мачтовых излучателей , каждый из которых функционирует как полуволновой монопольный ведомый элемент, чтобы создать определенную диаграмму направленности . Двухэлементная решетка с элементами, разнесенными на четверть длины волны, имеет отчетливую кардиоидную диаграмму направленности , когда второй элемент возбуждается источником, сдвинутым по фазе на −90° относительно первого элемента. Логопериодическая антенна (LPDA) состоит из множества дипольных элементов уменьшающейся длины, все из которых возбуждаются. Однако, поскольку они имеют разную длину, только один из многих диполей резонирует на заданной частоте, поэтому в каждый момент времени возбуждается только один. Диполь, который возбуждается, зависит от частоты сигнала . Фазированные решетки могут иметь сотни возбуждаемых элементов. Бытовые многодиапазонные телевизионные антенны обычно состоят из гибрида между UHF Yagi с одним управляемым диполем и логопериодическим для VHF за ним с чередующимися активными элементами. Управляемые элементы между UHF и VHF затем соединяются и часто согласуются для 75 -омного коаксиального нисходящего провода к приемнику.
Когда в антенной решетке упоминается «управляемый элемент», часто предполагается, что другие элементы не управляются (т.е. являются паразитными, пассивными ) и что решетка тесно связана (расстояние между элементами значительно меньше длины волны ).
В радиоантенне паразитный элемент или пассивный излучатель — это проводящий элемент, обычно металлический стержень, который электрически не соединен ни с чем другим. [1] Многоэлементные антенны, такие как антенна Яги-Уда, обычно состоят из « ведомого элемента », который соединен с радиоприемником или передатчиком через линию подачи , и паразитных элементов, которые не соединены. Целью паразитных элементов является изменение диаграммы направленности радиоволн, излучаемых ведомым элементом, направление их в луче в одном направлении, увеличивая направленность антенны ( усиление ). Паразитный элемент делает это, действуя как пассивный резонатор , что-то вроде гитарного резонатора, поглощая радиоволны от близлежащего ведомого элемента и повторно излучая их снова с другой фазой . Волны от разных элементов антенны интерферируют , усиливая излучение антенны в желаемом направлении и нейтрализуя волны в нежелательных направлениях.
Паразитные элементы в антенне Yagi устанавливаются параллельно ведомому элементу, причем все элементы обычно располагаются на линии, перпендикулярной направлению излучения антенны. Влияние паразитного элемента на диаграмму направленности зависит как от его расстояния от следующего элемента, так и от его длины. Ведомый элемент антенны обычно представляет собой полуволновой диполь , его длина составляет половину длины волны используемых радиоволн. Паразитные элементы бывают двух типов. « Рефлектор » немного длиннее (примерно на 5%), чем половина длины волны. Он служит для отражения радиоволн в противоположном направлении. « Директор » немного короче половины длины волны; он служит для увеличения излучения в заданном направлении. Антенна Yagi может иметь рефлектор с одной стороны ведомого элемента и один или несколько директоров с другой стороны. Если все элементы находятся в одной плоскости, обычно используется только один рефлектор, поскольку дополнительные дают небольшое улучшение усиления, но иногда дополнительные рефлекторы устанавливаются выше и ниже плоскости антенны на вертикальном кронштейне на конце.
Все элементы обычно монтируются на металлической балке или кронштейне вдоль центральной оси антенны. Хотя иногда паразитные элементы изолированы от опорной балки, часто они закреплены зажимами или приварены непосредственно к ней, электрически соединены с ней. Это не влияет на их функционирование, поскольку распределение ВЧ-напряжения вдоль элемента максимально на концах и стремится к нулю (имеет узел ) в средней точке, где прикреплена заземленная балка.
Добавление паразитных элементов дает уменьшающееся улучшение усиления антенны. [2] Добавление рефлектора к диполю, чтобы получить 2-элементную Yagi, увеличивает усиление примерно на 5 дБ по сравнению с диполем. Добавление к этому директора, чтобы получить 3-элементную Yagi, дает усиление примерно на 7 дБ по сравнению с диполем. Как правило, каждый дополнительный паразитный элемент сверх этого добавляет около 1 дБ усиления. [2]
В качестве примера паразитного элемента, не имеющего стержневой формы, паразитная микрополосковая патч-антенна иногда устанавливается над другой управляемой патч-антенной. Такая комбинация антенн резонирует на немного более низкой частоте, чем исходный элемент. Однако основной эффект заключается в значительном увеличении полосы пропускания импеданса антенны. В некоторых случаях полоса пропускания может быть увеличена в 10 раз.
Не все типы многоэлементных антенн с тонким проводником имеют паразитные элементы. Логопериодическая антенна внешне похожа на Yagi, но все ее элементы являются управляемыми элементами, подключенными к передатчику или приемнику.