Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Директорная антенна – это линейная система параллельных полуволновых электрических вибраторов. Вибраторы перпендикулярны своей линии расположения, которая совпадает с направлением излучения и приема. Длина директорной антенны равна половине длины волны. Применяются директорные антенны, как правило, в приеме телевизионных программ. Синонимом директорной антенны является волновой канал.

Директорную антенну изобрел в конце 1930-х гг. ученый Осакского университета Хидецугу Яги. Она была названа в его честь Уда-Яги-антенной. Изобретение выдающегося японского ученого принесло огромную пользу при создании и разработке радиолокаторов в дальнейшем.

В состав директорной антенны входят активные вибраторы, подключающиеся к источникам питания – рефлектору, директорам. Система антенны направляет излучение через рефлектор к директорам, или, по-другому, директорным вибраторам. Расстояние между несколькими вибраторами обычно составляет меньше четверти длины волны. Активный вибратор получает питание от генератора, дает толчок к началу работы: от активного вибратора вдоль системы пробегает волна к пассивным вибраторам. Активный вибратор равен приблизительно 0,450 длины волны. Вибраторы укорачивают на 510%, чтобы фаза тока в них отставала. Чтобы фаза тока опережала и отражала излучение активного вибратора, рефлекторы удлиняются на 35% по отношению к резонансной длине. Принцип работы директорной антенны заключается в синфазном сложении поля и пассивного вибратора. В противоположной стороне поля они преобразуются в противофазные сложения и компенсируют друг друга. Такая направленность достигается благодаря настройкам резонанса, выбором длин рефлектора и директоров, а также выбором определенного расстояния между вибраторами.

Директорная антенна, состоящая из большого количества вибраторов, представляет собой синфазную антенную решетку. Такие решетки используются радиолюбителями на УКВ. Диапазон директорной антенны различен, но в основном используется сантиметровый диапазон.

Если действие директорной антенны направлено в определенную сторону, оно зависит от ширины этого направленного действия и развернутости угла главного лепестка диаграммы. У различных антенн имеются направленные свойства, оцениваемые в точке приема коэффициентом направленного действия. Коэффициент измеряется в антенне тремя способами, или методами. Это графоаналитический способ, способ сравнения и способ зеркального изображения.

Характеристики направленности директорной антенны получают с помощью специальной установки. Сигналы с детектора директорной антенны подаются на вход измерительного устройства, усиливающего их.

Дискриминатор – это устройство, которое преобразует изменение электрического сигнала в изменение полярности напряжения. Параметры такого электрического сигнала считываются со входа дискриминатора, полярность напряжения – с его выхода. Термин «дискриминатор» происходит от латинского слова discrimino, что означает «различаю».

Дискриминатор сравнивает значения амплитуды, полярности, частоты входного сигнала с номинальным значением одного из этих параметров опорного источника сигнала. При таком различении на выходе дискриминатора напряжение становится рассогласованным. Степень и знак отклонения значения определенного параметра входного от номинального сигнала определяют амплитуду и полярность.

Дискриминаторы различаются по параметрам сигнала: амплитудный, временной и фазовый дискриминаторы. В амплитудном дискриминаторе находится специальный уровень, пропускающий лишь сигналы с высокой номинальной амплитудой. Такое электронное устройство применяется для проведения анализа сигналов по амплитуде. Интегральный амплитудный дискриминатор регистрирует импульсы, превышающие порог дискриминации. Дискриминатор содержит компаратор, пороговую схему сравнения. Действует компаратор при превышении напряжением порогового значения. В качестве пороговой схемы сравнения используются триггеры, туннельные диоды, высокочувствительные усилители. Дифференциальные амплитудные дискриминаторы регистрируют импульсы, когда амплитуда исследуемого сигнала больше нижнего, но меньше верхнего порога дискриминации. Их второе название – одноканальные амплитудные анализаторы. Временной дискриминатор собирается по схемам совпадений или несовпадений. В таком случае, соответственно, выходной сигнал появляется или пропадает при совпадении входного и опорного импульсов во времени. В фазовом дискриминаторе применяется опорный сигнал, образующийся с уже зафиксированной начальной фазой. Это происходит тогда, когда дискриминатор преобразовывает высокочастотные колебания в амплитудные и модулированные колебания. Амплитудные и модулированные колебания впоследствии подаются на детектор.

Применяется дискриминатор в фазовых и частотных детекторах различных радиоприемников, системе авторегулирования устройств телемеханики, в приборах и устройствах ядерной физики и в измерительной технике. Его используют для демодуляции сигналов с широкоимпульсной модуляцией, в устройствах автоматической подстройки частоты, в диапазонных генераторах. Дискриминатору, применяемому в устройствах автоматики, соответствует уровень напряжения, равный нулю. Поэтому с его помощью можно не регулировать порог срабатывания разных устройств.

В некоторых дискриминаторах используется хронирование, которое фиксирует момент регистрирования события в детекторе. Эти одноканальные анализаторы работают с помощью спектрометрических сигналов. В других, быстрых дискриминаторах сигналы поступают через детекторы, или через быстрые усилители. В таких устройствах дискриминация более грубая.

Хронирование, или временная привязка, применяется по переднему фронту импульса, по нулю импульса с двумя полюсами. Как правило, быстрыми по своему действию создаются интегральные дискриминаторы. Если входные сигналы своей амплитудой превышают установленный в дискриминаторе уровень, то осуществляется хронирование. Дифференциальные дискриминаторы создаются быстрыми по действию, реже хронирование в них происходит при установленном диапазоне входящих амплитуд. Точность хронирования зависит от изменения параметров амплитуды, шумов, формы импульсов. Временная привязка переднего фронта импульса происходит с помощью порогового устройства, включающегося при достижении входным сигналом уровня дискриминации. За счет этого возникает логический импульс, который фиксирует момент регистрации появления сигнала детектором. Импульсы, у которых уровень амплитуды больше, пересекают порог дискриминации раньше, чем импульсы с меньшей амплитудой. При использовании обычного дискриминатора амплитудную зависимость временной привязки можно убрать.