 |
 |
 |
 |
Ута антенна для диапазонов 80, 40, 20 и !5 м имеет связь то току, а в диапазоне Ю м - по напряжению и может быть также выполнена с длиной вибратора 20,42 м, но при этом в диапазоне 80 м антенна с питанием, показанным на рис. 2-2G, не работает. Только если конец линии передачи, подключаеА:ый к передатчику, замкнут накоротко и связь с оконечным каскадом осуществляется через Г]-колтур, в этом случае такая антенна может использоваться на волне 80 м в качестве простейтией L-образной антенны.
Если антенна, питаемая с конца, предназначена для испольпо-BaiiHfl только в одном диапазоне, то имеет смысл подключить к концу вибратора замкнутый четвертьволновый отрезок двухпроводной линии и осуществлять питание в режиме бегущей волны, как показано на рис 2-27.
В качестве линии передачи, работающей в режиме бегущей волны, MOHieT использоваться отрезок ленточного кабеля любой длины или самодельной двухпроводной линии.
Двойная антенна «цеппелин». Как уже упоминалось, симметричный вибратор с центральным питанием имеет наиболее простую диаграмму направленности. Одна из таких антенн с центральным питанием, при.ченяемая на всех коротковолновых диапазонах, известна как двойная антенна «цеппелин* (рис. 2-28).
Эта антенна может излучать паразитные волны, синфазные относительно земли, в случае, когда линия передачи и под1лючепная к ней половина вибратора составляют вместе Х/2 или длн11у, кратную ?./2, Поэтому следует избегать настройки линии передачи в резонанс.
В табл. 2-3 приведены прове-
Ч1,15 м (20,Ч2м)
ООО | |
ренные на практике размеры много диапазонных антенн этого типа,
Для настройки линии передачи и ее согласования с оконечным каскадом передатчика применяются схемы, изображенные на рис 2-25. Однако наиболее часто применяется, так же как и для ооыкновенной антенны «цеппелин», связь линии передачи с оконечным каскадом передатчика при помощи симметричного П-контура
(рис. 2-28).
В случае использования симметричного вибратора исключительно в качестве одиодиапа-зонной антенны согласование линии питания производится с помощью четвертьволнового согласующего шлейфа. Согласованная линия передачи может иметь любую д.1ину, так как она работает в режиме бегущей волны. Следует иметь в виду, что еслй общая длина вибратора равна по меньшей мере !л или целому числу /. (пучность напряжения в точке питания), то применяется замкнутый четвертьволновый шлейф, а если длина виб[атора равна Xiu или нечетному числу Я/2, то следует использовать разомкнутый че1вертьволновый шлейф.
связи с передатчиком
Рис. 2-28. Многоднапазонная антенна с центральным питанием и согласованной линией передачи (двойная антенна «цеппелин»).
Таблица 2-3 Размеры для различных многодиапазонных антенн
Общая длина вибратора, м
Длина настроен HOil линии передачи, м
41,15
41,15
20,42
20,42
\2,i
23,60
12,95
19.95
Диапазон,
Вид связ" линии с передатчиком
40 20 15 10 80 40 20 !5 10 80 40 20 15 10 80 40 20 !о 10
По напряжению
По току
По напряжению
По току
По напряжению
По току
По напряжению
По току
По напряжению
Само собой разумеется, что для согласования могут применяться любые типы согласующих устройств при условии, что они легко выполнимы конструктивно.
При описании L-образной многодиапазонной антенны было установлено, что вибратор, работающий на всех диапазона., практически
Jo к
г 7
краевой эффект
Рис. 2-29. Емкостный краевой эффект и его влияние на коэффициент укорочения знтенны,
(»-ожет быть точно настроен в резонанс только для одного диапазона. Во всех других диапазонах следует учитывать большее или меньшее отклонение от резонансной длины вибратора.
Сказанное выше справедливо не только для L-образноЙ антенны, но также и для всех возможных всеволновых антенн. Коэффициент >корочения антенны большей частью зависит от емкости краевого эффекта, и.меющего место на концах антенны. Как видно из рис. 2-29, если проводник возбуждается на высших гармониках eri) резонансной
К. Ротхаммель
волны, т. е. но его длине укладываегся несколько полуволн, то емкостный Краевой эффект проявляется только на его концах.
Так как емкостный краевой эффект удлиняет электрическую длину антенны, то длина антенны должна быть уменьшена. Из рис. 2-29 ясно, что вибратор, по длине которого укладывается несколько полуволн, должен быть относительно меньше укорочен, чем полуволновый вибратор, так как емкостный эффект а этом случае возникает только на концах вибратора.
2-14. Многоциапазонная антенна DL7AB
Радиолюбитель DL7AB предложил довольно простой способ дтя настройки антенны «длинный провод» в резонанс для всех любительских лиапззонов. Антенна DL7AB работает по следующему принципу: в разрыв провода вибратора включается катушка, удлиняющее действие которой сказывается в наибольшей мере, когда она находится в Пучности тока, и постепенно уменьшается по мере приближения узлов тока к катушке. На рис. 2-30 показано распределение тока по длине вибратора, имеющего длину Я/2 для диапазона 80 м и используемого в качестве вседиапазоиной антенны.
При включении в вибратор удлиняющей катушки на расстоянии 2,5 м от конца вибратора в диапазоне Ю м эта катушка находится точно
г./2 80 м
S{h/Z)15M
Рис. 2-30. Распределение тока по всеволновому вибратору.
в первой пучности тока и ее удлиняющее воздействие, следовательно, выражено наиболее сильно В диапазоне 15 м катушка индуктивности уже находится на некотором удалении от пучности тока и ее удлиняющее действие ослабевает. По мере увеличения рабочей длины волны место включения удлиняющей катушки все больше и больше сдвигается в сторону узла тока и одновеменно уменьшается ее действие в качестве удлинителя электрической длины антенны.
Если выбрать длину антенны DL7AB равной 40 м, то для полуволнового вибратора она несколько коротка; но хотя удлинительная катушка находится почти в узле тока, все же ее действия достаточно, чтобы электрическая длина антенны была резонансной для волны SO м. В диапазоне 40 м антенна короче треблемой резонансной длины на 1,7 м, при этом удлинительная катущка находится ближе к пучности тока и компенсирует укорочение Б диапазоне 20 м отличие геометрической длины антенны от треб\емой резонансной д.1икы равно 2.3 м. в диапазоне 15 м-2,5 м.
Но \д.тйкительная катушка по мере увеличения частоты все больше приближается к пучности тока и в возрастающей мере удаиняет антенну, настраивая ее, таким образом, в резонанс,
Итак, благодаря описанному выше изменяющемуся действию катушки в качестве удлинителя Э1ектрической длины антенна имеет необходимое резонансное значение во всех любительских диапазонах. Точные данные о месте включения и значении индуктивности удлинительной катушки не приводятся по той причине, что у каждой антенны ее электрические характеристики зависят от проводимости земли, высоты подвеса конструкции, окружающих предметов и вида питания. В качестве отправных данных могут быть использованы величины, указа11!1ые на рис. 2-3!.
*0 w
Рис. 2-31. Многодиапазонная антенна DL7AB с питанием на конце.
J" витков, диаметр iM кагг.ушки 5.0 мм
Изолягпар
5 витков, даамгтр катуаски 50 мм
ifO м
-ООО-
Рис, 2-32. Лногодиапаяонная антенна DL7AB с симметричным питанием.
Таким образом, используя антенну в виде дли иного провода, предто-жеиную DL7AB, мы получаем антенну, настроенную в резонанс для всех .чюбительских диапазонов. На рис. 2-32 изображена многодиапазонная антенна с симметричным питанием.
Простейший метод проверки настройки антенны заключается в том, что выходной контур передатчика связывается с антенной и настраивается для достижения минимума анодного тока. Если антенна настроена, то она не расстраивает анодныГ! контур, поскольку она в этом случае представляет собой чисто омическую нагрузку Линимум анодного iok;i особенно ярко выражен, когда анодный контур не связан с антетюй. и наступает тогда, когда анодный контур настроен на частоту задающего генератора Если при такой настройке выходногэ контура к нем; подк.тючить антенну, то анодный ток снова увеличивается. Изменяя емкость настроечного конденсатора анодного контура, снова находят - в этом случае менее резко выраженный - минимум
анодного тока. Если антенна настроена на рабочую частоту передатчика, то минимум анодного тока имеет место точно при том же положении настроечного конденсатора, что и в случае отключенной антенны. Если же антенна не настроена на рабочую частоту, то вследствие этого она расстраивает выходной колебательный контур, внося в него дополнительное емкостное или индуктивное сопротивление. Минимум анодного тока при подключенной антенне будет иметь место при другом значении емкости настроечного конденсатора по сравнению с ненаг-руженным контуром.
2-15. Трехднапазонная антенна с коаксиальным фидером
В тех случаях, когда удается подвесить антенну таким образом, что точка подключения фидера легко доступна, можно построить простую антенну на диапазоны ! О, 20 и 40 м, занимающую сравнительно немного места. Такая антенна для всех трех диапазонов, питаемая по коаксиальному кабелю произвольной длины, изображена на рис. 2-33.
В диапазоне 40 м эта антенна представляет собой обычный полуволновый вибратор, каждое плечо которого имеет длину !0,10 м. В Этом диапазоне коаксиальный кабель подключается непосредственно к точкам АА, в которых сопротивление излучения составляет GO Ом. Отрезок двухпроводной линии, подключенный к точкам ЛА
10,10 м
ООО-
10,10 м
Коаксиальный каяь
Рис. 2-33. Симметричная трсхдиапазонная антенна с кабельной линией питания.
(длина отрезка 5,20 м), не влияет существенно на настройку и диаграмму направленности вибратора в диапазоне 40 м.
Для работы в диапазоне 20 м коаксиальный кабель подключают к точкам СС незамкнутого отрезка двухпроводной линии. В этом диапазоне антенна представляет собой волновый вибратор, имеющий высокое сопротивление излучения (пучность напряжения). При этом отрезок двухпроводной линии представляет собой четвертьволновый трансформатор, который согласует сопротивление вибратора с волновым сопротивлением коаксиального кабеля. Волновое сопротивление самой двухпроводной линии выбирается приблизительно от 500 до 600 Ом, что соответствует, например, диаметр} проводников !,5 мм к расстоянию между ними 70 мм.
В диапазоне 20 м по длине вибратора размешаются уже 4 полуволны и в точках АА имеет место \зел тока (большое сопротивление). Подключая коаксиальный кабель в точках ВВ {как показано на рис. 2-33). получаем четвертьволновый трансформатор для диапазона Ю м.
2-16. Согласованный многодиапазонный вибратор
в рассмотренных выше антеннах использовалась возможность нахождения по длине полотна антенны такой точки, которая для }!ес-кольких диапазонов имеет п]иблизительно одинаковое сопротивление. В этой точке проводник антенны разрывался и к ней подключалась линия питания с волновым сопротивлением, приближенно согласованным с сопротивлением излу-
L= щем ,
CKHJ™ [ I 1 I .Q-O-Q
на нескольких
чения антенны диапазонах.
Согласование на нескольких
диапазонах может быть получено и с помощью четвертьЕОЛ-нового трансформатора. На рис. 2-34 изображена антеина, которая является полуволновым вибратором Д.1я самого длинно-ЕОлносого диапазона (80 м) и также приближенно 1!астроена в резонанс на диапазонах 40, 20 и !0м. Четвертьволновый трансформатор для диапазона 80 м представляет собой одновременно полузолиовую линию для 40 м, полуволновую линию для J20 м и 2Х-ЛИННЮ для диапазона двухпроводной линии
Линия питания Ш Ом
iUjisuip,r,eHno4Hbiu УКВ KnSei-b 300 Ом
Рис. 2-34. Согласованный всеволновый диполь.
!0 м. На этом отрезке незамкнутой необходимо найти точку, в которой полное входное сопротивление приближенно равняется 300 Ом на всех указанных любительских диапазонах Б этой точке подключается двухпроводная линия питания произвольной длины с волновым сопротивлением 300 Ом. Теоретические расчеты н практика показывают, что следует подключать линию питания, отступая одну треть длины шлейфа от точек питания вибратора.
2-17. Антенна T2FD
В радиолюбительской практике часто применяется шлейфовый вибратор, расположенный под углом к поверхности земли и известный под названием антенны T2rD.
Отличительной особенностью этой антенны является то, что она обладает бадьшой полосой пропускаын.я, которой соответствует отношение частот, равное 1 : 5. Например, если сконструиропэть антенну для частоты 7000 кГц, то длина полотна антенны будет 14,35 и н антенна может быть успешно npHMCiiena для диапазонов 40, 20, 15 и 10 м. Антенна T2FD для диапазона 80 м хорошо работает и в диапазонах 40 и 20 м.
При угле наклона 30° антенна имеет всенаправленную диаграм.чу направленности, т. е. ее диаграмма направленности имеет много ши-1.0КИХ лепестков с незначительными минимумами между ними.
Антенна T2FD имеет коэффициент усиления, сравнимый с коэффициентом усиления полуволнового вибратора.
Антенна (рис. 2-35; сконструирована для диапазона 40 м и имеет голосу пропускания от 7 до 35 АГц, но с незначительными потер;Ми может работать вполне удовлетворительно и в диапазоне 80 м, Д:;нна
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52