Запорожец  Издания 

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

Таблица 2-7

Размеры антенны (см. рис. 2-44)

Диапазон, м

Расстояние А, ч

Длина вибратора 1, м

5,00

1 31

С, 7 J

1,76

10,10

2,66

20,2j

5,32

Эта антенна также излучает в двух направлениях и вследствие многоэтажного расположения отдельных элементов при ширине лепестка в горизонтальной плоскости около 60° имеет очень небольшой J гол вертикального излучения. Антенна может использоваться в двух диапазонах при питании с помощью настроенной линии передачи в точках XX. Расстояние между этажами обычно %/2. Изготовление такой 8-элементнон антенны - довольно сложная задача, но получаемое с ее помощью усиление вполне оправдывает материальные затраты.

2-20. Антенна «двойной квадрат»

Простой, но мало известной проволочной направленной антенной, излучающей в обе стороны, является антенна в виде квадрата (рис, 2-46).

Она в основном применяется в диапазоне 10 м, так как при этом вполне достаточна высота мачты 9 м. Основание антенны при этом оказывается на высоте почти 2 м над поверхностью земли, что вполне достаточно для нормальной работы антенны. Входное сопротивление большое (пучность напряжения), и поэтому питание антенны осуществляется посредством настроенной линии передачи или же по линии, согласованной с помощью четвертьволнового шлейфа. При использовании настроенной линии передачи „двойной квадрат", рассчитанной на 10 м, может быть использован и в диапазоне 20 м в качестве антенны

ХХ-тйчка питания


Пассивный Активный

элемент йлг. , элемент

йс. 2-4G. Антенна в виде квадрата.

Рис. 2 4/ Антенна «двойной квадрат».


с вертикальной поляризацией поля. Общая длина стороны двойного квадрата, м, равняется \Х и может быть рассчитана по формуле,

292,5

где /- частота, МГц.

На рис. 2-46 приведены размеры антенны для диапазона 10 м; для диапазона 21 МГц сторона квадрата равна 13,8 м.

Описываемые до сих пор проволочные направленные излучатели имели двустороннюю диаграмму направленности. Концентрация излучаемой энергии в каком-то одном направлении приводит к значительному увеличению коэффициента усиления антенны. Антенна, излучающая преимущественно в одном направлении, называется однонаправ-л е н н о и. Отношение мощности, излучаемой в прямом направлении, к мощтшсти, излучаемой в обратном направлении, будем называть обратным ослаблением.

Описанная антенна при наличии второго такого же излучателя в качестве пассивного рефлектора (к пассивному рефлектору э. д, с. не приложена; ток в нем возбуждается полем активного вибратора) превращается в однонаправленный двойной излучатель (рис, 2-47). Вибратор питается в точках XX по настроенной линии передачи, пассивный элемент располагается на расстоянии приблизительно 0,4Я от вибратора и может быть настроен как рефлектор или же как директор. Настройка пассивного элемента производится переключение.м элементов схемы. Значения L, и С2 следует определять экспериментально. Целесообразно стороны пассивного элемента сделать несколько короче по сравнению со сторонами вибратора. Настройка производится следующим образом: при разомкнутом ключе К с помощью Су пассивный элемент настраивается как директор, т, е. так, чтобы основное излучение происходило в направлении от вибратора к пассивному элементу; затем при замкнутом ключе К. с помощью С, пассивный элемент настраивается как рефлектор, т. е, так, чтобы направление основного излучения в горизонтальной плоскости изменилось на 180°. Полученные настройки конденсаторов фиксируются. Ключ К может иметь дистанционное управление с помощью реле.

2-21. Узконаправленная антенна ZL

Антенна с активным рефлектором изображена на рис. 2-48. Эта система, известная под названием лучевой антенны ZL, внешне напоминает антенну W8JK, но отличается от нее принципом работы. Шлейфовый вибратор, служащий в качестве рефлектора, на 5% превосходит длину основного вибратора /, Расстояние между основным вибратором и рефлектором равняется л/8. Перекрещивание соединительной линии, имеющей длину V8, приводит к тому, что рефлектор питается со сдвигом фазы 135° по отношению к основному вибратору. Направление главного максимума излучения перпендикулярно плоскости вибратора в сторону от рефлектора. Коэффициент усиления в прямом направлении - 5,5 дБ, а обратное ослабление - 40 лБ, Антенна не требует дополнительных регулировок, так как шлейфовый вибратор имеет достаточно широкую полосу пропускания. Вход:ое сопротивление антенны 90 Ом, и поэтоА1у питание антенны может осуществляться или с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 70 Ом, или с помощью симметричной экранированно;!



двухпроводной линии (сякгметричный коаксиальный кабель) с волновым сопротивлением 120 Ом; при этом коэффициент стоячей волны в линии имеет вполне приемлемые значения. Вообще следует заметить, что п диапазоне коротких волн подключение несимметричной линии

передачи к симметричной антенне не приводит к заметному улучшению ее характеристик. Обычно все же желательно проводить согласование линии передачи с входным сопротивлением антенны с помощью описанных выше согласующих устройств. Следует помнить, что антенны, элементами которых являются шлейфовые вибраторы, принципиально мог\т использоваться только как одно-диапазонные антенны.

При повороте вокруг оси такой антенны, подвешенной горизонтально, становится возможным изменить направление основного излучения на 180, однако эта операция трудно выполнима механически, так как в этом случае невозможно непосредственное подключение коаксиального кабеля к антенне. При вер~икальном расположении антенны эта трудность отпадает и, вращая антенну, можно получить максимальное усиление во всех направлениях.

Таблица 2-8

Размеры двухэлементной направленной антенны (см рис. 2-48)


XX-точки питания

Рис. 2-48. Антенна ZL.

Диапазон, м

Длина вибратора /, м

Длпна рефлектора R, м

Расстояние .4,-,)

.-.09

.J.39

1,29

(-М7)

(1,06)

6,8.

7,24

!,72

(5.С2)

(5,94)

(141)

10,30

10,85

2,58

(0.45)

(8,90)

(2.12)

20,о7

21,70

,5,1 б

(1G,.S7)

(17,80)

(4,23)

При горизонтальном расположении антенны высота подвеса должна равняться по .меньшей мере ?./2 Ширина основного лепес~ка в горизонтальной плоское"; равняется приблизительно 60° при вертикальной! угле излучения около 30" Оба шлейфа антенны изготовляются из обычного антенного канатика, и в коротковолновом диагазоне расстояние D равняется приблизительно 20 см. Если допустимо незначительное уменьшение излучаемой мощности, -о антенну можно сконструировать из обычного ленточного кабеля КВ, учитывая при этом, что все указанные размеры следует умнолать tia 6,82 - среднее значение коэффициента укорочения ленточного кабетя Так как при этом

длина соединительной линии также уменьшается на 20*,i, го расстояние между вибраторами становится равньш ?-У10. При этом также уменьшается входное сопротивление антенны (60 Ом) и питание по 60-омному коаксиальному кабелю осуществляется без отражений.

При описании простых шлейфовых вибраторов из ленточного кабеля УКВ уже указывались особенности и.\ конструкции. В табл. 2-8 приведены необходимые размеры для двух элементов направленных антенн. В скобках указаны значения для антет!, !;зготовлснных из ленточного кабеля. Для вибратора и рефлектора эти значения указывают место включения замыкающих мостиков, как показано на рис. 2-17,

2-22. Лучевая антенна HB9CV

Разновидностью антенны, изображенной на рис. 2-48, является лучевая антенна HB5CV. Эта антенна состоит из двух вибраторов с Т-образной схемой согласования и обычно изготовляется в виде

X. D

50 ОМ

20130 мм

"2

Сопротивление в точках питания ХХ=150 Ом

Рис. 2-49. Направленная антенна HB9CV-

вращаемой конструкции из металлических трубок (рис. 2-49). Коэффициент усиления антенны приблизительно равен 5,5 дБ. Соответствующие размеры антенны указаны в табл. 2-9.

Таблица 2-9 Размеры антенны HBQCV {см. рис. 2-49)

Дпйпазо!!, см

1о м

)С .м

(14 150 кГц)

(21 150 кГц)

(23 500 кГц)

Дл.ша трубки

Длина трубки I2

1040

69 S

Расстояние .4

•2ЬЪ

Размер

\z-i

Размер Хз

Расстояние D

В качестве соединительной линии может использоваться симметричный дв\ хжиль.:ый плоский провод с волновым сопротивлением



150 Ом иля же ленточный кабель УКВ с волновым сопротивлением 240 Ом. Сопротивление в точках XX при указанных размерах Т-образной согласующей схемы 150 Ом. Изменяя расстояния Xi и Х, можно согласовать входнсе сопротивление с обычным ленточным кабелем УКВ. Так как это согласование требует дополнительных экспериментов, целесообразнее оставить входное сопротивление антенны 150 Ом, а согласование с 240-омнон линией передачи произвести с помощью четвертьволнового трансформатора. Волновое сопротивление этого трансформатора должно быть приблизительно 190 Ом. Антенная система монтируется в горизонтальной плоскости,

2-23. Двухэлементная анте-нна с переключаемыми элементами

На рис. 2-50 изображена однонаправленная двухэлементная антенна, направление основного излучения которой при помощи переключения может быть легко изменено на 1£0°.


Сврзь с гзоедапчико!

Рис. 2-50 Двухэлементная направленная антенна с электрическим пеоеключением диаграммы направленности.

Эта антенна состоит из дв\л шлейфовых вибраторов равной длины, расположенных на расстогнин XjA друг от друга. К каждому эле-:eнтy подключен ленточный кабель КБ, каждый ил которых может иметь любую длину, но они должны быть равными друг другу Обе

ленточные линии передачи на входе подключаются к шлейфу, имеющему электрическую длину "kjA и изготовленному нз такого же кабеля. При помощи двухполюсного переключателя или соответствующего реле точки соединения линий передачи с А/4-волновой линией могут подключаться к выходу передатчика.

Принцип действия схемы ясен из рис. 2-50. Один из элементов антенны, а именно тот, который в данном случае служит вибратором, подключается непосредственно к выходу передатчика по линии передачи, имеющей волновое сопротивление 280 Ом. Другой элемент при этом питается по линии передачи и дополнительному отрезку, имеющему электрическую длину >./4, т. е. сдвиг фаз между токами в вибраторе и рефлекторе равен 90°. Простым переключением направление основного излучения может быть изменено на 180 °.

На рис. 2-50 изображено направление основного излучения, соответствующее показанному положению переключателя. В направлении основного излучения коэффициент усиления антенны равен 5 дБ при ширине основного лепестка GO и обратном ослаблении 20 дБ, Соединительная линия между переключателем и оконечным каскадом передатчика может иметь любую длину и волновое сопротивление 120- 140 Ом. Наиболее подходящим для этого является экранированная двухпроводная линия. Рассмотренная антенная система также может быть использована только в качестве однодиапазонной антенны. В табл. 2-10 приведены необходимые размеры антенны.

Таблица 2-Ш Размеры для двухэлементной антенны, показанной на рис. 2-50

Диапазон, м

Длина элемента, м

расстояние между элe.!eIlтaiи Л, м

Д-1:!на }: 4 пглекфа и. м

5,09

2,65

2,17

6,85

3,54

2,90

10,30

5.32

4,36

20,57

10,64

8 72

2-24. Двухэлементная антенна со сменными элементами

Лучевая антенна со сменными элементами бьпа описана рздио-.шбителем PAOLIJ. В этой конструкции предложс!! простой, но чрезвычайно удобный способ механического переключения элементов антенны. С электрической точки зрения эта антенна представляет собой обычную двухэлементную антенну, сссорщую и! ьибратора и пассивного директора. Расстояние между директором и вибратором равно 0,1л, и при оптимальных размерах в направлении .максимума 1!зл\чения коэффициент усиления антенны равен 5.5 дБ. Для облегчения согласования с линией передачи вибратор делается из ленточного кабеля УКВ, двухжильный проводник которого замыкается на кониах. а Б середине одна из жил кабеля размыкается и сюда подключается линия передачи. Таким образом, возбуждаемый элемент работает как шлейфовый вибратор. При использовании обычного вибратора вход-ьюе сопротивление его 15 Ом. Использование шлейфоЕОГО вибратора приводит к 4-кратному увеличению входного сопротивления, и поэтому



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