Запорожец Издания
возбуждении двух электрически равноценных квадратов у рефлектора увеличивается индуктивная составляющая полного входного сопротивления, а директора - емкостная составляющая. Это явление приводит к тому, что резонансная частота антенной системы, измеренная со стороны линии передачи, лежит приблизительно посередине между собственными резонансными частотами рефлектора и директора. Таблица 2-14
При увеличении разницы в линейных размерах рефлектора и директора больше чем на 5*0 \ величнвается ширина основного лепестка диаграммы направленности и уменьшается коэ()фициент усиления зетенньг, а при разнице меньше, чем 5%, значительно увеличивается вровень боковых лепестков диаграммы направленности антенны. t)co6eKH0 важно отметить то, что с практической точки зрения такая сложная антенная система, как «швейцарский двойной квадрат», при 5%-ной разнице в линейных размерах рефлектора и директора с точки зрения потребления энергии и связи с линией передачи ведет себя приблизительно так же, как и простои полуволновый вибратор. Практически проверенные линейные размеры антенны «швейцарский двойной квадрат» следующие: периметр директора 1,092л. периметр рефлектора 1.148л; расстояние директор-рефлектор (0,075-0,1)л, Исходя из конструктивных соображений, разница в линейных размерах рефлектора и директора обычно получается за счет различной длины горизонтальных элементов конструкции, а вертикальные элементы имеют одинаковую длину. Точки подключения у- и Т-сбразной схе.м согласования выбираются непосредственно при согласовании линии передачи с антенной. В табл. 2-14 приведены размеры практических конструкции антенны для высокочастотных радиолюбительских диапазонов. Под высотой антенны понимается длина вертикальных проводников антенны, под шириной - длина конструкции от одного конца до др\того в горизонтальной плоскости (без учета сгиба элементов антенны) Ниже приведены электрические параметры антенны, полученные по многочисленным результатам измерений в диапазонах 145 и 2! МГц (коэффициент усиления по мощуюсти рассчитан по отношению к полу- Рис, 2-G3. Диаграмма направленности антен-i ы (чшвейцарский двоп-i эй квадрат». волновому вибратору): прямое излучение на небольшом расстоянии 6-79 дБ, при дальних связях {короткие волны) 12-14 дБ; коэффициент направленности антенны на расстоянии 15 км {бли.жке связи) 15 дБ, 1000 км {средние связи) - 10-12 дБ, а при дальних связях (больше 3000 км) - 18-24 дБ; минимум бокового излучения около 80° от направления основного излучения (от -32 до -40 дБ); ширина основного лепестка диаграммы направленности по половинному значению moui-вости составляет 60°. Общий вид диаграммы направленносги дан на рис. 2-63. 2-28. Антенна с управляемой диаграммой направленности Для управления диаграммой направленности антенны на длинноволновых любительских диапазонах в городских условиях радиолюбитель UR2CG предложил использовать коммутацию элементов антенны. Оплетка Рис. 2-64. .Антенна с управляемой диаграммой направленности. Рис. 2-(i5. ности. Диаграмма направлен- Сигнал корреспсидечт Помеха .нтенная система с управляемой :;иаграчмсй награвчениости подключена к передатчику (рис. 2-64) через коммчтирующее \стройс-во, с "омошью которого осушестЕляе-ся \лраЕленпе "о":ожением диагрл!мы направленности з пространстве, сспасованне несимметричного вы>:ода передатчика с симметричной линией питания и индикация положения диаграммы направленности. «Радио», 1969, ЛЬ 2, с. 18, И Активная часть антенны состоит из трех четвертьволновых вибраторов, расположенных по отношению друг к другу под углом 120". При питании любой пары вибраторов формируется диаграмма направленности, максимум которой расположен по оси третьего вибратора, имеющего по высокой частоте нулевой потенциал (рис. 2-65, а, б). Форма диаграммы направленности имеет вид искаженной восьмерки. Вибраторы необходимо располагать строго под углами 120", растяжки до.[жны быть по возможности короче или состоять из отдельных секций, изолированных одна от другой. Конструктивные данные элементов антенны и согласующего устройства при работе в диапазоне 80 м следующие: длина вибратора 19 100 мм антенного канатика диаметром 3 мм; длина фидера 18 800 мм; катушка Li - Э витка мед1ЮГ0 провода диаметром 2 мм, диаметр катушки 30 мм; катушка L, - 6 витков того же провода, диаметр катушки 40 мм, трех-проводная линия питания изготовлена из кабеля ПРВПМ. .Лнтенну можно использовать также для работы на 40 м, 2-29. Шестиэлементная антенна Одним из вариантов Н-образной антенны является антенна, образо-вэ1гнэя шестью синфазно возбуждаемыми полуволновьши вибраторами, расположенными в вертикальной плоскости. Коэффициент усиления этой антенны равен приблизительно 7,5 дБ. AiiTCjina изображена на рис, 2-66. Нижние вибраторы должны находиться по меньшей мере на высоте л/2 над поверхностью Земли. В диапазоне Ю м размер L вибратора равняется 5,19 м при расстоянии между этажами D равным 5,39 м. Для диапазона 15 м размер L равняется 6,78 п. а D - 6,93 м. Входное сопротивление антенны 300 Ом. Др\ гая модификация Н-образной антенны изображена на рис. 2-67, а. Такая антенна имеет коэффициент усиления 6 дБ- При увеличении ч.иста злементов в конструкции этой антенны до шести, как показано на рис. 2-17,6, ее коэффициент усиления увеличивается до 8 дБ. Входное соирогивление равняется приблизительно 250 Ом (для антенны, изображенной на рис, 2-67, а, так как в точках питания имеется пучность тока) Входное сопротивление антенны, изображенной тЭ рис. 2-67, б, высокое, так как точки питания находятся в пучности напряжения и для согласования антенны с линией питания можно использовать четвертьволновый согласующий шлейф. Необходимые размеры этой антенны указаны ниже.
2-30 Кольцевой излучатель Ко, !Ьдевой излучатель внешне отличается от «двойного квадрата» только те:, что вместо квадратного эле.менгз используется кольцеобразный проволнь. В различной литературе часто высказывается мнение, 10 СМ «1 Рис. 2-66. Шестиэлементная антенна. Линия питания с долнобым сопротивлением около Z4D Ом "tl \ t -ания питания с волновым а-) \ сопротивлением около 250 Рис. 2-6- Модифицированная шест:!Элемен i !-ая ангенно метГГ"""" "«"" = ""Рьмя эле:.к,па..и, о - «нтеин. . шестьк. эле- 4 К. [-"отлйммель что такой излучатель имеет кольцевую поляризацию. Но при внимательном рассмотрении списанного выше принципа действия элемента антенны «двойной квадрат* оказывается, что по отношению к излучаемой волне кольцевой излучатель имеет те же свойства, что и квадратный элемент «двойной квадрат», т. е, при питании в нижней или в ьерхней точке излучения горизонтальные, а при питании сбоку поляризация вертикальная. Кольцевой изл;чатель приблизительно соответствует антенне «двойной квадрат», имеющей такое же количество элементов, как в отношении получаемого коэффициента усиления, так и в отношении материальных затрат. Однако вследствие того, что для кольцевого излучателя необходима .металлическая трубка и при конструировании антенны возникают определенные механические трудности. Диамптр кольцевого рефлектора 361 см {длина ПЗЧсм) Кольцевой рефлектор Рефлектор Расстояние Z6U см Излучатель Точка подключена кабеля Волновым сопротивлением 75 Ом Мачта Диаметр излучателя а) 338 см (длина 7052 см) , „ Металлическая Чть:::::::!- траверса УКольцевой излучатель Деревянная траверса Капель питания Рис. 2-68. Двухкаскадный кольцевой излучатель д*тя диапазона 10 м. эта конструкция до настоящего времени не получила широкого распространения. Двухэлементный кольцевой излучатель. На рис. 2-68 изображен двухэлементный излучатель с размерами, соответствующими диапазону 10 м. Рефлектор представляет собой замкнутое кольцо, расположенное на расстоянии XIA от излучателя, который разорван в точках подключения линии питания. Входное сопротивление 75 О.м, верхняя несущая планка может быть цельнометаллической и элементы антенны могут Крепиться к ней без изоляторов. В качестве нижней несущей штанги используется обычно специально пропитанная деревянная планка или же трубка из синтетического материала. Трехэлементный кольцевой излучатель вполне выполним в диапазоне 10 м Эта антенна изображена на рис. 2-69 с раз.мера.ми для указанного диапазона. Входное сопротивление антенны в это.м случае несколько меньше; согласование линии питания производится с ;омошью Q образной схемы согласования. В этой конструкции можно использовать металлические несущие штанги и элементы антенны могут крепиться к ним без каких-либо про-мелчуточных изоляторов как наверху, так и внизу, Для определения размеров кольцевых антенн для других диапазонов можно пользоваться формулами, в которых длины элементов указаны в метрах, частота - в мегагерцах: длина излучателя =- длина рефлектора = длина директора. Речь идет, разумеется, об общей длине проводника, который образует кольцо, В качестве конструктивного материала могут использо- Рефлектор- 0 365 см длина 1144 см /Рефлектор Излучатель -ойразная схеьа согласования (около 70 Ом) Капель питания Cj=15pF C2=45pF Рнс. 2-69. Трехэлементная ко.1ьцевая антенна для диапазона 10 м. ваться любые металлические трубки, которые обеспечизают жесткость конструкции. Следует заметить, что общая длина проводника рассматриваемой антенны несколько больше л. Это обстоятельство особенно явно показывает, что кольцевой излучатель является разновидностью антенны типа едвойнон квадрат». 2-31. Излучатели с круговой диаграммой направленности и горизонтальной поляризацией излучения При работе в диапазоне 80 м или при радиовещании л-.елате-тьно иметь круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. Вертикально расположенный вибратор имеет именно такую диаграмму HanpdEvieHuocTM в горизоктатьной п.юскости, однако, к сожале- 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
|