 |
 |
 |
 |
внешняя оплетка коаксиального кабеля соединяется с радиалъно расположенными проводниками. Очень важно, чтобы влага не пронн-кэла в изоляцию коаксиального кабеля, так как в противном случае он становнтст совершенно неприемлемым в качестве линии передачи. После настройки переменный конденсатор может быть заменен конденсатором постоянной емкости, имеющим ту же емкость. Обычно для радиальных проводников используются провода диа.метром около 2 мм.
Таблица 3-1 Размеры антенны ,,гр«унд-Г[Лэйн", похазашюй. на- рйс 3-4
Диаметр ниратора. | Д imn БчЗрп-орл .1ри полг10"БТ)м согтротив-ленин коаксиаль!ЮГО кабеля | Длина радиальных проводников диаметром 2 мм, см | Яаи-Снма-льные значения емкостл переменного конденсатора, пФ | |||
э2 Ом, см | liO Ом, см | 70 Ом, см | /5 Ом, см | |||
Резонансная частота 7050 кГц, (.40 м) | ||||||
11-86 | 1240 | 1299 | 1040 | |||
118,5 | 1233 | 1298 | 1 зто | 1040 | ||
1183 | 1236 | 1295 | 1307 | 1040 | 2.50 | |
1177 | 1230 | 1288 | !040 | |||
1164 | 1217 | 127: | Г286 | 1040 | ||
Резонансная частота 14 100 кГц (20 м) | ||||||
&20 | ||||||
63-1 | 1.50 | |||||
Резонансная частота 21 | 100 кГц ( | 5 м) | ||||
, 395 | ||||||
3"i9 | ||||||
Резонансная частота 28 | 00 кГц (Ю Ц | |||||
Удлиненную антенну «граунд-плэйн» дозольпо просто настраивать на наибольшую мощность излучения. При помощи измэрителя напряженности поля следует измерять напряжетюсть по,тя в точке, как можно более удаленной от излучателя, и одновременно ю.мгнчть па-
стройку конденсатора переменной ел!костп до тех пор, пока не будет пол\чено максимальное показание прибора.
Согласование антенны «граунд-плэйн» с помощью Т-образко§ схемы. Антенна «граунд-плэйн» может быть согласована с коаксиальным кабелем также с помощью Т-образной схемы (рис. 3-5), которая.об-лйдает теми же электрическими свойствами, что и четвертьволновый трансформатор. Катушки L] и L. имеют одинаковую индуктивность. Простракствепно они расположены таким образом, чтобы связь между ними была по возможности меньшей. Рекомендуется изготовлять катушки в виде спирали из толстого провода и изменять индуктивпость, уменьшая или увеличивая длину катушки. Конденсатер С обычно переменней емкости, с воздушной изоляцией, для того чтобы согласова-
Рис. 3-6. Конструкция трансформирующего устройства.
ние производилось с возможно меньшими потерями. Расчет Т-образн<р схемы очень прост. Основным требованием является точное согласование полного сопротивления кабеля 2 с входным сопротивлением антенны Ед, Полное сопротивление трансформирующей цепи определяется по фор.муле
Далее справед-дивы следующие соотношения
где / - частота, МГц: С- емкость, пФ; L - индуктивность, мкГ; Z - сопротивление. Ом.
Катушки индчктив-ности и конденсатор заключают во влагонепроницаемой коробке из прессованной пластмассы (рис, 3-6).
Настройка антенны произволктся с помощью измерителя напряясен-
ности поля.
Трехпроводная антенна «граунд-плэйн», Антенна «граунд-нлэйн», с линией передачи из ленточного кабеля УКВ (рис. 3-7), является видоизмененным шлейфовым вибратором. Три проводника соединяются кежду собой на верхнем конце и изолируются от деревянной мачты при
ХЛ-точки подключения ленточного ка5еля произвольной длины
Рис. 3-7. Трехпроводная кон-стр\кция антенны «граунд-плэйн» с линией передачи из ленточного кабеля.
Рис. 3-8. Укороченная антенна «граунд-плэйн».
помощи распорки, изготовленной из полистирола или картона. На нижнем конце оба внешних проводника подсоединяются к точке соединения радиальных проводов, а средний провод соединяется с одной из жи." ленточного кабеля питания.
Вторая жила кабеля припаивается к точке соединения радиальных проводов. Такая антенна «граунд-плэйн» имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что полоса пропускания ее несколько больше
3-4. Укороченная антенна «граунд-плэйн»
Для нестационарных радиостанций и для длинноволновых любительских диапазонов особенно удобна антенна, представляющая собой видоизменение антенны «граунд-плэйн» (рис. 3-8).
В этой антенне вибратор имеет размеры менее Л/4, и его электрическое удлинение для настройки на рабочую частоту производится с помощью катушки индуктивности, подключаемой к основанию вкбр;тора. К нижнему концу катушки при помощи зажи-ма присоединяется кабель питания. Если конструкция катушки с двумя отводами достаточно прочная, то дальнейшая настройка довольно проста С катушкой L связывают гетеродинный измеритель резонанса (ГИР) и, изменяя положение отвода А, добиваются настройки вибратора на рабоччю частог.. Затем к катушке подключают при помощи зажима В кабель пиган..я и, меняя его положение, добиваются .максимального излучен,1Я Мощность излучения укороченной антенны, конечно, меньше Moin,iioi,iH аз-лучения антенны «граунд-плэйн», имеющей вибратор .юрмалыюй д.л:ьы или несколько удлиненный,
3-5. Антенна с тремя радиальными проводами
Исследования, проведенные швейцарским радиолюбителем НВ90Р, показали, что с помощью антенны «граунд-плэйн* можно добиться направленного излучения в горизонтальной плоскости, когда используются три радиальных проводника, натянутых под углом 120° по отношению друг к другу в горизонтальной плоскости и наклоненных под углом 45° вниз (рис. 3-9, а).
Эта антенна излучает преимущественно в направлениях биссектрис углов между горизонтальными проводниками и имеет вертикальный угол излучения 6-7°. Диаграмма направленности этой антенны в горизонта; ьной плоскости имеет вид клеверного листа (рис. 3-9, б).
Изолятор
Рис. 3-9. Антенна с тремя радиальными проводами.
Оптимальный вертикальный угол излучения 6-7° достигается, по данным радиолюбителя НВ90Р, при высоте подвеса антенны 6 м. Число радиальных проводников при заданном утле наклона 45° влияет на входное сопротивление антенны и для указанной антенны оно равно от 50 до 53 Ом. Если используется только один радиальный провод, входное сопротивление составляет 68 Ом (полуволновый диполь), а в случае четырех радиальных проводов уменьшается до 44 Ом. Так как не существует стандартных линий питания с волновым сопротивлением 52 Ом, то питание антенны должно осуществляться одним из описанных выше способов.
Антенна, предложенная ИВ90Р, во многих случаях зарекомендовала себя с положительной стороны, однако следует подчеркнуть, что эта антенна, как и все антенны «граунд-плэйн», мало пригодна в качестве приемной.
3-6. Заземленная антенна «граунд-плэйн»
Радиолюбитель DM2AX0 предложил оригинальное решение проблемы заземления антенны «граунд-плэйн», на что обычно обращают мало внимания и что обычно приводит к некоторым затруднениям при практическом конструировании антенны.
Как известно, на нижнем конце вертикального четвертьволнового вибратора имеет место узел напряжения, что позволяет кепосредствепно
з-егитять основание вибратора без с\тцественного ухудшения характеристик Нтенны. То же самое относится к антеннам УКВ и телевизионным антеннам, которые часто выполняют в виде цельнометаллической ко[[СТр\ кщш, в которой точки минимума напряжения непосредственно соединяются с заземлсгшой несутцей мачтой антенны. Как показано на рис, 3-10, согласование антенны может осуществляться по схеме, аналогичной у-образной схеме согласования. При помощи подвижного ползу[!ка, к которому присоединен вн\-тренний проводник коаксиального ккбеля, на проводе вибратора ищется такая точка, в которой вход-нос сопротивление нпбратора соответствует волновому сопротивлению кзбеля Внешняя оплетка кабеля заземляется.
Точное положение ползунка обычно определяется экспериментально: передвигая его по проводу вибратора, находят такое положение, при котором коэффициент стоячей волны, измеряемый в кабеле, имеет MHHH.\ia,iibHoe значение. После этого точное согласование достигается
Рис. 3-!0. Заземленная антенна «граунд-плэйн».
Рис, 3-11. Измененная конструкция заземленной антенны «граунд-плэйн».
компенсацией индуктивной составляющей входного сопротивления вибратора при помощи подстроечного конденсатора С с воздушной изоляцией. Вертикальный вибратор, радиальные провода и коаксиальный кабель заземляются. Таким образом, конструкция такой антенны «граунд-плэйн» не требует применения изоляторов.
Некоторое механическое упрощение конструкции заземленной антенны «граунд-плэйн», предложенной DM2AX0, может быть получено пра включении конденсатора переменной емкости непосредственно во внутренний проводник кабеля питания, как показано на рис. 3-11. Реактивные составляющие компенсируются так же, как и в предыдущем случае, при помощи конденсатора переменной емкости с максимальной емкостью 300-500 пФ Так Ж"е как и в конструкции удлиненной антенны «граунд-п.тэйп», конденсатор перемешюй емкости помешается в водонепроницаемую коробку, которая крепится на подвижном ползунке (см. рис. 3-4).
В табл. 3-2 приведены геометрические размеры вибраторов антенн йграунд-птзйн» для радиолюбительских диапазонов. Радиальные проводники обычно на 2.5% длиннее вертикального вибратора.
Уделим еще некоторое внимание радиальным проводник-ам, так как на них обычно обращается мало внимание. Как \же подчеркивалось, необходимо, чтобы радиальные проводники были точно настроены гга
рабочую частоту, В этом отношении им следует уделять ровно столько же Ёкимания, сколько уделяется вертикальному вибратору. Хотя приведенные Длины радиальных проводников обычно удовлетворяют требованиям практической конструкции, следует учитывать все же, что они рассчитаны теоретически и поэтому требуют некоторой корректировки. Обычно приведенные размеры несколько больше практически необходимых. Очень часто радиальные проводники располагаются в непосредственной близости от поверхности Земли или от заземленных частей зданий; при этом вследствие емкостного воздействия резонансная частота проводников уменьшается и поэтому обычно требуется, чтобы они были выбраны несколько короче своих расчетных значений. Ниже приведена полная методика дополнительной корректировки размеров антенны «грау]1Д-плэЁп», предложенная DL6D0.
Таблица 3-2 Размеры вибратора для нормальной антенны «граунд-плэйн»
Длина в | ибраюра | |||
Диаметр виб- | ||||
ратора, мм | Диапазон | Диапа.эон | Диапазон | Диапазон |
iO м, см | 15 м, см | 20 м, СМ | 4U м, см | |
1034 | ||||
1033 | ||||
1032 | ||||
1031 | ||||
1022 |
Для настройки требуются высокочастотный измерительный мост и гетеродинный измеритель резонанса. Сначала все без исключения радиальные провода отключают от их общей точки; затем два провода, расположенные друг против друга и имеющие каждый длину Я/4, подсоединяют к высокочастотному jMocry, образуя таким образом полуволновый вибратор с входным сопротивлением 73 Ом, и, следовательно, переменное сопротивление моста также должно быть 73 Ом. Высокочастотный мост затем подключается к гетеродинному измерителю резонанса и, таким образом, определяется резонансная частота, которая обычно лежит вне расчетного частотного диапазона. Затем в соответствии с измерениями корректируется длина обоих радиальных проводников. После выполнения описанной выше операции переходят к измерениям и корректировке следующей пары радиальных проводников, пока не подключая уже настроенную пару проводников к общей точке соединения. После того как закончена настройка всех пар радиальных проводников, они все могут быть подсоединены к общей точке соединения, и грубая настройка радиальных проводников заканчивается.
Для точаой настройки от общей точки отсоединяют настраиваемый радиальный проводник и подключают его через высокочастотный измерительный мост к общей точке соединения, одновременно не отключая остальлые радиальные проводники. Затем с помощью гетеголинного измерителя резонанса определяют резонансную частоту и соотЕе~ственно удлиняют или укорачивают четвертьволновый отрезок провода для настройки его на рабочую частоту. Затеи эту же операцию повторяют со всеми радиальными провоиками. отсоединяя только настраивае1!ый
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