Запорожец Издания
Глава девятая ВЫБОР НЕОБХОДИМОЙ КОРОТКОВОЛНОВОЙ АНТЕННЫ Обычно начинающий радиолюбитель, приступающий к изготовлению антенны, теряется перед многообразием различных конструкций антенн. Поэтому ниже приводится классификация различных типов антенн, которая позволяет последовательно и с гюниманнем существа дела выбрать тот или иной ткп антенны. В первую очередь следует выделить семейство полуволновых вибраторов. Они имеют электрическую длину Я/2 и излучают в направлении, 1!ерпендикулярном плоскости, в которой они под-веишваются. Такими простыми голуволновыыи антеннами являются: антенна с промежуточным контуром, антенна «вныдом», Y-антенна, шлейфовый вибратор, вибратор с кабельной линией питания, всеволновая антенна W3DZZ, антенна «цеппелин». Все эти антенны по отно-щению к коэффициенту усиления совершенно равнозначны и отличаются только видом питания. Если предположить, что каждая из указанных выше антенн оптимально согласована, то в эффективности их работы кет никакой разницы. Наклоняя элементы а1тепны в горизонтальной плоскости, добиваются изменения диаграммы направленности в гори-зонталыюй плоскости, а изменяя наклон в вертикальной плоскости, изменяют вертикальный угол излучения. Различные опенки и суждения о вышеприведенных антеннах вызваны тем, что диаграммы направленности антенн :i их электрические параметры всегда искажаются за счет наличия вблизи антенны посторонних предметов (деревья, строения, линии электропередачи н т. п.), а также в зависимости от высоты подвеса антенны. По отношению к помехам, создаваемым для радиове-щапия и телевидения, рассмотренные выше антенны сильно отличаются д,Р}Г от друга. Антенны, имеющие низкое входное сопротивление и хорошо согласованные с линией питания, создают значительно меньший уровень помех для радиовещания и телевидения. Поэтому в густонаселенных районах рекомендуется использовать следующие антенны! вибратор с кабельной линией питания, всеволновую антенну W3DZZ и шлейфовый вибратор. Эти антенны совершенно эквивалентны только антенна W3DZZ может работать в диапазонах 20. 15 и 10 м. Следующей группой антенн являются антенны в виде длинного провода. Они представляют собой излучатели, по длине которых укладывается несколько полуволн рабочей частоты. При этом отдельные полуволновые отрезки возбуждаются в протнво-фазе и, следовательно, с увеличением длины проводника направление основного излучателя все больше приближается к направлению натяжения провода. К антеннам «длинный провод» принадлежат: антенна в виде длинного провода и всеволновая антенна DL7AB. Эти антенны имеют уже достаточно резко выраженную направленность и поэтому не могут работать во всех направлениях. Хотя в направлении основного излучения эти антенны излучают значительную мощность, для их монтажа требуется очень мало места и поэтому такие антенны можно строить только в сельской местности. Следующую группу составляют рамочные направлен, н ы е антенны, которые имеют о:трую диаграмму напраалоиности в направлении, перпендикулярном п.юскости, в которой располагаются их элементы. Речь идет в данном случае о синфазио возбуждаемых полу-волносых вибраторах, расположенных в вертикальной плоскости друг над другом. Простейшим представителем рамочных антенн является двойной вибратор. К этому же классу антенн относятся Н-образная антенна, антенны W8JK и ZL. Они особенно хорошо работают на дальних связях, имеют небольшой вертикальный угол излучения, зрачи-тельный коэффициент усиления, занимают немного места и, кроме того, просты и надежны с конструктивной точки зрения. Особенно выделяется Н-антенна, имеющая двустороннюю диаграмму направлен- 1ЮСТИ. Приблизительно такой же коэффициент усиления в направлении основного излучения имеют вращающиеся направленные антенны. Они имеют то преимущество, что с их помощью можно устанавливать связи во всех направлениях. Они занимают не.м1юга места, но механическая конструкция их значительно сложнее; в частности, для изготовления антенн «волновой канал» требуются алюминиевые трубки. Наиболее экономичная в конструктивном отношении и в то же время наиболее эффективная вращающаяся направленная антенна - антенна «двойной квадрат-). Имея только два элемента, она по своим параметрам не уступает четырехэлементной антенне «волновой канал». Наконец, упомянем вертикальные излучатели, представляющие собой простейшие вертикальные антенны в виде штырей. Они отличаются тем, что требуют совсем немного места и имеют круговую диаграмму направленности. Наиболее известная и эффективная конструкция таких антенн - антенна «граунд-плэйн», которая при правильном монтаже, несмотря на то что имеет круговую диаграмму направленности, все же дает небольшой коэффициент усиления и пологий угол вертикального излучения, В качестве приемной антенны она малопригодна. Таким образом, мы классифицировали различные конструкции антенн и теперь можем перейти к рассмотрению их с точки зрения при--менения при различных обстоятельствах. Какую коротковолновую антенну выбрать? Начинающему радиолюбителю можно рекомендовать конструировать приведенные ниже антенны, так как именно они предназначены для описанных целей, что проверено длительной практикой их использования. 1. Излучатель с круговой диаграммой направленности и мини-л!альной используемой площадью для диапазонов 10, 15. 20 м; антенна типа «граунд-плэйн». 2. Всеволновая антенна с небольшим коэффициентом усиления в высокочастотных коротковолновых диапазонах и слабо выраженным направленным действием: всеволновая антенна W3DZZ. i. Направленный излучатель простой конструкции с больши.ч коэффициентом усиления рамочного типа с двусторонней диаграммой направленности для диапазонов 40. 20 15 и 10 м: Н-обратиая антен.па. 4. Вращающийся ваправленный излучатель с очень большим коэффициентом усиления для диапазонов 20 15 и 10 м- антенна «двойной квадрат». Лля диапазона 80 м трудно указать какую-либо антенну которая давала бы устойчивую работу при дальних связях, так как для этого диапазона необходимая длина проводника излучателя обычно очень велика. Вполне пригоден для этого диапазона 40-м полуволновый вибратор, но чаще работают в этом Д1 ...азоне на антенну W3DZZ, которая Продолжение табл. 9-1 еешс тянет» в нем и, кроме того, может работать во всех других диапазонах . Необходимые длины вибраторов для любительских коротковолновых диапазонов и формулы пересчета длины элементов антенны относительно Л/2 и Л приведены в табл. 9-1 и 9-2. Таблица 9-i Длины вибраторов для коротковолновых радиолюбительских диапазонов Восьмидесятиметровый X 3500 кГц 3600 кГц 3800 кГц 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 40,71 м 83,57 м 126,43 м 169,28 м 212,14 м 255,00 м 39,58 м 81,25 м 122,92 м 164,58 м 206,25 м 247,92 м 37,50 м 76,97 м 116 45 м 155,92 м 195,39 м 234.97 м Сорокамет :овый X 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4.0 7000 кГц 20,36 м . 41,78 м 63,21 м 84,64 м 106,07 м 127,50 м 148,93 м 170,35 м 7100 кГц 20,07 м 41,19 м 62,32 м 83 45 м 104,58 м 125,70 м 146,83 м 16л9о м Двадиатиметровый
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9.0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 Пятнадцатиметровый
Десят иметровый 28 000 кГц 5,04 м 10,39 м 15,75 м 21 И м 26,46 м 31,82 м 37 18 м 42.54 м 4?;89 м 53,25 м 58,61 м 63,96 м 69,31 м 74,68 м 80 04 м 8.3.33 м 90,75 м 96,11 м 101,46 м 106,82 м 112,18 м 117,53 м 122,89 м 142.61 м
к. Ротламмелы! Таблица 9-2 Формулы для пересчета длин элементов антенн относительно л,/2 и к (частота t указана в мегагерцах)
150 ООО / 148 ООО / 147 ООО / 145 500 / 144 ООО 1" 142 500 / 141 ООО 139 500 (Я/2) • 0,92 = (Я/2). 0,91 = (Я/2). 0,90 = 138 ООО / 136 500 / 135 ООО (Я/2) - 0,89 = (Я/2) 0,88 = 133 500 (Я/2) (Я/2) (Я/2) (Я/2) (Я/2) 0,83 0,87== 0,86=-0,85==-0,84 = 132 ООО / 130 500 / 129 ООО / 127 500 / 126 ООО 124 500
1,0 я 23 ООО / 121 500 / 120 ООО 117 000 115 000 ~~Г~ 114 000 112 500 ~~Г~ 300 ООО 0,99 Я = 0,98 Я = 0,97 Я = 0,96 0,95 Я = 0,94 Я = 0,93 Я = 0,92 Я = 0,91 Я = 0,90 Я = 297 ООО 294 ООО / 291 ООО / 288 ООО / 285 ООО / 282 ООО / 279 ООО / 276 ООО Г~ 273 ООО 270 ООО / Антенны для дальних связей. Долголетняя практика радиолюбителей позволяет сделать следующие выводы относительно антенн, наиболее пригодных для проведения устойчивых дальних связей: Самой лучшей антенной является антенна «двойной квадрат», С успехом используется вращающаяся однодиапазонная антенна типа «волновой канал». Неподвижные антенные системы, включая антенны с вертикальной поляризацией, дают сравнительно плохие результаты. Хорошо выбранное расположение антенны на местности (например, хорошая поверхностная проводимость земли, хорошее топографическое расположение антенны) может в значительной степени уменьшить недостатки, связанные с выбором типа антенны. Высота подвеса антенны играет большую роль, чем выбор типа антенны. Как уже отмечалось выше, антенна типа «двойной квадрат» является наилучшей антенной для проведения дальних связей. Коэффициент усиления ее почти равен коэффициенту усиления четырехэлементной антенны типа «волновой канал». Однако антенна типа «двойной квадрат» при связях на больших расстояниях значительно превосходит по своим характеристикам антенну типа «волновой канал». Это обстоятельство связано с тем, что антенна «двойной квадрат» представляет собой систему излучателей, располагаемых в несколько этажей в вертикальной плоскости, и, следовательно, вертикальный угол излучения такой системы значительно меньше, чем вертикальный угол излучения антенны типа «волновой канал», расположенной в одной горизонтальной плоскости. Как указывалось в § 1-1, уменьшение вертикального узла излучения приводит к перекрытию больших расстояний при меньшем числе скачков (см, рис. 1-2). При этом электромагнитные волны меньшее число раз проходят через нижние, поглощающие слои ионосферы и поэтому обладают большей интенсивностью на больших расстояниях по сравнению с электромагнитными волнами, излученными под более крутыми углами. Для достижения устойчивых дальних связей большое значение имеет также и высота подвеса антенной системы над поверхностью земли. Как видно из рис. 1-10, при высоте подвеса, равной или кратной Я,/4, большая часть электромагнитной энергии излучается под большими углами, а при высоте подвеса, равной или кратной Я./2, основное излучение происходит под очень малыми вертикальными углами, что благоприятствует проведению лгльи-лх связей. Глава десятая УЛЬТРАКОРОТКОВОЛНОВЫЕ АНТЕННЫ 10-1. Распространение ультракоротких волн Для того чтобы понять, какие требования предъявляются к антеннам ультракоротких волн, необходимо знать особенности распространения их. Приведенное ниже рассмотрение особенностей распространения в основном относится к радиолюбительскому диапазону от 144 до 146 МГц (длина вол11ы 2 м), но основные характеристики распространения приблизительно такие же. как и во всех других диапазонах УКВ, 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
|