Запорожец Издания
трансюрматоров. Так как входное сопротивление каждой антенны 110 Ом, л сопротивление линии питания выбирается 240 Ом, то волновое сопротивление соединительной линии должно равняться Z = /li0-480230 Ом. Из рис. 1-24 видно, что двухпроводная лиргия имеет волновое сопротивление 230 Ом при отношении расстояния между проводниками к диаметру проводников, равном 3,5 ; I (изоляиия между проводниками Б0здушпа5;). Если соединительную Л1н1ию изготовлять из алюминиевого провода диаметром 6 мм, то расстояние между центрами проводников должно равняться соответственно 21 мм, а при диаметре проводника а) 8) Рис, 10-42. Двухэтажная антенна «волновой канал» 0H3EW. Рис. 10-43. Вибратор антенны 0H3EW. а - питаемый элемент антенны и Y-образная линия; 6 - по.ювина возбуждаемого элемента с V-образной линией; в - общий вид вибратора. 10 мм - 35 мм. Для обеспечения хорошего согласования следует точно соблюдать указанные соотношения между размерами соединительной линии. Пассивные элементы антенны могут изготовляться из трубок диаметром от 15 до 25 мм, причем с увеличением диаметра увеличивается полоса пропускания антенны. Однако в любом случае при указанных размерах антенна работает без заметного уменьшения коэффициента усиления Ео всем диапазоне 2 м. В направлении основного излучения коэффициент усиления антенны равен 12 дБ. Двухэтажная двенадцати элемент пая антенна «волновой канал» (по 6 элементов в каждом этаже). Двухэтажная антенна «волновой канал» предложена радиолюбитстем ОНЗЕ W и имеет оригинальную схему питания (рис. 10-42). Принцип работы этого устройства заслуживает особого рассмотрения. На рис. 10-43 отдельно изображен питаемый эле.чент антенны (прямоугольник с периметром 3048 мм). Данная конструкция предназначена для работы в диапазоне 2 м, и, таким образом, общая длина пи- таемого эле.мента соответствует 1,5 Я, т.е. каждая половина прямоугольника имеет длину 0,75 Х. При этих данных синфазное возбуждение обеих плоскостей невозможно. Однако, учитывая длину У-образной линии (рис, 10-43, б), каждый проводник которой имеет длину 285 мм, н рассматривая верхнюю и нижнюю части прямоугольника в отдельности видим, что каждый из них совместно с обшей для верхней и нижней частей Y-образной линии образует квадрат, имеющий общую длину 1Я. На рис. 10-43, в показаны направления тока в проводниках питаемого элемента антенны. Из рисунка видно, что все горизонтальные проводники питаемого элемента возбуждаются синфазно. Таким образом, питаемый элемент излучает в грех плоскостях (Y-образная линия также излучает). Расстояние между этажами несколько превосходит л/2 (1144 мм) при длине несущих траверс антенны по 1 Я (2100 мм). Размеры элементов антенны и расстояния между ними нанесены на рнс. 10-42, а размеры питаемого элемента совместно с размерами У-образной линии изображены на рис. 10-43. Пассивные элементы изготовляются из алюминиевых прутиков диаметром 5 мм, а питаемый элемент с У-образной линией питания - из материала диаметром 8 мм. В предложенной конструкции несущие траверсы были изготовлены из Ообразной алюминиевой шины размерами 20 X 20 X 2 мм. Приведенные выше размеры конструктивных элементов некритичны; могут допускаться отклонения от них до =t20% Входное сопротивление в точке питания равняется 70 Ом, В случае использования кабеля с волновым сопротивлением 60 Ом рассогласование не превосходит допустимого, В случае использования в качестве линии питания коаксиального кабеля необходимо обязательно применять симметрирующую схему. Коэффициент усиления антенны приблизительно 13 дБ, Двухэтажная антенна «волновой канал» с девятью элементами в каждом этаже. Девятиэлементная антенна, изображенная на рис. 10-31, Может быть легко превращена в двухэтажную антенну присоединением второй такой же антенны. Размеры антенны остаются теми же, кроме нескольких измененных размеров Т-образной схемы согласования, и поэтому на рис, 10-44 изображены только оба вибратора вместе с трансформирующими схемами. Приведенные размеры соединительной линии должны быть точно выдержаны, при этом в точках XX результирующее входное сопротивление равно 240 Ом и вся система может быть непосредственно подключена к ленточному кабелю с волновым сопротивлением 240 Ом. При питании антенны по коаксиальному кабелю 50 Ом согласование может быть получено с помощью полуволновой петли, как показано на рис 1-57-Если для изготовления соединительной линии используются тр\бки других диаметров, следует особенно обратить внимание на то, чтобы отношение расстояния между проводниками к диаметру самих проводников равнялось 3 1, так как от него зависит волновое сопротивление соединительной линии. Расстояние между зажи.мами Т-образной схемы согласования во всех случаях должно быть 347 мм. На рис, 10-45 дан общий вид антенны в смонтированном состоянии. Диаграмма направленности рассматриваемой антенны показана на рис 10-46. Коэффициент усиления в направлении основного излучения раве.-: 13 дБ, Четырехэтажная антенна «волновой канал» с четырьмя элементами в каждой плоскости. Две антенные системы из 4 элементов, расположенных над 4 элементами, при расположении в вертикальном кап-рав.[ении друг над др\ гом представляют собой антенную систему, имею- ц\ю отличные электрические параметры в диапазоне 2 м и даюшуго хорошие результаты при проведении дальних связей. Общпп вертикальный размер антенной системы равен 3,35 м. Размеры, пркьеденные при описании anreiiiibi «4 элемента над 4 элементами» остаются без изменений, а сами эти антенные системы располагаются на расстоянии Х/2 друг от друга. На рис. 10-47, а изображены только вибраторы гакой антенной системы а на рис. 10-47, 6 дан общий вид антенной системы сбоку. Так как в точках XX как верхних, так и нижних этажей входное сопротивление равно 240 Ом, то эти точки могут быть соединены отрезками линии любой длины, имеющей волновое сопротиаление 240 Ом. Точно в центре этой липни связи находятся общие точки питания всей диаметр Всех трубок 12 мм Точки питания 240 0м Рис. 10-44, Схема питания антенны «волновой канал» «9 элементов над 9 элементами». Рис. 10-45. Двухэтажная антенна «волновой канал» «9 элементов над 9 Элементами». антенной системы ZZ. Так как в точках ZZ параллельно соединяются верхняя и нижняя половины антенной системы, то БХ0Д1юе сопротивление в них 120 Ом. Следовательно, вся антенная система в целом может питаться по си.мметричной .Шнии с волновым сопротивлением 120 Ом. Но гак как обычно такие линии редко бывают в распоряжении радиолюбителей, то входное сопротивление 120 Ом в точках ZZ снова трансформируют в сопротивление 240 Ом с помощью четвертьволнового трансформатора и подключают непосредственно к ленточному кабелю с волновым сопротивлением 240 Ом или с помощью полуьолновой петли описанным уже выше образом к 60-омному коаксиальному кабелю. Волновое сопро-тивле1ше четвертьволнового трансформатора, подключаемого к точкам ZZ должно быть ]120-240 = 1.70 Ом что соответствует, как видно из рис, 1-24, отношению расстояния между проводниками к диаметру проводников 2.2 1. Геометрическая длина такого чегБертьволнового трансформатора должна равняться О 98/./2, что на частоте 143 МГц соответствует приблизительно 510 мм. Конструктивно трансформатор обычно изготовляется и; проводников соответствующего диаметра укрепленных ¥.<i полосе гетинака. и.меющей достаточную ширину. Рис. 10-46. Диаграмма направленности антен1!ы «волновой капал» в горизонтальной плоскости «9 элементов над 9 элементами». Рис. 10-47. Четырехэтажная антен-на «волновой канал» (4 элемента, 4 элемента, 4 элемента, 4 элемента). 1. и. Iz ScjihoBds сйпаотадлвчи 240DM.l~al произвольной другой способ питания антенны реализуется следующим образом. Линии /j и /а в этом случае имеют длину, равную нечетному числу четвертей рабочей Дутины волн, т.е. \/4Х, 5/4Я и т.д. Цз практических соображений обычно выбирают длину 0,75Я,. При этом линии /, и /2 трансформируют подключенные к ним сопротивления таким же образом, как и четвертьволновые трансформаторы. Следовательно, входное сопротивление в точках ZZ зависит от волнового сопротивления этих линий. Так как в точках ZZ необходимо иметь входное сопротивление 240 Ом и что в этих точках обе линии соединяются па-раллельго, их волновое сопротивление можетбыть определено из известной формулы Z = Т""2Ж480"=* 340 Ом. Стедовательно, волновое сопротивление линий If и 1 должно равняться 340 Ом. Из графика рис. 1-24 видно, что отношен ие расстояния между проводниками к диаметр у провсдни ков дл я со-противления 340 Ом равно 8,5 : I. Такую линию довольно просто изготовить. При рабочей частоте 145 МГц (0,75Я = 155,3 см) Длины линий /1 и /а с учетом коэффициента укорочения равны 1,= и= 155,3-0,97 150,64 =151 см. На рис. 10-48 изображена четырехэтажная антенна «волновой канал» с пятью элементами в каждой плоскости, сконструированная радиолюбителем DL6MH. Рис. 10-48. Четырехэтажная антенна «волновой канал» (5 элементов, 5 элементов, 5 элементов, 5 элементов) DL6MH. 10-12. Многоэтажная антенна «волновой канал» с большой длиной несущей траверсы Анте!пш «волновой канал» с удлиненной несущей траверсой также можно располагать друг над другом, но при этом расстояние между этажами выбирается не как обычно (0,5-0,7 }-.], так как в этом случае коэффициент усиления при увеличении числа этажей растет незначительно и ни в коей мере не соответствует увеличению расходов конструктивных материалов, а равным " длины одной отдельной антенны. Например, для девятиэлементной антенны «волновой канал*, предложенной DL6Wb (рис. 10-37), расстояние ---ежду двумя этажами должно равняться 2,80 м, для пятнадцатиэлементной антенны «вол-човой канал» о удлиненной несущей траверсой расстояние между двумя этажами в диапазоне 2 м должно равняться 6,40 м (длина траверсы 4,5 /-). Вследствие увеличенного расстояния между этажами такие антенны обычно изготовляются только двухэтажными и их согласование с линией питания уже нельзя осуществлять, как обычно, с помощью двух четвертьволновых трансформаторов, соединенных параллельно. Однако, как уже рассматривалось выше, в этом случае можно использовать линии которые имеют длину, равную нечетному числу четвертей рабочей длины волны, и обладают по отношению к трансформации подключаемых / у у ./ у сппритивление 340 Ом, поэтому в точках Z2=240Qm Рис. 10-49. Питание двухэтажной деБяти=ле.ментнОЙ антенны «волновой канал» с большим расстоянием между этажами. к ним сопротивлений теми ле свойствами, что и четвертьволновые трансформаторы. В качестве примера рассмотрим питание двухэтажной антенны «волновой канал» с удлиненной несущей траверсой и с девятью элементами в каждой плоскости (см. рис. 10-37). Как уже говорилось выше, расстояние между этажами равно в этом случае 2,80 м, что соответствует приблизительно 1,5 к. Таким образом, если обе плоскости антенны соединить по кратчайше.чу пути, го расстояние между точками ZZ и точками XX в верхней и нижней плоскостях будет равно 0,75 к (рис. 10-49). То, что расстояние между плоскостями антенн в этом случае будет фактически несколько больше, че-м 2,80 м (а именно 3,10 м), не играет в данном случае существенной роли. Если входное сопротивление в точках XX каждой плоскости 240 Ом, то для получения в точках ZZ также входного сопротивления 240 Ом соединительные линии должны иметь 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
|