 |
 |
 |
 |
внешней защитной оболочки, пропускзется в трубку Т, и таким о6ра:чом обеспечивается контакт между оплеткой кабеля и трубкой Ti. Центральная жила кабеля питания через проходной изолятор выводится из трубки Г, и подсоединяется к трубке Та. Замыкающую перемычку в нижнем конце шлейфа делают обычно подвижной дтя точной настройки.
Место л соединения/ с оплеткой
Рис. 1-54. Измененная конструкция симметрирующего трансформатора.
Проходной изолятор
d.1 сг
Рис. 1-55. шлейф.
Короткозймытт-щйя перемычка
Симметрирующий
Четвертьволновый симметрирующий шлейф. На рис. !-56 изображено очень простое симметрирующее устройство, которое конструктивно вполне выполни-мо и в диапазоне коротких волн.
Оно состоит из замкнутого на нижнем конце отрезка коаксиального кабеля длиной (электрической) Я/4. Следует учитывать коэффициент укорочения коаксиальных кабелей, который в среднем составляет
Рис. 1-56. Четвертьволновый симметрирующий шлейф.
Кадель питания Z
Рис. 1-57. Симметрирующая схема в виде по-луволновог( шлейфа.
около 0,66, т. е. следует брать отрезок кабеля длиной (X. 4)-0,66. Расстояние между четвертьволновым отрезком кабеля и кабелем передачи должно равняться по меньшей мереосм. В точке подключения к антенне кабь,1ь передачи и проводники симметрирующего устройства соединяются параллельно с перекрещиванием.
Все рассмотренные до сих пор симметрирующие устройства не дают преобразования полного сопротивления в точке питания антенны,
т. е. эти симметрирующие устройства действтот как трансформаторы
с коэффициентом трансформации 1:1.
Симметрирующая цепь в виде кольца. Симметрирующее устройство, изобра.женное на рис. 1-57, обладает также способностью грансформи-ровать полное сопротивление.
Круговой шлейф изготовляется из того же кабеля, что и линия передачи. Геометрическая длина шлейфа равна (kl2)-b. Как видно из рис. 1-57, оплетка шлейфа соединяется с оплеткой кабеля питания. Коэффициент трансформации кольцевого симметрирующего шлейфа 1 :4, т. е. с помощью такого симметрирующего трансформатора к антенне с входным сопротивлением 240 Ом можно подключить симметрично относительно земли коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 60 Ом.
Симметрирующий трансформатор. Симметрирующий трансформа тор можно сделать, соединив два отрезка линий передачи одинаковой
Симметричное ZZ
Симметричное 2Z
•-несимметричное
Рис. 1-58. Симметрирующий трансформатор,
а - для ленточного кабеля: б - для коаксвального кабеля
длины на одном конце параллельно, а на другом погледователь-о. При этом коэффициент трансформации равен 1 : 4. Волновое сопротирление линий Z, К которых сделан трансформатор, при параллельном соединении преобразуется в сопротивление Z/2 и не обладает симметрией относительно земли; напротив, при последовательном соединении линий питания получяем сопротивление 2Z, симметричное относительно земли, Дл. пэ обоих отрезков линий составляет поХ14. Нэ рис. !-58 показаны когкчрукции такого симметрирующего трансформатора, сделанные из ленточных или коаксиальных кабелей.
Двойной коаксиальный дроссель в качестве симметрирующего устройства. При питании симметричных антенн по несимметричному коаксиальному кабелю без применения си.мметрируюших устройств, как уже указывалось выше, возникает пара:итное излучение линии передачи ({10Берхно"тные волны). Эти поверхностные волны особенно HiTeHCHBHH в тех случаях, когда кабель питания случаГшо оказывается Б резонансе по отношению к рабочей частоте. Следует отметить, что поверхностные волны нь,1ьзя замерить с помощью прибора для измерения стоячих волн.
Для широкодиапазонкых антенн применение большинства описанных выше симметрирующих устройств невозможно, гак как их свойства зависят or частоты,
Для широкодиапазонных антенн диапазона коротких волн симметрирование можно произвести, изготовив из коаксиального кабеля катушку, конец которой подключается к антенне. Коаксиальный дроссель с 10- 12 витками диаметром 120 мм и расстоянием 1-2 мм между витками обеспечивает в диапазоне 10. 15 н 20 м значительное ослабление поверхностных волн.
Лучшие результаты дает применение радиолюбительской конструкция - двойного коаксиального дросселя, предложенного радиолюбителем, DLIUX. Конструкция и соединение дросселя с антенной пока-
Спашь опметки
Рис. 1-59. Симметрирующая схема в виде двойного коаксиального дросселя.
заны на рис. 1-59. Двойной коаксиальный дроссель изготов.,1яется следующим образом: наматывается 20 витков коаксиального кабеля диаметром 100 мм, причем конец припаивается к оплетке (как показано на рисунке) таким образом, чтобы расстояния от середины дросселя до места припайки были равньша, В середине дросселя кабель на расстоянии 3-5 см очищается от оплетки и диэлектрика и к его центральной жиле припаиваются проводники, идущие к антенне.
Описанный двойной коаксиальный дроссель полиостью свободен от поверхностных волн, имеет максимальное вносимое ослабление по мощности порядка 0,5 дБ и обладает широкой полосой пропускания, что позволяет применять такое симметрирующее устройство в трехдиапа-зонных коротковолновых антеннах.
Глава вторая
КОРОТКОВОЛНОВЫЕ АНТЕННЫ
2-1. Антенна в виде длинного провода
В радиолюбительской коротковолновой связи в качестве передающей антенны используется длинный провод. Выражение антенна в виде длинного провода» означает, что длина провода больше, чем длина рабочей волны, н, следовательно антенна возбуждается на гармониках
се собственной длины волны. Рассмотрим подробнее свойства и конструктивные особенности антенны в виде длинного провода.
Сооружение антенны в виде длинного провода достаточно просто II не требует больших затрат, но сама антенна занимает много места, так как пропорционально длине антенны увеличивается ее эффективность. При соответствующем подборе размеров антенны н фидера антенна может служить в качестве коротковолновой широкодиаиазоппой антенны.
Необходимая длина антенны в виде длинного провода определяется по формуле
150 («-0,05)
1 = -
где I-искомая длина, м; п-число полуволн рабочей волны: f- рабочая частота, МГц.
Из диаграммы направленности полуволнового вибратора (см. рис. 1-9) видно, что максимум излучения направлен перпендикулярно оси антенны.
С увеличением длины лнтенны направление основного лепестка диаграммы направленности все больше и больше приближается к ос» антенны. Одноврел1еннс увеличивается и интенсивность излучения в направлении основного лепестка. На рис. 2-1 изображены диаграммы направленности антенн, имеющих различную длину.
Особенно заметно, что с увеличением длины антенн появляются боковые лепестки. Такая многолепестковость диаграммы направленности не является существенным недостатком антенн в виде длинного провода, так как онп все же сохраняют удовлетворительную круговую диаграмму направленности, дающую возможность устанавливать связь почти во всех направлениях. Кроме того, в направлении основного излучения достигается значительное усиление, которое увеличивается по мере увеличения длины антенны. Характерной чертой этих антенн, особенно полезной для связей на большие расстояния, является то, что они имеют небольшие вертикальные углы излучения. На рнс. 2-2 приведен график, по которому можно определить теоретическое усиление антенны в децибелах (кривая /), угол между направлением основного излучения и плоскостью подаеса антенны (кривая П1), а также сопротивление излучения антенны, отнесенное к току в пучности (кривая ).
Пример. Требуется рассчитать и изготовить янтенну для любительского диапазона 20 м. Местные условия дают возможность подвесить провод длиной 85 -м в направлении восток - запад.
Нулно определить; а) необходимую длину провода для 4л антенны; б) ожР1Даемое усиление антенны в направ:1ении максимума основного лепестка; в) сопротивление излучения и направление максимума основного лепестка.
Длина провода, м, определяется по формуле
150 (п - 0,05)
где f- частота. МГп.
Так как на 4Х антенне может разместиться 8 по,1увол1, то « = 8. При частоте 20-м диапазона 14.1 МГц
150(8 - 0.05) 1192,5
14,1
14,1
= 84,57 м.
Таким образом, длина провода составляет 84,57 м.
Рис. 2-1. Диаграммы направленности антенн в виде длинного проводника различной длины.
Из рис. 2-2 находим, что при длине антенны 4Х (точка пересечения с кривой /) следует ожидать усиления антенны в направлении максимума основного лепестка около ЗдБ.
Сопротивление излучения при этом 130 Ом (кривая ), а угол между направлением основного лепестка диаграммы направленности и плоскостью подвеса антенны (кривая /) равен 26".
о 12345 678 9 70 11 Длина вибратора, Д.
Рис. 2-2. Коэффициент усиления, сопротивление излучения и направление максимума основного лепестка диаграммы направленности антенны в виде длинного проводника в зависимости от длины вибратора.
Так к?к антенна подвешена в направлении восток - запад, что соответствует 270 " го, как видно из рассмотрения рис. 2-1, основные максимумы диаграммы направленности имеют Сд1едующие направления;
270 + 26 = 2965. 270 -26 = 244, 90 + 261163, 90 - 26 = 649,
Определив направления основного излучения, можно по карте мира в конической равноугольной проекции найти те районы, с которыми может быть достигнута наиболее устойчивая связь при использований оассмотренной выше антенны.
Диаграммы направленности (см. рис. 2-1) представляют собой идеализированные теоретические диаграммы и на практике всегда претерпевают некоторые изменения. Например, заметная деформация диаграммы направленности имеет место, когда вибратор возбуждается на одном из его концов, т. е. питание антенны несимметричное. Для наглядности на ри.. 2-3 приведена диаграмма направленности 2Х антенны в виде д.-1инного провод? в горизонтальной плоскости при
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