Антенна для любительской радиосвязи

Антенна для любительской радиосвязи
Инж. Ю. ЖОМОВ (UA3FG), мастер спорта СССР

Одним из наиболее важных элементов радиостанции является антенное устройство, состоящее из соб-ственно антенны и фидерной линии, служащей для передачи энергии высокой частоты от передатчика к антенне и от антенны к приемнику. В значительной мере эффективность работы антенны определяется свойствами фидерной линии, в связи с чем при конструировании антенного устройства выполнению фидерной линии- следует уделить самое серьезное внимание. Основными требованиями, предъявленными к фидерным линиям, являются обеспечение минимальных потерь, то есть высокого к. п. д. (nф), и недопустимость искажений направленных свойств антенны. Чтобы передавать энергию высокой частоты с наибольшим к. п. д..необходимо обеспечить движение по фидеру энергии только в одном направлении, к примеру, от передатчика к антенне. При этом в фидере будут распространяться только так называемые бегущие волны. Указанный режим обеспечивается, если сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению фидера, величина которого обычно указывается в справочниках. При этом коэффициент бегущей волны КБВ (К_Б), который определяется по формуле: К_Б=Zв/Rн, где Zв — волновое сопротивление фидера, а Rн — входное сопротивление антенны, равен 1. В некоторых случаях измерения проводят не в единицах КБВ, а в единицах коэффициента стоячей волны — КСВ (Кс). Kс=1/К_Б. При определении к. п. д. фидера используется формула:

где b — постоянная затухания, которая в случае применения в качестве фидера коаксиального кабеля может быть взята из справочника, l — длина фидера. К.п.д. для наиболее употребительных величин произведения bl можно определить также по графику рис. 1.

Рис. 1
В условиях любительской радиосвязи, когда корреспонденты расположены па различных расстояниях и различных направлениях, удобнее всего использовать вертикально расположенные антенны с круговой диаграммой излучения в горизонтальной плоскости. Однако на 80-метровом диапазоне, отведенном для начинающих коротковолновиков, вертикальный четвертьволновый вибратор конструктивно трудно выполнить. Полуволновый вибратор, расположенный параллельно земле, имеет два максимума излучения в направлениях, перпендикулярных оси антенны, а вдоль оси прием и излучение отсутствуют. Чтобы изоежать этого недостатка, в ряде случаев устанавливают две горизонтальные антенны, расположенные перпендикулярно друг к другу и коммутируемые в зависимости от направления на корреспондента. Для установки таких антенн требуются несколько мачт, что конструктивно неудобно.

За последние годы среди советских и зарубежных коротковолновиков получила распространение антенна Inverted Vee. Для работы на диапазонах 80 и 40 м эта антенна состоит из двух полуволновых вибраторов (диполей), включенных параллельно. Питание антенны осуществляется с помощью несимметричного коаксиального кабеля.

При питании симметричных антенн несимметричным кабелем обычно используется симметрирующее устройство. В данной конструкции центральный проводник кабеля подключается к одному плечу диполя, а оплетка к другому. В результате такого включения нарушается равенство емкостей половин вибратору по отношению к земле, поэтому токи в половинах вибратора будут различны, и по наружной стороне внешней оплетки потечет выравнивающий ток. Он создает внешнее поле излучения, что в данном случае является полезным, так как при этом обеспечивается круговое излучение.

В силу наклона проводов полотна антенны к земле под углом 45° она излучает как горизонтально, так и вертикально поляризованные волны. Диаграммы направленности излучения по двум составляющим в горизонтальной плоскости имеют вид восьмерок, развернутых по отношению друг к другу на 90°. Вследствие этого, а также благодаря излучению фидера, антенна излучает энергию в горизонтальной плоскости под всеми углами.

Рис. 2

Конструкция антенны несложна и понятна из рис. 2.Для установки антенны необходима только одна мачта, которую можно укрепить на земле или на крыше дома. Мачта может быть изготовлена из дюралевых или стальных труб диаметром 50—60 мм, а также из дерева. Она крепится с помощью двух ярусов оттяжек. В оттяжки нижнего яруса через 4—5 м вставляют орешковые изоляторы для того, чтобы не вносить искажения в диаграмму излучения. Верхним ярусом оттяжек являются сами вибраторы. Плоскости вибраторов 40- и 80-метровых диапазонов должны быть расположены перпендикулярно друг к другу. Для вибраторов используют медный провод диаметром 2,5—3 мм или биметаллический с медным верхним слоем. Для нижнего яруса оттяжек применяют стальной провод или трос. Вибраторы крепят к верхней части мачты через разделительные изоляторы. К вибраторам a и в подключается центральный проводник коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 ом (РК-50-3-13 и др.). В крайнем случае можно. применить кабель с волновым сопротивлением 60 ом (РКГ-5, РКС-5). К вибраторам б и г подсоединяется оплетка кабеля. Следует помнить, что электрический контакт должен быть надежным. Лучше всего точки соединения пропаять и предохранить их изоляционной лентой (либо покрыть лаком) для защиты от атмосферных воздействий. Коаксиальный кабель прокладывают внутри мачты или крепят на ее поверхности.

После изготовления антенны необходимо определить кпд фидера по приведенной выше формуле либо но графику рис. 1. Для этого значение КСВ можно приближенно измерить, например, с помощью прибора, конструкция которого была опубликована в журнале «Радио», 1963, N 2. При соблюдении всех размеров антенны КСВ (КБВ) фидера должен быть близким к 1, а кпд. фидера составлять 85—90%. При низком кпд. следует улучшить согласование фидера с антенной за счет изменения длины вибратора того диапазона, на котором производится измерение.

РАДИО N 4 1965 г. c.13-14