Антенны




Вертикальная направленная антенна - часть 4


Дальнейший ход мысли был таков: если уж две J-антенны в направленной системе будут расположены рядом, то нельзя ли использовать для их питания и согласования одну общую двухпроводную линию? Ведь напряжения на проводниках открытого конца линии противофазны, что как раз и требуется для питания двух близко расположенных вибраторов! Ну а необходимый сдвиг фаз колебаний в вибраторах +ф/2 и -ф/2 можно получить изменением их длины — укорочением одного и удлинением другого. Остается решить, как соединить концы полуволновых вибраторов, разнесенных на L/8, с концами двухпроводной линии, расположенными рядом. Это оказалось несложно — ведь на концах вибраторов ток мал, они почти не излучают, поэтому ничего страшного не будет, если концы вибраторов изогнуть навстречу друг другу и напрямую соединить с концами линии. Все получалось невероятно просто, настолько, что возникли сомнения — а заработает ли? Необходим был эксперимент.

Сказано — сделано, антенна на частоту 430 МГц (длина волны 70 см) была согнута из цельного отрезка медной проволоки диаметром 1,7 мм. Ее эскиз с размерами, уточненными в процессе экспериментов, показан на рис.4 б).

puc.4

Кабель питания с волновым сопротивлением 50 Ом присоединялся так, как показано на рис.4 в). Контакты в точках питания «X—X» полезно сделать подвижными, чтобы подобрать положение этих точек по минимуму КСВ. К сожалению, КСВ было померить нечем, и положение точек питания было подобрано по максимуму поля антенны в главном направлении. Индикатор поля использовался самодельный, состоящий из дипольной антенны, диодного детектора и измерительной головки на 50 мкА. Источником сигнала служил измерительный генератор с выходным сопротивлением 50 Ом и аттенюатором с шагом 1 дБ. Первоначально антенна закреплялась в настольных тисочках за нижнее основание двухпроводной линии, потом была сделана примитивная поворотная подставка. Хотя измерения проводились в необорудованном помещении и не претендуют на высокую точность, антенна полностью оправдала ожидания!

Во-первых, антенна работала, и давала однонаправленное излучение в сторону короткого вибратора. Во-вторых, при сравнении с полуволновым диполем, расположенным в том же месте и питаемым тем же кабелем, аттенюатор генератора приходилось вводить на 4 дБ, чтобы получить тот же сигнал на индикаторе поля. Это позволяет оценить КНД антенны такой же цифрой. Диаграмма направленности в вертикальной плоскости (плоскости вибраторов) показана на рис.4 а, и в общем-то, полностью соответствует аналогичным диаграммам двухэлементных бимов. В горизонтальной плоскости диаграмма такая же, но несколько шире. Любопытно, что подстройкой длины элементов можно добиться полного отсутствия заднего лепестка (во всяком случае, индикатор поля его не обнаруживал), но при этом КНД получался несколько, на доли децибела, меньше, чем при настройке антенны на максимум КНД. В заключение приведем некоторые практические соображения по конструктивному выполнению предложенной антенны. Для увеличения механической прочности можно установить изолятор на концах двухпроводной линии, в области ее изгиба и перехода в проводники вибратора. Изолятор должен быть хорошего качества, поскольку здесь находится пучность напряжения. Сами изгибы не обязательно делать под прямым углом, "плечи" антенны могут быть и наклонными. Более того, автору представляется, что положение "плеч" не особенно критично — они могут располагаться и немного выше, и немного ниже. Гораздо важнее соблюсти полную длину проводников от нижнего основания двухпроводной линии до верхнего конца вибратора. Она должна быть около 0,73L. для короткого вибратора (директора) и около 0,77L для длинного (рефлектора). С ростом диаметра проводников (трубок), из которых изготовлена антенна, длина их несколько уменьшается. Коэффициент укорочения "толстых" вибраторов можно найти в литературе по антеннам. Заметим также, что нет никакой необходимости изготавливать вибраторы и двухпроводную линию из трубок одного диаметра. Антенна получится прочнее и будет лучше противостоять ветровым нагрузкам, если двухпроводную линию выполнить из трубок большего диаметра, а вибраторы сделать относительно тонкими. Для удобства подстройки вибраторы полезно оснастить "стеньгами" на верхнем конце, телескопически вдвигаемыми в основную трубку, поскольку укорочение вибраторов кусачками, как это делал автор, чревато необратимыми последствиями — удлинить после этого вибратор можно только с помощью паяльника.

Автор и редакция будут рады получить сведения о работе этой антенны ото всех радиолюбителей, ее изготовивших.

Владимир Поляков (RA3AAE) г. Москва

KB ЖУРНАЛ N 5, 1998г.




Содержание  Назад  Вперед