Главная страница  Эффективные конструкции антен. Энергосбережение 

1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

пассивных элементов (рефлекторов или директоров] входное сопротивление в зависимости от расстояния до пассивного элемента уменьшается до 45-75 Ом. Радиолюбителем W5DQV проведены многочисленные эксперименты и получены следующие значения входных сопротивлений и коэффициентов усиления различных видов антенн двойной квадрат . Эти данные пр#ведены в табл. 3.

Таблица 3

Виды антенн

Входное

Коэффициент

сопротив-

усиления

ление, Ом,

антенны, дБ

Одиночный вибратор

Вибратор с рефлектором (расстояние 0,2)

Вибратор с рефлектором (расстояние 0,15)

Вибратор с рефлектором (расстояние 0,1)

Получаемые входные сопротивления антенны позволяют использовать для ее питания обычный коаксиальный кабель, что, как правило, и делается. Надо помнить, что если не использовать симметрирующих устройств, диаграмма направленности антенны немного косит, но на это не надо обращать внимания, т.к. коэффициент усиления остается неизменным.

Полезно рассмотреть распределение тока по длине вибратора (см. рис. 19). Из рис. 19 видно, что в формировании диаграммы квадрата принимают участие только токи, протекающие в горизонтальных частях рамки, поскольку поля от токов, протекающие в вертикальных частях взаимно компенсируются. Поэтому рамка эквивалентна системе из двух синфазно возбуждаемых укороченных вибраторов, разнесенных по высоте на расстоянии А /4.

При питании антенны двойной квадрат в отношении поляризации поля справедливо следующее правило: если питание антенны производится со стороны горизонтального элемента, то поляризация поля горизонтальная, если питание антенны производится со стороны вертикального элемента, то поляризация поля вертикальная. Все вышесказанное справедливо и при расположении рамки углом вниз, используемом во многих конструкциях. Этот вариант отличается лишь тем, что в нем диаграмму направленности формируют горизонтальные составляющие токов, протекающих во всех четырех сторонах рамки, а поля от вертикальных составляющих компенсируются. Можно отметить и еще одну особенность двойного квадрата . Так как рамка длиной Л образует симметричный замкнутый контур, влияние земли и



окружающих предметов, ухудшающие характеристики антенны, оказываются меньшими.

Для вычисления резонансной длины излучателя антенны двойной квадрат в диапазоне коротких волн используется формула:

ЗООК

где L - длина рамки (периметр) в метрах, F - частота, на которую рассчитывают антенну, К - коэффициент удлинения, зависящий от числа элементов. Для определения длины вибратора двухэлементного квадрата коэффициент удлинения принимают равным 1,01, при трех и более элементах он равен 1,015-1,02. Уменьшая или удлиняя периметр рамки, добиваются точной настройки излучателя.

На расстоянии 0,2 А располагается рефлектор. Это расстояние выбрано в результате экспериментов; отклонение в обе стороны приводит к уменьшению коэффициента усиления антенны и изменению входного сопротивления.

Настройка рефлектора может производится или по максимальному усилению в прямом направлении, или по минимальному излучению в обратном направлении. Следует отметить, что эти настройки не совпадают. По сравнению с настройкой на максимальный коэффициент усиления в прямом направлении настройка на максимальное обратное ослабление более критична и более резко выражена, поэтому ее следует проводить очень осмотрительно. При некотором уменьшении коэффициента усиления может быть получено обратное ослабление порядка 30 дБ. В качестве элемента настройки почти всегда используется двухпроводная линия с подвижным короткозамыкающим мостиком. Часто длину рефлектора выбирают равной длине излучателя; в этом случае линию выбирают такой длины, чтобы пассивный элемент работал в качестве рефлектора, а с помощью перемычки проводят точную настройку. Однако с электрической точки зрения лучше, если рефлектор имеет размеры, несколько превосходящие размеры излучателя; при этом регулировочная линия может быть выбрана очень короткой или может совсем отсутствовать, если размеры рефлектора выбраны такими, что он представляет собой замкнутый квадрат, настроенный на работу в качестве рефлектора. Для того чтобы определить оптимальные размеры рефлектора, в каждом отдельном случае надо провести много экспериментов,- поэтому при описании конструкций антенн двойной квадрат будут даваться уже проверенные экспериментально размеры их элементов, не требующие дополнительных корректировок.

Ширина полосы пропускания антенн двойной квадрат перекрывает целиком любительские диапазоны при условии, что антенна настроена на середину любительского диапазона.

Несущая конструкция антенны двойной квадрат может быть выполнена в самых разнообразных вариантах. Антенна для диапазона 20 метров обычно имеет несущую конструкцию, выполненную для уменьшения веса и улучшения ее механической прочности из бамбуковых палок.



На рис. 20 изображена простая конструкция антенны двойной квадрат , стоящего на одной из своих вершин. Аналогичная конструкция может быть использована и для антенны, расположенной на одной из своих сторон.

Для увеличения механической прочности антенны используются растяжки из синтетических материалов, хорошо подходит бельевая веревка из капрона, предварительно намоченная в воде и вытянутая. Если антенна (несущая конструкция) выполнена из бамбуковых или синтетических труб, то антенный провод можно укреплять на них без изоляторов. В таблице 4 даны размеры двойного квадрата . Расстояние между проводниками настроечного шлейфа рефлектора некритично и может равняться от 15 до 5 см.

В графе Длина стороны настроенного рефлектора приведены размеры рефлектора, не требующего дополнительной настройки, т.е. в этом случае рефлектор представляет собой замкнутый квадрат.

Таблица 4

Размеры антенны двойной квадрат , показанной на рис. 20.

Диапазон, м

Стороны элементов

Расстояние А,м

Длина шлейфа рефлектора, м

Длина стороны настр. рефлектора, м

В, м

0,15

2,65

2,65

2,12

1,60

0,70

2,81

3,55

3,55

2,83

2,12

1,00

3,75

5,35

5,35

4,25

3,20

1,50

5,56

Диаметр медного одно- или многожильного провода выбирается обычно порядка 1,5-4 мм.

Квадрат G4ZU

Английский коротковолновик G4ZU предложил антенну, которая по конструктивным выполнениям похожа на антенну двойной квадрат (см. рис. 21).

Как и обычная антенна двойной квадрат , антенна имеет две рамки с длиной стороны А /4. Однако горизонтальные части рамок согнуты под углом 90 градусов и образуют две уголковые антенны с лучами длиной А /8 с противофазным возбуждением. Для подавления заднего лепестка зеркальным отражением подходит вторая рамка, также согнутая под углом 90 градусов.

Входное сопротивление антенны 60 Ом. Горизонтально расходящиеся лучи выполняются из трубок, изолированных от несущей мачты. Вертикальные фазирующие элементы выполняются из проволоки диаметром 2-4 мм. Длина горизонтальных лучей равна 2642 мм, а вертикальных фазирующих элементов равна 5200 мм. Антенна, имеющая приведенные размеры, предназначена для работы на 20-метровом ди-



1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

© 2000 - 2018 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.