Главная >  Распространение радиоволн 

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

Рис. 3.25. Антенна треугольник для работы на всех любительских КВ диапазонах

метром 3 мм. Распорки желательно выполнить из фарфора, фторопласта или других высокочастотных диэлектриков.

При длине фидера до 50 м потери в нем, несмотря на высокое значение КСВ (никаких мер по его снижению не принято), практически незаметны.

Удобна для многодиапазонной работы антенна типа горизонтальный треугольник . На рис. 3.25 приведена такая антенна для работы на всех любительских КВ диапазонах. Высота подвеса антенны на уровне крыш 12-этажных жилых домов. Размеры многодиапазонного треугольника тщательно подобраны ленинградскими коротковолновиками UV1AA и RA1AW. Значения КСВ в кабеле с волновым сопротивлением 75 Ом:


Частота, МГц

Частота, МГц

1,83

1,15

1,25

14,15

1,93

14,35

1,35

1,15

3,55

1,15

21,2

3,65

4,35

21,45

1,25

1,05

7,05

28,5

1,35

29,5

1,15

10,1

10,12

10,15

Хотя основное излучение горизонтального треугольника направлено вертикально, он достаточно эффективно растет и при проведении дальних связей. С использованием антенны, показанной на рис. 3.25, проведены радиосвязи из Ленинграда на диапазоне 160 м с радиолюбителями Дальнего Востока и Северной Америки. Проведение связей на других диапазонах с радиолюбителями всех континентов в условиях хорошего прохождения также было успешным.

Для улучшения работы антенны типа erpeyi ольник при проведении дальних связей целесообразно подвесить ее наклонно к земной поверхности. Это легко сделать, используя в качестве точек крепления растяжек треугольника дома разной этажности или установив достаточно высокую мачту на одном из равноэтажных домов.

Включение симметрирующего устройства в точке подключения коаксиального кабеля к антенне типа треугольник) необходимо только при несимметричном расположении кабеля по отношению к сторонам треугольника. При выполнении этой антенны в соответствии с рис. 3.25 необходимости в таком устройстве нет.

3.7. НАПРАВЛЕННЫЕ АНТЕННЫ

Использование направленных антенн значительно повышает возможность проведения интересных связей на КВ. При этом действуют сразу три фактора: повышается мощность, излучаемая на корреспондента; повышается сила принимаемых сигналов;

уменьшаются помехи от радиостанций, направление на которые не совпадает с направлением на корреспондента.

В результате переход от ненаправленной антенны к направленной коренным образом меняет возможность любительской радиостанции - связи, проводившиеся с большим трудом, осуществляются без всяких затруднений, связи, о которых до этого только удавалось услышать в эфире, становятся реальностью.



3.7.1. Неподвижные направленные антенны

Антенна, длина горизонтального излучения которой значительно больше длины волны, имеет многолепестковую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. По мере увеличения длины такой антенны ее излучение все более прижимается к направлению, совпадающему с проводом - излучателем. В профессиональной радиосвязи широко применяют однонаправленные антенны из длинных проводов - антенны бегущей волны. Радиолюбители-коротковолновики обычно используют двунаправленные антенны из длинных проводов. Такая антенна приведена иа рис. 3.26. Два провода одинаковой длины подвешиваются параллельно земной поверхности и сходятся к точке подключения симметричного фидера под углом а. Направление максимума излучения - по биссектрисе угла а (одинаковое усиление в обе стороны). В табл. 3.4 приве-

Таблица 3.4

Длина провода

10А,

Оптимальное значение

60°

50°

40°

35°

30°

Усиление, дБ

деиы оптимальные значения угла а и достигаемое при этом усиление V-образной антенны в зависимости от отношения длин / к длине волны.

Из табл. 3,5 следует, что достаточно высокий выигрыш от применения V-образ-иой антенны можно получить только на высокочастотных диапазонах - провода длиннее 300 м радиолюбителям подвесить обычно не удается. Поэтому усиление от V-образной антенны па диапазоне 80 м можно достигнуть только 5-6 дБ, но на диапазонах 10 и 15 м легко реализуется 10-кратпый выигрыш по мощности.

Если имеется возможность установить несколько таких антенн, то переключением фидеров достигается быстрое изменение оптимального направления на корреспондента.

Используя антенны из длинных проводов, следует учитывать, что они прекрасно принимают сигналы радиостанций, работающих во всем диапазоне радиоволн, включая и сигналы мощных вещательных радиостанций, paбoтaюnиx на средних волнах. Если подключить к входу фидера этой антенны высокочастотный широкополосный вольтметр, то его показания будут составлять единицы вольт. Мощность, принимаемая протяженной аитениой, может оказаться достаточной для свечения нити, подключенной к фидеру лампочки от карманного фонаря. Поэтому входная цепь приемника, работающего от протяженной антенны, должна иметь хорошую избирательность - в этом случае необходим как минимум двухконтурный преселектор.

На рис. 3.27 приведена направленная антенная система, состоящая из двух полуволновых диполей, подвешенных на расстоянии 0,25 А, друг от друга. От каждого диполя идет коаксиальный кабель. Длины кабелей 1 и l. должны быть равны (или отличаться от электрической длины на целое число половин длины волны). К кабелю от диполя ± 2 подключен отрезок, электрическая длина которого равна 0,25 к (у отрезков коаксиальных кабелей с полиэтиленовой изоляцией электрическая длина в 1,5 раза больше их физической длины). Диполи № 1 и № 2 питаются от общего согласущего устройства. Задержка фаз электромагнитного поля при распространении энергии от диполя № 1 к диполю № 2 с учетом разной задержки в кабелях приводит к сложению полей, создаваемых диполями, а при распространении энергии от диполя ± 1 к диполю ±2 - к их вычитанию. В результате излучение происходит только в показанном на рис. 3.27 направлении. С учетом направленности самих диполей (они не

ff,25A


Липопь Ы1 у Диполь 2 Хюлравленис

/(передатчику

Рис. 3.26. У-образиая иаправлениая антенна


излучения

Рис. 3.27. Система из двух фазируемых полуволновых диполей

0,25Л



излучают в направлении, нерпендикулярном стрелке на рис. 3.27) усиление двух фазируемых диполей достигает 6 дБ. Если отрезок кабеля длиной 0,25 X переключить в кабель, питающий диполь № 1, направление излучения изменится на обратное. Антенна, показанная на рис. 3.27, имеет отношение усиления вперед-назад до 30 дБ (оно зависит от тщательности подбора длины фазирующего отрезка кабеля). Отношение вперед-вбок больше 40 дБ. Если диполи подключены к коаксиальным кабелям с волновым сопротивлением 75 Ом, то при КСВ в этих кабелях, равном 1, входное сопротивление антенной системы в точке соединения кабелей будет 37,5 Ом и от этой точки к согласующему устройству (или просто к передатчику) целесообразно подключить коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом.

В качестве излучателей антенн, фазируемых благодаря равной длине питающих кабелей, можно использовать и антенны типа QROUND PLANE* или вертикальные диполи. Расстояние между отдельными антеннами должно быть соизмеримо с 0,25 к. Используя большое число ненаправленных излучателей, расположенных по окружности, и тащательно фазируя эти излучатели, можно получить очень эффективную антенну с быстрым изменением направления излучения. Именно такую антенную систему успешно использует неоднократный чемпион СССР по радиосвязи иа коротких волнах UA1DZ.

3.7.2, Поворотные направленные антенны

Поворотная направленная антенна позволяет: максимум диаграммы направленности направлять на корреспондента, при необходимости ослаблять помеху, направив на нее один из глубоких минимумов диаграммы направленности.

Простыми в изготовлении, надежными в эксплуатации и позволяющими получить хорошие характеристики направленности являются антенны волновой канал . Такая антенна представляет собой несущую траверсу, па которой укреплены полуволновые диполи (рис. 3.28). На один из них подается напряжение питания, а остальные являются пассивными элементами. Необходимое соотношение фаз токов в диполях волнового канала достигается подбором расстояний между элементами их длин. По расположению относительно активного

элемента пассивные носят название рефлекторов и директоров. Рефлекторы располагаются за активным элементом, а директоры перед ним. Использование более чем одного рефлектора в радиолюбительской практике крайне редко, число директоров может быть достаточно велико.

Простота изготовления и высокая надежность антенн типа волновой канал обусловлены тем, что они могут быть выполнены в виде цельнометаллической конструкции - элементы крепятся к металлической траверсе точно по их центру, где напряжение равно нулю и никакой изоляции не требуется;

Питание активного элемента цельнометаллической антенны осуществляется с помощью у- или Й-согласователей, схемы и конструкция которых показаны на рис. 3.29 и 3.30. Эти устройства обеспечивают согласование симметричного диполя - активного элемента антенны- с несимметричным коаксиальным кабелем. Р-согласователь содержит только один подстроечный конденсатор С1, который компенсирует индуктивное сопротивление петли питания диполя. Подбор величины связи осуществляется перемещением подвижной перемычки. Q-согласо-ватель имеет фиксированную длину петли связи с диполем, и связь регулируется конденсатором С2. Конденсатор С1, как и в -согласователе, компенсирует индуктивность петли связи.

Рекомендуемые данные для у- и Q-согласователей приведены в табл. 3.6, где указаны их характеристики для диапазонов 10, 15, 20, 30 и 40 м. Уже на диапазоне 40 м создать радиолюбителю достаточно надежную антенну волновой канал чрезвычайно трудно, а для более длинноволновых диапазонов - невозможно. Приведенные в табл. 3.6 диаметры труб активных элементов антенн волновой канал предполагают их изготовление из твердого алюминиевого


Директор и Рис. 3.28. Антенна волновой капал

Активный дибратор

ПидОи/кная

перемычка

Рис. 3.29. у -согласова1ель

йктиднь(й диВратпр


Рис. 3.30. Й -согласователь



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