12. Иллюстрированный обзор публикаций по антеннам и антенной технике.

12.1. КАК ПОСТРОИТЬ АНТЕННУ

12.1. КАК ПОСТРОИТЬ АНТЕННУ

Из множества антенн, описания которых появлялись последние годы на страницах различных радиолюбительский изданий, мы отобрали наиболее подходящие для желающих сделать их своими руками.

Ю. Виноградов. Проволочные Си-Би антенны. Радио, 1996, 9, с. 9. Одна из самых распространенных в Си-Би антенн - запитываемый в пучности напряжения жесткий полуволновый вибратор - в "мягком" исполнении может быть использована в качестве базовой антенны быстрого развертывания (рис. 12.1, а). Здесь 1 - вибратор; 2 - изолятор; 3 - оттяжка; 4 -согласующее устройство; 5 - коаксиальный кабель; 6 - ферритовые кольца.

12-11.jpg

Вибратор изготавливают из монтажного провода МГВ или МГШВ сечением 0,5...1 мм^2, длиной 5,37 м. Изолятор 2 - пластинка стеклотекстолита толщиной 2...3 мм с двумя отверстиями: в одном крепится верхний конец вибратора, в другом - оттяжка 3 - капроновый шнур или толстая леска.

Высокое сопротивление антенны (0,8...1 кОм) согласуют с 50-омным коаксиальным кабелем П-контуром C1L1C2. Его бескаркасная катушка L1, имеющая внутренний диаметр 8 и длину 19 мм, содержит 9 витков провода ПЭВ-2 1,6. Конденсаторы С1 и С2 -типа КСО.

Коаксиальный кабель 5 - любой 50-омный, например, РК50-2-16. Его длину рекомендуется взять кратной lк=L/(2*e^0.5) где е - диэлектрическая постоянная изоляции кабеля. Для сплошного полиэтилена e^0.5= 1,52 и, соответственно, для L= 10,95 м (канал 40 сетки С в Си-Би) lк =10,95/2 1,52=3,60 м. Линия связи длиной 7,20 или 10,80 м бывает, как правило, вполне достаточной.

На конец кабеля, подключаемого к П-контуру, рекомендуется надеть 5...10 ферритовых колец, они будут препятствовать "затеканию" ВЧ тока на его оплетку. Магнитная проницаемость колец некритична - n=50...2000

Антенну устанавливают вертикально, перебросив оттяжку, например, через сук дерева (рис. 12.1, б). Рекомендуемая высота подвеса (по изолятору 2) - 11 м.

Антенна имеет вертикальную поляризацию и круговую (если ее опора непроводящая) диаграмму направленности. Полоса пропускания,- не менее 400 кГц (по КСВ<1,5). С обычными в Си-Би мощностью передатчика (4 Вт) и чувствительностью приемника (0,5...1 мкВ) она позволит установить надежную связь с корреспондентом, находящимся на расстоянии до 35...40 км.

Малый вес (300...400 г вместе с фидером), малоразмерность упаковки и быстрота развертывания делают такую антенну удобной в качестве базовой при организации связи в условиях даже непродолжительной туристической стоянки.

Антенна может найти себе применение и в городских условиях. Для этого нужно лишь уложить ее вибратор, согласующее устройство и начало фидера вдоль раздвинутого пластикового удилища длиной 6...7 м и выставить такую "радиоудочку" почти вертикально за окно ("пятка" - на оконной раме, угол по отношению к стене 15...20°). Даже расположенная на высоте 10...15 метров над уровнем земли, такая антенна позволяла держать связь с корреспондентами в пределах Москвы и ближайшего Подмосковья, а на "проходе" - со станциями европейской части России.

Другая антенна с проволочным вибратором - "полуромб" - предназначена для работы в канале связи "дача-город" на дачном его конце (рис. 12.2). Здесь 1 - вибратор; 2 - изоляторы; 3 - оттяжки; 4 - нагрузочный резистор; 5 -согласующее устройство; 6 - коаксиальный кабель; 7 - забитые в грунт металлические стержни.

Вибратор 1 изготавливают из монтажного провода МГВ или МГШВ сечением 0,5...1,5 мм^2; его общая длина должна быть кратна 20,80 м (20,80=1,9L, где L=300/27,4=10,95 м - длина волны, соответствующая середине разрешенного в нашей стране диапазона Си-Би).

Изолятор 2, отделяющий конец вибратора от оттяжки 3, должен выдерживать усилие в 3...5 кг и более (в длинных "полуромбах").

12-12.jpg

Оттяжка 3 - шнур из капрона или нейлона.

Нагрузочный резистор 4 сопротивлением 600...800 Ом при мощности передатчика, не превышающей 10... 15 Вт, можно составить из 3-4-х включенных последовательно резисторов типа МЛТ-2 200 (на нагрузочном резисторе рассеивается почти половина отдаваемой передатчиком мощности). Из резисторов этого типа можно составить нагрузку, рассеивающую и большую мощность, - до 40...50 Вт. Важно лишь чтобы проводящий слой резисторов не был бы спиральным, поскольку в этом случае к их активному сопротивлению добавится и индуктивное.

Согласующее устройство 5 - П-контур L1C1C2, понижающий высокое сопротивление "полуромба" (0,6... 1 кОм) до волнового сопротивления коаксиального кабеля 6, такое же, как и у "полволны".

Стержни 7 длиной ~0,5 м изготавливают из металлического уголка:

нижнюю часть срезают наискосок, а в верхней делают два отверстия:

диаметром 6...7 мм для крепления оттяжки, и с резьбой М4 - для электрического подключения. Стержень, забитый в грунт, будет и опорой антенны, и ее "землей".

Поскольку П-контур и нагрузочный резистор остаются "на улице", их следует поместить в герметичные боксы подходящих размеров.

Мачтой "полуромба" может служить дерево (лучше сухое), имеющее на высоте 7...15 м подходящую развилку, или шест, укрепленный на доме или каком-либо другом дачном строении. Поскольку перегибу вибратора в "полуромбе" соответствует пучность напряжения, эта его часть должна иметь хорошую высокочастотную изоляцию. Во всяком случае "мокрый" контакт металлической жилы вибратора с опорой недопустим. На место перегиба можно дополнительно натянуть заметную издалека виниловую или фторопластовую трубку.

В качестве мачты для не слишком тяжелого "полуромба" может быть использовано 6...10-метровое пластиковое удилище.

"Полуромб" - антенна вертикальной поляризации, имеющая явно выраженную направленность в горизонтальной плоскости: на корреспондента, с которым намерены держать связь, должен "смотреть" его нагрузочный резистор. Усиление "полуромба" в этом направлении увеличивается по мере увеличения длины его вибратора - 1,9L, 3,8L, 5,7L. и т.д.

Преимущества направленных антенн при организации связи между двумя неподвижными объектами очевидны: при передаче излучаемая мощность концентрируется в нужном направлении, а на приеме такая антенна имеет повышенную чувствительность к сигналам, идущим со стороны корреспондента, и пониженную - к другим, мешающим.

Очевидный минус "полуромба" - его растянутость. Но это не так ощутимо в сельской местности. Там, где важнее дешевизна и доступность исходных материалов, возможность все сделать своими руками, обойтись подручными средствами и т.п. Всему этому отвечает "полуромб" - антенна, не требующая даже настройки.

Виноградов Ю. Дисковая антенна в диапазоне 27 МГц. Радио, 1997, 2, с.70. Основное назначение антенны - работа в радиоканале охранной сигнализации*.

Антенну изготавливают из магнитного диска от старой ЭВМ, имеющего внешний диаметр 355 мм и внутренний - 170. В нем нужно лишь сделать радиальный разрез шириной I... 1,5 мм.

Схема включения диска показана на рис. 12.3, а. Конденсаторы С1 и С2 -элементы настройки антенны, а согласующим П-контуром L1C3C4 сопротивление настроенного диска приводится к обычному в технике связи 50-омному стандарту.

Все элементы монтируют на печатной плате 40х40 мм, изготовленной из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм (рис. 12. 3, б). Плату крепят винтами М2, резьба - в "теле" диска. Поскольку антенны такого рода относятся к "низкоомным", необходимо позаботиться о высоком качестве всех соединений, прежде всего - непаяных.

Конденсаторы: С1 - подстроечный типа КПК-МН, С2-С4 - КСО. Полоса пропускания антенны - 600 кГц. Как и всякая "магнитная" она замечательна своей малой чувствительностью к расположенным поблизости предметам. Заметим, кстати, что ферролак никак не влияет на параметры описываемой антенны; его может и не быть.

Если антенну устанавливают вне помещения, элементы ее настройки и согласования должны быть защищены от влаги. Можно, например, заварить в полиэтилен весь диск.

12-13.jpg

Хотя эффективность такой антенны уступает, конечно, полноразмерному излучателю, но потери здесь не так велики, как можно было бы ожидать. Обычная Си-Би радиостанция (4 Вт, 0,5 мкВ), подключенная к такой антенне, позволяла вести двустороннюю связь на расстоянии до 20 км.

*) В нашей стране разрешены лишь два радиоканала для передачи сигналов охранной сигнализации: 26,945 МГц - для автомобильных систем, и 26,960 МГц - для всех других.

Виноградов Ю. Антенна для портативной Си-Бн радиостанции. Радио, 1998, 1, с. 69.

Общий вид антенны показан на рис. 12. 4. Здесь 1 -штырь, изготовленный из упругой, т.н. рояльной стальной проволоки диаметром 2...2.4 мм, 2 - устройство настройки и согласования, 3 - штеккер, соответствующий антенному гнезду радиостанции.

Принципиальная схема устройства настройки и согласования показана на рис. 12. 5, а. Здесь L1C1C2 -П-контур, трансформирующий активное сопротивление антенной системы в Ra=50 Ом, a L2 - удлиняющая катушка, понижающая резонансную частоту антенны до 27 МГц.

Катушка L1 - бескаркасная. Ее наматывают проводом ПЭВ-2 0,8 на оправке диаметром 6 мм. Число витков - 9. Длина намотки - 12 мм. Катушку L2, содержащую 40 витков, наматывают плотно в ряд проводом ПЭВ-2 0,41 на каркасе диаметром 6 мм. В качестве каркаса можно использовать резистор типа СЗ-14-0,01. Конденсаторы С1 и С2 - типа КД, КТ или КСО.

Все элементы монтируют на односторонней стеклотекстолитовой печатной плате толщиной 2,5 мм. К верхнему и нижнему ее концам приклепывают дюралюминиевые уголки, на одном из которых крепят гнездо от разъема типа ШР , имеющее внутренний диаметр 2...2,4 мм (по диаметру штыря), а на другом - "ответную" часть антенного разъема радиостанции. Во избежание повреждения катушек и конденсаторов, для защиты их от непогоды и дополнительного укрепления гнезда антенного штыря, печатную плату помещают в бокс (его надвигают сверху), склеенный из листового ударопрочного полистирола толщиной 2...3 мм. Бокс скрепляют с печатной платой одним-двумя винтами; резьба - в плате (рис. 12. 5, б).

Правильность настройки антенны можно проверить, включив между нею и радиостанцией КСВ-метр (лучше небольшого размера): КСВ должен достигать минимума в диапазоне рабочих частот. Если этот минимум смещен в область более низких или более высоких частот (в многоканальных радиостанциях это легко проверить), число витков в L2 несколько уменьшают или увеличивают.

На КСВ антенны влияет и настройка П-контура (точнее - расстройкой этого контура можно компенсировать неточность настройки самой антенны). Это делают, сдвигая-раздвигая витки в L1. Опыт показывает, что этими процедурами в середине диапазона рабочих частот может быть получен КСВ< 1,1. Полоса пропуская антенны - не менее 1,2 МГц (по КСВ < 1,5).

Как показали полевые испытания описанной антенны, выполненные на радиостанции Dragon SY-101, ее эффективность была выше эффективности штатной антенны Dragon'a на 11 дб.

Гордиенко В. Вертикальная колинеарная антенна UT1IA. KB журнал, 1996, 2, с.38.

Антенна работает в диапазоне частот 144...146 Мгц. Она состоит из четырех полуволновых вибраторов: верхнего, изготовленного из дюралюми-

12-14.jpg

12-15.jpg

ниевой трубки диаметром 10 мм, и трех нижних - включенных последовательно отрезков коаксиального кабеля РК75 (рис. 12. 6).

Фидер - 50-омный коаксиальный кабель - подключают к антенне через J-согласователь, изготовленный из отрезков коаксиального кабеля длиной 290 и 50 мм.

Полоса пропускания антенны (по КСВ < 1,5) около 2 МГц. Коэффициент усиления ~6 дб получен за счет сжатия лепестка излучения в вертикальной плоскости. В горизонтальной плоскости антенна имеет круговую диаграмму направленности.

Все элементы антенны крепят на диэлектрической опоре длиной около 3 м, установленной на металлической мачте. Если опора будет длиннее, то число коаксиальных вибраторов можно увеличить. Коэффициент усиления такой антенны будет еще выше.

Во избежание быстрой порчи под дождем и снегом, необходимо принять меры по влагозащите антенны. Можно, например, надвинуть на нее длинный "чулок" из полиэтилена.

УКВ антенна с вертикальной поляризацией. Радио, 1980, 3, с.58. Диапазон частот - 144...146 МГц. Антенна представляет собой 4-элементный волновой канал, полуволновый вибратор которого возбуждается через J-согласователь (рис. 12.7). Такой способ возбуждения и согласования позволяет использовать верхнюю часть сплошной металлической мачты в качестве вибратора и части U-колена. Немалое удобство J-согласования состоит и в том, что высокое входное сопротивление полуволнового вибратора (он возбуждается в пучности напряжения) приводится к волновому сопротивлению кабеля простым перемещением места его подключения к U-колену. С заземленной мачтой антенна становится и грозозащищенной.

Вибратор антенны выполнен из дюралюминиевой трубки диаметром 12 мм (это конец мачты). Директоры и рефлектор изготавливают из трубки диаметром 6 мм. Несущая траверса - фиберглассовая или стеклотекстолитовая трубка диаметром 10...12 мм. Для лучшей фиксации траверсу можно

12-16.jpg

подтянуть к верхней точке мачты леской диаметром 0,8...1 мм (показана пунктиром).

Четвертьволновое U-колено формируют с помощью отрезка дюралюминиевой трубки, также имеющей диаметр 12 мм. Внизу ее соединяют d мачтой металлическим мостиком, вверху - диэлектрическим (стеклотекстолит, ударопрочный полистирол и т.п.).

Основные размеры антенны показаны на рисунке. Точку подключения кабеля РК50 к U-колену уточняют по КСВ-метру: точному согласованию настроенной антенны должен соответствовать КСВ= 1.

Примечание. Для лучшей механической балансировки всей конструкции автор удалил рефлектор от вибратора больше, чем следовало бы. Усиление антенны увеличится, если расстояние между вибратором и рефлектором с 508 мм уменьшить до 400 ...420 мм.

Двухэлементная KB антенна. Радио, 1982, 5, с.58.

Отличается от классической DELTA LOOP тем, что верхние углы ее треугольных рамок - рефлектора и излучателя - сведены вместе (рис. 12. 8). Их механическое сцепление (электрически эти узлы эквипотенциальны) делает антенну конструктивно более жесткой, способной без каких-либо растяжек выдерживать значительные ветровые нагрузки.

12-17.jpg

12-18.jpg

В таблице 12.1 даны размеры элементов антенны для трех любительских диапазонов. Расстояние между проводниками шлейфа в рефлекторе и проводниками Г-согласующего устройства в излучателе равно 2,5 см. Конденсатор согласующего устройства можно изготовить из отрезка коаксиального кабеля.

Таблица 12.1

12-19.jpg

Основанием антенны служат диэлектрические плита и распорки. Они, как и мачта, могут быть выполнены из дерева, пропитанного каким-либо водоотталкивающим диэлектриком (смола, парафин и т.п.). В качестве растяжек можно взять леску диаметром 0,8...1 мм. Излучатель и рефлектор изготавливают из антенного канатика диаметром 2...3 мм. Или какого-либо другого провода, содержащего наряду с медными и стальные жилы.

Компактная KB антенна. Радио, 1984, 4, с.58.

Представляет собой одновитковую рамку (рис. 12. 9), способную работать на прием и передачу в диапазоне частот 3,5... 15 МГц.

Сама рамка выполнена из медной трубки диаметром 25 мм. Петлю связи изготавливают из 50-омного коаксиального кабеля (он же - фидер антенны) и прикрепляют непосредственно к рамке в верхнем ее углу.

Конденсатор переменной емкости С, которым рамку настраивают на рабочую частоту, должен быть рассчитан на работу под напряжением 3 кВ (при выходной мощности передатчика 100 вт).

Конденсатор и открытые части петли связи тщательно герметизируют. Антенну устанавливают на мачте из изолирующего материала высотой около 2м.

КСВ антенны: 2 (3,5 МГц), 1,5 (7 и 14 МГц). Полоса пропускания - 20 кГц.

Две простые КВ антенны. Радио, 1979, 6, с.61.

Одна из них, предложенная W9LZX, представляет собой горизонтально расположенную квадратную рамку с периметром 172 м (рис. 12.10).

Фидер - 50-омный коаксиальный кабель -подключают к антенне через широкополосный симметрирующий трансформатор с коэффициентом преобразования по напряжению 4:1 (повышение - в сторону антенны).

В любительских диапазонах от 80 до 10 метров такая рамка работает без

каких-либо переключении, ее КСВ не превышает 1,5. На 160-метровом диапазоне антенна потребует, возможно, дополнительного согласования.

Очередная всеволновая. КВ журнал, 1995, 2, с. 19-20.

Антенна T2FD (Top Termianated Folded Dipole), показанная на рис. 12.11, может работать в широком диапазоне частот. Это петлевой вибратор треугольной формы с встроенным в верхнюю его часть активным сопротивлением-нагрузкой. Антенна отличается небольшими размерами и значительной широкополосностью.

Основание петли - нижняя часть вибратора - составлено из труб, закрепленных хомутами на стеклотекстолитовой пластине. Две другие стороны треугольника, его верхняя часть, проволочные, они соединяют концы труб с нагрузочным резистором Rн=500 Ом, находящимся в герметичном боксе. Расстояние между стеклотекстолитовой пластиной и боксом - ~0,5 м.

Сопротивление антенны - ~450 Ом. Для ее согласования с 50-омным коаксиальным кабелем используется согласующее и симметрирующее устройство, выполненное на трех одинаковых трансформаторах (рис. 12. 12 ). Они намотаны на ферритовых кольцах, имеющих магнитную проницаемость 20...50, и диаметр не менее 20 мм (для передатчиков мощностью до 100 Вт). Каждая из обмоток содержит 10 витков провода диаметром 1 мм. Согласующее устройство также помещают в бокс.

Мощность нагрузочного резистора Rн=500 Ом - 0,3...0,5 от выходной мощности передатчика. Он может быть составлен из последовательно-параллельно включенных резисторов типа МЛТ-2 подходящих номиналов. Но не любых: проводящий слой резистора не должен иметь вид спирали. Такие

12-110.jpg

12-111.jpg

резисторы имеют не только активное, но и значительное индуктивное сопротивление.

Как показал опыт, в диапазоне частот 10... 30 МГц КСВ антенны оставался в пределах 1,3...2.

KB антенна "Т-диполь". Радио, 1975, 5, с. 61.

Конфигурация антенны показана на рис. 12.13. Ее размеры для Си-Би:

А=11,55м, Б=2,88м, В=2,88м, Г>1,9м.

Антенна излучает как вертикально, так и горизонтально поляризованные волны и имеет круговую диаграмму направленности.

Для того, чтобы уменьшить влияние земли при небольшой высоте подвеса антенны, нужно несколько укоротить плечо Б и, изменяя В, уточнить настройку всей антенной системы по мнимому КСВ.

Рамочная УКВ антенна из—фольги. Радио, 1983, 10, с. 62. Рамочная антенна на диапазон 88...108 МГц показана на рис. 12.14. Материал рамки - фольга, которую наклеивают на диэлектрическое основание:

пластик, стекло и т.п.

12-112.jpg

Антенну настраивают надвигаемой на разрез рамки кусочком фольги (с другой стороны диэлектрического основания, показан пунктиром). Если рамка удалена от приемника, то сигнал с нее снимают коаксиальным кабелем: его оплетку подключают к точке "З", а центральный проводник - к точке "А".

Для диапазона 66...73 МГц рамка имеет другие размеры:

155х155 мм при ширине полосы 18 мм. Расстояние 3-А - 40 мм. Конденсатор - 24х24 мм.

Фольга может быть латунной или медной. Или алюминие

12-113.jpg

12-114.jpg

вой, если подключение к рамке обходится без пайки или пайка алюминия уже освоена.

Антенна X-BEAM. KB журнал, 4993, б, с.29-30.

Основой антенны служат четыре дюралюминиевых трубы, укрепленные на опоре, изготовленной из толстого стеклотекстолита (рис. 12.15). Одна пара с удлиняющими ее проволочными усами образует М-образный вибратор, другая - такой же директор. Отрезками капроновой лески диаметром 0,8-1 мм, соединяющими усы вибратора и директора, все элементы антенны стягиваются в единую жесткую конструкцию.

Антенна может быть выполнена в полноразмерном или укороченном вариантах. Ее

размеры в Си-Би для полноразмерного варианта: длина труб - 2,17 м, длина уса излучателя - 1,19м, длина уса директора - 1,03 м; для укороченного: длина труб - 1,98 м, длина уса излучателя - 1,39 м, длина уса директора - 1,22 м.

Сопротивление полноразмерной антенны близко к 50 Ом, и она не требует согласования с 50-омным коаксиальным кабелем. В укороченном варианте согласование может потребоваться.

Настройку антенны можно провести на земле, установив ее на временную мачту высотой 3...5 м. Ее ведут по КСВ-метру, откусывая по 1 см от усов вибратора и директора (от обоих концов; их длину берут с некоторым

12-115.jpg

запасом). Лучшей настройке соответствует минимальное показание КСВ-метра. Следует иметь в виду, что с увеличением высоты подвеса резонансная частота антенны несколько увеличивается.

Для того, чтобы сделать Х-ВЕАМ антенной вертикальной поляризации (обычной в Си-Би) ее плоскость должна быть перпендикулярна поверхности земли, а директор направлен в сторону корреспондента, В этом случае мачта -в верхней своей части обязательно диэлектрическая - не пропускается сквозь отверстие в опоре-изоляторе, как это показано на рисунке, а крепится к ней хомутами.

В антенне вертикальной поляризации фидер рекомендуется выводить по биссектрисе излучателя, или вбок, перпендикулярно полотну антенны.

Антенна на 160-метровый диапазон. Радио, 1981, 11, с. 19. Предложена UA1DZ. Антенна представляет собой диполь длиной А, натянутый горизонтально, например, между домами ( рис. 12.16). Фидер -любой 75-омный коаксиальный кабель. Высокочастотные потери в нем легко измерить обычным тестером: КПД=1-Rкаб/75, где Rкаб - омическое сопротивление замкнутого на конце кабеля. sKCB антенны близок к 1.

12-116.jpg

Самофалов В. Антенна на 28 и 144 МГц. Радио, 1975, 4, с. 31. Основные размеры антенны, работающей в диапазоне 144 Мгц, показаны на рис. 12.17. Вибратор, рефлектор и директоры изготавливают из латунных или медных трубок . Размеры U-колена, связывающего симметричную антенну с несимметричным фидером - 75-омным коаксиальным кабелем -показаны на рис. 12.18. КСВ антенны не превышает 1,1.

Примечание. Хотя траверса в такой антенне могла бы

12-117.jpg

12-118.jpg

быть и металлической, автор использует здесь, по-видимому, диэлектрик.

Антенна на 144 Мгц. KB журнал, 1996,3,с.11-12.

Антенна представляет собой два фазосмещенных 5/8L-вибратора (рис. 12.19). К основанию нижнего, под углом 45° к нему, подключены еще два излучателя, которые значительно расширяют полосу рабочих частот. Чуть более длинные противовесы "смотрят" вниз, под углом 45° к мачте. С фидером - 50-омным коаксиальным кабелем - антенна согласуется контуром L1 C1.

На рис. 12.20 показана конструкция антенны. Фазосдвигатель - две "встречно" включенных катушки индуктивности - наматывают на диэлектрической вставке, разделяющей вибраторы (параметры фазосдвигателя - число витков и др. - не приведены). Бескаркасную катушку L1 наматывают проводом диаметром 1,5 мм, ее внутренний диаметр -16 мм, число витков - 2.

В антенне заводского изготовления (USN STAR GP ANTENNA VHF) вибраторы выполнены коническими. В любительском варианте они могут быть сделаны из трубок постоянного диаметра.

Усиление антенны по отношению к полуволновому вибратору - 5...6 дб.

Двухдиапазонная УКВ антенна. KB журнал, 1997, 2, с. 18-19. Конфигурация антенны, способной работать в диапазонах 144 и 430 Мгц без какой-либо перестройки, показана на рис. 12.21. Она состоит из L/4-штыря на диапазон 144 Мгц, вставленного в "стакан" высотой L/4 для диапазона 430 МГц. Влияние "стакана" при работе на 144 МГц невелико, вносимая им небольшая индуктивность компенсируется укорочением штыря. На диапазоне 430 Мгц длина выступающей из "стакана" части штыря близка к 5/8L. В этом диапазоне частот "стакан" работает как согласующий трансформатор.

Конструктивно антенна может быть выполнена так, как показано на рис. 12. 22. Ее опорой служит накидная часть коаксиального разъема, того же PL-259. Штырь рекомендуется сделать составным: из латунного прутка диаметром 4 мм в нижней, "внутристаканной" его части и надвигаемой на него при настройке трубки, имеющей внешний диаметр б мм. "Стакан" изготавливают из трубки диаметром 8 мм и толщиной стенки 0,5 мм. Его "дно" представляет собой впаянную металлическую втулку, имеющее отверстие под центральный

вывод разъема. Их скрепляют боковым винтом. Но механически такое соединение недостаточно прочно и его следует усилить. Например, надвигаемой на "стакан" и разъем стеклотекстолитовой обоймой. Вкладыш, фиксирующий положение штыря в верхней части "стакана" и препятствующим попаданию в него влаги, можно сделать из менее прочного диэлектрика, например, из полистирола.

"Землей" антенны может служить любая металлическая поверхность или противовесы, но их должно быть не менее трех на каждый диапазон.

Настройку антенны - по минимуму КСВ в каждом из диапазонов -осуществляют изменением длины штыря и, в небольших пределах, перемещением самого "стакана".

12-119.jpg

Две такие антенны могут составить дипольный излучатель. Буторин Г. Механически прочная KB антенна. Радио, 1990, 5, с. 24-27. Антенны, в которых нужная диаграмма направленности достигается суммированием излучения нескольких пространственно разнесенных вибраторов, каждый из которых имеет персональную задержку, имеют лучшие параметры по сравнению с одновибратолрными.

Конфигурация антенны с двумя активными вибраторами, с обеспечивающей их работу фазосдвигающей цепочкой, показана на рис. 12.23. Ее размеры для Си-Би и 2-метрового диапазона приведены в таблице 12.2. Кабель фидера

12-120.jpg

12-121.jpg

12-122.jpg

Рис. 12. 23. Антенна с двумя вибраторами

и фазосдвигающей цепочки - РК-75-9-13. Диаметр труб вибратора - 30 мм.

Усиление антенны с двумя активными вибраторами на 3,4 дб превышает усиление антенны с пассивным рефлектором. Подавление обратного лепестка может достигать 40...50 дб, против 25 дб в рефлекторной антенне.

Таблица 12.2

12-123.jpg

Пеленгационные антенны, позволяющие определить направление на работающий передатчик, когда-то представляли интерес лишь для спецслужб и радиолюбителей-"лисоловов". В настоящее время к пеленгационной технике возник и "пользовательский" интерес: резко возросшее число работающих в эфире, уровень вольно или невольно привносимых ими помех вынуждает искать их источники.

К пеленгационным относятся следующие четыре антенны.

1. Присяжнюк В. Приемники "лисолова" на интегральных схемах. Радио, 1974, 9. 2. Гречихин А. Соревнования "Охота на лис". ДОСААФ, М., 1973.

Антенна, показанная на рис. 12.24, представляет собой четырехэлементный волновой канал на диапазон частот 144-146 Мгц. Ее несущая штанга выполнена из диэлектрика - стекловолоконной трубки, ударопрочного полистирола и т.п. Рефлектор, вибратор и директоры антенны изготавливают из профилированной, жолобообразной стальной ленты (от рулетки). Антенный вход приемника включен в разрыв вибратора.

12-124.jpg

Диаграмма направленности антенн такого рода показана на рис. 12.25. Уровень сигнала достигает максимума, если на корреспондента "смотрят" директоры антенны.

Конструкция пелегационной антенны, способной работать в диапазоне частот 27...28 МГц, показана на рис. 12.26.

Электростатический экран антенны (в рамке пеленгатора он обязателен) изготавливают из алюминиевой трубки диаметром 8 мм, согнутой в незамкнутое кольцо диаметром 300 мм . В него вводят провод в полихлоровиниловой изоляции диаметром 0,8 мм, принимая меры к тому, чтобы он занял в трубке центральное положение. Этот виток -рамка антенны*.

Диаграмма направленности рамочной антенны показана на рис. 12.27. Для того, чтобы убрать двузначность пеленга, к рамочной антенне добавляют еще одну - штыревую. Это может быть, например, полуметровый

12-125.jpg

отрезок стальной профилированной ленты от рулетки. Если суммировать сигналы этих двух антенн, то изменением амплитуды одного Из них за счет смещения фаз "рамочного" и "штыревого" сигналов можно получить диаграмму направленности, близкую к кардиоиде (рис. 12.28).

Хотя рамочно-штыревая антенна дает однозначный пеленг, но ее минимум не так четко выражен, как в рамочной антенне. Поэтому в пеленгаторе нередко ставят переключатель, которым после определения истинного направления на передатчик штыревую антенну отключают и в дальнейшем ориентируются лишь по "рамочному" минимуму.

*) Индуктивность круглого витка из сплошного медного провода:

L=0,013 R(ln(R/d)+0,079], где L - индуктивность, мкГн;

In - натуральный логарифм;

R - радиус витка, см;

d - диаметр провода, см.

Калачев В. , Верхотуров В. Трехдиапазонный приемник для "охоты на лис". Радио, 1969, 4, с. 20.

Конструкция еще одного волнового канала такого же назначения показана на рис. 12.29. Здесь корпус приемника является и частью траверсы: на одном его конце крепят рефлектор, на другом - вибратор. Корпус приемника удлиняют 15...20мм диэлектрической трубкой, на которой монтируют оба директора. Диапазон частот антенны - 144...146 МГц.

Направленные антенны с "поглощающим" элементом. Радио, 1983, 2, с. 62. Пеленгационная антенна другого типа на диапазон 144...146 МГц показана на рис. 12.30, б. На рис. 12.30, в показана ее диаграмма направленности. Она формируется за счет рефлектора, в разрыв которого включен безиндукционный резистор сопротивлением ~ 10 Ом мощностью 0,5...2 Вт. Рефлектор имеет

12-126.jpg

те же размеры, что и вибратор.

Настраивают антенну по находящемуся в отдалении контрольному радиопередатчику, добиваясь небольшими перемещениями рефлектора и изменением сопротивления поглощающего резистора минимального Uмин/Uмах, где Uмах и Uмин - наибольший и наименьший уровни сигналов на выходе антенны (на выходе УРЧ или УПЧ приемника с выключенной АРУ), возникающие при ее повороте.

Направление на передатчик здесь определяют, очевидно, по минимуму принимаемого сигнала.

Полоса частот, в которой такая антенна работает достаточно эффективно, примерно равна полосе пропускания обычного полуволнового диполя. При тщательной ее настройке ослабление "назад" может достигать 75 дб.

Ротхаммель К. Антенны. "Бояныч", С-П., 1998. Антенна DDRR в Си-Би (с. 351).

Антенна замечательна тем, что несмотря на малую свою высоту (рис. 12.31), является антенной вертикальной поляризации.

Ее основанием служит жестяной диск (это может быть и какая-либо другая металлическая поверхность, например, крыша автомобиля), над которым на опорах-изоляторах установлен кольцевой излучатель. Размеры элементов:

12-127.jpg

D=751 MM, H=84 мм (или 89 мм, если отсчет вести от центра проводника излучателя), А =50 мм, d=10 мм, Х=17 мм (примерное положение отвода, зависящее от Н, d, волнового сопротивления кабеля, уточняется при настройке), С1 =27 пФ.

Антенна имеет круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. В вертикальной плоскости угол возвышения над горизонтом зависит от диаметра диска: при его увеличении излучение антенны прижимается к земле. В любом случае диаметр диска должен быть несколько больше диаметра излучателя. Эффективность антенны может быть увеличена подключением к диску возможно большего числа радиальных проводников.

Настраивают антенну в два приема: сначала в резонанс подстроечным конденсатором С1 по ГИРу, а затем - под контролем КСВ-метра, стремясь к КСВ= 1 - ищут наилучшую точку подключения гамма-согласователя.

Несмотря на то, что по своей эффективности антенна уступает четвертьволновому вибратору (-2,5 дб), ее геометрия оказалась настолько привлекательной, что DDRR была запатентована фирмой Нортроп (ее автор - радиолюбитель W6UYH) и поставлена в массовое производство.

12-128.jpg

При соответствующем изменении размеров антенна может работать и на других частотах. В диапазоне 144-146 Мгц, например, ее размеры должны быть: D = 160 мм, Н>=15 мм, А=10 мм, d=5...10 мм, С1=5 пФ. Точку присоединения кабеля Х находят экспериментально. Диаметр диска - не менее 500 мм.

4-элементныи волновой канал на 430

Мгц (с. 409).

Основные размеры антенны показаны на рис. 12.32. Диаметр вибратора, рефлектора, директоров - 8 мм. Диаметр траверсы - 15 мм. Диаметр посеребренного провода гамма-согласователя - 2 мм. Входное сопротивление антенны - 50...60 Ом.

В качестве линии связи используется коаксиальный кабель, внутренний проводник которого включают последовательно с подстроечным конденсатором, а оплетку соединяют с серединой вибратора.

Коэффициент усиления антенны - ~6,5 дб. Обратное ослабление - ~ 14 дб. Горизонтальный угол раскрыва - ~60°, вертикальный - ~ 100°.

15-элементный волновой канал на 430 Мгц (с. 411-412).

Основные размеры антенны показаны на рис. 12.33, а, а ее согласующее устройство (под 52-омный коаксиальный кабель) - на рис. 12.33, б. Диаметр проводника гамма-согласователя - 1 мм. Оплетку кабеля припаивают к середине вибратора, а его внутренний проводник - к гамма-согласователю.

Директоры антенны изготавливают из дюралюминиевых прутков диаметром 4 мм. Все они имеют длину 300 мм. Вибратор и рефлектор -дюралюминиевые прутки диаметром 6 мм. Траверсу антенны изготавливают из дюлалюминиевой или стальной трубы диаметром 10 мм.

12-129.jpg

12-130.jpg

Входное сопротивление антенны - 50...60 Ом. Коэффициент усиления - ~ 15 дб. Обратное ослабление - ~22 дб. Горизонтальный угол раскрыва - ~28°, вертикальный - ~ 30°.

Диско-конусная антенна на 85...500 Мгц (с. 416-418).

Основные размеры антенны приведена на рис. 12.34. Конус и диск антенны изготавливают из меди, латуни или жести. Внутренний проводник 60-омного коаксиального кабеля оголяют на длине 100 мм и припаивают к центру диска,

а его оплетку - к конусу.

Механически диск скрепляют с конусом с помощью 3-4-х диэлектрических

опор.

В полосе частот 85...500 МГц КСВ антенны не превышает l,5. Рабочий диапазон частот диско-конусной антенны может быть смещен в ту

или другую сторону в соответствии с графиком на рис. 12.35.

Двойной квадрат на 144 Мгц (с. 473-474).

Основные размеры антенны показаны на рис. 12.36. Ее входное сопротивление Rвx=70 Ом. При подключении коаксиального кабеля, имеющего волновое сопротивление Z=Rвх, рекомендуется воспользоваться каким-либо симметрирующим устройством. Коэффициент усиления антенны 5 дб. Обратное ослабление 13 дб. КСВ на частоте 144,5 Мгц - 1,035, на частоте 146 Мгц - 1,23.

Для вычисления размеров антенны для других рабочих частот в диапазоне УКВ можно воспользоваться следующими формулами (длина - в миллиметрах, частота f - в МГц):

общая длина излучателя - 304635/f, сторона его квадрата - 76150/f;

общая дина рефлектора - 334000/f, сторона его квадрата - 83500/f;

расстояние излучатель-рефлектор (при Rвх = 70 Ом) - 25720/f. Приняв такие размеры, можно обойтись без какой-либо подстройки вибратора и рефлектора антенны.

Сушко С. Спиральная антенна для портативных радиостанций. Радиолюбитель, 1992, 5, с. 14.

Каркас антенны изготавливают из не слишком хрупкого высокочастотного диэлектрика, например, из полиэтилена или ударопрочного полистирола (рис. 12.37, а).

Намотку антенны ведут так, как показано на рис. 12.37, б. Обмотка 1

12-131.jpg

12-132.jpg

содержит 80 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,4 мм, намотанного виток к витку на участке длиной 34 мм, обмотка 2 - 29 витков того же провода, расположенного с шагом, равномерно на участке длиной 150 мм. Нижний конец обмотки 1 выводят через отверстие в нижней части каркаса и распаивают в штырьке разъема СР-50-74ФВ, верхний лишь как-то фиксируют - приклеивают, вжигают и т.п.

Настройку антенны ведут отмоткой-домоткой витков со стороны разъема. Ее правильность лучше проверять при работе станции на передачу по индикатору поля, удаленному от нее на 5...10L

По окончании настройки обмотку антенны необходимо зафиксировать. Лучше это сделать, "осадив" на ней термоусадочную трубку, которая придаст антенне и привлекательный внешний вид.

Входное сопротивление антенны - 30...35 Ом.

Стасенко В. Автомобильная радиостанция для личной связи. Радиолюбитель, 1993, 4, с. 16.

Конструкция антенны показана на рис. 12.38, а, электрическая схема с согласующим устройством - на рис. 12.38, б.

В корпусе антенны, изготовлен

12-133.jpg

ном из ударопрочного полистирола, размещен достаточно мощный кольцевой магнит от динамической головки и элементы согласующего П-контура. Для предотвращения царапин и увеличения коэффициента трения снизу корпус оклеивают тонким слоем полиуретана.

Катушка L1 - бескаркасная. Она содержит 10 витков посеребренного провода ПСР-1,2 и намотана с шагом 1,5 мм. Удлиняющая катушка намотана на каркасе диаметром 10 мм (оргстекло, фторопласт и т.п.) проводом ПСР-1,( и имеет 20 витков. Шаг намотки - 2 мм.

После монтажа и обшей настройки антенны удлиняющая катушка должна быть как-то защищена от непогоды (чехлом, заливкой и т.п.).

Вибратор антенны выполнен из трубки нержавеющей стали диаметром 4

MM.

Соединительный кабель - РК50, его длина -4м. Внутренний проводник соединяют с катушкой L1, а оплетку - с кольцом, обрамляющим магнит Кабель выводят через боковое отверстие в корпусе антенны.

Настройка антенны (стоящей строго на отведенном ей месте) каких-либо особенностей не имеет: подстроечным конденсатором СЗ и, возможно изменением длины верхнего фрагмента вибратора минимизируют КСВ антенны в середине диапазона рабочих частот.

15-ти элементный волновой канал на 430 МГц (а)б согласующее устройство (б)

Изображение: 

2 элемента HB9CV

Изображение: 

2 элемента HB9CV.таблица по диапазонам

Изображение: 

4-х элементный волновой канал на 430 МГц

Изображение: 

9-элементов волновой канал на 144

Изображение: 

T2FD,на частоты 10-30мгц

Изображение: 

Автомобильная CB антенна (а), ее электрическая схема (б)

Изображение: 

Антенна "двойной квадрат" на 144-146 МГц

Изображение: 

Антенна DDRR

Изображение: 

Диско-конусная антенна на диапазон 85-500 Мгц

Изображение: 

Кардиоидная диаграмма рамка+ штырь, воолновой канал пеленгатора, антенна пеленгатора с поглощающим рефлектором

Изображение: 

Спиральная антенна для портативной CB радиостанции

Изображение: 

Т-диполь на СВ

Изображение: 

УКВ антенна для приема радиовещания

Изображение: 

антенна "пол-волны"

Изображение: 

антенна X-beam

Изображение: 

антенна полуромб

Изображение: 

вертикал на 144 и 430

Изображение: 

волновой канал пеленгатора

Изображение: 

дипольна 160 метров

Изображение: 

диск и схема включения

Изображение: 

кв-антенна "DELTA LOOP"

Изображение: 

коллиниарка на 144

Изображение: 

конструкция вертикала

Изображение: 

многодиапазонная рамочная антенна

Изображение: 

рамочная антенна пеленгатора

Изображение: 

рамочная антенна с петлей связи

Изображение: 

рамочная антенна с петлей связи.таблица

Изображение: 

симметрируующее U-колено

Изображение: 

согласующий трансформатор

Изображение: 

устройство настройки и согласования

Изображение: 

чертеж антенны на 144 и 430

Изображение: 

штыревая СВ антенна

Изображение: 

12.2. КАК НАСТРОИТЬ АНТЕННУ

12.2. КАК НАСТРОИТЬ АНТЕННУ

Среди антенн, в том числе и заводского изготовления, практически нет не требующих уточняющей настройки "по месту". Настоящий раздел посвящен радиолюбительским приборам, с помощью которых можно настроить антенну на диапазон рабочих частот и согласовать ее с приемо-передающей аппаратурой.

Виноградов Ю. КСВ-метр с согласующим устройством. Радио, 1996, 11, с. XIV-XV.

На рис. 12.39 приведена принципиальная схема прибора, включающего в себя КСВ-метр, с помощью которого можно настроить Си-Би антенну, и согласующее устройство, позволяющее привести сопротивление настроенной антенны к Ra = 50 Ом.

Элементы КСВ-метра: Т1 - трансформатор антенного тока, намотанный на ферритовом кольце М50ВЧ2-24 12х5х4 мм. Его обмотка I - продетый в кольцо

12-21.jpg

проводник с антенным током, обмотка II - 20 витков провода в пластиковой изоляции, ее наматывают равномерно по всему кольцу. Конденсаторы С1 и С2 - типа КПК-МН, SA1 - любой тумблер, РА1 - микроамперметр на 100 мкА, например, М4248.

Элементы согласующего устройства: катушка L1 - 12 витков ПЭВ-2 0,8, внутренний диаметр - 6, длина - 18 мм. Конденсатор С7 - типа КПК-МН, С8 -любой керамический или слюдяной, рабочее напряжение не менее 50 В (для передатчиков мощностью не более 10 вт). Переключатель SA2 - ПГ2-5-12П1НВ.

Устройство монтируют, минимизируя паразитные индуктивности и емкости ВЧ проводников.

Для настройки КСВ-метра его выход отключают от согласующего контура (в т. А) и соединяют с 50-омным резистором (два параллельно включенных резистора МЛТ-2 100 Ом), а ко входу подключают Си-Би радиостанцию, работающую на передачу. В режиме измерения прямой волны - в указанном на рис. 12.39 положении SA1 - прибор должен показать 70...100 мкА. (Это для передатчика мощностью 4 Вт. Если он мощнее , то "100" на шкале РА1 выставляют иначе: подбором резистора, шунтирующего РА1 при закороченном резисторе R5.)

Переключив SA1 в другое положение (контроль отраженной волны), регулировкой С2 добиваются нулевых показаний РА1.

Затем вход и выход КСВ-метра меняют местами (КСВ-метр симметричен) и эту процедуру повторяют, устанавливая в "нулевое" положение С1.

На этом настройку КСВ-метра заканчивают, его выход подключают к седьмому витку катушки L1.

КСВ антенного тракта определяют по формуле: КСВ=(А1+А2)/(А1-А2), где А1 - показания РА1 в режиме измерения прямой волны, а А2 - обратной. Хотя вернее было бы говорить здесь не о КСВ, как таковом, а о величине и характере антенного импеданса, приведенного к антенному разъему станции, о его отличии от активного Ra = 50 Ом.

Антенный тракт будет настроен, если изменениями длины вибратора, противовесов, иногда - длины фидера, индуктивности удлиняющей катушки (если она есть) и др. будет получен минимально возможный КСВ.

Некоторая неточность настройки антенны может быть компенсирована расстройкой контура L1C7C8. Это можно сделать конденсатором С7 или изменением индуктивности контура - например, введением в L1 небольшого карбонильного сердечника.

Как показывает опыт настройки и согласования Си-Би антенн самых разных конфигураций и размеров (0,1...3L), под контролем и с помощью этого прибора нетрудно получить КСВ = 1... 1,2 в любом участке этого диапазона.

Ротхаммель К. Антенны. "Бояныч", С-П., 1998, с. 567-570. Антенноскоп предназначен для измерения входного сопротивления антенно-фидерного тракта. Он представляет собой высокочастотный мост, в одно плечо которого включают исследуемый двухполюсник, а в другое - переменный безиндукционный резистор (рис. 12.40). Если сопротивление двухполюсника активно и равно Rx, то мост будет полностью сбалансирован при R3 = Rx и величина Rx может быть считана со шкалы проградуированного в омах резистора R3.

Номиналы резисторов R1=R2 (точность 1%) могут быть и другими, например, 150 или 240 Ом Нужную пару подбирают из 10- или 20%-ных резисторов по цифровому омметру.

Элементы антенноскопа разме щают в трех экранированных отсеках (экран показан штриховой). Все они должны иметь минимальную емкость (собственную и по отношению к экра ну) и индуктивность. Резистор R3=470 Ом устанавливают на опо рах-изоляторах. Его ось вводят в удлинитель, изготовленный из доста точно прочного диэлектрика, напри мер, стеклотекстолита, на конце кото рого крепят ручку-указатель.

Градуируют резистор R3 по циф ровому омметру. На его шкале реко мендуется отметить точки "50" и "75" - волновое сопротивление коаксиаль ных кабелей, с которыми обычно имеют дело. Если измерения предпо лагают вести лишь в низкоомных цепях, то сопротивление резистора R3 можно уменьшить до 100... 150 Ом. Это увеличит точность отсчета.

Микроамперметр М - типа М4248. Или какой-либо другой с током полного отклонения 50...200 мкА.

Антенноскоп питается от ВЧ генератора мощностью ~ 0,2 Вт. Это может

быть генератор стандартных сигналов, гетеродинный индикатор резонанса (ГИР) или радиостанция, работающая в режиме пониженной мощности. Диапазон частот - до 150...250 МГц.

Если антенноскоп не удается сбалансировать "под нуль", это значит, что в контролируемой цепи есть реактивная составляющая, т.е. - антенна расстроена. В таком случае, изменяя частоту ВЧ генератора, ищут ее действительный резонанс. Затем тем или иным способом (удлинением-укорочением вибратора, противовесов и др.) антенну приводят в диапазон рабочих частот. И лишь тогда измеряют ее входное сопротивление. Если оно отличается от принятого в связной технике стандарта (обычно - 50 Ом), его приводят к этому нормативу тем или иным согласующим устройством - широкополосным трасформатором, П-контуром и др.

Настройку и согласование антенны ведут, как правило, методом последовательных приближений: после настройки и согласования уточняют настройку и согласование и так до точной настройки антенны в диапазон с достижением равных и возможно меньших значений КСВ на его краях.

Виноградов Ю. Проект "Незабудка". Радио, 1997, 10, с. 6-7. Описанный здесь микромощный Си-Би передатчик после перевода его в

12-22.jpg

режим непрерывного излучения (рис. 12.41) может стать довольно удобным инструментом для сквозной настройки антенно-фидерного тракта (а при желании - и ВЧ каскадов приемника) и оценки "фигуры излучения" антенны - ее чувствительности к сигналам, приходящим с разных направлений.

Частоту кварцевого резонатора ZQ1 выбирают в середине диапазона рабочих частот. Важно, чтобы это была частота основного его резонанса (на корпусе такого резонатора частота будет указана в "кГц", на гармониковом - в "МГц").

Излучателем микропередатчика, его "магнитной" антенной, является дроссель L1 - 30...50 витков провода ПЭВШО 0,25...0,4, намотанные виток к витку или с шагом на пластине стеклотекстолита 40х10х2 мм. Если "дальнобойность" передатчика окажется недостаточной, дроссель можно намотать на пластине большего размера или подключить к коллектору транзистора VT1 15...30-сантиметровый отрезок монтажного провода.

Передатчик может работать и с гармониковым кварцем. Но в этом случае дроссель потребуется заменить настроенным на середину частотного диапазона колебательным контуром. Его включают автотрасфороматорно (1/2...1/4 по виткам катушки) в коллекторную цепь транзистора.

Для сохранения с настраиваемой антенной лишь "эфирной" связи, микропередатчик нужно отнести от нее не менее, чем на 10...15 длин волн.

1. Виноградов Ю. Антенный аттенюатор. Радио, 11, 1997, с. 80.

2. Рэд Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. - "Мир", М.,1990, с. 229.

При наладке антенно-фидерного тракта нередко возникает необходимость внести в него дозированное ослабление сигнала. Принципиальная схема высокочастотного аттенюатора, которым можно выставить любое ослабление в пределах 1...47 дб с шагом 1 дб, показана на рис. 12.42. Его входное и выходное сопротивление - 50 Ом, диапазон рабочих частот - О...30 МГц.

12-23.jpg

12-24.jpg

Аттенюатор монтируют на полоске одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Со стороны фольги устанавливают в ряд шесть сдвоенных тумблеров типа П2Т-1-18. Резисторы отбирают с помощью цифрового омметра. Монтаж навесной - выводы резисторов укорачивают до 3...4 мм и подпаивают непосредственно к выводам тумблеров и к фольге.

Аттенюатор можно поместить в металлическую коробку-экран или накрыть согнутой по месту жестяной накладкой. Хотя металлические "щеки" тумблеров выполняют здесь и функции межсекционных экранов, их, при необходимости, можно усилить, уложив между тумблерами зигзагообразную полоску из жести.

Конечно, ослабление, вносимое каждой Т-секцией (рис. 12.42, б), может быть и другим. Руководствуясь таблицей 12.3 [2], можно выбрать нужные для этого резисторы. Но не следует стремиться к большому ослаблению в одной секции - влияние паразитных емкостей может повести к потере заявленной точности.

С. Румянцев. Коаксиальный элемент нагрузки. Радио, 1983, 3, с. 17.

При настройке радиопередающей аппаратуры вместо антенны используют, как правило, антенный эквивалент - резистор, активное сопротивление

Таблица 12.3

12-25.jpg

которого равно активному сопротивлению антенно-фидерного тракта -обычно 50 Ом, а реактивное сведено к пренебрежимо малой величине.

Антенный эквивалент можно изготовить самому, составив его из резисторов типа МЛТ-2 100 Ом. Например, в виде трех последовательно включенных секций, каждая из которых состоит из шести параллельно

включенных резисторов. Общее сопротивления такого эквивалента составит Ra=R 3/6= 100 3/6 =50 Ом. Рассеиваемая им мощность достигает номинальных 2 18=36 Вт лишь при принудительной вентиляции - плотный монтаж и экранировка резисторов заметно ухудшают их теплоотдачу.

Выполненный в виде коаксиальной конструкции, антенный эквивалент может работать на частотах до 600 Мгц (КСВ <= 1,2).

В качестве антенного эквивалента мощностью до 50 Вт, способного работать в полосе частот до 4 ГГц, можно использовать резистор типа Р 1-3-50.

Для относительно низких частот антенный эквивалент может быть выполнен планарно, например, на пластине фольгированного стеклотекстолита. Другими в нем могут быть число секций, число резистров в секции, сопротивление каждого резистора. Но при соблюдении обязательного условия: проводящий слой резистора, входящего в эквивалент, не должен иметь вид спирали. Такой резистор внесет в общее сопротивление индуктивную составляющую и может ухудшить КСВ эквивалента до совершенно неприемлемой величины.

В Си-Би в планарной технике могут быть выполнены не только антенные эквиваленты, но и 600...800-омные антенные нагрузки - те же "поглотители обратных лепестков" в антеннах бегущей волны (см. рис. 12.2).

Мешковец А. Высокочастотный амперметр. Радио, 1980, 5, с. 23. На рис. 12.43 приведена принципиальная схема амперметра для измерения токов высокой частоты. В его основе мост, измеряющий элемент которого -терморезистор R4 - изменяет свое сопротивление под действием тока высокой частоты. Степень разбалансировки моста, показанная включенным в его диагональ микроамперметром РА1, позволяет оценить величину этого тока.

Терморезистор R4 представляет собой железную проволоку диаметром 0,15 мм и длиной ~ 5 см, натянутую по центру стеклянной трубки - так, как это делают в плавких предохранителях.

12-26.jpg

Если измеряемый ток может содержать постоянную составляющую, вход амперметра шунтируют дросселем L2.

РА1 - микроамперметр с током полного отклонения 100 мкА и сопротивлением рамки 1 кОм. При использовании другого прибора потребуется подобрать резистор R2.

Если последовательно с амперметром (между ним и "землей") включить резистор сопротивлением 0,1 Ом с пренебрежимо малой реактивной составляющей, то его можно проградуировать по осциллографу, имеющему достаточную полосу пропускания и калиброванную шкалу.

12-27.jpg

Амперметр способен измерять токи до 1 А в полосе частот 2...30 Мгц.

Резонансные системы из коаксиального кабеля. Радио, 1981 5-6, с.25.

Высокодобротный контур, подключенный к антенному входу радиоприемника, способен существенно ослабить воздействие на него мощных радиостанций, работающих на близких частотах, снизить и даже полностью устранить интермодуляционные помехи.

Такой контур можно изготовить из двух отрезков коаксиального кабеля. Их включение и эквивалентная схема такого преселектора показаны на рис. 12.44. Добротность Q контура, выполненного из коаксиального кабеля типа РК-50-2-11, составит: на частоте 144 МГц -150, на частоте 432 МГц - около 400.

Подстроечные конденсаторы С1 и С2 - типа КПК-МН; их емкость на частоте 144 МГц - 5...25 пФ, на частоте 432 МГц - 2...7 пФ.

Суммарная длина кабеля, имеющего сплошную полиэтиленовую изоляцию, должна быть:

12-28.jpg

Измерители напряженности поля. KB журнал, 1996, 3, с. 31. Безразмерная, индикаторная оценка напряженности поля, создаваемого излучателем, дает возможность настроить и согласовать ВЧ тракт передающего устройства, выбрать лучшую линию передачи, выяснить способность антенны концентрировать излучение в нужном направлении и многое другое.

12-29.jpg

Принципиальная схема индикатора напряженности поля с диапазонной селекцией сигналов показана на рис. 12.45.

Катушки индуктивности индикатора наматывают проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм на каркасах диаметром 5 мм, имеющих отверстия с резьбой под подстроенные сердечники из карбонильного железа или высокочастотного феррита (n=100). Их данные для различных частотных диапазонов приведены в таблице 12.4.

Транзистор VT1 - практически любой не слишком низкочастотный n-р-n-транзистор. Если это будет кремниевый транзистор, например, КТ325, КТ3102,

Таблица 12.4

12-210.jpg

КТ315 (буквы любые) и др., то сопротивление резистора R2 следует уменьшить до ~150 кОм. Чувствительность индикатора увеличивается с увеличением ¦h21э¦ транзистора.

Диод VD1 - обязательно германиевый - Д9Б, Д20 и др.

Дроссель L11 - типа Д0,1 и др. индуктивностью 100...200 мкГн.

Антенна - штырь длиной 1 м.

Настройку индикатора на середину каждого частотного диапазона (их может быть и меньше) производят в режиме максимальной его чувствительности (движок R1 - в крайнем правом положении, R6 - в верхнем).

Антенноскоп

Изображение: 

Антенный аттенюатор (а), Т-секция аттенюатора (б)

Изображение: 

Высокочастотный амперметр

Изображение: 

Индикатор напряженности поля

Изображение: 

КСВ-метр с согласующим устройством

Изображение: 

Катушки для индикатора напряженности поля

Изображение: 

Микропередатчик для настройки антенны

Изображение: 

Подбор резисторов для аттенюатора

Изображение: 

Преселектор из коаксиального кабеля

Изображение: 

Формула расчета нагруженного сопротивления в точках а и б

Изображение: 

12.3. АНТЕННЫ И СВЯЗЬ.

12.3. АНТЕННЫ И СВЯЗЬ.

Этот раздел может быть полезен прежде всего радиолюбителю-конструктору, экспериментирующему с антенно-фидерным трактом, ищущему наилучшее в его условиях решение.

1. Виноградов Ю. А не интерференция ли это? Радио,1997, 8, с. 70.

2. Ротхаммель К. Антенны. "Бояныч" С.-П., 1998.

3. Виноградов Ю. О согласовании малогабаритных антенн. Радио, 1996, 4, с. 9

4. Улучшение соотношения излучения "вперед-назад". Радио, 1985, 4, с. 22 .

5. Шур А. Ближний и дальний прием телевидения. МРБ, "Энергия". М., 1980, с. 50.

6. Масанов Д. Задачник по радиотехнике. Воениздат, М., 1949, с. 11.

12-31.jpg

Интерференционные эффекты [I].

Отсутствие радиосвязи между близко расположенными корреспондентами, неустойчивый, резко колеблющийся уровень сигнала при взаимных их перемещениях, его зависимость от положения совершенно посторонних, казалось

бы, предметов, имеет, как правило, одну причину - неблагоприятное взаимодействие радиоволн в точке приема. Суть этого эффекта состоит в том, что радиоволны, излучаемые передающей антенной, идут к приемной не только самым коротким путем - по прямой, но - отражаясь и преломляясь в окружающей среде - и по другим маршрутам. Радиоволна, прошедшая более длинный путь, приходит с опозданием, зависящим от длины этого пути. Во взаимодействии множества по-разному задержанных радиоволн - в их интерференции - сформируется результирующий, суммарный сигнал, амплитуда и фаза которого будут зависеть от всех составляющих.

Рассмотрим в качестве примера ситуацию, изображенную на рис. 12. 46. Здесь: "Излучатель" и "Приемник" - позиции передающей и приемной антенн;

"ЗК" - здание-зеркало, отражающее радиоволны; S1 - путь прямой волны, S2 -отраженной, А1 и А2 - их амплитуды в точке приема.

12-32.jpg

Рассмотренный пример прост, но поучителен: связь, как мы видим, может быть плохой даже в условиях прямой видимости. Обычно же отраженных и переотраженных сигналов бывает много больше, особенно - в городе.

Свой вклад в общую интерференционную картину вносят и "зеркала" -дома, строительные краны, самолеты и др. - их конфигурация, материалы, конструктивные особенности влияют как на амплитуду отраженного сигнала, так и на его фазу.

Поворот фронта радиоволны может произойти не только при ее отражении от электропроводящего препятствия, но и за счет преломления в диэлектрической среде. Напомним, что коэффициент преломления, характеризующий торможение радиоволны в диэлектрике: n=е^0.5, где е - диэлектрическая проницаемость среды. В n раз более медленное распространение радиоволны в диэлектрике поведет, очевидно, и к дополнительному ее отставанию.

Интерференция, возникающая в "пучках" близких по интенсивности, но смещенных по фазе сигналов, - самое "частоточувствительное" явление в распространении радиоволн. Борьба с интерференционным ослаблением сигнала имеет свои особенности. Здесь не помогут ни расширение полосы пропускания антенны (причину ослабления сигнала корреспондента в другом

частотном канале чаще всего "видят" в каких-то особенностях АЧХ своей или чужой антенны), ни замена радиостанции другой, с лучшими параметрами ,- боль шей чувствительностью, избирательно стью и др.

Выйти из интерференционного мини мума можно не только сменой канала, но подчас и буквально - сделав лишь неско лько шагов. Смещение автомобиля или "портативки" лишь на долю длины волны нередко позволяет установить нормаль ную связь с корреспондентом, только что безнадежно "утопавшем" в шумах эфира. Наилучшие позиции для связи передвиж ной радиостанции со стационарной иногда "пристреливают" заранее.

У корреспондентов со стационарными антеннами свобод меньше, но и их доста точно. Это, во-первых, подъем антенны на возможно большую высоту, что обеспечи вает прохождение к корреспонденту пря мого сигнала, с которым не могут, как правило, сколько-нибудь ощутимо конку рировать ослабленные на некачественных проводниках и изоляторах отраженные и преломленные волны.

Рассмотренный выше пример подсказывает еще один способ борьбы с интерференционным ослаблением сигнала. Очевидно, с помощью узконаправленной антенны, снабженной поворотным механизмом, можно усилить сигналы одного направления, ослабив до пренебрежимо малых все остальные. Но в выбранном направлении не должно быть, конечно, фазосмещенных сигналов.

Интерференционные эффекты в Си-Би, особенно в каналах связи с подвижными объектами, безусловно заслуживают внимания. И встретившись с чем-то необычным, странным, озадачивающим, полезно задать себе вопрос:

"А не интерференция ли это?"

Измеряя напряженность электромагнитного поля, создаваемого в простанстве антенной передатчика, можно построить поверхность, в любой точке которой E=const - напряженность поля неизменна. Эта поверхность - своего рода "фигура излучения" - очень информативна. Зная ее, нетрудно выяснить способность антенны концентрировать излучаемую энергию в нужном направлении, вычислить ее усиление. Или, наоборот, найти направление минимальной ее чувствительности, позволяющее, при соответсвующей ориентации антенны, работать по соседству с мощным передатчиком. И многое другое.

Диаграмма излучения точечного (изотропного) излучателя.

Диаграмма направленности такого излучателя в трехмерном пространстве имеет вид шаровой поверхности. А в пересечении с поверхностью земли она становится окружностью.

12-33.jpg

12-34.jpg

12-35.jpg

12-36.jpg

Диаграмма излучения полуволнового вибратора ([2], с. 43-49). Иначе выглядит фигура излучения полуволнового вибратора. В свободном пространстве это поверхность вырожденного тора, сросшегося в центре "бублика", а в проекции на поверхность земли "бублик" превращается либо в "восьмерку" (рис. 12. 48), если вибратор параллелен поверхности земли, либо в окружность (рис. 12. 49), если он к ней перпендикулярен.

Диаграмму направленности той или иной антенны оценивают, сравнивая ее с "шаром" изотропного излучателя или с "бубликом" полу волнового. Они стали своего рода образцами излучения. Нетрудно перейти от одного к другому: усиление полуволнового вибратора в направлении максимума его излучения по сравнению с изотропным +2,14 дб.

12-37.jpg

Но характер излучения антенны зависит не только от нее самой. Сильнейшее влияние на пространственную картину излучения оказывает земля. Отраженный от нее сигнал, отличаясь от поступающего непосредственно от антенны по фазе и амплитуде, интерферируя с ним, создает подчас весьма причудливую фигуру излучения.

На рис. 12.50 показана диаграмма направленности горизонтального полуволнового вибратора и ее изменения в зависимости от высоты его подвеса. То же, но для вертикального полуволнового вибратора, показано на рис. 12. 51.

Диаграмма излучения L/4-вибратора над проводящей поверхностью ([2], с.

311, 314).

Но земля, любая проводящая поверхность, нередко вводится в антенную систему в качестве основного элемента. Так, например, как это показано на рис. 12. 52. В идеале - при очень высокой проводимости "земли" - диаграмма направленности такой антенны будет имет вид, показанный на рис. 12.53, а. При плохой ее проводимости лепесток излучения поднимается над горизонтом (рис. 12. 53, b, с). Увод максимума излучения вверх, а также потери ВЧ энергии в самой подстилающей поверхности будут иметь следствием существенное уменьшение "дальнобойности" такой антенны

Неплохой проводящей поверхностью может считаться, например, металлическая крыша. Если антенну устанавливают непосредственно на земле, то под ее поверностью на глубине 20... 50 см обычно укладывают несколько радиально расходящихся проводников. Нужно иметь в виду, что подповерхностное заземление вертикальной антенны не может быть заменено обычным

12-38.jpg

Рис. 12. 55. Зависимость сопротивления излучения полуволнового вибратора от L/d

грозозащитным - вертикальным штырем, достигающим водоносных слоев. Но эти заземления могут быть, конечно, объединены.

Диаграммы излучения вибраторов над проводящей поверхностью ([2], с. 317). Характер излучения вертикальной антенны зависит и от длины ее вибратора (рис. 12. 54). Самой "дальнобойной" будет антенна с вибратором длиной 5/8L. Угол ее главного лепестка с поверхностью земли составляет лишь 12°. При дальнейшем увеличении длины вибратора диаграмма направленности антенны ухудшится.

Полное сопротивление антенны - ее импеданс Za - обычно представляют в виде векторной суммы:

Za=Ra+Xa,

где Ra - активное сопротивление антенны, а Ха - реактивное, емкостное или индуктивное.

Антенна считается настроенной, если на рабочей частоте Ха=0 и ее сопротивление (входное для передатчика, выходное для приемника) становится чисто активным.

В свою очередь: Ra = Rизл + Rпот, где Rизл - сопротивление излучения антенны - полезная составляющая Ra, а Rпот - сопротивление потерь, представляющее собой бесполезно теряемую в антенне часть ВЧ энергии (на нагрев проводников, изоляторов и др.).

В хороших антеннах Rа=Rизл, но само по себе это сопротивление может быть очень разным - в зависимости от типа вибратора, способа его включения, числа и конфигурации расположенных поблизости других элементов антенной системы и др. Его величину необходимо знать, согласовывая антенну с фидером, оценивая возникающие в элементах антенно-фидерного тракта напряжения и токи и др.

Сопротивление излучения полуволнового вибратора ([2], с. 35).

Сопротивление излучения полуволнового вибратора Rизл=73,2 Ом. Но это верно лишь для бесконечно тонкого проводника. В реальных антеннах

Rизл вибратора зависит от L/d, где L - длина волны, a d- диаметр проводника. График этой зависимости показан на рис. 12.55. Но это - при подключении нагрузки (линии связи) в разрыв вибратора, в пучность тока.

Но вибратор может быть подключен к нагрузке и своим концом, которому в полу волновом диполе соответствует пучность напряжения,. В этом случае его Rизл резко увеличивается, достигая 0,8...1 кОм и более. Включенный таким образом полуволновый вибратор может быть связан с низкоомнои нагрузкой -тем же 50-омным коаксиальным кабелем - лишь с помощью трансформирующего устройства. Это может быть ВЧ трансформатор, П-контур, J-согласователь и др., имеющие коэффициент трансформации по напряжению к = ( Rизл/50)^0.5 (повышение - в сторону антенны).

Возбуждение полуволнового вибратора в пучности напряжения оказалось конструктивно очень привлекательным для антенн вертикальной поляризации ("чистый", без каких-либо разрывов и подключений, штырь, возбуждаемый без противовесов). Такие антенны, их называют "полволны" или "-L/2", особенно широкое распространение получили в Си-Би. Из числа здесь описанных к антенне этого типа относится Си-Би антенна, показанная на рис. 12.1, в которой согласование с 50-омным коаксиальным кабелем выполнено П-контуром.

Сопротивление излучения четвертьволнового вибратора.

Сопротивление излучения четвертьволнового штыря, стоящего перпендикулярно к проводящей поверхности, равно примерно половине сопротивления излучения полуволнового вибратора, включенного в пучность тока. В случае бесконечно тонкого вибратора и ничем не ограниченной подстилающей поверхности идеальной проводимости его Rизл = 36,6 Ом.

Хотя с утолщением вибратора Rизл уменьшается и здесь, но реальные поверхности (крыша автомобиля, человек и т.п.), далекие от идеальной по всем параметрам, "работают" в обратную сторону. Увеличивая Rизл и, главное, сопротивление потерь Rпот, они осложняют даже приблизительный расчет Ra такой антенны.

Антенны, включающие в себя столь экзотические поверхности, согласуют обычно методом проб и ошибок. Но так или иначе получив КСВ=1!, полезно вернуться к Ra антенны, вычислив его "с другой стороны" - через согласующее устройство. Полезно потому, что, зная Ra и Rизл, можно оценить уровень ВЧ потерь в антенной системе и принять меры к их снижению.

Сопротивление излучения укороченного вибратора [З].

12-39.jpg

Хотя из числа полноразмерных антенн L/4-штырь может быть отнесен к самым малогабаритным (в предположении, что подстилающая поверхность к антенне не относится), но и она может оказаться слишком длинной, например, в Си-Би. В таких случаях штырь антенны физически укорачивают, а появившуюся емкостную составляющую компенсируют включенной в его разрыв (обычно - в основании штыря) т.н. удлиняющей катушкой - индуктив-

12-310.jpg

12-311.jpg

Сопротивление излучения простого петлевого вибратора (рис. 12.56) теоретически вчетверо выше полуволнового и в реальных конструкциях составляет обычно Rизл=240...280 Ом. Для связи с таким вибратором используют либо двухпроводную линию, имеющую такое же волновое сопротивление, либо - после трансформации (понижения Rизл) и симметрирования - коаксиальный кабель.

При необходимости сопротивление излучения петлевого вибратора можно довести до 840...980 Ом, увеличив сечение его верхнего проводника (рис. 12. 57).

По сравнению с полуволновым вибратором петлевой обладает большей полосой пропускания.

Особенно широкое применение нашли петлевые вибраторы в антеннах типа "волновой канал". Рефлектор и ближайшие директоры этой антенны, взаимо-

12-312.jpg

12-313.jpg

действуя с таким вибратором, снижают высокое его сопротивление до близкого к волновому сопротивлению коаксиального кабеля и, соответственно, трансформирующее устройство для согласования с ним уже не требуется.

Еще один тип петлевого вибратора - двойной петлевой (рис. 12.58). Его сопротивление излучения уже девятикратно превышает сопротивление обычного полуволнового, достигая в реальных конструкциях Rизл=540...б30 Ом. Тем же приемом - увеличением сечения "пассивных" его фрагментов, Rизл двойного петлевого вибратора (обоих его вариантов) можно поднять до 1500... 1750 Ом (рис. 12. 59).

Геометрическая длина вибратора совпадет с его электрической длиной лишь в случае, если он бесконечно тонок.

О коэффициенте укорочения полуволнового вибратора ([2], с. 37). На графике, изображенном на рис. 12.60 показана зависимость коэффициента укорочения полуволнового вибратора v от L/d, где L - длина волны в свободном пространстве, a d- диаметр проводника вибратора. Умножив на этот коэффициент величину L/2 , мы получим геометрическую длину реального полуволнового вибратора, резонирующего на частоте f(МГц)=300/L(м).

О коэффициенте укорочения четвертьволнового вибратора ([2], с. 316). На графике, изображенном на рис. 12.61, показана зависимость коэффициента укорочения полуволнового вибратора v от L/d, где L - длина волны в свободном пространстве, a d- диаметр проводника вибратора. Умножив на этот коэффициент величину L/4 , мы получим геометрическую длину реального четвертьволнового вибратора, резонирующего на частоте f(МГц) = 300//L(м).

О коэффициенте укорочения коаксиального кабеля.

Длину lф фидера, отдельных его фрагментов, принято выражать в долях L -длины волны. Это делают потому, что в зависимости от lф/L фидер ведет себя, как правило, по-разному (редкое исключение - режим бегущей волны). Так, например, входное сопротивление замкнутого на конце коаксиального кабеля длиной L/4 для ВЧ сигнала окажется бесконечно большим и он поведет себя как "металлический изолятор". Таким шлейфом часто пользуются для грозозащиты вибратора, не имеющего гальванической связи с землей. При малых размерах (на частотах ДМВ и выше) такие шлейфы нередко используют в качестве механических опор токоведущих проводников. Иным интересен фидер, длина которого кратна L/2. Никак не воздействующий на передаваемый сигнал (если не считать обычно очень небольших потерь) он "переносит" сопротивление удаленной на десятки метров антенны непосредственно на вход радиостанции. Не могут, конечно, иметь произвольной длины и линии связи, питающие излучатели в многовибраторных антеннах - они должны быть жестко сфазированы.

12-314.jpg

Таблица 12.5

12-315.jpg

То есть, в Си-Би в качестве L/2-кратного фидера будут пригодны отрезки полиэтиленового коаксиального кабеля длиной 3,63, 7,26, 10,89, 14,52, .... метров.

Об уменьшении излучения "назад" [4].

В многоэлементных направленных антеннах отношение излучения "вперед-назад" не превышает, как правило, 23...25 дб. Ослабить обратное излучение можно с помощью дополнительного рефлектора, в разрыв которого введен безиндукционный поглощающий резистор R= 10 Ом. Длину этого рефлектора берут равной длине вибратора. Его устанавливают за основным на расстоянии 0,23L (рис. 12.62). Мощность, рассеиваемая поглощающим резистором невелика, в этом качестве может быть использован даже один резистор типа МЛТ-2. Конечно, его нужно поместить в бокс, защищающий от непогоды.

Введение в антенну поглощающего рефлектора может довести отношение ее излучения "вперед-назад" до 75 дб.

Такого рода дополнительный рефлектор может быть полезен и в других антеннах - в рамочных, многовибраторных и др.

Пассивный ретранслятор [5].

Причиной отсутствия связи может быть неудачный рельеф местности или

неустранимое препятствия искусственного происхождения на трассе прохождения сигнала. В таких случаях иногда прибегают к помощи ретранслятора - устройства, расположенного в поле "радиозрения" обоих корреспондентов и способного принимать и передавать их сигналы. В простейшем случае - просто переотражать их.

В качестве такого лишь переотражающего сигнал ретранслятора могут быть использованы две направленные антенны, связанные коротким фидером (рис. 12. 63). Напряженность поля в точке приема Е2, которую сможет создать такой

ретранслятор [5]:

12-316.jpg

12-317.jpg

D - усиление каждой антенны (антенны одинаковые);

r - расстояние между ретранслятором и принимающим корреспондентом, м.

Скин-эффект[6] Скин-эффект - "выжимание" тока высокой частоты на поверхность проводника - ведет к увеличению его сопротивления этим токам. Для прямых и круглых в сечении проводников отношение Rf/R, где Rf - сопротивление проводника току высокой частоты, а R - постоянному току, можно воспользоваться формулой:

12-318.jpg

Скин-эффект заставляет обращать особое внимание на поверхность проводника, принимать меры для сохранения ее проводимости.

Обычно проводник с ВЧ током покрывают антикоррозийным защитным слоем. Это может быть металл (например, серебро, даже улучшающее поверхностную проводимость проводника) или диэлектрик, имеющий малые потери в ВЧ полях, например, эмаль обмоточного провода, который обычно используют для изготовления контурных катушек).

По этой же причине ВЧ проводники нередко делают из тонкостенных труб. Поскольку толщина т подповерхностного слоя, проводящего ВЧ токи, обычно очень мала - т=d/4(Rf/R) - толщину стенок в таких проводниках выбирают, исходя лишь из соображений их механической прочности.

 

К определению интерференционных эффектов

Изображение: 

К определению напряженности поля в точке приема

Изображение: 

Рис. 12.46 Прямая и отраженная волна в канале связи, благоприятное и неблагоприятное воздействие волн в точке приема

Изображение: 

Рис. 12.48 Пространственная фигура излучения полуволнового вибратора, ее проекция на поверхность земли

Изображение: 

Рис. 12.49-50 Диаграммы направленности горизонтального полуволнового вибратора в зависимости от высоты подъема

Изображение: 

Рис. 12.51 Диаграммы направленности вертикального полуволнового вибратора в зависимости от высоты подъема

Изображение: 

Рис. 12.52 Четвертьволновый штырь над проводящей поверхностью

Изображение: 

Рис. 12.54 Диаграммы направленности вертикально стоящих излучателей, расположенных над землей с хорошей проводимостью

Изображение: 

Рис. 12.55. Зависимость сопротивления излучения полуволнового вибратора от L/d

Изображение: 

Рис. 12.55. Петлевой вибратор

Изображение: 

Рис. 12.57. Сопротивление излучения петлевого вибратора, отнесенное к сопротивлению излучения простого полуволнового

Изображение: 

Рис. 12.59. Сопротивление излучения двойного петлевого вибратора

Изображение: 

Рис. 12.61. Зависимость коэффициента укорочения четверьтволнового вибратора

Изображение: 

Рис. 12.61. Зависимость коэффициента укорочения четверьтволнового вибратора от L/d

Изображение: 

Рис. 12.62 Поглощающий рефлектор в волновом канале

Изображение: 

Рис. 12.63. Ретранслятор из двух антенн

Изображение: 

Скин-эффект - "выжимание" тока высокой частоты на поверхность проводника - ведет к увеличению его сопротивления этим токам.

Изображение: 

Таблица 12.5 О коэффициенте укорочения коаксиального кабеля.

Изображение: