 |
 |
 |
 |
70 Ом). В этом случае становится возможным бсзвключеннялополнйтель-
ных трансформирующих устройств непосредственно питать аителпу при помощи обычного коаксиального кабеля. По сравнению с антенной «волновой канал», имекщей равное усиление со спиральной антенной, последняя занимает несколько меньше места и, кроме того, обладает полосой пропускания, значительно препосходящей полосу пропускания антенны «волновой канал».
Согласование входного сопротивления спиральной антенны с волновым сопротивлением линии передачи удобнее всего осуществлять с помощью коаксиального четвертьволнового трансформатора, сопротивление которого рассчитывается
-"TWr--\
альныи измстироло-\ > бая шайба \
Коаксиальный
каоель и v.»,,
произвольной Lk Провоаник длины 60 Ом \ антенны д. Рефлектор
по известной формуле
Если положить входное сопротивление спиральной антенны Za равным 125 Ом и потребовать согласования этого сопротивления
50 см (16,5 см)
jLyl 7см(3см)у50см (16,5 см) П723см б5,5см(22сг)
7,6 мм волновое
Волновое сопротиВ- сопротивление
ленив -87 Ом ~S70m
]}:d=%if:1 j- B:d=3,8--1
Рис. 11-13. Конструкция концентрического четвертьволнового согласующего трансформатора для спиральной антенны.
а - продольный разрез; 6 - поперечный разрез
Рнс. 11-!4. Спиральная антенна для диапазона 2 м.
с коаксиальным кабелем, имеющим волновое сопротивление 60 Ом, то волновое сопротивление такого концентрического четвертьволнового трансформатора должно быть равно:
= »12о • 60 = КТббО 86.6 Ом.
Из графика рис. 1-25 видно, что концентрическая линия имеет вол; новое сопротивление 87 Ом. когда отношение внешнего диаметра внутреннего проводника к внутреннему диаметру наружного проводника равно 1 : 4,4.
На рис. 11-13 показана практическая конструкция оформления четвертьволнового трансформатора со всеми необходимыми размерами. Общая длина согласующего устройства с учетом коэффициента укорочения равна 0,24 л.
На рис. 11-14 показана спиральная антенна, рассчитанная на диапазон 2 м- Размеры спиральной антенны для диапазона 70 см обозначены в скобках. В данном случае диаметр рефлектора был выбран равным 1 X. Разумеется, диаметр рефлектора мс/ьет быть уменьшен до 0,62 Я без изменения все.х остальных размеров г:нтенны.
Для изготовления спирали особенно подходит 10-мм дюралевый npyi. обычно применяемый для громоотводов, так как его очень легко сгибать. Спираль укрепляется на деревянных планках, а вся антенна в точке ее центра тяжести крепится к деревянной несущей мачте.
На рис. 11-15 изображена спиральная антенна, выполненная радиолюбителем DL6MH.
В случае приема электромагнитных волн с круговой поляризацией на антенну, имеющую линейную поляризацию, из падающей волны извлекается только половина переносимой излучением энергии, что соотьетствует уменьшению усиления на 3 дБ. Однако с помощью спиральных антенн можно получать н линейно-поляризованную волку.
Для этого две одинаковые спиральные антенны объединяют в группу (как показано на рнс. 11-16), но при этом каждая спираль имеет различное направление намотки (одна спираль .правая, а вторая-левая).
Рис, 11-15. Внешний вид спиральной антенны DL€MH.
Рис. 11-16. Линейная поляризация, получаемая с помощью двух спиральных антенн с противоположной намоткой.
о - параллельное включение, б - последовательное включение; I - левая нвыотка; 2 - направление излучения; 3 - правая наметка; 4 - кабель питания. 60 Ом.
В случае одинакового направления намотки спирали поляризация излучения группы спиральных антенн остается круговой. Горизонтальная поляризация получается при расположении двух спиралей с противоположной намоткой в горизонтальной плоскости, а вертикальная поляризация - при расположении спиралей в вертикальной плоскости .
На рнс. 11-17 изображена спиральная антенна на 1295 МГц, предложенная V18AAD и OlSABW *. Она имеет четыре спирали, установленные нз общем шнте-рефлекторе. Поляризация поля круговая. Такая антенна достаточно широкополосная и может применяться в диапазоне 1215-1300 МГц.
Диаметр витков спирали выбран с учетом коэффициента укорочения 0,31 X. Угол подъема спирали 14", что соответствует расстоянию между
* сградно», 1969, Ki 2, С. 17-18. О . Ротхаммель 257
аятенна имеет оптимальные электрические
Битками 0,24 Л; при ; параметры.
Конструкция антенны и ее основные детали показаны на рис. 11-18,е. Спираль 1, состоящая из 7 витков, выполнена нз посеребренного медного провода диаметрам 3,5 мм. Диаметр намотки 71,3 мм; намотка всех 4 спиралей в одну сторону. Несущие планки 2 изготовлены из органического стекла толщиной 5 мм. Для увеличения жесткости к несущей планке снизу приклеивают дихлорэтано.м планку 3 из органического стекла, которая несколько короче несущей планки. Затем предварительно растянутые спирали ввинчивают в несущую планку. Последний витюк спирали закрепляют с обеих сторон двумя гайками МЗ {4). На другом конце спирали перпендикулярно оси провода просверливают отверстие с резьбой М2 (о) для крепления жилы кабеля. К 11есущей планке двумя
Рис. 11-17. Синфазная спиральная антенна, а - общш"] вид, б - вид спереди, в - вид сзади.
болтами МЗ {6, 18) привинчивают уголок 7 из дюралюминия для крепления к щиту-рефлектору. Щит-рефлектор 8 изготовлен из твердого дюралюминия толщиной 2 мм. Несущие планки со спиралями крепят двумя болтами МЗ к рефлектору так, чтобы концы спиралей находились против отверстий 9.
К латунному согласующему стакану 10 припаивают гнездо антенного разъе.ма И. Предварительно к контакту гнезда припаивают согласующий стержень 12. Соотношение наружного диаметра стержня к внутреннему диа.метру стакана согласующего трансформатора составляет 2,46, что обеспечивает согласование антенны с коаксиальным кабелем. В отверстия 13 в нижней части стакана вставляют 4 отрезка высокочастотного коаксиального кабеля с волновым ссппотивлением 120-130 Ом д-тиноп 35-45 см (В крайнем сл\чае можно использовать кабель с сопротивле-ние.м 75 Ом; эсЬфективность антенны при этом несколько понижается). Центральные жилы кабелей вставляют в отверстия 14, просверленные перпендику.тярно друг др}ту, и припаивают к стержню через отверстие 15, а оплетки кабелей - к наружной стороне стакана. Оплетку на про-тввоположных концах отрезков кабелей припаивают к латунным фланцам 16, и,меюшим 3 отверстия с резьбой МЗ [17, 18) для крепления к рефлектору. Собранный согласующий трансформатор крепят четырьмя болтами МЗ в центре щита-рефлектора с его обратной стороны, Фланцы
равны м Sи а м din о у
Ч от8.
Рис. 11-18, Э,1ементы конструкции спиральной антенны. а ~~ размеры элементов, б - 5злы ачтенны в сборе.
9* 259
76 с кабелем привинчивают виг!тами iM3 к рефлектору. Затем центральные жилы кабелей крепят с помощью винтов М2 {19) к концам спиралей.
Для того чтобы антенна имела более жесткую конструкцию, в центре щита с лицевой его стороны под болты 18, кренящие согласующий трансформатор, крепят также фланец 20, в который вставляют и приклепывают несущую штангу 21 из текстолита или другого изоляционного материала. К другому концу штапгн при помощи фланца 22 и болтов 23 крепят перпендикулярно друг другу две планки 24 из органического стекла. Концы Этих планок привинчиваются винтами МЗ (25) к торцам несущих планок 2.
К антенному разъему II подключают кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. Следует отметить, что антенна остронаправленная в обеих плоскостях и требует при установлении связи с корреспондентом вращения как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.
И-7. Антенны «волновой канал» с круговой поляризацией
Круговая поляризация излучаемой электромагнитной волны может быть получена с помощью системы антенн типа «волновой канал», которая представляет собой две э-тектрически и механически идентичные
антенны «волновой канал», распо- ложенные перпендикулярно одна
другой и возбуждаемые со сдви-ом по фазе 90°.
B=(x/2)V{75Qm) С(Х/4)-У{75 Ом) S=(X/4)-[/(50 0m) Е= про1здомьной дланы(75 Ом)
Каоель питания
Рис. 1(-19. Крестообразное расположение нзлучающих элементов антенны «волновой канал» с круговой поляризацией.
рис. 11-20. Система питания излучающего элемента, изображенного на рис, Il-i9,
Обычно обе антенны вволнозог канал» закрепляют крестообразно на одной несущей траверсе, как показано на рис. 11-19, о, б. Так как
возбуждаемые элементы обеих антенн включаются параллельно, то результирующее сопротИЕ. ение в точке питания уменьшается вдвое. Одновременно излучаемая передатчиком высокочастотная мощность делится поровну между обеими антеннами. Это означает, что при приеме электромагнитной волны с круговой поляризацией на приемную ан-
Рнс. 11-21. Пятиэлементная антенна «волновой канал» с круговой поляризацией.
тенну с линейной поляризацией происходит потеря 3 дБ по мощности. Необходимый для получения круговой поляризации сдвиг фазы на 90° достигается питанием вибраторов антенн через четвертьзо тновый шлейф. При этом достигается максимальная развязка двух антенн кволновой кана.т9 по излучению, так как они практически связаны между собой только четвертьвол1ювы[.1 шлейфом, а поляризации у них различные.
Если в качестве вибраторов антенн «волновой канал» используется петлезье вибраторы с сопротивлением излучения 240 Ом, то следует применить симметрирующие схемы h виде полувлнового шлейфа (см. рис. 1-57) для подключения несимметричного фидера с волновым сопро-тивление.м 60 Ом. Это осуществляется с помощью системы питания, взображенной на рис. 11-20, в которой в точках Лз и подключается
0 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 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52