 |
 |
 |
 |
300.
симметричном и несимметричном питании. При возбуждении антенны па одном из ее концов (диаграмма изображена штриховой линией) ди,?грамма направленности также становится несимметричной, причем максимум излучения г;еремещается в направлении открытого конца антенны, а лепестки излучения, находяш.иеся в направлении конца антенны, с которого производится возбуждение антенны, ослабляются, Подобная деформация диаграммы направ-1енностн возникает во всех антеннах с несимметричным питанием. Следовательно, антенна в виде длинного провода дает основное излучение а направлении открытого конца. Дальнейшая деформация диаграммы направленности происходит Б случае, когда антенна либо наклонена по отношению к земле, либо расположена над наклонным участком. Ecjih открытый конец антенны
наклонен или же антенна подвешена над наклонной поверхностью (рис. 2-4), то в направлении, указанном на рисунке стрелкой, в любительских коротковолновых диапазонах могут быть установлены дальние связи.
при установлении связей на больших расстояниях особое значение имеет направление основного лепестка диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости. Как уже упоминалось, для дальних связей особенно благоприятным является «плоское>) излучение, т. е. небольшие вертикальные углы излучения. В частности, для каждого из любительских диапазонов наиболее благоприятные средние углы вертика.1ьного излучения составляют: диапазон 80 м - 60 40 м - 30°; 20 м - 15°; !5м- !2 и 10 м - 9". Антенны в виде длинного провода имеют пологие углы вертикального излучения в случае большой высоты подвеса провода. Например, при высоте подвеса 2Я вертикальный угол излучения составляет 10°, у при высоте 0,5? - около 35°. При меньших высотах подвеса антенны уменьшение вертикального угла излучения и, следовательно, увеличение возможности дальних связей может быть достигнуто (как уже отмечалось выше) за счет наклона вибратора.
Использование антенны в виде длинного провода в качестве многодиапазонной антенны. Самая простая из антенн коротковолнового диапазона - L-сбразная антенна. По своему внешнему виду она мало чем отличается от радиовещательных антенн средневолнового диапазона (рис. 2-5). Ее общая лтина / (до антенного зажима подсоединяемого устройства) должна составлять по меньшей меое Я/2. Эту антенну можно использовать как многодиапазонкую если она рассчитана как полуволновая антенна для диапазона 80 ы. В этом случае антенна представляет собой для диапазона 40 м 1>. антенну, для 20 м - 21. антенну, для 15 м - ЗА. антенну и д,тя диапазона 10 м - 4А. антенну,
2717
- 180
-Симметричное питание
-----Несимметричное питание
Рис. 2-3. Горизонтальная диаграмма направленности антенны в виде прямого проводника длиной 2Х при симметричном и несимметричном питании.
К сожалению, сказанное выше не совсем верно. Когда по формуле , 150 (fi-0,05)
определяется длина полуволновой антенны для / = 3500 кГц, то имеем:
150 - 0,95
= 40,71 м.
Однако полуволновая антенна для частоты 7 МГц по той же формуле должна иметь длину
150- 1,95
= 41,78 м.
Таким образом, полуволновая антенна короче требуемого значения более чем на 1 м.
Рис, 2-4. Вибратор, расположенный наклонно, и вибратор в виде ДЛИННОГО провода, расположенный над наклонной поверхностью Земли.
Из проводимого ниже сравнения (табл. 2-1) видно, что полуволновая антенна, рассчитанная для 3500 кГц, в случае использования ее на высших гармониках расчетной частоты, соответствующих любительским диапазонам в каждом случае короче необходимого значения (табл. 2-1).
Таким образом, когда L-образная антенна используется в качестве многодиапазонной следует учитывать что она может быть точно рас-
считана только для одного дизназона, а в осталытых диапазонах полное согласование полу:ено быть не может.
Таблица 2-1
Резонансная частота. кГц | Длинз алтершы, м |
3 500 (0,5>.) | 40.71 |
7 000 (],0Х) | 41,78 |
14 000 (2,0Я) | 4- >,32 |
21 ООО (3,0Я) | 42,50 |
28 000 (4,0Я) | 42,60 |
На практике длина антенны 42,2 м является достаточно хорошим компромиссным решением, так как в этом случае резонансная частота антенны расположена в пределах диапазонов 10, 15 н 20 м If соответственно равна 14 040 кГц, 21 140 кГц, 28 230 кГц), а для диапазонов
Рис. 2-5. L-образная антенна.
Небольшая емкость с большим пробивным напряжением
Рис. 2-6. Непосредственная связь L-образной антенны с контуром оконечного каскада передатчика.
40 и 80 м такая антенна имеет д.1йну, большую необходимой. Применение рассмогренной антенны в качестве вседиапазонной, конечно, следует понимать как вспомсгательное решение. Это связано с тем что в густонаселенных районах вследствие того, что L-образная антенна излучает ПС всей своей д..1ине, включая подводящий фидер. могут возникнуть сильные помехи радиовещательным приемникам. Часто предлагаемый
способ связи антенны с колебательным контуром оконечного каскада череч Еысоковольтный конденсатор (рис. 2-6) может в лучшем случае уменьшить излучение высших гармоник только у станций небольшой мощности.
В этом смысле целесообразно использовать связь L-образной антенны с колебательным контуром оконечного каскада передатчика
- +
Рис. 2-7. Связь L-образной антенны с контуром оконечного каскада передатчика через П-образный фильтр.
через П-контур. С использованием П-контура мож:но добиться точного резонанса во всех диапазонах, а также подавить паразитные высшие гармоники (рис. 2-7). Такая L-образная антенна с П-образным контуром очень распространена и дает хорошие результаты при уаювии, что 80% ее общей длины подвешены как можно выше и дальше от окружающих предметов.
2-2. Антенна с промежуточным контуром
На рис. 2-8 рассматривается антенна, работающая с промежуточным контуром, который должен иметь большое отношение L/C (большая индуктивность, небольшая емкость). Связь промежуточного контура
Рис. 2-8. Антенна с промежуточным конт\"ром.
с колебательным контуром оконечной ступени индуктивная и осуществляется со стороны конца А колебательного контура оконечной ступени. 1ак как в промежуточном контуре даже при небольшой мощности пере-дагчика возникают значительные токи, то катушка должна изготовляться из толстого провода или трубки. Параметры промежуючного контура в зависимости от рабочего диапазона следующие: 80 - Си =
= 200 пФ, Lz 15 мкГ (20 гштков); 40 м - Сз = 100 пФ, U = 10 мкГ (16 витков); 20 м - С, 50 пФ, Ц = 3,5 мкГ (9 пнтков); 15 м - С« = = 50 иФ, Ц = 1,5 мкГ (6 витков); 10 м - Сг 50 пФ, Z-a = 1,0 мкГ (5 витков). Диаметр катушки для диапазона 80 м - 50 мм, для остальных - 50 мм.
Обычно в качестве измерительного прибора используется амперметр теплового типа или же в случае отсутствия амперметра, пригодного для измерения высокочастотных токов, в качестве индикатора тока можно использовать обыкновенную лампочку накаливания.
Резонансная частота промежуточного контура соответствует рабочей частоте, МГц, а дпина антенны, м, вычисляется по формуле
150 (« - 0,05)
Антенна может возбуждаться на высших гармониках и использоваться как многоднапэзонная. В этом случае промежуточный контур должен перестраиваться на каждую из рабочих частот.
Когда применяется L-образная антенна, всегда следует отдавать предпочтение устройству связи, использующему П-контур. Этот П-кон-тур в отличие от промежуточного контура имеет меньшие потери и, кроме того, действует как фильтр нижних частот, подавляя излучение паразитных высших гармоник. Кроме того, П-контур дает возможность точно согласовать полное сопротивление излучения с полным сопротивлением колебательного контура оконечного каскада н настроить антенну, имеющую размеры, отличающиеся от требуемых.
При питании антенны непосредственно от передатчика в излучении принимает участие и подводящий фндер. При этом появляются дополнительные потери высокочастотной энергии в результате поглощения ее окружающими предметами (зданиями, деревьями, высоковольтными и телефонными линиями и т. д.). Кроме того, ч:бродячие» высокочастотные токи вызывают сильные помехи в находящихся поблизости радиоприемниках.
Поэтому для питания антенн слгц,ус1 применять линии передачи, не имеющие антенного эффекта, т. е. не пзлучающие энергию и служащие только для передачи энергии от выхода передатчика в антенну. Мы уже упоминали о настроенных и ненастроенных (согласованных) линиях передачи. Настроенные линии передачи в основном применяются в коротковолновом диапазоне, а согласованные линнн питания - в Диапазоне УКВ.
Большинство рассматриваемых ниже антенн отличается друг от друга только методом питання или расположением точек подключения линии передачи.
2-3. Антенна «виндом»
простейшая антенна (рис. 2-9) известна под названием «виндом». Резонансная длина этого полуволнового вибратора /, А., м, определяется по формуле
, 142 500 5400
где f - частота, кГц.
Характерным для рассматриваемой антенны является то, что питание происходит по однопроводной шнии любой длины,
Волновое сопротивление этой линии в первую очередь зависит от диаметра провода, а также в некоторой степени определяется окружающей обстановкой (дома, деревья и т. Д.).
При использовании провода диаметром около 1,5-2 мм волновое сопротивление линии равно приблизительно 500 Ом. Необходимо подключить линию передачи к вибратору таким образом, чтобы она оказалась сспасованной с входным сопротивлением антенны. Точка подключения линии передачи, где входное сопротивление антенны приблизительно 500 Ом, находится на расстоянии klQ-л/7 от конца провода и уточняется экспериментально. Простейший способ определения точки подключения линии передачи к антенне заключается в том, что линия передачи делается длиннее, чем это необходимо, по крайней мере на л/4, и этот отрезок линии располагается таким образом, чтобы вдоль него удобно было производить измерение протекающего по нему высокочастотного тока. Перемещая соответственным образом
Рис. 2-9. Антенна «виндом».
точку подключений, добиваются того, чтобы высокочастотный ток имел одно и то же значение во всех точках измерения. После этого убрать >./4 отрезок и считать согласование однопроводной линии законченным. Сама величина тока не имеет значения, и поэтому не следует стремиться получить максималыюе значение тока.
Так как проводить измерение тока в нескольких точках не совсем удобно (это требует разрыва линии передачи), то можно измерять высокочастотное напряжение вдоль линии передачи с помощью высокочастотной головки лампового вольтметра; при этом не следует добиваться равенства напряжения во всех точках.
Антенна «виндом» может быть связана с колебательным контуром оконечной ступени передатчика через емко:ть, подсоединенную к отводу от катушки индуктивности, но при таком виде связи происходит существенное излучение высших гармоник. Поэтсму рекомендуется применять Д.1Я связи антенны с контуро.м оконечной ступени или промежуточный контур (рис, 2-10, табл. 2-2), или П-контур (см. рис. 2-12). Как в случае емкостной связи, так и в случае подключения линии питания к промежуточному контуру следует выбирать точку подключения таким образом, чтобы обеспечивалось согласование волнового сопротивления линии питания, равного 500 Ом с сопротивлением контура. Поэтому в нерву К очередь путем перемещения точки подключения к контуру или же настройкой П-контура добиваются отсутствия
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