Запорожец  Издания 

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


0,1Q 0,15 0,10 0,Z5 0,S0 Расстояние до директора, К

МГц 151

МГЦ 143

мги,

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 Расстояние дареф лектора, Л

Рис. 4-4. Длина вибратора трехэлементной антенны «волновой канал» Б зависимости от расстояния от вибратова до директора и от вибратора до рефлектора.

Рис. 4-5. Длина рефлектора в зависимости от расстояния .чежду рефлектором и вибратором.

<3 1с

МГц 158

•\ 1

\ i

МГЦ 136

МГц !34

МГц 132

Рефлектор или диигктор

SuSpamoD Х/2


Расстояние до диое-.тооа, Л

Рнс. 4-6. Длина директора з зависимости от расстояния ме».д\ д.1рек-тором и вибратором.

Рис. 4-7, ДЕу.хэлементиая направленная антенна.

нией питат1йя. .А.нтенная система с относите.тыю большими расстояниями между вибратором и пассивными элементами песко.тько менее критична к настройке и имеет относительно широкую полосу пропускания.

4-1, Двухэлементная вертикальная антенна

Иногда имеется возможность необходи.мо.У1 расстоянии от вибратора рг:С[10Л0жить рефлектор или директор, используя д.7я этой цели ыа-ход;-:ш,ееся поблизости от антенны дерево (рис. 4-7).

Такой пассивный элемент может быть использован и как рефлектор и как директор. Для директора длина в диапазоне Юм - 4,91 м, а подключая к нему отрезок д.тиной 50 см, падучаем пассивный элемент, который действует как рефлектор с длиной 5,41 м. Таким образом, направление основного излучателя может изменяться в зависимости от длины пассивного элемента на 180.

4-2. Двухэлементная вращающаяся направленная антенна

Констру ктивЕЮе оформление вра1цага;цен.;я направ,тепной антенны, показанной на рис. 4-8, а, непрактично, так как уже в диапазоне 10 м линейные размеры элементов антенны составляют приблизительно 5 м

Ре/рлвктор

hi 4

Рефлектор или директор

Вибратор


У~ образная

схема согласода-ния..

Механически нестабильная конструкция

Вибратор

\Коаксиальный \\ каоель

-77777777777777.

Рис, 4-8. Конструкция вертикальной направленной двухэлементной антенны

и кситируютСа ц опорных изоляторах, изготовленных из высококачественного диэлект}1н:;й (максимум напряжения). Такая конструкция антенны может разрушиться при первом же сильном порыве ветра. Как с механичсС1С0Й. так и с электрической точки зрения целесообразно укрег!лять элементы а]1тс:1ны посередине, как показано на рис. 4-8, й,



Согласование aHieiiiibi с линией передачи осуществляется здесь с помощью 7-образной схемы согласования. Элементы антенны в этом случае могут крепиться к несущей конструкции без изоляторов. Все без исключения размеры как элементов антенны, так и согласующего устройства будут приведены в последующем описании горизонтальных вращающихся антенн.

4-3. Направленная антенна с переключением основного направления излучения

Предлагаемая конструкция антенной системы представляет собой дальнейшее развитие двухэлементной вертикальной антенны; она состоит из полуволнового вертикального вибратора и четырех пассивных алементов, расположенных на расстоянии 0,15Л от вибратора. Электрические длины этих элементов изменяются таким образом, чтобы они яогли действовать в качестве директоров или рефлекторов. Таким обра-

0,15 X

Вибратор




Гетинак-соВая основа


Рис. 4-9. Диаграмма направленности антенны с переключением осшв ного направления излучения (вид сверху).

Рис. 4-10. Антенна с переключением основного направления излучения.

а ~ вид сбоку: 6 - эскиз пассивного элемента антенны.

зом, такая антенная систе.ма при соответствующих переключениях ее пассивных злементов дает возможность перекрытия основным лепестком диаграммы направленности всех стран света. Хотя сооружение такой антенной системы довольно сложно, усиление антенны при ее использу-вании достигает 10 дБ.

На рис. 4-9 показана описываемая антенная система и приведены диаграммы направленности в горизонтальной плоскости при различныл переключениях пассивных элементов Основной лепесток диаграммы направленности может быть переключен по желанию на 8 направлений, углы между которыми равняются соответственно 45". Если пассивные элементы все используются в качестве директоров, то з горизонтальной плоскости диагра.мма направленностп имеет почти круювон характер.

Вид сбоку описываемой антенны дан на рис. 4-Ю, а; несущая конструкция не показана, чтобы не усложнять чертеж.

"Вибратор антенны может быть изготовлен как в виде прямого, так и в виде шлейфоБого вибратора (несколько большая полоса пропускания). При этом используются следующие способы согласования антенны с "инией передачи; 1) шлейфовый вибратор - четвертьволновый трансформатор (см. рис. i-41) - для трансформации входного сопротивления антенны (около 40 Ом) к волновому сопротивлению применяемой линии передачи; 2) прямой вибратор - Т-образная схема согласования (см. рис. 1-35) - для согласования любой симметричной линии передачи; 3) 7-образная схема согласования (см, рис. 1-38) для согласования любого несимметричного коаксиального кабеля.

Все четыре вторичных элемента посередине разрываются и в месте разрыва подключается устройство, изображенное на рис. 4-10, б. При замкнутом ключе пассивный элемент работает как директор, а при разомкнутом - как рефлектор. При этом следует особенно обращать внимание на то, чтобы реле, осуществляющие переключение, имели как можно меньшую емкость. Размеры описанной антенион системы для отдельных радиолюбительских диапазонов указаны в табл. 4-1.

Таблица 4-1

Размеры антенны с переключаемой диаграммой направленности (рис. 4-10)

Расстояние между

Размеры

Диапазон, м

Длина вибратора, см

вибратором и рефлектором или директором, см

20 15 10

1027 686 512

253 170 124

460 307 230

40 27 20

90 60 45

Для настройки на максимальное подавление обратного излучения размер D выбирается несколько больше приведенного в табл. 4-1 и замыкающая перемычка делается подвижной. Следует учитывать, что настройка в этом случае довольно критична. .Методика настройки такая же, как уже было описано выше, и основана на использовании измерителя напряженности поля.

Глава пятая

ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ НАПРАВЛЕННЫЕ АНТЕННЫ

Когда говорят, что антенны «волновой канал» являются наиболее эффективными и экономичными антенными системами, то это звучит несколько парадоксально, так как сама по себе конструкция антенны «волновой канал» требует значите.1ьных расходов .материалов ка несущую мачту, поворотный механизм и па изготовление самих элементин



аит-енпы. Трехэлементная антенна «волновой канал» в направлении основного излучения ."цтет коэффициент усиления от 7 до 8,5 дБ, что соответствует приблизительно 6-кратноыу усилению по мощности. Таким образом, передатчик мощностью 20 Вт с трехэлементной антенной «волновой канал» в точке приема, расположенной в направлении основного излучения, создает т\ же напряженность поля, что и передатчик мощностью 120 Вт, подключенный к полуволновому вибратору.

Увеличение мощности передатчика в Ь раз привело бы к усложнению его конструкции, и создание источника высокого напряжения и roдyлятopa для такого передатчика имело бы приблизительно такую же стоимость, как и стоимость вращающегося направленного излучателя. Кроме того, при увеличении мощности всегда увеличиваются помехи радиовещанию и телевидению, особенно в том случае, когда гере-


Рис. 5-1. Диаграммы направленности в вертикальной плоскости горизонтального полуволнового вибратора и горизонтально распололенной антенны «волновой канал».

датчик подключен к простейшей антенне и излучение происходит практически во все стороны. Увеличение потребления мощности и массы аппаратуры, а также значительное повышение анодного напряжения являются дополнительными факторами, определяющими неэкономичность увеличения мощности передатчика. Kpoe того, передатчик Мощностью 120 Вт, подключенный к полуволновому вибратору, все равно не даст такого же количества дальних связей, как передатчик мощностью 20 Вт с трехэлементной антенной «волновой канал», что можно понять, сравнивая диаграмму направленности в вертикальной плоскости полуволнового вибратора (рис. 5-1, а) и трехэлементной антенны «волновой канал» (рис 5-1, б). Полуволновый вибратор излучает большую часть энергии под большими углами, в то время как трехэлементная антенна «волновой канал» имеет небольшой вертикальный угол излучения, что и объясняет лучшие результаты, получаемьге при установлении дальних связей с ее помощью.

Обе антенны подвешены ка высоте 1,25/. от поверхности Земли. Углы возвышения над поверхностью и число лепестков диагра.мм в обоих случаях одинаковы, однако наибольшая часть излучения у трехэле-.ментиой артенны «волновой канал» сосредоточена в лепестках, имеюш;их малый угол наклона к земной поверхности,

Диаграм4!а направленности трехэлементной антенны в горизонтальной Плоскости приведена на рис. 5-2.

В направлении основного излучения антенна «волновой капал» имеет ярко выраженный лепесток, ширина которого приблизительно 50". Кроме основного лепестка, имеется лепесток диаграм.мы направленности в обратном направлении и обратное ослабление при этом составляет приблизитслыю 20-25 дБ. На рис. 5-2 для сравнения приведена хорошо известная «восьчерочная» диаграмма направленности полуволнового вибратора (штриховая диаграмма направленности).

Если антенна «волновой канал» применяется и в качестве приемной антенны, что обычно и бывает, то преимущества описанной антенны становятся еще более очевидными. Сигналы дальних q станций, находящихся в направлении основного лепестка, будут значительно мощнее сигналов европейских станций. Этот эффект становится ясным при рассмотрении диаграмм направленности в вертикальной плоскости: вертикальный угол падения Электромагнитных волн, излучаемых близлежащими станциями, относительно велик, в то вре.мя как вертикальные углы прихода сигналов от станций, находящихся на значительном удалении от точки приема, имеют небольшую величину. Из рис. 5-1,0 видно, что трехэлементная антенна значительно усиливает сигналы, приходящие под небольшими углами, и подавляет сигналы, попадающие в место приема под большими вертикальными углами. Характер диаграммы направленности в горизонтальной плоскости приводит к тому, что с хорошей слышимостью принимаются практически сигналы, приходящие только с направлением основного лепестка диаграммы направленности (рис. 5-2).

Направленность рассматриваемой антенны дает возможность выделить слабые сигналы на фоне помех, что особенно ва.жно при загруженности радиолюбите.тьских диапазонов в настоящее время. Старая истина радиолюбительства «можно передавать только на таксе расстояние, на которое можно принимать» остается справедливой и Б настоящее время. Действительно, какая польза в том, если на передающей стороне излучается мощный сигнал, а ответ корреспондента не может быть принят из-за помех? В таких случаях часто отказываются от сверхчувствительных и сверхизбирательных приемников в пользу приемника средней чувствительности в комбинации с антенной «волновой канал», который в этом случае дает лучшее качество приема. Обратное ослабление при использовании трехэлементной антенны в качестве приемной от 20 до 25 дБ при сооптошении излучений в прямом направлении и в сторону порядка 30 дБ.


Рис, 5-2, Диаграм.ма направленности в горизонтальной плоскости трехэле-.ментной антенны «волновой канал».



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