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

2-й - 3-й - 560; 3-й - 4-й - SI3; расстояния между всеми остальными директорами 813 мм. Диаметр проводов всех пассивных элементов не больше 3 мм. Несушая траверса антенны: металлическая трубка диаметром 38-40 мм, длиной 9,75 м. Точное согласов.дние может быть достигнуто за счет перемещения первых директоров относительно вибратора.

Двадцатичетырехэлементная антенна «волновой канал» подвесной конструкции DJ40B. Конструкция такой антенны, имеющей длину 16 м и коэффищтент усиления более 17 дБ, была предложена радиолюбителем DJ40B. Элементы антенны крепятся, как показано на рис. 10-39, на двух перлоновых канатиках диаметром 1,5 мм, имеющих длину 16 м


Рефлектор Л лА 5 Д7

As Д11 Ai3 Ai5 Ai7 Ai3 8 Am Ai2 An Ais Ai8 Дгз Дгг

Вибратор Деревянная РгрлоноВьй планка илнур

240 Ом

:скиз шлеи

вибратора

Рис, 10-39. Двадцатичетырехэлементная антенна «волновой канал* с увеличенной длиной несущей конструкции (DJ40B).

каждый и расположенных на расстоянии 400 мм друг от друга. Перло-новые канатики крепятся к деревянным планкам, которые подвешиваются на несущих мачтах.

Все директоры и рефлектор антенны изготовляют из легких металлических трубок или прутков диаметром 3 мм и крепят к канатикам с помощью коротких отрезков провода или перлоновыми нитками. Можно также просверлить в трубках отверстия диаметром 1,8 мм в соответствующих местах и продеть через них перлоновые канатики.

Излучатель представ.тяет собой шлейфовый вибратор с толстым непрерывным проводником диаметром 8 и длиной 998 мм (медная или алюминиевая трубка). На расстоянии 60 мм от него располагается нижний тонкий, разорванный посередине элемент шлейфового вибратора, изготовленный из проводника диаметром 2 мм. Сопротивление такого шлейфового диполя в 6,3 раза больше, чем входное сопротивление полуволнового вибратора (см. рис. 1 15). и равно 240 Ом. Следовательно, в случае использования полуволнового вибратора входное сопротивле-кке антенны будет 38 Ом,

Все прочие размеры конструкции антснпы могут быть определены из рис. 10-39. Антенна крепится между двумя мачтами, причем мачта, расположенная в направлении основного излучения, должна быть изготовлена из дерева. Если местные условия не позволяют укрепить такую антенну, то можно удалить несколько директоров, незначительно уменьшая тем самым коэффициент усиления антенны. При этом входное сопротивление антенны обычно увеличивается также незначительно и требуется только небольшое изменение расстояния между директорами.

Такая антенна с увеличенной длиной антенного полотна в основном применима в качестве антенны с большим коэффициентом усиления для проведения связей в диапазоне 2 м только в одном направлении. Она обладает очень узкой полосой пропускания и острой диаграммой направленности.

Различные расстояния между элементами антенны были определены радиолюбителем DJ40B в ходе длительного эксперимента, целью которого было получение максимального излучения в основном направлении. При конструировании антенны следует несколько изменять расстояния между элементами, одновременно осуществляя контроль но индикатору напряженности поля.

10-9. Антенна «волновой канал» большой длины для диапазона 70 см

В диапазоне 70 см антенны «волновой канал» с большой длиной несущей траверсы применяются довольно успешно, но уже в дециметровом диапазоне диаметр элементов этих антенн становится недопустимо малым, что приводит к значительному увеличению потерь за счет поверхностного эффекта. Ниже пригедены размеры тринадцатиэлементной антенны «волновой ка!1алв с большой Длиной несущей траверсы, имеющей резонансную частоту 435 МГц.

Тринадцатиэлементная антенна «волновой канал» для частоты 435 МГц. Антенна имеет длину 3,5 Л и коэффициент усиления 15 дБ. Длина элементов антенны: рефлектора 340 мм, длина всех директоров 305 мм; вибратора (шлейфовый диполь) 325 мм. Конструкция вибратора: Элемент вибратора с диаметром 3,25 мм; нижний тонкий элемент имеет диаметр 0,8 мм; расстояние между элементами 10 мм; диаметры всех пассивных элементов 2 мм. Несущая траверса антенны, металлическая труба Диаметром 13 мм и длиной 2,45 м.

Расстояния между элементами, мм:

вибратор - рефлектор - 160; вибратор - Гй директор - 60; 1-й директор - 2-й директор - 63; 2-й - 3-й - 64; 3-й - 4-й - 136; 4-й- 5-й - 272; между всеми другими директорами - 272 мм.

Расстояние между вибратором и первым директоро.м является наиболее критическим размером у всех антенн «волновой канал». Этот размер определяет в основном эффективность работы антенны. Все прочие пассивные элементы антенны могут быть расположены на расстояниях, указанных выше. Первый же директор всегда следует монтировать таким образом, чтобы имелась возможность небольшого изменения расстояния между ним и вибратором. В простейшем случае настройку производят на максимум обратного ослабления при помощи измерителя напряженности поля.

Антенна DLOSZ для частоты 435 МГц. Интересная конструкция антенны «волновой канал» была р,15работана радиолюбителем DLOSZ



(рис. iO-40). Эта антенна в основном отличается от обычных конструкций антенн «волновой канал» способом согласования кабеля питания с входным сопротивлением антенны. В данном случае используется несколько измененная у-образная схема согласования (см. рис. 5-4). Вибратор представляет собой медную трубку длиной 325 и диаметром 6 мм. Из этого же материала изготовляется рефлектор длиной 340 мм. Все директоры имеют одинаковую д.1ину (300 мм) и изготовляются из дюралевых прутков диаметром 4 мм. Несущая металлическая траверса длиной почти 3 м изготовляется из дюралевой или стальной трубы, имеющей диаметр 10 мм, в которой просверливаются отверстия для крепления элементов антенны. Все прочие конструктивные размеры могут быть определены из рис. 10-40.

В Дт Аг Аз As As Ai

Аз Aid An Aiz An

Рвфмектор /всрщая


Хомутик из медной пластины толциноа 1мм

Рис. 10-40. Антенна «волновой канал» с увеличенной длиной несущей конструкции д1я диапазона 435 А-Гц.

По отнощению к частоте 435 МГц антенна имеет длину 4,35Я и коэффициент усиления 15,2 дБ. Хотя первоначальная конструкция антенны предназначалась для кабеля питания, имеющего волновое сопротивление 52 Ом, она без дополнительных изменений может быть согласована с коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 60 Ом, так как в у-образной схеме согласования имеется подстроечный конденсатор, емкость которого изменяется от 1 до 8 пФ и тем самым осуществляется точное Согласование антенны с кабелем питания Внешняя защитная оболочка коаксиального кабеля на длине 15 мм от его конца удаляется, и оплетка кабеля обматывается несколькими витками посеребренного Медного провода диаметром 1 мм, который затем припаивается к несущей трубте антенны. Внутренняя жила кабеля подсоединяется к под-строечному конденсатору. Все соединения должны быть хорошо пропаяны и надежно защищены от воздействия влаги.

Таблица 10-2

Сравнивание параметров антенны «волновой канал» и многовибраторной антенны (поляризация горизонтальная)

Параметры

ДсБятиэлементная антенна «волновой канал» Усиление 10,1 дБ

Полоса Пропускания при КСВ = 1 :1,5

Шири[!а диаграммы нап[?авле)1 ности в горизонтальной плоскости по половитшой мощности

Вертикальный угол излучения

Фокусировка излучения в вертикальной плоскости

Вибраторы

Общая длина элементов

Обща я дл и к а несу -щих конструкций

Полотно антенны в горизонтальной плоскости

ПсТлотно антенны в вертикальной плоскости

Ветровое сопротивление

Конструктивное выполнение

3 МГц

> 10™

Излучение равномерно распределено в широком вертикальном секторе

Излучение под небольшими углами возвышения выражено слабо

- 8,50 м

1 мачта длиной около 2,10 м

2,50 M--

Небольшое

Простое и экономичное

Двенадиатнлементная MHOI овибраторная антенна. Усиление 10,3 дБ

> 15 МГц

Резко выраженная фокусировка излучения под низкими углами возвышения

- 12,00 м плюс 6,00 м линии связи По меньшей мере 8,00 м несущих конструкций

0,60 м2

4.00 м2

Очень большое

Сложное и требующее большого расхода конструктршных материалов

10-10. сравнение антенны «волновой канал» и многовибраторных антенн

В табл 10-2 сравниваются свойства типичной антенны «волновой канал» и многовибраторной антенны Для сравнения выбрана девятиэлементная антенна «волновой канал» для диапазона 2 м, имеющая коэффициент усиления 10,3 дБ. и М1,оговибраторная антенна с 12 элементами, расположенными в три этажа (имеющая такой же коэффициент усиления)

Проводимое сравнение совершен 1Ю однозначно показывает, что с точки зрения электрических параметров многовибраторная антенна значительно превосходит антенну «волновой канал». Большая полоса пропускания многовйбраторной антенны означает, что геометрические размеры ее элементов не очень критичны, ширина основного лепестка в горизонтальной плоскости, равная 60", обеспечивает возможность вести работу в широком секторе направлений, не поворачивая антенну. Кроме того, слабые станции при использовании такой антенны легче принимать, так как меньше вероятность, что их можно не заметить, как это часто бывает при использовании антенны «волновой канал», которая



имеет чрезвычайно острую диаграмму направленности. Однако основным преимуществом мпоговибраторной антенны является значительная концентрация электромагнитного излучения в вертикальной плоскости при небольшом угле возвышения основного лепестка диаграммы направленности, что является безусловным преимуществом многовибраторной антенны при связях на большие расстояния. Таким образом, многовибраторная антенР1а в диапазоне УКВ дает значительно лучшие результаты, чем антенна «волновой канал», имеющая равное с ней усиление.

В отношении же простоты конструкции и звиимаемои площади антенна «ЕолиоЕой канал» безусловно имеет преимущество перед много-Бибраторной антенной, что и рбъясн?!ет такое широкое использование антенн «волновой канал» в диапазоне УКВ.

А\ожно использовать несколько антенн «волновой канал», расположенных друг над другом. При таком «многоэтажном» расположении отдельных антенн получается антенная система, которая сочетает преимущества многовибраторных а!1тенн (большую концентрацию излучения в вертикальной плоскости при небольших вертикальных углах возвышения) с простотой конструкции антенн «волновой канал». Конструкция такой антенны полностью металлическая, и для крепления антенн необходимо иметь только одну несущую мачту в отличие от многовибраторных антенн.

10-11. Многоэтажные антенны «волновой канал»

Конструкций многоэтажных антенн «волновой канал» можно предложить множество с различным числом элементов в каждом кэтаже», различным числом самих этажей, отдельных антенн «волновой канал» или с разными расстояниями между этажами.

Расстояние между этажами обычно равно, так же как и у многовибраторных антенн, приблизительно 0,5 X. А-аксимальное же усиление достигается при расстояниях между этажзмн (0,6-0,7) X. Замечания, сделанные по поводу способов питания горизонтально расгюложенных друг над другом прямолинейных полуволновых вибраторов, в полной мере относятся н к питанию многоэтажных антенн «волновой канал». Отличие заключается в том, что в случае многоэтажной антенны «волновой канал» входное сопротивление каждого этажа ниже, чем в случае простых полуволновых вибраторов, что следует учитывать при согласовании. В каждой плоскости излучатель выполняется или в виде прямого вибратора с Т-образной схелюй согласования, или в виде шлейфового вибратора, что позволяет в полной мере использовать преимущества металлической конструкции антенны.

Обе конструкции вибратора имеют достоинства и недостатки. Например, Т-образная схема имеет то достоинство, что позволяет достигать точного согласования с кабелем питания путем изменения положения зажимов, но в то же время имеет недостаток, заключающийся в тон, что в этом случае вибратор нагружается инд\ктивной составляющей полного сопротивления Т-образной схемы Этот недостаток может быть частично устранен включением в схему конденсатора, но в диапазоне УКВ из-за конструктивных трудностей такой способ обычно непри.ме-ним, С другой стороны, шлейфовый вибратор, обладающий лучшими электрическими характеристиками, не позволяет проводить дополнительную регулнррвку входного сопротивления. Этот недостаток вполне устраним тем, что вся антенная система может быть согласована с ли-

ниен питания с помощью соотпетстБуюи1ей согласующем или трансформирующей схемы.

Так как создание собственной к01;струкции мног(1этаж1гой антенны «волновой канал» требует много времени и не всегда приводит к желаемым результатам, то при конструировании таких антенн рекомендуется следовать уже проверенным н отработанным конструкциям, описанным ниже.


Рис, 10-41. Эскиз двухэтажной антенны «волновой канал» «4 элемента над 4 элементами» (все пассивные элементы имеют диаметр от 15 до 25 мм, резонансная частота 145 AlFn).

Двухэтажная восьмиэлементная антенна «волновой канал»

DL3FM. Эта конструкция антенны была предложена радиолюбителем DL3FM (рис. 10-41). При расстоянии между элементами каждой отдельной антенны «волновой канал» 0,25 X входное сопротивление каждой антенны составляет приблизительно 10-15 Ом. При использовании шлейфового вибратора с проводниками разного диаметра (см. рис. 10-41) входное сопротивление каждого этажа увеличивается в 9 раз и вкодное сопротивление оказывается равным ПО Ом. Обе антенны «волновой канал» соединяются между собой линией связи, .электрическая длина которой равна Х2 и которая, как уже упоминалось выше, может рассматриваться как параллельное соединение двух четвертьволновых



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