Однодіапазонна антена швидкого розгортання. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Антени КВ

 Коментарі до статті

Літня пора - час радіоаматорських зльотів та заходів. Перед виїздом на природу потрібна відповідна підготовка апаратури та антен. Найчастіше на лісових галявинах помітні варіації на тему "інвертед V". Але наскільки ефективна така антена? Найважливіша її частина - та, де є пучності напруги - це кінці полотна антени, а вони якраз перебувають у невигідному становищі - біля землі. Та й сам злам на верхівці перевернутої V зовсім не покращує випромінюючі властивості – електромагнітні поля обох половин антени через це частково взаємознищуються. Інший варіант - розрізний диполь з двома точками підвісу, наприклад, між деревами, також має свої недоліки: важко добре натягнути антену. Під вагою кабелю живлення її центр провисає і губиться висота підвісу.

Питання узгодження опорів антени з кабелем також зазвичай далеке від ідеалу. Антена фіксованої довжини, якось налаштована в резонанс, зовсім не повинна потрапити в резонанс при перенесенні її на інше місце. В результаті, через розбіжність імпедансу антени в точці запитки з хвильовим опором кабелю збільшується КСВ. Правда, якщо використовується трансівер з антеним тюнером, і антена має узгоджену з довгою хвилі лінію живлення, кратну напівхвилі, то можна не звертати особливої ​​уваги на розбіжність опорів. Місце підключення антени переноситься безпосередньо до трансиверу. Але така ситуація не завжди.

Є інший спосіб "наблизити" точку запиту антени і одночасно спростити її підвіску. Це використання напівхвильового нерозрізного вібратора з його живленням з кінця в пучності напруги за допомогою узгоджувального пристрою у вигляді чвертьхвильового короткозамкнутого коаксіального трансформатора. Кабельний шлейф додатково виконує ще роль фідера. Така конструкція дозволяє розташувати випромінюючу та живильно-узгоджувальну частину антени на одній прямій і підвішувати її, витягаючи за протилежний кінець за допомогою попередньо перекинутого через блок капронового шнура.

Трансивер може підключатися безпосередньо до узгоджувального пристрою антени в точку, на деякій відстані від короткозамкнутого кінця шлейфу. При цьому немає необхідності ретельно підбирати місце приєднання, антенний тьюнер виконає завдання оптимального узгодження. Якщо є необхідність підключення коаксіальної лінії, то й у цьому випадку запропонована антена дозволить полегшити процес узгодження. Тут також допоможе та обставина, що місце стику з кабелем живлення розташоване на деякій відстані від випромінюючої частини антени, перебуваючи "в руках" у радіоаматора, що дозволяє більш ретельно підібрати опір у точці живлення, що відповідає хвильовому опору фідера, що використовується.

У міських умовах іноді вдається займатися узгодженням такої антени, не виходячи із квартири в абсолютно комфортній домашній обстановці. Налаштування антеної системи полягає у підборі довжини узгоджувального шлейфу та визначенні місця розрізу для підключення живлення. Значно полегшує цю роботу застосування коаксіального кабелю з фторопластової ізоляцією. Його можна легко надставляти, пропаюючи місце з'єднання поверх екранної обплетення, не боячись замикання з центральною жилою. Бажано використовувати кабель із хвильовим опором 50 Ом, оскільки необхідні при налаштуванні прилади в основному розраховані на таке навантаження.

Схема антени показано на рис. 1. Довжина випромінюючої частини дорівнює половині довжини хвилі на середині обраного діапазону з урахуванням коефіцієнта укорочення, що дорівнює приблизно 0,95. Ця довжина не змінюється в процесі антени. Розрахункова довжина узгоджувального шлейфу дорівнює чверті довжини хвилі, помноженої на коефіцієнт укорочення кабелю, який для багатьох марок дорівнює, приблизно, 0,66. Точне підганяння довжини шлейфу виробляють за допомогою ВЧ генератора, до виходу якого приєднують короткозамкнутий на протилежному кінці відрізок кабелю. Потроху скорочуючи його, досягають максимуму напруги на виході генератора на робочій частоті.

Рис.1 Однодіапазонна антена з узгоджуючим шлейфом

Вимірювання напруги бажано проводити при мінімально можливому зв'язку вимірювальної головки вольтметра з місцем вимірювання. Для цього використовується розділовий конденсатор місткістю не більше 1 пф. Вимірювання бажано проводити за допомогою вольтметра із цифровою шкалою. Після уточнення довжини узгоджувального трансформатора виконують монтаж місця стику кабелю з антеною. Кінець кабелю звільняють від верхньої ізоляції та обплетення на відстані близько 5 см, міцно стягують капроновою ліскою з ізолятором з оргскла. Потім до центральної жили кабелю припаюється провід антени, який стягується з ізолятором ліскою. Місце стику гідроіеолюється ізолентою з просоченням клеєм БФ. Для зняття механічного навантаження з кабелю розтяжку антени у напрямку джерела роблять за допомогою синтетичного шнура, прикріпленого одним кінцем до отвору в ізоляторі, а іншим, наприклад, кілочка в землі. Такий напівфабрикат антени вивішується у просторі на максимальному віддаленні від струмопровідних предметів, але так, щоб узгоджувальний шлейф був доступний для подальших маніпуляцій з ним.

Кабель необхідно розрізати в пропорціях, вказаних на малюнку, обробити отримані частини, скласти їх разом і знову з'єднати легкою пайкою. У місце стику через вимірювач КСВ треба подати сигнал невеликої потужності від трансівера, попередньо налаштувавши П-контур або антенний тюонер на 50-омний еквівалент. Змінюючи в деяких межах співвідношення довжин обох шматків кабелю, треба досягти мінімальної потужності зворотної хвилі.

У налаштуванні цієї антени чудово зарекомендував себе КСВ-метр фірми "DIAMOND ANTENNA" SX-100, люб'язно наданий авторському колективу збірки "Радіо-Дизайн" магазином "БЕРМОС".

Зрештою в процесі проведеної настройки перевіряють відповідність вхідного опору антени хвильовому опору 50-омного коаксіального кабелю. Слід підключити до налаштованого шлейфу бухту кабелю довільної довжини і при цьому значення КСВ не повинно змінюватися і залишається близьким до 1. Після закінчення налаштування слід перевірити надійність всіх пайок і герметизувати їх.

Робоча смуга частот такої антеної системи на десятиметровому діапазоні становила близько 500 кГц, але в сорока метрах - 120 кГц при значеннях КСВ не гірше 1,2. Антена за рахунок своїх виборчих властивостей виявилася значно кращою захищеною від потужних позасмугових наведень, а наявність короткозамкнутого шлейфу робить її не схильною до накопичення атмосферної статичної електрики.

Подовження полотна антени пропорційно кратному числу напівхвиль покращує ефективність антени і майже змінює розміри узгоджувального шлейфу. Хороші результати може бути отримані і за такому погодженні з коллинеарными антенами, про які йдеться у статтях Г.І. Осипова (RV3AK) у "Р-Д" №1, 2 за 1997 р.

Калькулятор для розрахунку орієнтовної довжини елементів антени: