Способы симметрирования антенн. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны. Измерения, настройка и согласование

 Комментарии к статье

Многие KB и УКВ антенны, в частности телевизионные, относятся к классу симметричных антенн. При питании таких антенн через коаксиальный фидер их работа во многом зависит от выполнения переходных симметрирующих устройств. Однако нередко радиолюбители, изготовляя антенну, вообще не делают таких устройств или конструируют их неправильно, исходя из ошибочных рекомендаций, которые встречаются в некоторых популярных книгах по антенным устройствам.

В настоящей статье описаны способы симметрирования антенн и свойства некоторых симметрирующих устройств, а также даны рекомендации по их выполнению.

Непосредственное присоединение коаксиального фидера к симметричной антенне (например, к диполю) нарушает симметрию токов в ней и приводит к появлению тока на наружной поверхности экрана фидера, то есть вызывает появление антенно-фидерного эффекта. На рис. 1,a показано такое соединение диполя с фидером. При этом выходное напряжение фидера приложено не только к входным зажимам 1-2 симметричного вибратора, но также и к одному зажиму 2 и экранирующей оболочке 3 фидера.

Рис.1

Напряжение между зажимами вибратора вызывает в нем симметричные токи, замыкающиеся с одной половины вибратора на другую, как показано на рис. 1,а сплошными стрелками. Напряжение между правой половиной вибратора и оболочкой кабеля вызывает дополнительный ток, показанный пунктирными стрелками. Появление этого тока приводит к излучению (приему) фидером электромагнитной энергии, что нарушает симметрию токов в антенне и в итоге искажает диаграммы направленности.

На рис. 1,б приведена эквивалентная схема симметричной антенны с непосредственно подключенным коаксиальным фидером, где антенна изображена в виде сопротивления Rн нагрузки выходных зажимов генератора или потребителя (передатчика или приемника). Как видно из схемы, один из этих зажимов будет соединен не только с сопротивлением нагрузки Rн, но и с землей через конденсатор С, обкладками которого являются вибратор антенны и экранирующая оболочка фидера. Таким образом, симметрия антенны нарушится. Поэтому для соединения коаксиального фидера с симметричной антенной используют специальные переходные устройства, называемые также симметрирующими, благодаря которым достигается электрическая симметрия каждой половины антенны относительно экранирующей оболочки фидера.

Переходное устройство типа "запирающий стакан" показано на рис. 2,а.

Рис.2

В этом устройстве входные зажимы 1-2 вибратора антенны непосредственно подключаются к внутреннему и внешнему проводникам коаксиального кабеля, который размещен внутри металлического стакана В по его оси так, что стенки стакана и экранирующая оболочка Б кабеля образуют коаксиальную линию с волновым сопротивлением r (формулы для расчета волновых сопротивлений коаксиальных и двухпроводных линий приведены в журнале "Радио" N 11 за 1962 г.). Входное сопротивление этой линии между точками 2 и 3 равно:

При l=l/4 величина Z2,3 велика, ток от точки 2 к точке 3 не потечет, и токи на обеих сторонах антенны будут равны. Если же длина l стакана В будет отлична от l/4, то Z2,3 не будет велико и, как это видно из эквивалентной схемы рис. 2,б, симметрия нарушится: в точке 2 часть тока будет ответвляться на землю и напряжения между землей и точками 1-2 уже не будут равны и противофазны. Поэтому рабочая полоса частот такого симметрирующего устройства невелика. Обычно она не превышает 10% от значения основной частоты, на которую спроектировано устройство.

Рис.3

Полоса частот симметрирующего устройства со стаканом может быть увеличена путем введения второго отрезка коаксиальной линии с таким же волновым сопротивлением, что и стакан (рис. 3,а). При этом, как видно из эквивалентной схемы (рис. 3,б), сопротивления точек 1 и 2 относительно земли будут равны, независимо от их величины, то есть Z1,2=Z2,3. Благодаря этому питание антенны будет симметрично в широкой полосе частот. Различие между устройствами, приведенными на рис.3 и рис.4, заключается в том, что в последнем два элемента (Б и Б') помещены рядом, образуя замкнутую на конце двухпроводную линию.

Входное сопротивление этого симметрирующего устройства равно

где r'- волновое сопротивление двухпроводной линии.

Симметрирующее устройство рис.4 просто по конструкции, работает в широкой полосе частот и в любительской практике употребляется наиболее часто. Одним из проводников этого симметрирующего устройства является экранирующая оболочка коаксиального фидера (элемент Б), в качестве второго (элемент Б') могут быть взяты либо отрезок кабеля, из которого выполнен фидер, либо трубка равного ему диаметра. Основное преимущество этого устройства перед предыдущим (рис.3) - вдвое меньшая длина.

Рис.4На рис.2,3 и 4: А - внутренняя жила коаксиального кабеля,
Б и Б'-наружная оплетка кабеля, B и B'- металлические стаканы.

Схема симметрирующего устройства типа "U-колено" показана на рис.5,а. Здесь центральный провод основного коаксиального фидера присоединяется к зажиму 1 левой половины вибратора. От этой же точки напряжение к зажиму 2 правой половины вибратора подается через отрезок кабеля длиной l/2, где l - длина волны в кабеле (с учетом укорочения). Фаза напряжения при прохождении участка кабеля длиной l/2 сдвигается на 180°, поэтому к зажимам вибратора подводится требуемое противофазное напряжение. Экранирующие оболочки кабелей соединены между собой.

Рис.5

Автор: Инж. К. Харченко; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Антенны. Измерения, настройка и согласование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Печать 3D-структур из стекла 23.04.2022 Химически и термически устойчивое стекло намного предпочтительнее в промышленности, медицине и науке, чем пластик. И если люди научились неплохо справляться с печатью пластиковых 3D-моделей, то 3D-печать из стекла могла бы помочь в развитии многих перспективных направлений. Теперь это возможно. Американские и немецкие ученые научились быстро печать стеклянные 3D-модели микронного масштаба. В основе предложенной технологии лежит придуманный учеными Фрайбургского университета материал Glassomer и изобретенный в Калифорнийском университете в Беркли метод 3D-печати под названием "компьютерная аксиальная литография (CAL). Метод CAL был представлен около четырех лет назад. Это фотополимерный метод печати, при котором в толщу жидкой полимерной смолы под разными углами проецируется 2D-модель. Там где сила света достигает порогового значения, происходит быстрое затвердевание смолы. Потом модель достаточно помыть в растворителе для удаления жидкого состава и модель готова, на что уходят считанные минуты. Предложенный немцами материал Glassomer представляет собой смесь прозрачного полимера с порошком из кварцевого стекла. В эту прозрачную смесь также можно проецировать модель, после чего происходит ее отвердевание. После этого модель помещается в печь, где пластик выжигается, а кварцевый порошок спекается в одно стеклянное изделие. Ученым впервые удалось напечатать стекло со структурами в диапазоне 50 микрометров всего за несколько минут, что примерно соответствует толщине человеческого волоса. Кроме того, поверхности компонентов получились более гладкими, чем при использовании обычных процессов 3D-печати. Возможное применение инновационного производственного процесса видится в создании микрооптических компонентов датчиков, при производстве гарнитур виртуальной реальности и современных микроскопов. "Возможность производить такие компоненты на высокой скорости и с большой геометрической свободой позволит в будущем создавать новые функции и более экономически эффективные продукты", - говорят авторы разработки. Особенно перспективным выглядит производство структур в виде микроканалов для приборов медицинской диагностики в системах на чипе, что откроет путь к новой медицине и лучшему контролю над заболеваниями.

Другие интересные новости:

▪ Каблуки и мышцы

▪ Обоняние заставляет толстеть

▪ Яркие цветные светодиоды от Cree

▪ Трехмерное УЗИ

▪ Электромагнитная катапульта для запуска самолетов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Синтезаторы частоты. Подборка статей

▪ статья Снимаем мультфильм. Искусство видео

▪ статья Как называется самая большая скала в мире? Подробный ответ

▪ статья Воздушное колесо. Детская научная лаборатория

▪ статья КР580ИК80А в любительском дисплее. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пропавшая карта. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026