Диапазонная коротковолновая антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны КВ

 Комментарии к статье

В предлагаемой читателям статье приводится описание и расчет частотнонезависимой антенны. До сих пор этот класс антенн почти не находил применения в любительской практике. В то же время использование таких антенн весьма заманчиво, поскольку позволяет обойтись одной антенной системой при работе на нескольких диапазонах (например, 14; 21 и 28 МГц на KB или 144 и 430 МГц на УКВ).

По сравнению с распространенной антенной "волновой канал" описываемая система имеет меньшие размеры в горизонтальной плоскости. Пожалуй, единственным ее недостатком является необходимость выполнения элементов в виде рамок со стороной 0,5l, что для диапазона 14 Mгц представляет собой сооружение внушительных размеров. Но такова уж антенная техника. Вечная дилемма - либо большие размеры, либо малая эффективность. Этот вопрос каждый любитель решает, исходя из своих конкретных условий. Что же касается эффективности, то частотно независимая антенна, по-видимому, имеет преимущество как перед "волновым каналом", так и перед различными "квадратами".

Описываемая антенна разработана по инициативе коротковолновика, который хорошо известен у нас в стране и за рубежом, беззаветного энтузиаста радиоспорта, бывшего члена президиума ФРС СССР Игоря Николаевича Жученко (UA1CC).

Публикуемую ниже статью авторы и редакция посвящают памяти И. Н. Жученко.

Как правило, антенны, которые используют коротковолновики, узкополосны и имеют сравнительно низкий коэффициент усиления. Поэтому перекрытие любительских диапазонов 14; 21 и 28 МГц обычно достигается изготовлением трех антенн, а обеспечение дальней связи - увеличением мощности передатчика или усложнением антенных систем. В то же время задачу обеспечения дальней связи можно успешно решить, не умощняя передатчик, если использовать остронаправленную частотнонезависимую антенну с высоким коэффициентом усиления.

Различными авторами предложен ряд конструктивных решений по созданию частотнонезависимых (логопериодических) антенн, которые имеют коэффициент усиления 9-12 по сравнению с изотропным излучателем. Ниже приводится описание широкополосной логопериодической антенны, увеличение эффективности излучения которой достигнуто благодаря применению резонансных элементов, выполненных в виде двухконтурных рамок.

Антенна, общий вид которой приведен на рис. 1, состоит из жестко выполненной двухпроводной линии питания и расположенных вдоль нее параллельно друг другу излучающих элементов. Размеры излучающих элементов и расстояние между ними изменяется по геометрической прогрессии с коэффициентом пропорциональности t. Элементы возбуждаются таким образом, что излученная элементами активной области энергия синфазно складывается в дальней зоне (под активной областью следует понимать группу вибраторов, геометрические размеры которых близки к длине резонансного элемента 0,25l).

Рис.1

Излучающий элемент имеет форму квадрата, сторона которого равна 0,5l, (рис. 2). Четвертьволновые перемычки образуют два симметричных контура, питаемых двухпроводной линией в точках а - а'. Направления основных токов, формирующих диаграмму направленности, обозначены сплошными стрелками. Электромагнитные поля, образованные токами, указанными пунктирными стрелками, взаимно компенсируются. Таким образом резонансный элемент представляет собой трехэлементную синфазную решетку.

Рис.2

На рис. 3 показан чертеж антенны в горизонтальной плоскости. Из него следует, что расчет антенны сводится к решению прямоугольного треугольника. Попутно заметим, что принцип работы антенны не нарушается при условии разумного уменьшения ее продольного размера, что оказывает решающее значение при построении антенн коротковолнового диапазона.

Рис.3

Размеры укороченной антенны определяются частотным диапазоном. Так, для перекрытия диапазона частот 14; 21 и 28 МГц необходимым и достаточным условием является присутствие резонансных элементов, соответствующих граничным частотам. Однако в этом случае направленные свойства антенны на частоте 28 МГц будут несколько ниже, чем на частоте 14 МГц, так как активная область на верхней частоте ограничится одним элементом. Поэтому укорочение антенны желательно производить так, чтобы на верхней частоте работали хотя бы два резонансных элемента.

Расчет антенны

Исходя из условий обеспечения падежной связи с корреспондентами, рассчитываем (либо задаем) необходимое усиление антенны G:

где: Е - напряженность поля (порог чувствительности приемника), мв/м;

P - мощность передатчика, вт; r - расстояние, км.

Рис.4

Из графика рис. 4 определяем угловой размер a.

Из графика рис. 5 находим продольный размер L (Lo, L1 или L1 - в зависимости от выбранной степени укорочения, где:

Lo - полная длина антенны, L1 - минимально возможная

Рис.5

длина укороченной антенны, L2 - длина укороченной антенны с учетом увеличения активной зоны на верхних частотах).

Из графика рис. 6 определяем значение коэффициента пропорциональности т. Здесь Gопт соответствует оптимальному усилению, а Gопт-D и Gопт-2D-уменьшению усиления на 1 и 2 единицы.

Рис.6

Из графика рис. 7 определяем количество излучающих элементов n.

Рис.7

Рассчитываем резонансную длину излучающих элементов:

l₁=0,25lмакс

l₂=tl₁

. . . . .

ln=tl_n-1

Определяем место расположения (расстояние до первого элемента) излучающих элементов R вдоль двухпроводной линии:

R1=L

R2=tR1

. . . . .

R2=tR_n-1

При изготовлении питающей двухпроводной линии расчетный размер L следует увеличить на величину 0,13lмакс для получения хорошего согласования и устранения обратного излучения: 0,03lмакс - перед резонансным элементом, соответствующим верхней частоте среза, и 0,1lмакс - после резонансного элемента, соответствующего нижней частоте среза.

Для руководства при выборе антенны в диапазоне частот 14-28 МГц в таблице приведена сравнительная оценка ее геометрических и электрических параметров.

Таблица 1

Размеры, соответствующие G=9,5, приведены на рис. 3. В качестве L принят размер L2. Диаграммы направленности антенны показаны на рис. 8.

Рис.8

Конструкция антенны

Антенна и двухпроводная линия питания могут быть выполнены из стальных или дюралюминиевых труб. Постоянство волнового сопротивления двухпроводной линии обеспечивается при помощи изоляторов, изготовленных из высокочастотных диэлектрических материалов или сухого, хорошо пропитанного олифой дерева. Волновое сопротивление линии (с учетом примененного изолятора) должно составлять примерно 100 ом.

Возбуждение двухпроводной линии может осуществляться как симметричным, так и несимметричным фидерами. В том случае, когда передатчик имеет несимметричный выход,

возбуждение рационально производить коаксиальным кабелем, проложенным внутри одной из труб линии. При этом начальный участок трубы играет роль симметрирующего (согласующего) трансформатора. Экранирующая оплетка кабеля гальванически соединяется с концом одной трубы линии, а внутренняя жила припаивается ко второй трубе.

Авторы: Е. Барановский, Э. Тумаркин; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Антенны КВ.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Зеркальные спутники и их угрозы для астрономии и экологии 09.11.2025

Калифорнийский космический стартап Reflect Orbital, который планирует к 2030 году вывести на орбиту 4 000 зеркальных спутников, отражающих солнечный свет на Землю даже ночью. Главная цель - увеличить эффективность солнечных электростанций, обеспечивая непрерывное освещение в ночное время. Первый демонстрационный аппарат EARENDIL-1 с зеркалом площадью 334 м2 предполагается запустить в апреле 2026 года, а соответствующая заявка уже подана в Федеральную комиссию связи США (FCC). Проект получил 1,25 млн долларов поддержки от ВВС США в рамках программы для малого бизнеса. Идея заключается в том, чтобы спутники создавали дополнительное освещение для энергетических систем, однако многие ученые выражают сомнения как в технической реализуемости, так и в потенциальном вреде для окружающей среды. Астрономы, включая Майкла Брауна и Мэтью Кенворти, подсчитали, что отраженный свет будет примерно в 15 000 раз слабее дневного солнца, хотя и ярче полной Луны. Для того чтобы создать хотя бы 20% дн ...>>

Портативный твердотельный накопитель Lexar Air 09.11.2025

Компания Lexar представила портативный твердотельный накопитель Air (pSSD), сочетающий компактность, высокую скорость и надежность. Вес устройства составляет всего 19 граммов, а толщина в тончайшей части достигает всего 6 мм, что делает его одним из самых легких и тонких SSD на рынке. Накопитель выпускается в двух вариантах емкости: 512 ГБ и 1 ТБ. Версия на 1 ТБ оценивается примерно в 459 юаней (около $64), а старт продаж модели на 512 ГБ пока не объявлен. Lexar Air оснащен интерфейсом USB 3.2 Gen 1 (5 Гбит/с) и разъемом USB-C, при этом в комплект входит переходник с USB-C на USB-A для универсальной совместимости. Производитель заявляет скорость последовательного чтения до 390 МБ/с и записи до 400 МБ/с, что позволяет быстро передавать большие файлы, включая видео высокой четкости. Корпус накопителя выполнен в компактном форм-факторе, который удобно держать на ладони, а максимальная толщина не превышает 9,3 мм. Конструкция выдерживает падения с высоты до 2 метров, а для удобног ...>>

Горькие продукты улучшают работу мозга 08.11.2025

Как выяснили японские ученые, горький вкус флаванолов играет важную роль в стимуляции центральной нервной системы. Даже при минимальном усвоении этих веществ организм получает сигнал к повышению активности нейромедиаторов и улучшению когнитивных функций, что делает натуральные продукты с горьким вкусом потенциально полезными для мозга и общей физиологии. В поисках способов улучшить работу мозга ученые все чаще обращаются к натуральным соединениям, содержащимся в привычных продуктах питания. Одним из таких веществ являются флаванолы, присутствующие в какао, красном вине и ягодах. Исследователи из Технологического института Сибаура в Японии выяснили, что горький и вяжущий вкус этих соединений способен активировать мозг через вкусовые рецепторы, способствуя улучшению памяти, внимания и способности к обучению. Ранее было известно, что флаванолы защищают нейроны и поддерживают когнитивные функции, однако их биодоступность - доля вещества, поступающая в кровь - крайне низка. Это вызвал ...>>

Случайная новость из Архива Мойщик окон Ozmo 24.08.2023 Инновационный стартап Skyline Robotics призван изменить ландшафт моющих работ в небоскребах Нью-Йорка с помощью своего последнего творения - робота с именем Ozmo. Ozmo активно осуществляет мойку окон на высотных зданиях. Этот уникальный робот, стоящий впереди технического прогресса, с легкостью выполняет задачи мойки окон на небоскребах Манхэттена. В его арсенале - инновационная структура, схожая с роботизированной рукой, оснащенной моющей щеткой. Но настоящей звездой функциональности является камера LiDAR, которая позволяет мониторить окна и точно определять их местоположение на здании. Президент и главный операционный директор Skyline Robotics, Росс Блюм, поясняет, что LiDAR создает трехмерную карту здания и обеспечивает оптимальное позиционирование робота для максимально эффективной мойки окон. Движения робота контролируются оператором на крыше, но также предусмотрено дистанционное управление. Команда Skyline Robotics подчеркивает, что главная цель Ozmo - не вытеснение человеческого фактора из мойщих работ, а внедрение новых технологий и переориентация профессионалов на использование современных инструментов. Тем не менее, в связи с особенностями рабочего процесса, Ozmo способен снизить необходимость в большом количестве работников, требующихся для обслуживания оконных фасадов.

Другие интересные новости:

▪ Шаг к настольному ускорителю

▪ Ремонт хрящей с помощью принтера

▪ Собаки как и люди могут испытывать беспокойство

▪ Подводные тайфуны

▪ Компьютерная авторучка

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки. Подборка статей

▪ статья Запретный плод сладок. Крылатое выражение

▪ статья Какое влияние на организм женщины оказывает оральный секс во время беременности? Подробный ответ

▪ статья Исполнительный директор предприятия. Должностная инструкция

▪ статья SE усилитель на лампе Г-807 от Манакова А.И.. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Радиоприемник с питанием от свободной энергии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025