Диапазонные вибраторы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны КВ

 Комментарии к статье

Антенна, конструкция которой ясна из рисунка, вполне удовлетворительно работает на всех 12-ти телевизионных каналах. Ее можно изготовить как из медной проволоки диаметром 5 мм, так и из медных трубок диаметром от 10 до 20 мм. Она не требует согласующих и симметрирующих устройств.

От редакции. Мы попросили хорошо известного нашим читателям специалиста по антеннам, кандидата технических наук К.П. Харченко высказать свое мнение об антенне т. Гаспаряна. В публикуемой ниже статье К.П. Харченко описывает различные типы антенн, работающих в широком диапазоне волн. В частности, он указывает, что антенна, предложенная т. Гаспаряном, представляет собой разновидность неоднородного симметричного вибратора плоскостного типа, и приводит правильную конструкцию ее (в своей заметке т. Гаспарян допустил неточности, говоря о размерах антенны, диапазоне со рабочих воли, и ошибочно указал, что она не требует симметрирования и согласования).

Проблема создания диапазонной антенны сравнительно простой конструкции возникла давно. Частично свое практическое разрешение она получила уже в 1937 году, благодаря усилиям С. И. Надененко. Предложенная им конструкция симметричного диапазонного вибратора, схематично показанная на рис. 1, выдержала испытание временем и широко применяется до сих пор.

Рис.1

При изучении характеристик направленности симметричного вибратора было установлено, что при длинах плеч вибратора, лежащих в пределах от нуля до 0,65 l, (где l - длина волны), направление главного излучения перпендикулярно оси вибратора.

Следовательно, требование о неизменности направления главного излучения, предъявляемое к диапазонным антеннам, выполняется для симметричного вибратора в очень широком диапазоне волн. Входное сопротивление симметричного вибратора зависит от отношения L/l и от величины волнового сопротивления вибратора Zв. Последняя зависимость отдельно для активной (Rвх) и реактивной (Хвх) составляющих показана на рис. 2,а и 2,б. Из них видно, что при уменьшении Zв колебания Rвх и Хвх становятся меньше. Уменьшения волнового сопротивления добиваются увеличением диаметра D вибратора.

Рис.2

Для снижения ветровых нагрузок и веса вибратора его плечи выполняют из отдельных проводов, располагаемых по образующим цилиндра. При шести-восьми проводах волновое сопротивление такого вибратора приближается к волновому сопротивлению вибратора, плечи которого выполнены из цилиндра со сплошной поверхностью.

Для лучшего согласования в диапазоне волн входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением фидера последнее должно быть правильно выбрано. Режим работы фидера целиком определяется величиной коэффициента бегущей волны К, который зависит от соотношения между Zв и Zф, где Zф, - волновое сопротивление фидера. На рис.3 приведены кривые, показывающие, как будет меняться К в зависимости от различных L/l, Zв и Zф. Если при Zв=300 ом и Zф=200 ом (кривая 1) во всем диапазоне волн режим фидера можно считать удовлетворительным, то при Zв=1000 ом и Zф=600 ом (кривая 3) фидер будет работать с весьма низким к.п.д. Таким образом, для нормальной работы фидера необходимо, чтобы и в начале диапазона, когда Rвх невелики (см. рис.2), и в середине его, когда Rвх максимальны, значение Zф ненамного отличалось как в большую, так и в меньшую стороны от значения Rвх.

Рис.3

При расчете симметричных диапазонных вибраторов для работы на коротких волнах выбирают пределы и значения параметров вибратора и фидера по следующим формулам:

4L>l>1,56p;

D=0,03lмакс;

Zф=200 ом.

На волнах длиннее 4L нарушается условие согласования антенны с фидером, а на волнах короче 1,56L - раздваивается диаграмма излучения в главном направлении.

В качестве диапазонных антенн используют и так называемые шунтовые вибраторы, разработанные Г. 3. Айзенбергом.

Схематично шунтовой вибратор показан на рис. 4. Активная составляющая входного сопротивления такого вибратора с размерами, приведенными на рис. 4, изменяется

Рис.4

в рабочем диапазоне частот от 90 до 340 ом. Если заменить шунтовой вибратор эквивалентной двухпроводной линией, то она будет иметь схему, показанную на рис. 5. Как видно из него, в эквивалентную схему входит разомкнутая на конце линия 1-5- 2-6, состоящая из двух частей 1-3 - 2-4 и 3-5-4-6 с неодинаковыми волновыми сопротивлениями, и шунт 3- 7-4. Между шунтом и участком линии 1-3-2-4 имеется значительная распределенная электромагнитная связь, не отраженная на эквивалентной схеме.

Рис.5

Наличие в вибраторе двух ветвей (разомкнутой и замкнутой) создает благоприятные условия для того, чтобы входное сопротивление менялось возможно меньше. Это позволяет, подбирая размеры вибратора, достигнуть хорошего согласования его входного сопротивления и волнового сопротивления фидера в широком диапазоне частот. Наличие шунта приводит к трансформации входного сопротивления в сторону его повышения. Это обстоятельство можно считать преимуществом, когда есть необходимость набирать синфазные решетки из шунтовых вибраторов и использовать высокоомные симметричные фидеры. При питании антенны коаксиальным фидером со сравнительно более низким волновым сопротивлением, наоборот, оно является недостатком.

На основании исследования свойств неоднородной длинной линии с потерями автор этих строк показал возможность построения диапазонного вибратора с относительно меньшими, чем у описанных ранее, парусностью и весом. Общий вид такого вибратора дан на рис. 6, а его эквивалентная схема, выполненная в виде неоднородной двухпроводной линии,- на рис. 7. Здесь участок неоднородной линии с Z"b можно рассматривать как своеобразный трансформатор с потерями (это полезные Потери, обусловленные излучением энергии), преобразующий Rвх и Xвх в сторону улучшения согласования с низкоомными фидерами.

Рис.6

Рис.7

Сказанное иллюстрирует рис.8, на кривой 1 которого показана зависимость Rвх от L/l для однородного вибратора (диаметр плеча одинаковый на всей его длине), а на кривой 2 - неоднородного вибратора (диаметр плеча по его длине неодинаков). При этом значения параметров (см. рис.1 и рис.6) и L для обоих вибраторов были взяты одинаковыми, а для неоднородного вибратора, кроме того, l/L=0,47; D/d=9.

Рис.8

Кривые рис. 8 показывают, что эквивалентное волновое сопротивление неоднородной антенны меньше по сравнению с однородной в 1,3-1,4 раза (для приведенных соотношений). Одновременно при изготовлении неоднородной антенны сокращаются примерно вдвое ее вес и парусность по сравнению с описанными выше вибраторами как объемного, так и плоскостного типов ввиду существенного уменьшения поперечных размеров их конечных участков.

Несколько видоизмененный вариант неоднородного симметричного вибратора плоскостного типа, предложенный радиолюбителем из г. Батуми А Гаспаряном, показан на рис. 9.

Рис.9

Вибратор состоит из двух трубок 1 длиной L=0,22-0,24lмако где lмакс - максимальная длина волны рабочего диапазона. Диаметр трубок выбирают таким, чтобы вибратор был механически прочен. На них монтируют проволочную или трубчатую структуру 2, которая должна иметь между своими элементами и трубками 1 гальванический контакт. Эта структура выполняет роль согласующего трансформатора. Для прокладки фидера и механического закрепления вибратора на мачте используется шунт 3 (выполненный из таких же трубок), который в точках в, г тоже имеет с трубками 1 гальванический контакт. Кабель (фидер) может быть проложен либо по трубкам шунта сверху (подвязан к ним), либо внутри них, как показано на рис. 9 пунктиром В точке б к трубке 1 припаивают оплетку кабеля, а в точке а - его центральный проводник. Для установки вибратора может быть применена мачта из любого материала.

Литература

1. Радио, № 10 1970 г., c.30-32

Автор: Канд. техн. наук К. Харченко; 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:

Рыжий ген и ускоренная эволюция 30.04.2026

Вопрос о том, как и насколько быстро меняется человеческий вид, давно занимает биологов и генетиков. Долгое время считалось, что эволюционные процессы происходят крайне медленно, однако новые данные заставляют пересматривать эти представления. Особенно интересные результаты связаны с изменением частоты редких генетических признаков, включая рыжий цвет волос. Рыжеволосость сегодня остается редкой чертой: ее носители составляют менее 2 процентов мирового населения. Однако анализ древней и современной ДНК показывает, что ген, связанный с этим признаком, за последние примерно 10 тысяч лет стал заметно более распространенным, особенно среди популяций Европы. Более того, вместе с ним исследователи фиксируют и другие изменения в генетическом профиле человека, затрагивающие внешность и физиологические особенности. Среди сопутствующих тенденций, выявленных в генетических данных, отмечается увеличение частоты светлой кожи, снижение вероятности мужского облысения, а также некоторые физиолог ...>>

Нейтринный лазер 30.04.2026

Нейтринный лазер - это гипотетическое устройство, способное управлять потоками одних из самых трудноуловимых частиц во Вселенной. Такая разработка открывает новые горизонты в изучении фундаментальных законов природы и может изменить представления о космосе. Идею нового типа излучателя представили физики из Massachusetts Institute of Technology, предложив лазер, который вместо света генерирует поток нейтрино. Эти частицы, почти не взаимодействующие с материей, настолько слабо проявляют себя, что их часто называют "частицами-призраками". Тем не менее они пронизывают все вокруг: по оценкам, триллионы нейтрино ежесекундно проходят через человеческое тело, не оставляя следа. Несмотря на их колоссальную распространенность во Вселенной, нейтрино остаются одними из наименее изученных частиц. Их крайне сложно регистрировать, а еще сложнее контролировать, поэтому традиционно их получают в крупных установках вроде ядерных реакторов или ускорителей частиц. Такие комплексы требуют огромных за ...>>

Мороженое не такое вредное, как принято считать 29.04.2026

В питании часто встречаются продукты, которые одновременно вызывают удовольствие и сомнения с точки зрения здоровья. К таким относится и мороженое: оно воспринимается как типичный десерт с высоким содержанием сахара и жиров, однако современные научные данные постепенно усложняют это привычное представление. Долгое время считалось, что мороженое не может быть частью рационального питания, однако исследования последних лет показывают более неоднозначную картину. Ученые подчеркивают, что влияние этого продукта на организм зависит не только от его сладости или калорийности, но и от состава, качества ингредиентов и общего образа жизни человека. Одни из наиболее масштабных данных были получены в рамках долгосрочных наблюдений в США, включавших проекты Nurses Health Study, Nurses Health Study II и Health Professionals Follow-Up Study. В этих исследованиях на протяжении 20-40 лет наблюдали примерно 190 тысяч взрослых участников, регулярно собирая данные об их питании, физической активнос ...>>

Случайная новость из Архива Планшет Asus Transformer Pad Infinity с экраном 2560x1600 и процессором Nvidia Tegra 4 12.06.2013 Компания Asus официально представила новую версию планшетного компьютера Transformer Pad Infinity. Изделие получило новый дисплей и иную платформу, а его появление в продаже ожидается осенью текущего года. Если в основе аппаратной платформы прежней версии флагманского планшета Asus под управлением ОС Android лежала однокристальная платформа Nvidia Tegra 3, то в модели новой используется SoC Nvidia Tegra 4, CPU которой работает на частоте 1,9 ГГц. Объем оперативной памяти увеличился до 2 ГБ, а разрешение дисплея при прежней диагонали 10,1 дюйма увеличилось до 2560 х 1600 точек (плотность пикселей - 299 на дюйм). Как и прежде, экран выполнен на панели типа IPS. В конфигурацию планшета вошли также две камеры разрешением 5 и 1,2 Мп, двухрежимный адаптер беспроводной связи Wi-Fi 802.11a/b/g/n с поддержкой технологии Miracast и модуль Bluetooth 3.0+EDR, 32 ГБ памяти eMMC, слот для карт памяти microSD видеовыход micro-HDMI. За счет последнего обеспечивает вывод на внешний экран видеоизображения разрешением Ultra HD. По традиции, Transformer Pad Infinity будет доступен в двух вариантах: как самостоятельное устройство или как комплект планшет + клавиатура. Последняя содержит в себе порт USB 3.0, слот для карточек памяти SD и литиево-полимерную аккумуляторную батарею емкостью 16 Вт·ч. В то же время емкость аккумулятора, установленного в самом планшете, равняется 31 Вт·ч. Габаритные размеры и масса мобильного устройства - 263 х 180,8 х 8,9 мм и 600 граммов соответственно, габариты и масса стыковочной станции - 263 х 180,8 х 7 мм и 450 граммов соответственно. Примерная стоимость самого Transformer Pad Infinity в США - $400. За наличие клавиатуры в комплекте придется доплатить еще $100.

Другие интересные новости:

▪ Автоматическая расшифровка видеоконференций

▪ Ночной сторож - профессия для Интернета

▪ Экстремальная закалка

▪ Сауна для сердца

▪ Напиши письмо на коленке

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители низкой частоты. Подборка статей

▪ статья Ума палата. Крылатое выражение

▪ статья Как мы запоминаем? Подробный ответ

▪ статья Работа на прессах для обжимки корешков книжных блоков. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Автомобильный блок питания ноутбука на таймере КР1006ВИ1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Отгадывание возраста. Секрет фокуса

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

www.diagram.com.ua
2000-2026