Шестидиапазонная штыревая антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны КВ

 Комментарии к статье

Отличие этой антенны от аналогичных многодиапазонных GP, которые настраивают на рабочую частоту согласующим блоком, расположенным у основания вертикального излучателя, - отсутствие в этом блоке элементов коммутации или элементов с изменяемыми параметрами (конденсаторов, катушек индуктивности). Подобное решение снижает вероятность выхода из строя согласующего блока из-за воздействия неблагоприятных погодных условий, повышает надежность антенны в целом.

В данной статье рассматривается антенна, которую можно разместить на крыше шахты лифта многоэтажного дома. Она предназначена для использования на любительских радиостанциях, которые имеют отдельный или встроенный в трансивер согласующий блок, позволяющий работать без снижения мощности на нагрузку с КСВ не более 3. Эта антенна имеет неперестраиваемое согласующее устройство, обеспечивающее указанный уровень согласования в большей части шести любительских диапазонов (7-21 и 28 МГц). Согласующее устройство устанавливают у основания антенны.

Собственно антенна (рис. 1) представляет собой вертикальный излучатель - штырь высотой 6,25м. До 1/З его высоты он выполнен из стальной трубы с внешним диаметром 114 мм, а верхние 2/3 штыря с целью уменьшения его веса и парусности антенны сделаны из четырех параллельных стальных труб диаметром 40 мм (с эквивалентным радиусом таким же, как и у нижней трубы). Излучатель установлен на опорном изоляторе. В практической конструкции был использован стеатитовый изолятор модели СБ-007С.

Отличие этой антенны от аналогичных многодиапазонных GP, которые настраивают на рабочую частоту согласующим блоком, расположенным у основания вертикального излучателя, - отсутствие в этом блоке элементов коммутации или элементов с изменяемыми параметрами (конденсаторов, катушек индуктивности). Подобное решение снижает вероятность выхода из строя согласующего блока из-за воздействия неблагоприятных погодных условий, повышает надежность антенны в целом.

В данной статье рассматривается антенна, которую можно разместить на крыше шахты лифта многоэтажного дома. Она предназначена для использования на любительских радиостанциях, которые имеют отдельный или встроенный в трансивер согласующий блок, позволяющий работать без снижения мощности на нагрузку с КСВ не более 3. Эта антенна имеет неперестраиваемое согласующее устройство, обеспечивающее указанный уровень согласования в большей части шести любительских диапазонов (7-21 и 28 МГц). Согласующее устройство устанавливают у основания антенны.

Собственно антенна (рис. 1) представляет собой вертикальный излучатель - штырь высотой 6,25м. До 1/З его высоты он выполнен из стальной трубы с внешним диаметром 114 мм, а верхние 2/3 штыря с целью уменьшения его веса и парусности антенны сделаны из четырех параллельных стальных труб диаметром 40 мм (с эквивалентным радиусом таким же, как и у нижней трубы). Излучатель установлен на опорном изоляторе. В практической конструкции был использован стеатитовый изолятор модели СБ-007С.

Рис.1

Антенна имеет диэлектрические оттяжки, нижние концы которых закреплены на краях крыши шахты лифта, а верхние - у верхнего конца трубы (примерно на уровне 1/3 высоты антенны). Противовес выполнен из восьми стальных полос шириной 180 мм, вписанных в размер крыши шахты лифта 2,5x2,5 м (рис. 2).

 
Рис.2

Масса антенны - 58 кг. В табл. 1 приведены измеренные входные сопротивления и КСВ такого штыря на различных любительских диапазонах (для волнового сопротивления фидера 50 Ом).

На диапазонах 1,8 и 3,5 МГц антенна почти не излучает, а на большинстве остальных диапазонов собственный КСВ слишком высок для ее эффективной работы. Задачу согласования антенны с фидером решает неперестраиваемое согласующее устройство, схема КОТОРОГО приведена на рис. 3.

 
Рис.3

Расчетные величины элементов схемы приведены в табл. 2 (L - в мкГн, С - в пф).

В элементах схемы согласующего устройства развиваются значительные токи и напряжения, поэтому здесь желательно использовать керамические конденсаторы К15У-1 и однослойные цилиндрические катушки индуктивности из медной трубки или провода большого диаметра. В катушках должна быть предусмотрена возможность подстройки величины индуктивности в пределах ±20% (например, с помощью подвижного хомутика). Размеры и мощность элементов выбираются в зависимости от мощности передатчика, с которым будет работать антенна.

Узел согласования выполнен следующим образом. В каждой из шести цепочек осуществляется согласование входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением фидера на средней частоте соответствующего диапазона (первая цепочка - на частоте 7,05 МГц и т. д.). Согласование выполняется как бы Г-образным звеном (прямым или обратным - в зависимости от величины активной части входной проводимости антенны на данной частоте), содержащим индуктивность в последовательной ветви и емкость в параллельной. На самом деле указанные индуктивность и емкость получаются увеличением L1 п или L2n и C3п контуров L1nC1n, L2nC2n, L3nC3n, изначально настроенных в резонанс на средней частоте соответствующего диапазона (имеет значения от 1 до 6 в зависимости от диапазона) Назначение этих контуров - ослабить взаимное влияние цепочек друг на друга с тем, чтобы оказался возможным процесс поочередного согласования антенны на разных диапазонах.

Согласующее устройство работает так. Допустим, от передатчика поступает сигнал с частотой, равной средней частоте первого диапазона. Предположим сперва, что характеристические сопротивления цепочек 2-6 весьма велики (т. е. индуктивности в них велики, а емкости малы). В этом случае входные сопротивления цепочек 2-6 будут также весьма велики и существенного влияния на настройку первой цепочки не окажут. Активное сопротивление антенны в первом диапазоне меньше волнового сопротивления фидера (50 Ом), поэтому осуществить согласование антенны с фидером можно с помощью Г-образной цепочки, имеющей последовательную индуктивность со стороны антенны и параллельную емкость со стороны передатчика. Контур L21C21 настроен в резонанс, его сопротивление равно нулю, так что его как бы и нет. В первой цепочке величина индуктивности L11 больше величины индуктивности L21 на величину, необходимую для согласования входного сопротивления антенны с фидером В параллельной ветви величина емкости С21 также больше необходимой для настройки контура L31C31 в резонанс на величину, обеспечивающую согласование антенны с фидером. При незначительном отклонении частоты от резонансной сопротивление контура L21C21 будет невелико, а сопротивления контуров L11C11 и L31C31 станут лишь незначительно отличаться от значений, необходимых для согласования антенны на этой частоте.

На самом деле величина характеристического сопротивления контуров цепочек 2-6 не может быть сделана очень большой как по конструктивным соображениям, так и из-за необходимости обеспечения достаточных полос пропускания для 2-6 диапазонов. Поэтому цепочки 2-6 влияют на уровень согласования. Это влияние компенсируется соответствующим изменением величин L11 и С31.

Работа согласующего устройства на остальных диапазонах аналогична, за исключением тех из них, на которых активная часть входного сопротивления антенны больше волнового сопротивления фидера. На средней частоте соответствующего диапазона равно нулю сопротивление контура L1nC1n, а согласование осуществляется изменением величин L2n и C3n.

Настройка согласующего устройства производится так. Сначала выставляют величины элементов, близкие к расчетным, и настраивают контуры L1nC1n, L2nC2n, L3nC3n на средние частоты соответствующих диапазонов При этом добиваются минимального значения полного сопротивления контуров L1nC1n и L2nC2n и максимального - для L3nC3n. Изменением величин 1_1n или 1_2n и C3n осуществляют собственно настройку на средней частоте диапазона, причем рекомендуется начинать настройку с самого низкочастотного диапазона. Поскольку наличие контуров не устраняет полностью взаимного влияния настроек на разных диапазонах, процесс настройки приходится повторять.

Для расширения полосы настройки (снижения КСВ на краях какого-либо диапазона) следует увеличивать индуктивность L3n в соответствующей цепочке. Чтобы уменьшить взаимное влияние, наоборот, надо уменьшать индуктивность L3n, сохранив резонансные частоты соответствующих контуров. При малых значениях индуктивности катушки L3n ее выполняют в виде шлейфа. Желательно, чтобы физические размеры элементов были небольшими.

Настройку рекомендуется производить в месте установки антенны. Технически это не сложно, поскольку согласующий блок находится у основания антенны. После настройки положения регулировочных элементов фиксируют (например, пайкой) и в дальнейшем в процессе эксплуатации не изменяют. КСВ на "резонансной частоте" антенны для разных диапазонов лежит в пределах 1,2-1,7 и только на диапазоне 18 МГц он выше - 2,2.

Литература

1. Радио 11/2000, с.63-64

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:

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Клавиатура Gboard kurukuru version с вращающимися лентами 14.10.2026

Обычная клавиатура предполагает, что движется человек: пальцы перемещаются от одной неподвижной клавиши к другой, а расположение символов остается неизменным. Google Japan решила перевернуть этот привычный принцип и проверить, что произойдет, если заставить двигаться сам интерфейс. Так появился экспериментальный проект Gboard, в котором клавиши постоянно перемещаются и сами оказываются в зоне нажатия. Необычная конструкция получила название Gboard "Курукуру-версия" (Gboard kurukuru version). Проект стал очередным ежегодным экспериментом японского подразделения Google, посвященным альтернативным способам взаимодействия человека с текстом. На этот раз идея не ограничилась компьютерной концепцией: специалисты создали полноценный физический прототип, способный работать в реальных условиях, а материалы для его самостоятельного изготовления сделали доступными для всех желающих. Основу устройства образуют четыре замкнутые подвижные ленты, вращающиеся вокруг конструкции. На каждой из них ...>>

Легкий бег влияет на мозг и самоконтроль 13.10.2026

Физическая активность не обязательно должна быть интенсивной, чтобы на короткое время изменить состояние мозга. Новое исследование японских специалистов показывает, что даже непродолжительный бег с очень небольшой нагрузкой способен повлиять на настроение, внимание и способность контролировать собственные действия. Причем для этого, по данным эксперимента, может быть достаточно всего 10 минут. Работу провели исследователи из Университета Цукубы с участием 24 здоровых молодых людей. Добровольцы выполняли два разных условия: в одном случае они спокойно сидели в течение 10 минут, а в другом такое же время проводили на беговой дорожке. Скорость во время пробежки составляла приблизительно от 3 до 6 км/ч, поэтому нагрузка оставалась сравнительно небольшой. Средняя частота сердечных сокращений участников при этом находилась в пределах 104-107 ударов в минуту. После завершения физической активности добровольцы сообщали о большей бодрости и более приятном эмоциональном состоянии по сравне ...>>

Случайная новость из Архива Компактный вариант видеокарты GeForce GTX 970 24.10.2014 С ростом популярности компактных игровых систем с дискретной графикой спрос на небольшие, но мощные графические карты повышается. Производители корпусов предлагают множество моделей формата Micro ATX или даже Mini ITX, но если спроектировать корпус, даже малогабаритный, сравнительно просто, то создание компактной видеокарты - задача куда более сложная, ведь ускорители высокого класса превосходят по уровню энергопотребления и тепловыделения современные центральные процессоры. Первые действительно компактные, но при этом мощные видеоадаптеры начали появляться после анонса графической архитектуры NVIDIA Kepler и процессора GK104. Особенно близко к сердцу приняла идею компания ASUS, выпустившая серию видеокарт DirectCU Mini: сперва GTX670-DCMOC, а затем и GTX760-DCMOC. С решениями на базе чипов AMD Radeon дело обстояло хуже из-за более высокого TDP, но все же можно вспомнить такую модель, как MSI Radeon R9 270X Gaming ITX. Теперь в погоню за компактностью включилась компания GIGABYTE, представившая новую модель GeForce GTX 970 с укороченной базой. Новинка с модельным индексом GV-N970IXOC-4GD представляет собой полноценную версию GeForce GTX 970 и отличается от обычных вариантов только габаритами, точнее, длиной - все-таки создание низкопрофильной видеокарты с TDP 145 ватт вряд ли возможно. Хотя многие любители компактных систем восприняли бы такой вариант GeForce GTX 970 с восторгом. Длина печатной платы GV-N970IXOC-4GD составляет всего 12 сантиметров, а значит, большинство корпусов формата Mini ITX, допускающих установку двухслотовых карт расширения, с легкостью примут ее в свое нутро. Возникает вопрос, чем же пожертвовала GIGABYTE при создании новинки? На первый взгляд, ничем. GV-N970IXOC-4GD имеет даже небольшой заводской разгон: 1076/1216 МГц против эталонных 1051/1178 МГц. Для подключения питания используется единственный восьмиконтактный разъем с нагрузочной способностью 150 ватт. Система охлаждения новинки довольно проста и по понятным причинам использует лишь один вентилятор, но в остальном она выполнена по современным канонам: медное основание передает тепловой поток алюминиевому радиатору посредством трех тепловых трубок, две из которых имеют диаметр 8 миллиметров. Укороченные решения ASUS справедливо критиковали за повышенный уровень шума. Возможно, акустические характеристики нового решения GIGABYTE также будут несколько хуже, нежели у видеокарт традиционного размера. А вот в производительности системы охлаждения компания-разработчик абсолютно уверена и даже приводит цифры: 62 градуса Цельсия под нагрузкой в шутере Metro: Last Light против 76 градусов, демонстрируемых эталонным кулером NVIDIA в тех же условиях. Не наблюдается и экономии на коммутационных возможностях: карта имеет два порта DVI, один из которых поддерживает только цифровое подключение, три разъема DisplayPort и полноразмерный разъем HDMI. Рекомендуемая цена новинки - $330.

Другие интересные новости:

▪ Графеновая микросхема

▪ Сознание как баланс взаимодействия между нейронами

▪ TransferJet - конкурент NFC от Toshiba

▪ Планшетная версия Ubuntu

▪ Космический туризм Virgin Galactic

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Измерительная техника. Подборка статей

▪ статья Вольфганг Менцель. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какая столица имеет самое длинное название? Подробный ответ

▪ статья Осот огородный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья История металлодетекторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Прохождение монеты сквозь дно стакана. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026