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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Леса не спасают от избытка углекислого газа 05.06.2013 Ведущие мировые эксперты в области экологии и изменения климата предупредили, что посадка деревьев не поможет компенсировать выбросы углекислого газа от сжигания нефти, газа и угля. Профессор Брендан Макей из Гриффитского университета (Австралия) после долгого исследования совместно с австралийскими и британскими учеными пришел к выводу, что последствия, которые нанес выброс углекислого газа от сжигания нефти газа и угля, необратимы. Конечно, посадка лесов и сохранение имеющихся - неотъемлемая часть программы по защите окружающей среды, однако она не решит проблему нормализации уровня парникового газа в атмосфере Земли. Таким образом, по словам исследователей, политики всего мира, принимающие решения на национальном и международном уровнях, обязаны искать новые способы решения проблемы, а не делать ставку только на спасение лесов от вырубки и посадку новых. По словам австралийского исследователя, мнение о том, что леса могут спасти нас от избытка техногенного углекислого газа, лишь узаконивает безграничное, бесконтрольное использование топлива. И хоть в реальности посадка лесов и спасение исчезающих лишь отчасти компенсирует вред от выброса углекислого года, по мнению исследователей, такие усилия нужно продолжать и всячески поощрять: кроме компенсации выбросов углекислого газа высадка лесов помогает сохранить биоразнообразие планеты. Помочь избавиться от излишнего выброса углекислого газа из-за сгорания топлива можно лишь ограничив объемы использования ископаемого топлива и как следствие, выбросов углекислого газа. Ведь более 70% выбросов углекислого газа в XX веке связано с увеличением добычи нефти и газа и активным использованием этих полезных ископаемых в промышленности. И только около 60% газа удается удалить благодаря имеющимся лесам и океанам. Напомним, что углекислый газ, являясь парниковым газом, оказывает существенное влияние на климат планеты. Высокий уровень углекислого газа в атмосфере повышает кислотность океана, что приводит к гибели морских видов, увеличивает глобальную температуру на планете, вызывая непредсказуемые погодные явления.

Другие интересные новости:

▪ Компьютер размером в 1 кубический мм

▪ Обнаружены насекомые, которые могут есть пенопласт

▪ Пластик, пригодный к бесконечной повторной переработке

▪ Теория лазеров может быть пересмотрена

▪ 84-дюймовый телевизор Sony с разрешением 4K

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Переговорные устройства. Подборка статей

▪ статья За семью печатями. Крылатое выражение

▪ статья Всегда ли Земля находилась на одном и том же расстоянии от Солнца? Подробный ответ

▪ статья Как жить в лесу и без палатки. Советы туристу

▪ статья Сетевой светодиодный светильник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Транзисторы ICM7555ISA - IRF4905S. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026