Коаксиальные вертикальные антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны КВ

 Комментарии к статье

Так называют антенны типа Groundplane с встроенным короткозамкнутым четвертьволновым шлейфом из коаксиального кабеля (рис.1). Основное преимущество антенн подобного типа - расширенная полоса частот.

Рис.1. Схема коаксиальной вертикальной антенны (Rv - сумма сопротивлений потерь)

Она образована отвесно расположенным коаксиальным кабелем с произвольным волновым сопротивлением. Нижний конец центральной жилы кабеля соединен с сетью заземления, а ее верхний конец припаян к экрану кабеля. Длина l кабеля равна l/4хVk, где Vk - величина коэффициента укорочения из спецификации (обычно 0,66). Таким образом, речь идет о коаксиальной замкнутой четвертьволновой линии, выступающей в качестве параллельного резонансного контура. Радиоволны излучаются только экраном кабеля, но вследствие малого отношения l/d его коэффициент укорочения близок к 0,95, и потому он слишком короток для четвертьволнового резонанса. Чтобы сформировалась четвертьволновая Ground-plane, требуется l1 нарастить отрезком l2 до резонансной длины l/4.

Пример

Используется коаксиальный кабель с Vk=0,66. Геометрическая четверть длины волны l1=0,25lх0,66=0,165l. Если для экрана кабеля принять с учетом его отношения l/d коэффициент укорочения V=0,95, то нормальная длина составит l1+l2=0,25lх0,95=0,2376l, а длина отрезка l2=0,2376l-0,165l=0,0725l. При резонансе встроенный четвертьволновый шлейф не работает из-за очень высокого входного сопротивления (параллельный резонансный контур). Если повысить частоту передатчика, то отрезок l1+l2 окажется слишком длинным - иначе говоря, на нем появится индуктивная реактивная составляющая. Одновременно станет чрезмерно длинной и короткозамкнутая четвертьволновая коаксиальная линия (шлейф). Линия, превосходящая четверть длины волны, оказывает емкостное действие, и в результате индуктивная составляющая отрезка излучателя и емкостная реактивность четвертьволнового шлейфа взаимно компенсируются, а сопротивление излучению Rs возрастает.

С понижением частоты передатчика происходит обратное: отрезок излучателя становится емкостным, а шлейф - индуктивным, что также приводит к взаимной компенсации реактивных составляющих. Благодаря такой способности четвертьволновой линии частотная полоса антенны расширяется. Сверху ее ограничивают нежелательные изменения диаграммы направленности, а снизу - резкое падение сопротивления излучения. Благодаря подобной широкополосности длину элементов антенны не обязательно точно выдерживать. Как и для остальных вертикальных антенн, добротная сеть заземления - предпосылка высокого КПД.

DL2FA подробно описал коаксиальные антенны [1]. Эскиз простейшей из них представлен на рис.2а.

Рис. 2. Типы вертикальных коаксиальных антенн:
а - укороченная Groundplane; б - полноразмерная Groundplane;
в - сильно укороченная Groundplane с удлиняющей катушкой L и концевой емкостью C_D

Если коэффициент укорочения коаксиального кабеля Vk=0,66, то его геометрическая длина составит 0,25lх0,66=0,165l; она является длиной излучателя, поскольку никакие способы удлинения этого элемента не применялись. Следовательно, здесь имеется укороченная Groundplane длиной ~60° (1 l=360°). Сопротивление излучения Rs этого варианта антенны приблизительно равно 13 Ом. Для достижения высокого КПД антенны сопротивление потерь должно быть тем ниже, чем меньше сопротивление излучения. Несколько более благоприятные условия создает применение коаксиального кабеля с полувоздушным диэлектриком и Vk=0,82. Тогда длина кабеля l1=0,25lх0,82=0,205l (около 74°), величина сопротивления излучения (20 Ом). Благодаря уже описанному действию коаксиального четвертьволнового шлейфа входное сопротивление остается активным в широкой области частот, а его величина изменяется вместе с сопротивлением излучения. С помощью омега-согласующего звена (С_А-С_К) осуществляется согласование с волновым сопротивлением любого кабеля.
Рис.2б в принципе соответствует рис.1, отличаясь лишь отображением параметров антенны и омега-образным согласованием. На рис.2в показана сильно укороченная Groundplane с удлиняющей катушкой и концевой емкостью.

Коаксиальные антенны эксплуатируются в многодиапазонном режиме. В этом случае следует помнить об изменениях вертикальной диаграммы направленности с переходом от одного диапазона к другому и сопротивления излучения, а также о необходимости подстройки омега-образного звена при переключении диапазонов. Этого не требуется при работе в единственном диапазоне.

Значительная ширина частотного диапазона открывает много возможностей подстройки под местные условия. Коаксиальный кабель нуждается в искусственной или естественной опоре. Идеальным решением была бы фиберглассовая труба с коаксиальным кабелем внутри. Иногда можно протянуть кабель между двумя высоко расположенными опорными точками (например, на деревьях).

Литература

1. Wurtz H. DX-Antennen mit spiegelnden Flachen - Koakxiale Antennen. cq-DL 7/1981, S.330-332

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:

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Беспроводные наушники и колонки Fender 15.01.2026

Музыкальная индустрия постепенно адаптируется к цифровым технологиям, и известный производитель музыкальных инструментов Fender расширяет свое присутствие за пределы гитар и усилителей, представляя современные решения для прослушивания музыки. Новые беспроводные наушники и Bluetooth-колонки Fender объединяют богатый звук, модульность и удобство использования как для дома, так и для профессиональной работы. Флагманской новинкой стали наушники Fender Mix, отличающиеся модульной конструкцией. Динамики подключаются к оголовью через порт USB Type-C и могут быть сняты вместе с амбушюрами, что облегчает уход и транспортировку. Один из динамиков оснащен встроенным адаптером USB Type-C для подключения к источнику звука без потерь, поддерживая кодеки LDHC и Fire, а также функцию Auracast. На другом динамике размещен съемный аккумулятор, который обеспечивает до 100 часов работы без активного шумоподавления; при включении ANC время работы сокращается до 52 часов. Наушники доступны по цене $299 ...>>

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Случайная новость из Архива Искусственному мозгу тоже нужен сон 13.06.2020 Неизвестно, будут ли андроиды считать овец, но скорей всего будут нуждаться в периодах отдыха, которые предлагают преимущества, подобные тем, которые сон дает живому мозгу, согласно новому исследованию из Национальной лаборатории Лос-Аламоса. "Мы изучаем пикирующие нейронные сети, которые являются системами, которые учатся так же, как живой мозг, - сказала компьютерный ученый из Лос-Аламосской лаборатории Йизинг Уоткинс. - Мы были очарованы перспективой обучения нейроморфного процессора способом, аналогичным тому, как люди и другие биологические системы получают информацию из окружающей среды в процессе развития". Уоткинс и ее исследовательская группа обнаружили, что моделирование сети стало нестабильным после продолжительных периодов обучения без присмотра. Когда они подвергли сети воздействию состояний, аналогичных волнам, которые живой мозг испытывает во время сна, стабильность была восстановлена. Открытие произошло, когда исследовательская группа работала над созданием нейронных сетей, которые близки к тому, как люди и другие биологические системы учатся понимать. Изначально группа боролась за стабилизацию имитируемых нейронных сетей, проходящих обучение без словаря, которое включает классификацию объектов без предварительных примеров для сравнения. "Вопрос о том, как предотвратить нестабильность систем обучения, в действительности, возникает только при попытке использовать биологически реалистичные процессоры... - сказал ученый-компьютерщик из Лос-Аламоса и соавтор исследований Гаррет Кенион. - Подавляющее большинство исследователей машинного обучения, глубокого обучения и искусственного интеллекта никогда не сталкиваются с этой проблемой, потому что в искусственных системах, которые они изучают, они могут позволить себе выполнять глобальные математические операции, которые влияют на общее динамическое усиление системы". Исследователи характеризуют решение подвергать сети искусственному аналогу сна как почти последнее предпринятое усилие по их стабилизации. Они экспериментировали с различными типами шума, примерно сравнимыми со статическим, который вы можете встретить между станциями при настройке радио. Наилучшие результаты были получены, когда они использовали волны так называемого гауссовского шума, который включает в себя широкий диапазон частот и амплитуд. Они предполагают, что шум имитирует вход, полученный биологическими нейронами во время медленного сна. Результаты показывают, что медленный сон может частично способствовать тому, чтобы корковые нейроны сохраняли свою стабильность и не галлюцинировали.

Другие интересные новости:

▪ Пластмасса из перьев

▪ Модули памяти VLP RDIMM DDR4 64 ГБ от Virtium

▪ Офисное здание могут напечатать на 3D-принтере

▪ Телефон-компьютер

▪ Daimler превратил угольную электростанцию в хранилище энергии

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тембра, громкости. Подборка статей

▪ статья Прильпе язык к гортани моей. Крылатое выражение

▪ статья Какие деяния увековечили магдебургского бургомистра Отто фон Герике? Подробный ответ

▪ статья Обслуживание технологических колодцев, лотков и трубопроводов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Пробник на основе миниатюрного реле. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Индикаторы включения для электропаяльников. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026