Коаксиальные вертикальные антенны. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Коаксиальные вертикальные антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

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.

Коаксиальные вертикальные антенны
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.

Коаксиальные вертикальные антенны
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:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Отбросы на проезжей части 02.10.2003

Линии разметки на асфальте проезжей части получаются скользкими и для шин, и для обуви прохожих, переходящих улицу, особенно в мокрую погоду.

Французская фирма "Regain Есо-Plast" предложила нескользкую краску "Нивернит" на основе полимерной смолы, в которую подмешивают гранулы из отходов пластмассы. В дело идут дробленые и переплавленные в гранулы пластмассовые корпуса выброшенных на свалку компьютеров, телефонов и другой электроники.

"Нивернит" прочен, легко наносится на асфальт и к тому же дешевле обычной дорожной краски на 30 процентов.

Другие интересные новости:

▪ Канатная аккумуляторная лебедка

▪ Релятивистское сжатие электрического поля

▪ Драйвер светодиодного дисплея MAX6957

▪ Защита электросетей от кибератак

▪ С точки зрения собаки

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Моделирование. Подборка статей

▪ статья Чрезвычайные ситуации военного характера. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Как функционируют наши почки? Подробный ответ

▪ статья Мерчандайзер. Должностная инструкция

▪ статья Частотомер - цифровая шкала на PIC16CE625. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Формирователь сигнала радиомаяка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте