Балконные антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны КВ

 Комментарии к статье

Сегодня, как и на заре радиолюбительства, многие радиолюбители вынуждены (по разным причинам) использовать "балконные" антенны. Интересное решение "балконного GP" предлагает автор этой статьи.

Как известно из теории антенн, для того, чтобы определить напряженность электромагнитного поля, создаваемого передающей антенной, необходимо эту антенну представить в виде множества ее отрезков - элементарных излучателей. В любой точке приема напряженность поля, создаваемого всей антенной, является суммой значений напряженности поля, создаваемых излучениями каждого из этих отрезков. В свою очередь, напряженность поля, создаваемого отдельным элементарным излучателем, пропорциональна току, проходящему через него и его длине.

Для того чтобы определить ток, протекающий через каждый элементарный излучатель, необходимо знать закон распределения тока в антенне, который зависит от типа антенны. Закон распределения тока в четвертьволновом вибраторе показан на рис.1, а. Он имеет косинусоидальный характер.

Рис.1

Полноразмерный вертикальный четвертьволновой вибратор для любительского диапазона 28 МГц или Си-Би диапазона 27 МГц на балконе установить, естественно, не представляется возможным, не говоря уже о полуволновом вибраторе или популярном вибраторе длиной 5/8l. Поэтому в качестве балконных антенн используются укороченные антенны.

В промышленных антеннах антенны для мобильных радиостанций (а это антенны длиной меньше четверти длины волны) для компенсации емкостной составляющей полного входного сопротивления применяются удлинительные катушки. Распределение тока в укороченном вертикальном вибраторе с удлинительной катушкой показано на рис.1,б. По отношению к четвертьволновому вибратору в нем как бы исключена нижняя часть антенны, вместо которой устанавливается катушка индуктивности (удлинительная катушка) Lуд. Так как ток в нижней части четвертьволнового вибратора максимален, то, укоротив антенну таким способом, мы исключаем самую эффективную ее часть (распределение тока в которой показано на рис.1,б пунктиром).

Возникает справедливый вопрос: а нельзя ли укоротить антенну так, чтобы исключить не нижнюю ее часть, а верхнюю, в которой ток минимален? Такой способ существует, и антенны такого типа широко распространены, например, в качестве передающих на средневолновых радиостанциях. Антенна, предлагаемая в этой статье, - это антенна именно такого типа.

Для того чтобы понять принцип работы и преимущества предлагаемой антенны, хотелось бы пояснить принцип работы таких антенн вообще. Верхнюю часть четвертьволнового вибратора (рис.1,а), можно представить в виде отдельного вибратора, длина которого меньше четверти длины волны. Входное сопротивление такого вибратора имеет емкостный характер. Поэтому, с некоторыми допущениями, верхнюю часть четвертьволнового вибратора можно заменить нагрузочным конденсатором соответствующей емкости Сн. Антенна такого типа, а также распределение тока в ней показаны на рис.1,в. Как видно из рисунка, распределение тока в этой антенне более благоприятно по сравнению с распределением тока в укороченной антенне с удлинительной катушкой (рис.1,б). Иными словами, при одинаковой физической длине антенны с удлинительной катушкой и антенны с емкостной нагрузкой действующая длина (высота) последней больше. Отсутствие удлинительной катушки в антенне с емкостной нагрузкой также является ее преимуществом. Ведь в антеннах, где применяется удлинительная катушка, существенная доля потерь приходится именно на эту катушку.

На рис. 2 показана простая в изготовлении, но достаточно эффективная балконная антенна для любительского диапазона 28 МГц или Си-Би диапазона 27 МГц. Особенностью ее конструкции является то, что антенна не выступает за края балкона, не имеет удлинительной катушки, а в качестве противовесов используются металлические части самого балкона. Антенна может быть выполнена на балконе жилой квартиры, в котором в качестве основы внешнего ограждения (парапета) используется металлическая конструкция (обычно в виде сварной решетки). Металлическое ограждение балкона вашей квартиры вполне может выполнить функцию противовесов антенны, а металлическое ограждение вышерасположенного балкона - роль " земли" в цепи емкостной нагрузки.

Рис.2

Оплетка коаксиального кабеля подсоединена к металлическому парапету (перилам) балкона. Конденсатор Сн одним выводом соединен с верхней точкой полотна антенны, а другим выводом - с нижней частью металлического парапета балкона верхнего этажа. Емкость конденсатора Сн выбрана при длине вибратора (полотна антенны) - 1,6 м. Это обычно соответствует высоте потолков жилой квартиры 2,5 м. Если длина вибратора другая, то емкость Сн может отличаться от указанной. Чем больше длина вибратора, тем меньше должна быть емкость Сн.

Конструкция антенны показана на рис. 3. Полотно антенны выполнено из антенного канатика (сечение не критично). Можно использовать несколько скрученных изолированных проводов. Концы проводов должны быть зачищены от изоляции и спаяны вместе. Изоляторы на концах полотна выполнены в виде пластин из текстолита или другого подручного изолирующего материала. Подстроечный конденсатор Сн - керамический дисковый типа КПК-1. Нижний изолятор антенны крепится к ограждению двумя болтами, которые, кроме того, посредством клемм должны обеспечивать надежный электрический контакт оплетки кабеля с металлическим парапетом балкона. Также необходимо просверлить крепежное отверстие в нижней части парапета вышерасположенного балкона. В это отверстие также вворачивается болт, который должен для надежного контакта крепко зажимать клемму, к которой заранее следует припаять провод, соединенный с ротором подстроечного конденсатора Сн.

Рис.3

Настройка антенны производится с помощью КСВ-метра. Регулировкой подстроечного конденсатора Сн добиваются минимума КСВ в середине рабочего диапазона.

Во избежание попадания осадков на подстроечный конденсатор после настройки на плату с конденсатором следует надеть полиэтиленовый пакет, который затем следует плотно примотать к проводу, идущему от этой платы к верхнему балкону. Нижний край пакета должен быть свободным - это исключит образование конденсата внутри пакета и не позволит накапливаться там влаге.

Следует отметить, что предлагаемая антенна не пригодна для работы с усилителем мощности. Во-первых, в данной антенне, как и в четвертьволновом вибраторе, напряжение на верхнем конце вибратора в несколько раз превышает напряжение, подводимое к антенне фидером (в нижней точке вибратора). Поэтому, если подводимая мощность превышает примерно 20 Вт, подстроечный конденсатор Сн может быть пробит, а при попадании влаги пробой может произойти и при меньшей мощности. Во-вторых, при большой подводимой мощности на металлических ограждениях балконов могут присутствовать достаточно большие ВЧ напряжения. (При мощности до 20 Вт эти напряжения не могут вызывать каких-либо неприятностей). Впрочем, при использовании и других балконных антенн работать с большими мощностями не рекомендуется по санитарно-гигиеническим соображениям.

Без каких-либо изменений в конструкции (требуется только подстройка конденсатором) антенна прекрасно работает и в диапазоне 27 МГц (Си-Би). На мой взгляд, укороченная антенна с емкостной нагрузкой просто идеально подходит для балкона жилой квартиры. Особенно неплохие результаты при работе на балконную антенну получаются, если радиостанция расположена на одном из верхних этажей многоэтажного дома, а также если направление на корреспондента лежит в пределах полуокружности, ограниченной стеной дома со стороны балкона (±90° от перпендикулярного направления к стене).

Литература

1. Радио 1/2000, с.65-66

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:

Умный медицинский бандаж 24.06.2025

Исследователи из Института ядерной физики Польской академии наук (IFJ PAN) предложили инновационное решение - медицинский бандаж из полимерных нановолокон, созданный методом электропрядения. В основе технологии лежит способность материала равномерно распределять антимикробный препарат - метронидазол - и постепенно высвобождать его непосредственно в зоне повреждения. Это особенно важно при лечении инфекций, вызванных анаэробными бактериями, которые активно размножаются в условиях низкого содержания кислорода. Такие микроорганизмы представляют серьезную угрозу, особенно при глубоких ранениях или закрытых повреждениях, поскольку стандартная терапия требует системного применения препарата, что может оказывать побочные эффекты на организм в целом. Новое перевязочное средство прошло стадию лабораторных испытаний in vitro. Хотя до широкого внедрения технологии в клиническую практику еще предстоит пройти долгий путь, уже сейчас очевиден ее потенциал в улучшении качества лечения ран. Уник ...>>

Безлопастные ветряные турбины нового поколения 24.06.2025

Переход к устойчивым источникам энергии требует не только повышения эффективности, но и переосмысления самих принципов их работы. Одной из инновационных разработок в этой области стала безлопастная ветряная турбина (BWT), которую представили инженеры Университета Глазго. Это устройство способно вырабатывать электроэнергию без использования традиционных вращающихся лопастей, предлагая более компактную, бесшумную и безопасную альтернативу классическим ветрякам. В основе новой технологии лежит принцип вихревой вибрации. Вместо лопастей конструкция включает вертикальные цилиндрические мачты, которые начинают колебаться под действием потоков воздуха. Эти механические колебания затем преобразуются в электричество. Отсутствие подвижных крыльев не только уменьшает шум, но и существенно снижает риск для птиц, которые часто становятся жертвами традиционных турбин. С помощью компьютерного моделирования исследователи установили, что оптимальная конфигурация включает мачту высотой 80 сантимет ...>>

Полеты в космос вредят зубам 23.06.2025

Освоение дальнего космоса открывает человечеству уникальные перспективы, но одновременно ставит под угрозу физическое здоровье будущих исследователей. Уже давно известно, что длительное пребывание в невесомости приводит к потере костной массы, мышечной атрофии и нарушениям в работе внутренних органов. Однако новое исследование американских ученых выявило еще одну, ранее не изученную опасность - разрушение зубов и тканей ротовой полости. Команда исследователей сосредоточила свое внимание на связи между микрогравитацией и развитием пародонтита - воспалительного заболевания, поражающего десны и костную ткань, удерживающую зубы. Это заболевание способно со временем привести к полной потере зубов. Поскольку предстоящие миссии на Луну и Марс предполагают многомесячное пребывание в условиях низкой гравитации, становится особенно важно оценить риски для здоровья ротовой полости. Чтобы изучить влияние микрогравитации, ученые провели эксперимент на мышах. Одна группа животных содержалась в ...>>

Случайная новость из Архива Желание обниматься заложено у женщин в генах 12.07.2020 Склонность к проявлению симпатии может быть обусловлена генетически. По крайней мере это касается женской половины населения, - выяснили ученые Аризонского университета. В эксперименте принимали участие 464 пары близнецов в возрасте от 19 до 84 лет. Около половины были гомозиготными (появившимися из одной яйцеклетки), другая половина - гетерозиготными (из разных). У гомозиготных близнецов 100% общих генов, у гетерозиготных - 50%. Каждый испытуемый оценивал по девятибалльной шкале ряд утверждений, связанных с проявлением симпатии. Таким образом было выявлено, какое поведение свойственно определенным участникам, а какое нет. Полученные результаты проанализировали на предмет схожести ответов каждой пары близнецов. И выяснилось, что гомозитные пары набрали больше баллов, чем гетерозитные, причем различия в проявлениях симпатии затрагивали только женские пары близнецов. Результаты мужчин среди гомо- и гетерозиготных близнецов не различались. Ученые пришли к выводу, что склонность к ласковому поведению у женщин обусловлена генетически примерно на 45%. Однако результаты исследования скорее говорят о различиях на уровне популяции, чем о разнице между отдельными людьми. То есть это не означают, что склонность к объятиям абсолютно каждой женщины на 45% обусловлена наследственностью, а на 55% - окружающей средой. И предрасположенность к определенным типам поведения не означает, что все люди гарантированно будут вести себя тем или иным образом.

Другие интересные новости:

▪ Самая редкая комбинацию цвета волос и глаз

▪ Microsoft Windows Phone 7

▪ Металлический клей

▪ Кресло с кардиографом не даст водителю заснуть за рулем

▪ Сверхпроводящие провода из ДНК

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Альтернативные источники энергии. Подборка статей

▪ статья Эвакуация и рассредоточение населения. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Как ползает червяк? Подробный ответ

▪ статья Египетская сенна. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Электронный балласт для люминесцентных ламп ЛБУ 30 мощностью 30 Вт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Регулируемый высоковольтный преобразователь. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025