Варианты зигзагообразной антенны Харченко. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны УКВ

Комментарии к статье

В самом начале 60-х годов прошлого века нашим соотечественником Харченко К. П. была предложена простая плоская зигзагообразная (Z) антенна с хорошими характеристиками. Ниже рассмотрены ее возможные модификации, в том числе варианты с настроенным активным рефлектором.

Авторское свидетельство № 138277 на изобретение под названием "Диапазонная направленная антенна" Константину Павловичу Харченко было выдано в 1961 г. (по его заявлению от 16 июня 1960 г.). В том же году были опубликованы материалы в журнале "Радио" для повторения радиолюбителями [1, 2]. И впоследствии в течение более 50 лет редакция неоднократно вспоминала эти публикации. Зигзагообразная (Z) антенна Харченко стала знаменательным событием в ряду лучших разработок. Она оказалась не критичной к материалам и размерам при изготовлении, имеет хорошее согласование с отходящим кабелем. В ней удачно сочетаются кратные элементы синфазной антенной решетки с одной точкой питания.

Несмотря на прекрасные электрические и эксплуатационные характеристики, организованного широкого использования зигзагообразных антенн не произошло. У нас в стране в то время уже массово применяли признанные во всем мире протяженные и объемные директорные антенны Уда-Яги (их еще называют "волновой канал"), так как их

освоили в производстве промышленные предприятия. Они, как сейчас говорят, обеспечивали рынок. Однако простота изготовления зигзагообразных антенн и их притягательные характеристики при информационной поддержке журнала "Радио" и радиолюбительских связей сделали эту антенну доступной даже для неподготовленных пользователей.

В предисловии книги "УКВ антенны" [3], выпущенной в 1969 г., К. П. Харченко сообщил, что многие радиолюбители, используя зигзагообразные антенны, вели прием телевизионных передач в диапазоне МВ, в том числе от телецентров, удаленных на 80, 120, 200 и даже 300 км. И действительно, из истории техники того времени можно узнать, что в удаленных от телецентров местностях зигзагообразные антенны вытесняли антенны "волновой канал" и другие конструкции. Кроме этого, Z-антенны Харченко были также удостоены внимания военных, воспользовавшихся их положительными качествами в радиорелейной связи диапазона ДМВ.

В последние годы авторы провели широкое компьютерное моделирование Z-антенн, в том числе с использованием программы MMANA, предложенной в журнале "Радио". Конструктивное их исполнение показало хорошие результаты. Антенны адаптированы к поддиапазону IV эфирного телевещания на ДМВ. Именно на частотах 470...582 МГц наиболее широко ведется аналоговое телевизионное вещание и развертывается цифровое телевидение.

Наиболее распространенная [3] исходная зигзагообразная антенна, выполненная однопроводным полотном со стороной λ_ср/4, изображена на рис.1,а. В указанном телевизионном диапазоне (с принятой для простоты средней частотой 525 МГц) она обладает диаграммами направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях, представленными на рис. 2,а. Результаты соответствуют размещению антенны на высоте 15 м над уровнем земли. Коэффициент усиления антенны равен 10,9 дБи, а коэффициент стоячей волны - 2,4. Их изменение в поддиапазоне показано на рис. 3,а. Элевация, т. е. возвышение максимума диаграммы направленности над уровнем земли, равна 6°.

Рис. 1

Рис. 2 (нажмите для увеличения)

Рис. 3 (нажмите для увеличения)

Эффективность зигзагообразной антенны можно повысить за счет улучшения направленности, применив экран-рефлектор [3], отстоящий от основного полотна на λ_ср/4, как это изображено на рис. 1,б. Это приводит к увеличению коэффициента усиления до 14,6 дБи. Для сравнения аналогичные диаграммы и характеристики модернизированной конструкции представлены на рис. 2,б и 3,б.

Более поздней версией исходной зигзагообразной антенны можно назвать двойную треугольную зигзагообразную антенну, изображенную на рис.1,в. Она - одна из лучших Z-образных антенн [4], хотя и обладает немного худшими характеристиками, показанными на рис. 2,в и рис. 3,в. Однако снижение коэффициента усиления антенны всего на 1,4 дБи компенсируется на практике простотой и компактностью конструкции.

Стремление к дальнейшему совершенствованию классических вариантов антенны побудило обратиться к конструкциям других интервалов частот, особенно к использованию активного рефлектора. В сложных коротковолновых настроенных антеннах с линейными синфазными горизонтальными составляющими применяют идентичные активные рефлекторы, расположенные на λ_ср/4 от основного полотна. Их подключают через фазирующие контуры, обеспечивающие в них опережающий сдвиг токов по фазе на 90^о [5]. Прямой перенос такого способа на зигзагообразные антенны приводит лишь к ухудшению характеристик по сравнению с пассивным рефлектором.

Более интересным оказалось использование для классической антенны в качестве активного рефлектора двойной треугольной зигзагообразной антенны с удвоенными размерами плеч, как изображено на рис.1,г. Такое решение обеспечило увеличение коэффициента усиления антенны до 14,83 дБи, уменьшение уровня боковых лепестков, как показано на рис. 2,г, и значительное выравнивание и улучшение КСВ, что можно видеть на рис. 3,г.

За счет дополнительной модернизации активного рефлектора, как представлено на рис. 1,д, можно еще больше улучшить характеристики предложенного решения, как показано на рис. 2,д и 3,д. Особенно это касается увеличения коэффициента усиления и его выравнивания на верхних частотах интервала. Кроме того, антенна во всем поддиапазоне имеет КСВ менее двух. Самостоятельное изготовление инновационного образца не предполагает затруднений, так как его составляющие многократно были описаны раньше.

Литература

1. Харченко К. Зигзагообразная антенна. - Радио, 1961, № 3, с. 47, 48.
2. Харченко К. Антенна для дальнего приема телевидения. - Радио, 1961, № 4, с. 28, 29, 32.
3. Харченко К. П. УКВ антенны. - М.: ДОСААФ, 1969, с. 77-96.
4. Сидоров И. Н. Идеальный телеприем в дачном доме, на садовом участке, далеко за городом. - С.-Пб.: Лениздат, 1998, с. 87-95.
5. Марков Г. Т. Антенны. - М.: Госэнергоиздат, 1960, с. 455-460.

Авторы: В. Милкин, Н. Калитенков, В. Лебедев, А. Шульженко

Смотрите другие статьи раздела Антенны УКВ.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Система очистки воды на основе плазмы 08.11.2018 Исследователи из Университета Алабамы в Хантсвилле разработали новое устройство, которое использует плазменные струи и гидроксильные радикалы для очистки воды от трудно удаляемых бактерий и токсинов. Многие из сегодняшних методов очистки воды требуют использования фильтров и химических веществ, которые нуждаются в регулярном пополнении или обслуживании. При этом миллионы людей живут в районах с ограниченным доступом к таким материалам, поэтому исследователи ищут новые варианты очистки воды с применением плазмы. Как правило, плазменная очистка воды - это дорогостоящий способ, но новый класс плазменных устройств может изменить это. Исследователи из Университета Алабамы в Хантсвилле изучали новый тип плазменного генератора для очистки воды. Новый генератор подает напряжение для ионизации газа при атмосферном давлении и создает много полезных побочных продуктов, включая гидроксильные радикалы, которые вызывают каскад реакций, очищающих воду. В то время как термин "плазма" вызывает в воображении картинки очень горячих солнечных потоков, движущихся через пространство, методы очистки воды на основе плазмы используют ее свойство генерировать реактивные свободные радикалы, делая многие соединения в воде инертными. Плазма и последующие химические реакции выделяют энергию и химические вещества, которые могут убивать даже микроцистин, который вызывает цветение водорослей, скрывающихся в нашем водоснабжении. В отличие от более распространенных плазменных очистителей на основе озона, новое устройство базируется на производстве гидроксильных радикалов. Этот метод, предполагают ученые, обойдет некоторые препятствия, которые не под силу озоновым аналогам, а именно высокое энергопотребление и избыточное выделение тепла. Используя оптическую эмиссионную спектроскопию, исследователи сравнивали, как разные факторы играют роль в производстве большего количества гидроксильных радикалов в их плазменном устройстве. Например, увеличение напряжения, видимо, оказывает наибольшее влияние на конечный результат за счет увеличения частоты импульсов.

Другие интересные новости:

▪ Энергоэффективный LTE-модем со скоростью до 450 Мбит/с

▪ Баржа с водородной электротягой

▪ Объектив Tamron 16-300mm F/3.5-6.3 Di II VC PZD Macro (Model B016)

▪ Помидоры в пустыне

▪ SEAGATE автоматически зашифрует все содержимое жесткого диска

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоприем. Подборка статей

▪ статья Правила поведения в условиях автономного существования зимой. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какое влияние на организм женщины оказывает оральный секс во время беременности? Подробный ответ

▪ статья Кровельщик по стальным кровлям. Должностная инструкция

▪ статья Стабильный терморегулятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Наборы микросхем для построения устройств Spread Spectrum. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025