Сопротивление излучения. Входной импеданс

Гамма-согласование

        Гамма-согласование, это по сути половинка от Т-согласования с дополнительными конденсаторами. Применяется при питании коаксиальным кабелем.

На рис 3.5.6 показано гамма-согласование симметричного вибратора (оплетка коаксиала подключается к середине диполя, примеры показан в файле …ANT/Match/Gamma.maa). А на рис. 3.5.7 показано такое согласование для GP. Низ вибратора и оплётка кабеля в данном случае подключаются либо к земле (если GP стоит на земле) либо к системе противовесов (если GP приподнят). Настроечный конденсатор во всех случаях включен последовательно с трубкой шунта. Так можно согласовывать не только вибраторную, а и любую другую антенну. Например, в файле …ANT/Match/Delta-Gamma.maa показано согласование петлевой антенны.

Для качественной оценки полезно знать, что Ra растёт с удлинением трубки шунта, и с увеличением её расстояния от основного вибратора и мало зависит от её диаметра. Точный же расчёт гамма-согласования удобнее всего провести в режиме автоматической оптимизации MMANA. Методика следующая.

-        В MMANA проектируется нужная антенна. На этом этапе – без гамма-согласования – источник или в центре (для диполя), или внизу (для GP).

-        После достижения нужных характеристик антенны (ДН, усиление) дорисовывается шунт гамма-согласования, и туда переносится источник и добавляется настроечный конденсатор. Как длина шунта, так и ёмкость конденсатора на этом этапе выбираются произвольно. Конечно, Za получается весьма далёким от нужного.

-        В окне оптимизации устанавливаем в максимум критерий КСВ (все остальные в минимум). В таблице «Изменяемые параметры» надо описать изменение двух величин – длины трубки гамма-согласования и конденсатора настройки. Втрое проблем не вызывает – одна строка с указанием нагрузки и всё. А корректно объяснить автомату, что мы хотим менять длину трубки шунта сложнее. Но можно. Если речь идёт о GP, то потребуются две строки – изменение Z1 и Z2 провода перемычки (между трубкой согласования и вибратором). Причем изменение Z2 обязательно в кооперации (совместно) с Z1. Иными словами автомат будет перемещать по высоте перемычку гамма-согласования, что и требуется. Если же речь идёт о диполе, то вместо Z1 и Z2 описываются Y1 и Y2 (или X1 и X2, смотря каким боком повернут диполь) провода перемычки. Конечно Y2 (или Х2) в кооперации с Y1 (или X1).

-        После старта оптимизации через несколько секунд решение будет найдено – MMANA изменит и ёмкость настроечного конденсатора и длину трубки согласования так, чтобы КСВ стал равен 1. Никаких формул и графиков не потребуется.

     Описанный метод позволил обнаружить, что бытующее среди радиолюбителей мнение, о том, что гамма-согласование пригодно только лишь для резонансных антенн – не более чем заблуждение. На самом деле гамма-согласование применимо для антенн почти любых размеров. Почти, потому что для сильно укороченных антенн длина трубки гамма-согласования достигает длины антенны. А в большую сторону длину антенны можно менять не ограничено.

     На рис. 3.5.8 показано изменение длины трубки гамма-согласования и конденсатора ёмкости конденсатора настройки для заземленного (без изолятора) GP, стоящего на земле, диапазон 14 МГц. Согласование во всех случаях проводилось на 50 Ом.

       Из рис 3.5.8 видно, что согласовать можно любую заземленную трубу с высотой больше 0,15l. Включая и полуволновые вертикалы и GP высотой 5/8l. Примеры антенн с такими (и другими) длинами иллюстрируют файлы антенн …ANT/Match/Gamma-3,2m.maa, …Gamma-3,5m.maa, … Gamma-4…10m.maa, … Gamma-13m.maa.

     Так можно использовать как вертикал существующую заземлённую трубу, металлоконструкцию, мачту, металлический столб, и т. п. Осмотритесь по сторонам, возможно, где-то рядом стоит заземленная труба (некоторые умудряются использовать даже строительные краны), и только ждет, не дождется, чтобы вы ее "завели" её как вертикал. Хотя бы на время, на выезд, или на тест. Форма возбуждаемой в качестве антенны конструкции может быть не только вертикальной, но и произвольной.   Конкретные характеристики для каждого случая поможет получить MMANA.

    Для диполя возможно гамма согласование начиная от длины диполя в 0,22l (файл …ANT/Match/ Short-Gamma-dipole).

    Начало шлейфа гамма-согласования абсолютно не обязательно должно быть в центре симметричного вибратора, или в нижней точке несимметричного. Вполне допустимо произвольное смещение шлейфа гамма-согласования по полотну вибратора. Файлы …ANT/Match/Gamma offset dipole.maa и …ANT/Match/Gamma offset dipole-1.maa иллюстрируют смещение точки подключения шлейфа от центра диполя на 0,1l и 0,2l соответственно. Файл …ANT/Match/Res GP with asym gamma.maa показывает l/4 GP с подключением шлейфа гама-согласования не у земли, а в середине штыря. А файл …ANT/Match/Res GP with asym gamma 1.maa иллюстрирует для такого же GP очень удобное конструктивно проволочное гамма-согласование (нечто вроде дельте трансформатора). Такой вариант очень удобен, если у вас под окнами уже есть заземленная труба или столб, подключение к которому у земли невозможно или нежелательно.

    Анализ показал, что можно произвольно смешать шлейф гамма-согласования у вибраторов почти любых размеров (в том числе и нерезонансных). Ограничения такие же, как и для рассмотренного выше шлейфа в центре вибратора (рис. 3.5.8). Файлы …ANT/Match/Gamma offset non-resonance dipole.maa и …ANT/Match/Gamma offset non-resonance short dipole.maa иллюстрируют такое питание диполей с размерами 0,6l и 0,4l соответственно. Файлы же …ANT/Match/Non-res GP with asym gamma.maa и …ANT/Match/Non-res GP with asym gamma-1.maa показывают такое питание GP с размерами 0,3l и 0,2l соответственно. А файл …ANT/Match/Non res GP with asym wire gamma 1.maa иллюстрирует для нерезонансного GP проволочное гамма-согласование (нечто вроде дельта трансформатора). То есть можно использовать как вертикал почти любую существующую металлическую трубу, подключив к ней два провода и приведя их в окно.

    Полоса вибратора с гамма-согласованием всегда шире, чем этого же вибратора питаемого обычным образом (в центре или с краю). Степень расширения и причины этого рассмотрены в параграфе 3.5.12.

    Рабочее напряжение и ток конденсатора гамма-согласования определяются точно так же, как и для Т-согласования.