Широкодиапазонная компенсированная ферритовая антенна.

Хомич Вадим Иванович

    Как уже указывалось ранее, применение ферритов с целью компенсации позволяет расширить диапазон частот приемных антенн. С изменением частоты принимаемых сигналов входное сопротивление обычной антенны (при постоянной ее длине) также изменяется. Вследствие этого ухудшается передача энергии через кабель, гак как нарушается согласование антенны с кабелем.

    При отсутствии согласования антенны с кабелем, помимо уменьшения уровня сигнала на входе телевизора, на его экране может возникнуть несколько сдвинутых изображении. При настройке антенны на сигнал первой программы (длина вибратора около 3 м) ее входное сопротивление близко к 75 ом и хорошо согласуется с высокочастотным кабелем, волновое сопротивление которого также равно 75 ом. При приеме этой же антенной сигнала второй программы входное сопротивление ее составляет примерно 400—600 ом (в зависимости от диаметра полувибраторов), что приводит к нарушению согласования.

    Расчеты показывают, что, применяя обычную антенну в диапазоне частот 50—100 Мгц, трудно получить значения коэффициента бегущей волны на крайних частотах диапазона больше чем 0,2—0,25. На рис. 49 пунктиром показано изменение активного и реактивного сопротивлений вибратора длиной 3 м в диапазоне частот 50-100 Мгц.

Рис 49
Рис. 49. Изменение входного сопротивления вибратора.

    Применение в качестве компенсирующего элемента ферритовых колец позволяет существенно уменьшить реактивное сопротивление антенны на концах диапазона и в то же время выровнять активное сопротивление вибратора. Ферритовое кольцо, надетое на полувибратор антенны, резко увеличивает индуктивность, что позволяет компенсировать емкостное сопротивление. При этом правильный выбор марки феррита обеспечивает изменение индуктивности антенны с частотой в желаемом направлении (индуктивность уменьшается с увеличением частоты). Наличие магнитных потерь также помогает обеспечить постоянство активного сопротивления антенны в данном диапазоне частот.

    Расположение компенсирующих ферритовых колец и их размеры существенно влияют на величину входного сопротивления антенны. В результате экспериментов были выбраны следующие размеры и марки ферритового элемента для антенны, входное сопротивление которой показано на рис. 49 сплошными линиями: наружный диаметр 28 мм, внутренний диаметр 18 мм, высота 25 мм, феррит 1000НН или 600НН (в последнем случае высота кольца должна быть увеличена до 30 мм), длина полувибратора 85 см.

    В зависимости от требующейся величины активного сопротивления расстояния ферритовых колец от концов полувибратора выбираются 250 мм (кривые 1), 500 мм (кривые 2) и 700 мм (кривые 3). Коэффициент бегущей волны оказался не хуже 0,6—0,65 в диапазоне 50— 80 Мгц. Ферритовые кольца укрепляются при помощи резиновых шайб, плотно насаженных на алюминиевые трубки полувибраторов. Конструкция такой антенны показана на рис. 50.

Рис 50
Рис. 50. Компенсированная антенна.

    Дальнейшее расширение диапазона может быть достигнуто введением емкостной нагрузки на концах полувибраторов. Такая нагрузка может быть получена путем насадки на концы антенны круглых дисков или пучка стальных проволок, радиально расходящихся от антенны. Радиус дисков (длина проволочек) берется порядка 25 см. Введение емкостной нагрузки благотворно сказывается на выходном сопротивлении антенны (оно снижается до 150 ом). В то же время частотный диапазон такой компенсированной антенны увеличивается до 100 Мгц. Длину полувибраторов надо несколько уменьшить (до 70—75 см). Конструкция компенсированной антенны с емкостной нагрузкой для диапазона 40—100 Мгц показана на рис. 51.

Рис 51
Рис. 51. Компенсированная антенна с емкостной нагрузкой.

    Для антенны с емкостной нагрузкой характерно приближение ферритовых насадок к концам полувибраторов. Хорошие результаты дает расположение насадок в 100—150 мм от дисков. При работе антенны на коаксиальный кабель необходимо применять симметрирующие трансформаторы, а также согласовывать входное сопротивление антенны с волновым сопротивлением кабеля.

Сопутствующие статьи:

Источник:

Хомич В.И. Приемные ферритовые антенны (2-е изд.). МРБ Вып.485, 1963 г.

[ На главную ]      [ Антенны ]

Материал подготовил RA3TOX.