Простая однодипазонная антенна.

Дополнение к статье ”Антенны низкочастотных диапазонов”.

Простую в изготовлении и настройке антенну можно изготовить на базе полуволнового вибратора питающегося с конца (по напряжению), это классический вариант антенны с J-согласованием рис. 1. Эту антенну можно рассматривать как волновой вибратор, половина которого согнута в неизлучающую четвертьволновую линию, играющего роль согласующего и симметрирующего трансформатора. Поскольку вся система резонанса, ее входное сопротивление имеет чисто активный характер. Изменяя место присоединения питающего фидера, нетрудно добиться согласования его с антенной, причем фидер может быть любого волнового сопротивления. Такая антенная система обладает одним существенным достоинством, точка (место сгиба) находится под нулевым потенциалом высокой частоты, поэтому ее можно заземлять, не изменяя режима работы излучателя. Примерное место включения фидера в шлейф 1:10.

Рис. 1

 На высокочастотных диапазонах такую антенну устанавливают вертикально, на низкочастотных диапазонах антенна изготовленная из провода и может располагаться горизонтально или под углом. При горизонтальном расположении для улучшения эффективности, антенну можно дополнить четвертьволновым противовесом рис.2, а также превратить ее в коллинеарную, добавив еще один или два полуволновых вибратора с фазосдвигающими элементами рис. 3.

 
Рис. 2

Рис. 3

Радиолюбители, живущие в многоэтажных домах, часто сталкиваются с проблемой установки мачт для антенн низкочастотных диапазонов. На базе такой антенны, не применяя мачт, можно создавать сложные высокоэффективные антенны с большим коэффициентом усиления для работы на низкочастотных диапазонах с изменением диаграммы направленности. Так как четвертьволновый короткозамкнутый шлейф не излучает, он может быть изогнут под любым углом и расположен таким образом, чтобы удобно было с ним работать.

Варианты размещения короткозамкнутого шлейфа для антенн с переключением направлений диаграммы направленности при активном питании двух элементов рис. 4.

Рис. 4

          На крупнопанельных зданиях шлейф удобно крепить к парапету, приподняв его от железобетона сантиметров на 30-40. При этом он не мешает не телевизионным антеннам, не радио и электропроводам рис. 5.

Рис. 5

Синфазная решетка из двух двухэлементных антенн с активным питанием элементов: рис. 6 1,2 – реле направлений; 3,4 – линии задержки; 5 – фидер питания; 6 – сумматор.

Рис.6

Способы согласования нескольких антенн
 

На рис. 7 синфазное включение двух 75-омных антенн. При параллельном включении сопротивление падает до 37,5 Ом, поэтому в фидер питания необходимо включить четвертьволновый трансформатор 3, выполненный из кабеля-РК50. Отрезки кабелей 1, 2, любой необходимой длины, главное чтобы эти отрезки были равны между собой по длине.

На рис. 8 противофазное включение двух антенн, для изменения направления диаграммы направленности. Схема дополнена реле, для переключения направлений и линией задержки 5, из кабеля-РК75 необходимой длины, длина Л.З. подбирается при настройке антенны.

 
Рис. 7                                        Рис. 8

Синфазное включение четырех 75-омных антенн рис.9.

          Все кабели РК-75, в том числе и четвертьволновый трансформатор. При противофазном включении для переключения направлений в каждую пару антенн включить по одному реле и дополнить линией задержки, как и в первом варианте см.     рис. 8.

Рис.9

          Если использовать J-антенну для работы на нескольких диапазонах, необходимо дополнить схему согласования несколькими реле см. рис. 10.

Рис. 10

          Пример двухдиапазонной антенны 3,5-7 МГц, шлейф от точки А до точки С для 80 метрового диапазона равен 20 метров. Место подключения фидера реле Р2 также как на рис. 1 в 1:10 часть. При переходе на диапазон 40 метров, реле Р3 закорачивает шлейф в точке В и отрезок АВ становится равен четверти волны для 40 метрового диапазона, АВ=10 м. Находим новую точку питания для этого диапазона и ставим реле Р1.

          При создании на этой базе многодиапазонной направленной антенны, при переходе одного диапазона на другой придется также переключать и трансформатор сопротивлений, чтобы для каждого диапазона его длина была 0,25λК.

          Для антенн с активным питанием двух элементов, расстояние между вибраторами влияет только на усиление антенны и полосу пропускания. Подавление заднего лепестка в диаграмме направленности при любом расстоянии между элементами обеспечивается подбором длины кабеля линии задержки. Исходя из ширины стандартных зданий, хорошо вписываются антенны диапазонов 80 и 40 метров.

          Для диапазона 160 метров полотна антенн можно развернуть, используя длину здания для оптимального расстояния между элементами.

          Если нет возможности устанавливать на высокочастотные диапазоны, вращающиеся направленные антенны, можно установить несколько вертикальных полуволновых антенн с J-согласованием и переключать направления, при этом нет необходимости в противовесах, так как вибраторы полуволновые. Схема запитки такая же, как и в выше приведенных примерах.

Владимир Приходько  (EW8AU)
246027  Гомель  а/я 68  Беларусь