1. Антенны

Эффективная работа Си-Би станции во многом зависит от параметров примененной антенны. Изготовление и установка хорошей антенны дело трудоемкое и для него не подходит метод проб и ошибок. Надо сначала, реально оценив свои силы и возможности, выбрать тип антенны, подготовить все необходимые материалы и детали и только после этого приступать к работе. Выбор типа антенны должен производиться из конкретных условий расположения радиостанции и целей ее использования.

При выборе антенны следует учитывать, что эффективно работают антенны с размерами не менее 0, 25 длины волны. Укороченные антенны всегда имеют худшие параметры по сравнению с полноразмерными. Большое влияние на качество работы антенны оказывает высота установки антенны. При небольшой высоте установки (меньше половины длины волны) диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости искажается и большая часть энергии радиоволн будет излучаться под большими углами к горизонту. В горизонтальном направлении (а для местных связей именно это направление наиболее важно) будет излучаться незначительная часть мощности. Поэтому желательно устанавливать антенну как можно выше. При этом надо учитывать высоту антенны именно над проводящей поверхностью. Если антенна установлена над сухой непроводящей крышей деревянного дома, то это расстояние до земли, а если дом и крыша железобетонные, то это расстояние до крыши. Оптимальной высотой установки базовой Си-Би антенны с точки зрения затрат и получаемого результата можно считать высоту 5... 6 метров.

1.1. Полуволновый диполь

1.1. Полуволновый диполь

Одной из наиболее простых антенн является полуволновый диполь или, как его еще называют, полуволновый разрезной вибратор (рис. 1.1). Общая длина антенны для работы в сетке "С" составляет 5,40 метра при использовании провода диаметром 2 мм. Если использовать провода или трубки большего диаметра, то длину следует несколько уменьшить (при диаметре трубки 20 мм длина диполя 5,23 м; при 40 мм - 5,18 м).

Рис. 1.1

При горизонтальном расположении полуволновый диполь имеет горизонтальную поляризацию, то есть он способен принимать только те электромагнитные волны, которые излучаются антеннами с горизонтально расположенными вибраторами. Сигналы от антенн с вертикальной поляризацией теоретически не должны приниматься вовсе. На практике, однако, излучает электромагнитные волны не только антенна, но и подводящий кабель, поэтому радиостанции, использующие антенны с различной поляризацией, все-таки слышат друг друга, хотя и с большим ослаблением. Диаграмма направленности полуволнового диполя имеет вид восьмерки в плоскости, проходящей через полотно антенны, и круга в плоскости, перпендикулярной к полотну антенны (рис. 1.2).

Усиление антенны в направлении максимального излучения принимается за единицу, а усиление антенн других типов обычно определяется относительно полуволнового вибратора. Усиление антенны в децибелах относительно полуволнового диполя обозначается дБд, а усиление антенны в децибелах относительно изотропного (всенаправленного) излучателя - дБи. Соотношение между этими величинами таково: 2,14дБи=0дБд. Некоторые фирмы, производящие антенны, иногда "хитрят" и указывают усиление в дБ, подразумевая при этом дБи. Цифра, характеризующая усиление, получается больше, что и привлекает покупателей. Чтобы не попасться на эту приманку, стоит повнимательнее разбираться, в каких же единицах показано усиление. Более подробные

сведения о параметрах антенн и методах их измерения приведены в разделе "Основные параметры антенн".

Рис. 1.2

Сопротивление полуволнового разрезного вибратора в свободном пространстве около 75 Ом, поэтому питают антенну с помощью кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом. Согласование с 50-омным выходом трансивера осуществляют одним из способов, приведенных в разделе "Использование 75-омного кабеля". Непосредственное подключение 50-омного кабеля тоже допустимо. Для обеспечения симметрирования антенны на кабель вблизи точки подключения к антенне надевают несколько ферритовых колец небольшого диаметра или делают несколько витков кабеля на ферритовом кольце большого диаметра. Витки на ферритовом кольце делаются неразделенным кабелем, аналогично ферритовые кольца одеваются на кабель до точки разделения оплетки и центральной жилы. Нельзя одеть ферритовые кольца отдельно на центральную жилу и оплетку. Задача ферритовых колец - обеспечить большое индуктивное сопротивление для токов, протекающих по внешней поверхности оплетки кабеля. Поэтому марка феррита большого значения не имеет. Желательно применять ферриты с магнитной проницаемостью от 100 до 2000. Можно использовать ферритовый сердечник от трансформатора строчной развертки телевизора. Кабель на расстоянии 2...3 метров должен быть перпендикулярен полотну антенны. Если требуется расположить полуволновый разрезной вибратор так, чтобы электромагнитная волна имела вертикальную поляризацию, то можно применить конструкцию, изображенную на рис. 1.3.

Рис. 1.3

В качестве нижнего вибратора можно использовать трубку подходящего диаметра, внутри которой будет проходить коаксиальный кабель. Если нижний вибратор будет иметь больший диаметр чем верхний, то его следует сделать на несколько сантиметров короче верхнего. Антенну можно приспособить для использования в. походных условиях. В этом случае верхний вибратор выполняется из гибкой многожильной проволоки, а в качестве нижнего используется гибкая металлическая оплетка, надетая на защитную оболочку питающего коаксиального кабеля. Растягивая или сжимая

металлическую оплетку, можно добиться оптимального согласования антенны с питающим кабелем. Антенну можно изготовить целиком из коаксиального кабеля. Для этого с кабеля на расстоянии около 3 м снимается защитная оболочка, а оплетка сжимается, выворачивается и натягивается на нижнюю часть кабеля. Затем верхняя часть антенны укорачивается до требуемого размера и производится настройка антенны путем растяжения или сжатия нижней части диполя. Гибкая антенна устанавливается с помощью нейлоновой веревки, прикрепленной через изолятор к концу верхнего вибратора. В качестве изолятора используется фарфоровый изолятор или подходящая пластина из стеклотекстолита. Установить антенну в походных условиях очень просто. С помощью грузика нейлоновая оттяжка перебрасывается через подходящую ветку дерева. Затем антенна поднимается на такую высоту, чтобы ее средняя часть (точка подключения коаксиального кабеля к вибраторам) находилась на высоте 5...6 метров. При этом антенна может устанавливаться и не строго вертикально. Наклон антенны не меняет ее характеристик, а только изменяет вектор поляризации.

Рис. 1.1 Полуволновый диполь

Изображение:

Рис. 1.2 Направление максимального излучения диполя

Изображение:

Рис. 1.3 Расположение полуволнового разрезного вибратора так, чтобы электромагнитная волна имела вертикальную поляризацию

Изображение:

1.2. Укороченный полуволновый вибратор

1.2. Укороченный полуволновый вибратор

В некоторых случаях из-за нехватки места установить полноразмерный полуволновый вибратор затруднительно. В этом случае можно использовать различные приемы геометрического укорочения антенны. При этом электрическая длина должна оставаться равной половине длины волны. Если место ограничено только в горизонтальном направлении, то можно поступить так, как показано на рис. 1.4. Часть вибратора изгибается вниз под прямым углом. В зависимости от соотношения горизонтальной и вертикальной частей меняется усиление антенны и ее входное сопротивление. Эти параметры изменяются относительно мало при увеличении вертикальной части вибраторов от 0 до 1/8 длины волны. При равенстве горизонтальной и вертикальной частей (как изображено на рис. 1.4) усиление уменьшается примерно на 1 дБ, а входное сопротивление - до величины около 50 Ом, что позволяет питать такую антенну непосредственно 50-омным кабелем. Дальнейшее уменьшение горизонтальной части и, соответственно, увеличение вертикальной приводит к резкому снижению коэффициента усиления и входного сопротивления. Благодаря наличию горизонтальных и вертикальных участков вибраторов антенна принимает (и излучает, конечно) электромагнитные волны как горизонтальной, так и вертикальной поляризации. Однако вертикальная составляющая выражена значительно слабее.

Рис. 1.5

Для уменьшения геометрических размеров можно использовать проводник, изогнутый в виде меандра, как это показано на рис. 1.5.

Сжимая или растягивая его, можно добиться резонанса антенны на требуемой частоте. Шаг меандра составляет 15 см, однако этот параметр некритичен. Вместо меандра можно использовать проводник с треугольными изгибами или спираль. Необходимую длину вибраторов можно определить экспериментально. За отправную точку можно положить, что длина "распрямленного" проводника должна быть около 2,75 метра для каждого плеча разрезного вибратора.

При установке одной мачты и использовании гибкого провода в качестве вибраторов удобна конструкция антенны изображенная на рис.1.6.

Рис. 1.6

В радиолюбительской литературе эта антенна называется "Inverted Vee", так как напоминает перевернутую латинскую букву V. Входное сопротивление и коэффициент усиления зависят от величины угла между плечами диполя, а также от высоты подвеса. Чем ближе концы диполя к земле, тем меньше входное сопротивление и усиление антенны. При высоте подвеса центральной части больше половины длины волны и угле между плечами диполя около 90 градусов сопротивление составляет примерно 50 Ом.

Рис. 1.5 Укороченный полуволновый вибратор

Изображение:

Рис. 1.6 Антенна Inverted Vee

Изображение:

1.3. Полуволновый петлевой вибратор

1.3. Полуволновый петлевой вибратор

Разновидностью полуволнового вибратора является полуволновый петлевой вибратор, называемый также шлейф-вибратором Пистолькорса (рис. 1.7).

Общая длина антенны для работы в сетке "С" составляет 5,40 метра при использовании провода с диаметром 2 мм. Расстояние между проводами - 4 см. Усиление и диаграмма направленности петлевого и разрезного полуволновых вибраторов совпадают. Сопротивление петлевого вибратора составляет около 300 Ом, поэтому питание его осуществляется с использованием полуволновой петли, как показано на рис. 1.7. Петля имеет длину в развернутом состоянии 3,64 метра и изготавливается из кабеля той же марки, что и фидер. Наилучшее согласование получается при использовании 75-омного кабеля, но вполне допустимо использовать и 50-омный кабель. Существенным преимуществом петлевого вибратора является то, что он образует замкнутый контур и при заземлении оплетки кабеля вся антенна оказывается заземленной. Кроме того, петлевой вибратор имеет большую широкополосность и менее критичен в настройке.

Рис. 1.7

Необходимо отметить, что на концах диполей, настроенных в резонанс, расположены "пучности напряжения". Даже при мощности передатчика в несколько ватт высокочастотное напряжение может достигать сотен вольт. Поэтому при использовании в качестве вибраторов гибкого провода на концах диполя должны устанавливаться качественные изоляторы (керамические или стеклотекстолитовые). Кроме того, следует избегать прикосновения к антенне при включенном передатчике.

Рис. 1.7 Полуволновый петлевой вибратор

Изображение:

1.4. Антенна "граундплэйн"

1.4. Антенна "граундплэйн"

Благодаря своей простоте, небольшим размерам и легкости согласования большой популярностью на Си-Би пользуется антенна "граундплэйн" или сокращенно "GP". В переводе "граундплэйн" означает "заземленный вибратор". Схема антенны представлена на рис. 1.8.

Рис. 1.8

Длина штыря при использовании 15 мм дюралевой трубки составляет 2,65 м (при 20 мм - 2,61 м, при 40 мм - 2,59 м). При использовании более тонких трубок или провода длина вибраторов несколько увеличивается. Горизонтальные проводники (противовесы) играют роль экрана или "искусственной земли". Длина горизонтальных проводников также равна четверти длины волны и при использовании 2 мм провода составляет 2,75 м. Все противовесы соединены между собой и подключены к оплетке кабеля.

Следует учитывать, что на концах горизонтальных проводников имеют место пучности напряжения и, следовательно, крепить проводники следует с помощью хороших изоляторов. Усиление антенны составляет около 2 дБд. При расположении горизонтальных проводников в каком-либо направлении можно получить некоторое дополнительное усиление в этом направлении. Часто обсуждается вопрос о необходимом количестве противовесов для эффективной работы антенны "граундплэйн". Если антенна установлена на высоте более половины длины волны, то она будет вполне прилично работать и с одним противовесом (см. полуволновый диполь, рис. 1.3). Если антенна установлена непосредственно у земли, то необходимое количество противовесов будет определяться проводимостью собственно земли. При сухой песчаной почве желательно иметь более 10 противовесов, иначе КПД антенны будет низким и мощность передатчика в прямом смысле уйдет в землю.

Отличительной особенностью антенны является то, что она питается коаксиальным кабелем с сопротивлением 50 Ом без каких-либо согласующих устройств. Входное сопротивление антенны в свободном пространстве при четырех горизонтально расположенных проводниках составляет около 35 Ом. Для улучшения согласования количество проводников уменьшают до трех и располагают их под углом 135° по отношению к вертикальному штырю. Сопротивление антенны при этом составляет 50 Ом, благодаря чему обеспечивается точное согласование с коаксиальным кабелем. Однако при этом преимущество антенны в более пологом угле излучения по сравнению с вертикально расположенным полуволновым разрезным вибратором частично теряется. Существует сравнительно простой способ разрешить это противоречие. Он применен в так называемой удлиненной антенне "граундплэйн". Для увеличения сопротивления антенны до 50 Ом вертикальный штырь удлиняется до 3,2 метров, а настройка его в резонанс на частоте 27,2 МГц осуществляется конденсатором переменной емкости, включенным между центральной жилой кабеля и вертикальным штырем. Максимальное значение емкости переменного конденсатора 100 пФ. Так как конденсатор включается в пучности тока, то повышенных требований по электрической прочности к нему не предъявляется. Конденсатор помещают в коробку из диэлектрического материала и после настройки антенны герметизируют. Для молниезащиты и защиты от статического электричества используют закороченный на конце четвертьволновый отрезок коаксиального кабеля, включенный около антенны параллельно питающему кабелю.

Рис. 1.8 Антенна "граундплэйн" GP("заземленный вибратор")

Изображение:

1.5. Полуволновый вертикальный вибратор

1.5. Полуволновый вертикальный вибратор

Одной из наиболее популярных на Си-Би антенн является полуволновый вертикальный вибратор или "половинка". Питание этой антенны осуществляется с конца, в "пучности" напряжения. Входное сопротивление при этом составляет около 1000 Ом. Величина сопротивления зависит от диаметра примененных в конструкции трубок и от расположения антенны относительно окружающих предметов. Длина штыря в зависимости от диаметра примененных трубок составляет 5,30...5,50 м. Для согласования высокого входного сопротивления антенны и низкого сопротивления коаксиального кабеля используется высокочастотный автотрансформатор в виде катушки индуктивности с отводами (рис. 1.9).

В этом случае автоматически решается вопрос заземления антенны через оплетку кабеля. Антенна не требует применения специальных противовесов. Роль противовесов играет оплетка кабеля и мачта. Схема антенны представлена рис. 1.10. Усиление антенны составляет около 4 дБд. Настройка антенны в резонанс осуществляется подбором точки подключения штыря к катушке. Для определения резонансной частоты используется гетеродинный индикатор резонанса или КСВ-метр. Резонансной частоте соответствует минимальное значение КСВ. Если резонансная частота выше 27,2 МГц, то отвод необходимо сделать от большего (считая от точки подключения оплетки кабеля) числа витков. После настройки антенны в резонанс производится подбор точки подключения центральной жилы кабеля к катушке для достижения минимального значения КСВ на резонансной частоте.

Рис. 1.9

Согласовать "половинку" с коаксиальным кабелем можно не только с помощью катушки с отводами, но и другими способами. Для согласования антенны можно применить П-контур, как это показано на рис. 1.11. Настройка в резонанс производится путем сжатия или растяжения витков катушки индуктивности. Минимальное значение КСВ достигается путем подбора емкости конденсаторов. Следует отметить, что при разрешенной мощности 10 Вт конденсатор С2, подключенный к вибратору, должен иметь рабочее напряжение не менее 250 В. Рабочее напряжение конденсатора С1 может быть в несколько раз ниже. Катушка индуктивности контура намотана проводом ПЭВ-2 диаметром 1,6 мм, имеет внутренний диаметр 8 мм, длину намотки 19 мм и количество витков 9. Недостатком согласования с помощью П-контура является то, что вибратор антенны оказывается незаземленным. Для обеспечения молниезащиты антенну следует заземлить с помощью короткозамкнутого четвертьволнового отрезка коаксиального кабеля, подключенного параллельно конденсатору С2.

Рис. 1.10

Рис. 1.11

Рис. 1.10 Схема антенны

Изображение:

Рис. 1.11 Для согласования антенны можно применить П-контур

Изображение:

Рис. 1.9 Полуволновый вертикальный вибратор

Изображение:

1.6. Полуволновый вибратор с J-согласованием

1.6. Полуволновый вибратор с J-согласованием

С точки зрения защиты от атмосферного электричества более рационален способ согласования "половинки" с помощью коротко-замкнутого четвертьволнового трансформатора. Такой трансформатор может быть выполнен на двухпроводной линии, как показано на рис. 1.12.

Настройка антенны производится путем перемещения точки подключения коаксиального кабеля к короткозамкнутой двухпроводной линии до достижения минимального значения КСВ. Конструктивно двухпроводная линия может быть выполнена из той же трубы, что и вибратор. Расстояние между проводниками в двухпроводной линии некритично и обычно составляет 100...150 мм. Однако, если расстояние между проводниками двухпроводной линии или их диаметр изменяется, требуется подобрать новую точку подключения коаксиального кабеля для получения минимального значения КСВ.

Короткозамкнутый четвертьволновый трансформатор обладает тем замечательным свойством, что в точке короткого замыкания (нижний конец на рис. 1.12) протекает максимальный ток, но отсутствует высокочастотное напряжение. Это позволяет электри

чески соединить данную точку с металлической мачтой, которая должна быть заземлена. Таким образом надежно решается проблема молниезащиты антенны. Конструктивно мачта, четвертьволновый трансформатор и вибратор могут представлять собой неразрывную трубу из дюралюминия. Некоторое сходство антенны с начертанием латинской буквы "J" закрепило за ней название полуволновый вибратор с J-согласованием. В литературе описана направленная антенна с вертикальной поляризацией, созданная на базе полуволнового вибратора с J-согласованием. Такая конструкция позволяет уменьшить влияние металлической мачты на параметры антенны.

Рис. 1.12

Короткозамкнутый четвертьволновый трансформатор может быть выполнен и из коаксиального кабеля, как это показано на рис. 1.13. На этом рисунке размеры приведены для коаксиального кабеля с внутренней изоляцией из полиэтилена (не вспененного), который имеет коэффициент укорочения 0,66. В случае применения коаксиального кабеля с другим коэффициентом укорочения размеры короткозамкнутого четвертьволнового трансформатора пропорционально изменяются. Настройка антенны производится подбором длин отрезков коаксиального кабеля, составляющих четвертьволновый трансформатор. Первоначально берутся отрезки кабеля с длиной несколько больше расчетной. Далее путем постепенного укорочения добиваются минимального значения КСВ. Нижний по рисунку отрезок кабеля сильнее влияет на согласование и его длину требуется подбирать более тщательно. Для этого короткое замыкание между центральной жилой и оплеткой делается с помощью тонкой иголки или булавки. После окончания настройки кабель отрезается в точке прокола и в этой точке оплетка и центральная жила соединяются пайкой. Перед началом эксплуатации все места, где влага может попасть в коаксиальный кабель, защищаются герметиком.

Рис. 1.13

В самодельных антеннах необходимо обеспечить надежное крепление антенны к мачте. Помимо прочности требуется обеспечить и хорошие изоляционные свойства. Простой по конструкции и надежный узел крепления показан на рис. 1.14. Основой его служит пластина из толстого оргстекла или стеклотекстолита. Антенна и мачта крепятся с использованием U-образных болтов. Для надежного крепления следует использовать пружинящие шайбы. На этой же пластине монтируют согласующее устройство и разъем для подключения коаксиального кабеля.

Рис. 1.14

Рис. 1.12 Полуволновый вибратор с J-согласованием

Изображение:

Рис. 1.13 Короткозамкнутый четвертьволновый трансформатор из коаксиального кабеля

Изображение:

Рис. 1.14 Крепление антенны к мачте

Изображение:

1.7. Вертикальная антенна "5/8"

1.7. Вертикальная антенна "5/8"

Наибольшей эффективностью среди Си-Би антенн с круговой диаграммой направленности обладает антенна с длиной вертикального штыря, равной 5/8 длины волны (рис. 1.15).На радиолюбительском жаргоне она имеет сокращенное название "пять восьмых". Усиление ее составляет 5...6 дБд. Антенна имеет наименьший вертикальный угол излучения к горизонту из всех описанных антенн. Диаграммы направленности в вертикальной плоскости антенн типа 5/8, 1/2 и 1/4 (GP) изображены на рисунке рис. 1.16. Эти диаграммы достаточно условны, так как диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости сильно зависит от высоты ее установки над поверхностью земли и от проводимости земли.

Приведенные на рисунке диаграммы получаются при расположении антенн на большой высоте над землей. Тем не менее, при прочих равных условиях, 5/8 более эффективна чем 1/2, а 1/2 имеет большее усиление, чем 1/4.

Конструктивно антенна аналогична "половинке". Некоторые промышленные антенны выпускаются в модификациях 1/2 и 5/8.

Рис. 1.15

Рис. 1.16

Они отличаются наличием противовесов и длиной излучателя. Длина штыря антенны 5/8 должна быть около 6,5 м. Длина каждого из трех горизонтальных противовесов 1,3 м. Согласование антенны с кабелем автотрансформаторное. В качестве автотрансформатора можно использовать катушку индуктивности с параметрами: внутренний диаметр - 18 мм, длина намотки 70 мм, диаметр провода 1,5 мм, число витков - 25. Штырь антенны подключается к верхнему по схеме отводу (ориентировочно 20 витков), оплетка кабеля к нижнему выводу, а центральная жила к нижнему по схеме отводу (ориентировочно 8 витков). Применение автотрансформатора решает проблему молниезащиты при заземлении металлической мачты и оплетки кабеля. Настройка данной антенны аналогична настройке "половинки". Однако следует отметить, что антенна 5/8, более узкополосна и критична в настройке. Возможны также описанные выше способы согласования с использованием четвертьволнового короткозамкнутого трансформатора и П-контура.

Рис. 1.15 Вертикальная антенна "5/8"

Изображение:

Рис. 1.16 Диаграммы направленности в вертикальной плоскости

Изображение:

1.8. Укороченная антенна "граундплэйн"

1.8. Укороченная антенна "граундплэйн"

В некоторых случаях, например на автомобиле, невозможно установить полноразмерную антенну. В этом случае используется укороченная антенна "граундплэйн". Согласование осуществляется за счет автотрансформаторного подключения удлиняющей катушки или с использованием согласующего Г-звена. При использовании автотрансформаторного включения удлиняющей катушки резонанс антенны достигается изменением количества витков, а минимальное значение КСВ - подбором точки подключения центральной жилы кабеля к катушке (рис. 1.9).

При использовании согласующего Г-звена (рис. 1.17) значения Cm и Lm для частоты 27,200 МГц вычисляются по формулам:

Cm=240-(Ro-Ra)/Ro, пф

Lm=0,00024-Ra-(Ro-Ra), мкГ, где

Ro - сопротивление фидера, Ом. Ra - активное сопротивление антенны, Ом.

Рис. 1.17

Вычисления показывают, что в диапазоне значений сопротивления антенны Ra от 10 до 25 Ом при Ro=50 Ом величина Lm меняется от 0,096 до 0,15 мкГ, а величина Cm от 960 до 67 пФ. Таким образом, согласование сопротивлений антенны и кабеля достигается в основном подбором величины емкости Cm. Настройка антенны в резонанс осуществляется изменением параметров удлиняющей катушки и контролируется гетеродинным индикатором резонанса. Изменяя величину Cm и подстраивая антенну в резонанс, добиваются минимально возможного значения КСВ. Согласующей индуктивностью Lm может служить часть удлиняющей катушки. В качестве примера приведем параметры укороченной антенны "граундплэйн", предназначенной для установки на автомобиле. Длина антенны - 1,2 метра. Материал - стальная проволока диаметром 2,0 мм. Удлинительная катушка расположена в основании антенны и имеет следующие параметры: диаметр - 20 мм, количество витков - 12, провод ПЭВ диаметром 1,1 мм, длина намотки - 12 мм. Для согласование антенны применяется Г-звено (рис. 1.17). Согласующая индуктивность является частью удлинительной катушки. Ориентировочное значение емкости для согласования с 50-омным кабелем - 30 пФ. Настройка антенны в резонанс осуществляется изменением длины штыря, а согласование для обеспечения минимального значения КСВ - подбором емкости. На крыше автомобиля антенна устанавливается с помощью магнитного основания. В конструкции используется кольцевой магнит от неисправной динамической головки. Желательно использовать всю магнитную систему от динамической головки. В этой системе кольцевой магнит заключен в стальную чашку с небольшим зазором между боковой стенкой чашки и магнитом. Магнитные силовые линии концентрируются магнитной системой и сила удержания антенны на крыше автомобиля становится больше.

Эскиз антенны приведен на рис. 1.18. Цифрами на рисунке обозначены:

1 - защитный наконечник на конце антенны;

2 - стальной проволочный штырь (1,2 м, диаметр 2 мм);

3 - контргайка крепления штыря;

4 - стальная втулка крепления штыря;

5 - эбонитовый каркас катушки индуктивности (диаметр 20 мм);

6 - резьбовая шпилька;

7 - медная заклепка;

8 - катушка;

9, 10 - медная заклепка;

11 - стальная пластина;

12 - кольцевой магнит;

13 - фольгированный стеклотекстолит;

14 - гайка;

15 - резьбовая шпилька;

16 - конденсатор;

17 - точка подключения жилы коаксиального кабеля;

18 - точка подключения оплетки коаксиального кабеля;

19 - пластиковый корпус.

Рис. 1.18

Катушка индуктивности наматывается на прочном эбонитовом цилиндре диаметром 20 мм. В торцах цилиндра просверлены отверстия и нарезана резьба М5. В отверстия вкручиваются

резьбовые шпильки и фиксируются медными заклепками из провода диаметром 1,5...2 мм. Эти заклепки служат также контактами к которым припаиваются выводы катушки, конденсатора и кабеля. С помощью резьбовых шпилек прикрепляются стальная пластина и резьбовая втулка. Штырь на конце имеет резьбу с помощью которой он крепится к резьбовой втулке. Вкрученный штырь фиксируется контргайкой. Защитный наконечник на конце антенны соединяется со штырем также с помощью резьбы. Для обеспечения максимальной емкостной связи с корпусом автомобиля для диска 13 используется односторонний фольгированный стеклотекстолит минимальной толщины. К фольге припаивается провод, который присоединяется к оплетке коаксиального кабеля. В качестве защитного корпуса используется часть подходящей пластиковой бутылки. Для предотвращения попадания влаги стык деталей 13 и 19 уплотняется герметиком.

Рис. 1.17 Согласующее Г-звено

Изображение:

Рис. 1.18 Эскиз укороченной GP-антенны

Изображение:

1.9. Направленная антенна "полуромб"

В сельской местности обычно нет возможности устанавливать высокие мачты, зато имеется достаточно места для размещения антенн большой длины. При организации связи преимущественно в одном направлении можно использовать направленную антенну "полуромб" (рис. 1.19).

Рис. 1.19

Основное направление излучения - в сторону нагрузочного резистора. Поляризация в направлении основного излучения - вертикальная. Длина каждой стороны полуромба должна быть равна целому числу длин волны (ориентировочно 10,7 м). Антенну желательно установить на открытом пространстве. Высота подвеса средней части 6... 10 метров от земли. Высота крепления концов вибратора 0,2...0,3 метра. На концах вибратора и в средней точке подвеса имеют место пучности напряжения, поэтому здесь следует применить хорошие высокочастотные изоляторы (керамические или стеклотекстолитовые). Элементами "заземления" антенны могут служить вбитые в землю металлические уголки. В случае сухой почвы можно сделать искусственное заземление с помощью проволочных четвертьволновых противовесов. К каждой точке заземления подключается 4...6 радиальных отрезков провода длиной 2,75 метра, натянутых вблизи земли. Нагрузочный резистор должен иметь мощность рассеивания не меньше половины выходной мощности радиостанции. Его лучше составить из 2...3 последовательно включенных резисторов МЛТ-2, так как резисторы 500.-.800 Ом часто имеют спиральную резистивную часть и обладают существенной индуктивностью. Резисторы с сопротивлением 50...200 Ом имеют небольшую индуктивность. Величина поглощающего резистора не слишком критична, так как влияет, в основном, на степень подавления обратного излучения. Входное сопротивление антенны находится в пределах от 300 до 900 Ом и сильно зависит от ее длины и качества заземления. Согласование входного сопротивления антенны с кабелем обеспечивается согласующим П-контуром. Катушка индуктивности контура намотана проводом ПЭВ-2 диаметром 1,6 мм, имеет внутренний диаметр 8 мм, длину намотки 19 мм и количество витков 9. Конденсатор, подключенный к антенне, имеет емкость 130...200 пф, а конденсатор, подключенный к кабелю - 620 пф. Подстройка П-контура может быть произведена путем сжатия и растяжения витков катушки. Согласующее устройство и нагрузочный резистор должны быть надежно защищены от влаги. Антенна сохраняет свои параметры в полосе частот до 1 МГц.

Рис. 1.19 Направленная антенна "полуромб"

Изображение:

1.10. Синфазная система из двух полуволновых вибраторов

1.10. Синфазная система из двух полуволновых вибраторов

В некоторых случаях от антенны требуется не максимальное усиление в направлении главного излучения, а максимальное ослабление в определенном направлении. Такая ситуация может возникнуть при близком расположении двух станций, при организации ретранслятора и т.д. При горизонтальной поляризации такая задача решается достаточно просто. Полуволновый диполь, например, имеет минимум излучения (и приема) в направлении оси, проходящей через полотно антенны. Антенны с вертикальной поляризацией обычно имеют круговую направленность. Система из двух вертикальных полуволновых вибраторов, расположенных на расстоянии 1/2 длины волны друг от друга, имеет диаграмму направленности в горизонтальной плоскости в виде восьмерки с минимумом в направлении, проходящем через излучатели (рис. 1.20).

Рис. 1.20

Рис. 1.21

Такая диаграмма получается при синфазном питании излучателей. Для этого длины кабелей от каждой антенны до точки объединения должны иметь равную длину. При параллельном включении двух 50-омных кабелей входное сопротивление уменьшается до 25 Ом. Для согласования с 50-омным выходом трансивера используется четвертьволновый трансформатор сопротивлением 37,5 Ом, составленный из двух включенных параллельно отрезков 75-омного кабеля. При необходимости можно обеспечить переключение диаграммы направленности, если подключить в кабель питания одной из антенн дополнительные отрезки кабеля, обеспечивающие сдвиг фаз.

На рис. 1.21 в качестве примера изображено синфазное включение двух "половинок", каждая из которых согласована с помощью четвертьволнового короткозамкнутого трансформатора.

Рис. 1.20 Синфазная система из двух полуволновых вибраторов

Изображение:

Рис. 1.21

Изображение:

1.11. Магнитная антенна

1.11. Магнитная антенна

Магнитные антенны удобно использовать для организации связи на небольшие расстояния, когда нет необходимости использовать эффективные полноразмерные антенны. Магнитные антенны меньше других подвержены влиянию окружающих предметов, поэтому их можно размещать даже на внутренней стороне деревянных строений. Описанная ниже дисковая антенна обеспечивает при использовании передатчика мощностью 4 Вт и высоте подвеса около 2,5 метров дальность связи в несколько километров. На расстоянии 2 км уровень сигнала составляет около 50 мкВ при использовании приемной антенны типа полуволновый диполь, установленной на высоте 30 метров.

В качестве основного элемента магнитной антенны можно использовать алюминиевый диск от магнитного накопителя старых ЭВМ. Такие диски часто используют радиолюбители для конструирования телевизионных антенн. Схема антенны приведена на рис. 1.22, а эквивалентная схема на рис. 1.23.

Рис. 1.22

На диске делается радиальный пропил и устанавливается плата из фольгированного стеклотекстолита. На плате размещаются емкости С1 - С3 и закрепляется конец коаксиального кабеля. С помощью конденсатора С2 производится настройка антенны в резонанс. Необходимо отметить, что данная антенна, как и все

магнитные антенны, достаточно узкополосная и обеспечивает удовлетворительную работу на 10-15 соседних каналах.

Рис. 1.23

В литературе описана аналогичная магнитная антенна Си-Би диапазона с согласующим П-контуром.

Рис. 1.22 Магнитная антенна от магнитного накопителя старых ЭВМ

Изображение:

Рис. 1.23 Эквивалентная схема магнитной антенны

Изображение:

1.12. Правила безопасности при использовании Си-Би антенн

1.12. Правила безопасности при использовании Си-Би антенн

Основные опасности в Си-Би технике связаны с базовыми антеннами. Как уже отмечалось, эффективность антенны в большой степени зависит от высоты ее установки, поэтому всегда стремятся расположить антенну так высоко, как только возможно. Однако работа на высоте десятков метров над землей крайне опасна. Поэтому устанавливать или настраивать антенну надо обязательно вдвоем, обеспечивая страховку. Если на крыше нет ограждения, то работать можно только с использованием страховочной веревки необходимой прочности. Веревка должна с одной стороны прикрепляться к прочному поясу, а с другой стороны к надежному элементу конструкции крыши. При работе у края крыши веревка не должна иметь слабины. Работать на крыше следует в резиновой обуви. Такая обувь необходима по двум причинам: если крыша металлическая или даже просто мокрая, то резиновая обувь предохранит от поражения электрическим током при случайном прикосновении к токонесущим проводам, если крыша имеет уклон, то резиновая обувь позволит увереннее по ней передвигаться. Запрещается работать на крышах во время грозы, при сильном ветре, дожде и морозе, а так же в темное время суток.

Нельзя протягивать антенны и токопроводящие растяжки над проводами электросети и радиотрансляционной сети, напряжение этих сетей может составлять от 220 до 900 В. Случайный обрыв антенны и растяжек может привести к их падению на эти провода. При этом в лучшем случае произойдет короткое замыкание и сработает защита, а в худшем оборванные провода, фидер и трансивер могут оказаться под напряжением и будут источником смертельной опасности.

Все металлические конструкции на крыше заземлены, поэтому крайне опасно пользоваться бытовым электроинструментом при установке антенны. Лучше использовать заранее подготовленные узлы и детали антенны, а в необходимых случаях использовать ручной инструмент. Если электроинструмент необходим, то следует использовать инструмент с напряжением питания не выше 36 В, а питание его осуществлять через понижающий трансформатор, корпус которого и вторичная обмотка заземлены. Применение понижающих автотрансформаторов не допускается. Мощность Си-Би передатчиков невелика, однако на концах резонирующих элементов может возникать высокочастотное напряжение величиной до нескольких сот вольт, которое может вызвать ожоги при прикосновении. Поэтому, если расстояние от крыши до антенны менее трех метров, на мачте следует прикрепить предупреждающую табличку:

"Осторожно, опасное напряжение". Эффективность антенны сильно зависит от высоты ее установки, поэтому высоту установки антенны всегда стремятся сделать максимально большой. Если Си-Би передатчик работает в районе аэродрома, то высокая антенна может представлять опасность для пролетающих самолетов. В США существуют правила, согласно которым высота Си-Би антенны не должна превышать 60 футов относительно уровня земли. Если вы живете близко к аэропорту, то высота антенны ограничивается еще больше - один фут высоты для каждой сотни футов от самой близкой взлетно-посадочной полосы.

При работе на чердаках запрещается использование открытого огня и курение. Для освещения следует использовать электрические фонари с автономным питанием.

Рис. 1.24

При установке антенны на высокой мачте необходима ее грозозащита, иначе при попадании молнии может сгореть аппаратура, возникнуть пожар и пострадать люди. Опасность поражения существует не только при прямом попадании молнии, но и при накоплении заряда статического электричества, который возникает при сухой погоде и сильном ветре. Если штырь антенны гальванически соединен с металлической мачтой, а мачта в свою очередь соединена с заземленными металлическими элементами крыши, то заземление обеспечено. Если антенна изолирована от мачты, то необходимо специально позаботиться о заземлении. Наиболее простым способом защиты является использование короткозамкнутого четвертьволнового шлейфа (длина для стандартного кабеля 182... 184 см), подключенного к фидеру. Экран фидера должен быть

заземлен. Шлейф обеспечивает подключение центрального провода кабеля к заземленной оплетке. В качестве заземления Сложно использовать водопроводные трубы и металлические заземленные конструкции здания. На рис. 1.24 приведена конструкция устройства для подключения заземляющего проводника к водопроводной трубе (использование труб газовой сети запрещается!).

Конструкция состоит из хомута 4, винта с заостренным концом 3, пластины 2, контргайки 1. Благодаря заостренному винту надежный контакт с металлической трубой обеспечивается без зачистки краски. Хомут вырезается из жести по размеру трубы. В пластине 2 сверлится отверстие и нарезается резьба под винт с заостренным концом. При отсутствии подходящего метчика пластину 2 можно заменить подходящей гайкой. Заземляющий провод прижимается контргайкой 1 и подключается к корпусу аппаратуры или к оплетке антенного кабеля. Аналогичное приспособление предназначенное для использования в качестве заземления водопроводных труб описано в литературе .

В сельской местности в качестве заземления следует использовать металлическую трубу, забитую в грунт до влажного слоя.

Рис. 1.24 Конструкция устройства для подключения заземляющего проводника к водопроводной трубе

Изображение:

1.13. Направленная антенна "Волновой канал"

Направленные антенны позволяют добиться большей эффективности работы радиостанции. На Си-Би радиостанции обычно используется одна антенна для приема и передачи, поэтому направленная антенна, имеющая определенное усиление, дает выигрыш как по приему, так и по передаче. Выигрыш в режиме передачи состоит в том, что уровень сигнала, принимаемого корреспондентом, будет выше на величину усиления антенны. В режиме приема принимаемый сигнал также будет выше на величину усиления антенны, но кроме того будут дополнительно ослаблены помехи, приходящие с направлений, отличных от направления на полезный сигнал. Этот выигрыш часто оказывается наиболее важным с точки зрения эффективности связи, поэтому антенны настраивают не по максимальному усилению, а по максимальному отношению усиления в прямом и обратном направлениях. Одной из широко распространенных типов направленных антенн является антенна "волновой канал" или "Яги" по фамилии одного из изобретателей. Конструкция 4-х элементной антенны "волновой канал" представлена на рис. 1.25.

Радиолюбительские антенны

Антенны на диапазон 160 м

"Скажи мне, что у тебя на крыше, и я скажу тебе, кто ты!"

И действительно: то, какую антенну выбрал коротковолновик, как он ее настроил и согласовал, определяет, как правило, общий "Коэффициент полезного действия" радиостанции, ее "дальнобойность".

Наибольшие трудности вызывает у радиолюбителей создание антенных систем на низкочастотные КВ диапазоны и особенно на диапазон 160 м. Ведь для эффективной работы антенны длина ее излучающей части должна быть сравнима с длиной волны. Для диапазона 160 м это означает, что излучатель должен иметь длину по крайней мере 30...40 м. Да и удалять ее от "земли", в частности - от металлической крыши здания, следует примерно на такое же расстояние.

Выполнить полностью эти требования обычно не представляется возможным, поэтому радиолюбители вынуждены искать компромиссные решения, идти, например, на заведомое снижение эффективности антенной системы, лишь бы ее установка была реальной в конкретных условиях дома, где проживает коротковолновик.

Для диапазона 160 м лучше всего подходят симметричные антенны типа полуволнового диполя или различных модификаций рамок, имеющих периметр длиной в длину волны ("Квадрат", "Delta Loop" ). Практически такие антенны можно устанавливать только между домами, причем в этом случае средняя высота их подвеса должна составлять не менее 20...30 м. При меньших высотах из-за влияния "земли" антенна будет излучать радиоволны к горизонту и, следовательно, будет недостаточно эффективна при проведении дальних связей.

Длину l (в мм) излучающей части полуволнового диполя (рис.1) рассчитывают по формуле:

l = 142,5/f.

f - резонансная (рабочая) частота антенны в МГц. Если предполагается работать как телефоном, так и телеграфом, то резонансную частоту антенны следует выбрать близкой к середине диапазона (например, 1,9 МГц). Если же работа будет вестись в основном только одним видом излучения, то ее целесообразно выбрать близкой к середине соответствующего участка любительского диапазона.

Рис.1. Симметричная антенна полуволновой диполь

Следует отметить, что на практике длина излучателя может заметно отличаться от расчетной из-за влияния окружающих предметов. Вот почему при изготовлении антенны первоначальную длину излучателя надо взять с некоторым запасом, а затем, в процессе настройки, уточнить ее.

Входное сопротивление диполя около 75 Ом, поэтому для его питания следует использовать коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. Однако здесь вполне допустимо применение 50-омного кабеля. Во-первых, весьма вероятно, что входное сопротивление диполя при реальных высотах подвеса будет ниже 75 Ом, а во-вторых, такое незначительное рассогласование антенны с фидером (КСВ до 2) практически не влияет на ее эффективность.

Собственно излучатель выполнен из медного канатика диаметром 2...3 мм. Для того чтобы исключить обрыв коаксиального кабеля в месте его подключения к излучателю необходимо кабель 5 жестко прикрепить (например, U-образными хомутами) к Т-образному изолятору 4, который изготавливают из текстолита толщиной не менее 3 мм. Часть изолятора, которая работает на растяжение, усиливают текстолитовым бруском 6 размерами 15х25х100 мм. Оплетку и центральную жилу коаксиального кабеля припаивают к плечам 2 и 3 излучателя.

Настраивают антенну по измерениям КСВ в полосе частот. Из этих измерений находят резонансную частоту антенны, т.е. частоту, на которой КСВ минимален. Если она меньше (больше) заданной, то диполь укорачивают (удлияют). Величину, на которую надо укоротить или удлинить каждое из плеч диполя, определяют по формуле:

Здесь f2 - частота, на которую должна быть настроена антенна, а l` и f1 - соответственно первоначальная длина диполя и его резонансная частота.
В реальных условиях плечи диполя можно устанавливать под некоторым углом, несколько меньшим 180 градусов, и даже изгибать каждое из плеч (рис.2).

Рис.2. Антенна полуволновой диполь с изгибом плеч

Входное сопротивление антенны при этом несколько понижается, поэтому такие антенны целесообразно соединять 50 Ом коаксиальным кабелем. Изменится также и диаграмма направленности, которая для классического диполя имеет вид "восьмерки". Настройка этой антенны немного сложнее, поскольку влияние окружающих ее предметов сказывается обычно сильнее. Для того чтобы не "проскочить" резонансную частоту, укорачивать плечи диполя здесь следует постепенно, шаг за шагом. Этот вариант установки диполя, естественно, компромиссный, но он позволяет при незначительном снижении эффективности антенны "привязать" ее к конкретным местным условиям.

Длину излучающей части диполя можно уменьшить почти вдвое, если ввести в каждое ее плечо по "удлиняющей" катушке (рис.3).

Рис.3. Антенна полуволновой диполь с удлинняющими катушками

Чтобы не снижать существенно коэффициент полезного действия антенны, "удлиняющие" катушки должны иметь малые собственные потери, т.е. высокую (примерно 150) добротность. Кроме того они должны быть надежно защищены от воздействия атмосферной влаги.

Питание на эту антенну подают 50 Ом коаксиальным кабелем. При указанных на рис.3 размерах излучающей части катушки L1 и L2 должны иметь индуктивность около 70 мкГ. Их можно выполнить на каркасах диаметром 40 мм и длиной 80 мм, на которые наматывают по 65 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,2 мм (намотка рядовая, виток к витку). Если в распоряжении радиолюбителя имеются другие каркасы, то требуемое число витков можно оценить по формуле:

Здесь L - индуктивность катушки в мкГ; D и l - диаметр и длина катушки в см; n - количество витков. Поскольку намотка рядовая, то l = nd, где d - диаметр провода катушки в см. Необходимую резонансную частоту антенны устанавливают подбором длины внешних (14-метровых) отрезков каждого плеча.

Укороченный диполь вполне можно установить на крыше одного здания, модифицировав его в антенну типа "Inverted V" (она показана на рис.3 ). Для установки такой антенны требуется только одна мачта высотой около 15 м. Плечи диполя выполняют одновременно и функции двух (из требуемых четырех) оттяжек для крепления мачты. Как уже отмечалось, при такой высоте подвеса диполь излучает в основном под большими углами к горизонту. Однако даже с учетом этого недостатка описанная укороченная антенна IV может оказаться эффективнее несимметричных антенн, о которых речь пойдет ниже.

Недостатком всех несимметричных антенн (к ним относятся разнообразные "проволочные" антенны типа "Long Wire" , а также вертикальные излучатели типа "Ground Plane" ) является необходимость иметь хорошую "землю", т.е. заземление (в радиотехническом смысле этого слова). Реализовать хорошее заземление в городах практически невозможно, поэтому радиолюбитель, если он решает (или его заставляют обстоятельства) установить антенну с несимметричным питанием, должен позаботиться о хороших противовесах.

Входное сопротивление большинства несимметричных антенн лежит в пределах 10...30 Ом, а для укороченных антенн может составлять единицы Ом и даже доли Ома. Между тем сопротивление потерь для распостраненной системы из трех противовесов под углом 120 градусов друг к другу составляет примерно 30 Ом. Таким образом, при использовании противовесов более половины мощности, отдаваемой передатчиком, бесполезно теряется. Для эффективной работы несимметричной антенны количество противовесов должно быть 10...12, причем совсем не обязательно, чтобы все они имели длину четверть длины волны (рис.4а).

Рис.4а. Размещение противовесов по кругу

Дело в том, что наибольшее значение плотности токов ВЧ - непосредственно у основания антенны, именно здесь надо иметь наибольшее суммарное сечение проводников противовесов. Если противовесы нельзя установить по кругу (обычно дело обстоит именно так), то их следует разместить, как показано на рис.4б.

Рис.4б. Размещение противовесов неравномено

На рис.5 приведены два варианта Г-образной антенны для диапазона 160 м. Питание на обе антенны подают коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Соотношение между длинами отрезков А и Б может быть выбрано произвольным, важно лишь, чтобы их суммарная длина составляла 38 м для варианта а и 43 м для варианта б.

Рис.5а. Г-образная антенна с входным сопротивление 10 Ом

Антенна на рис.5а при длине отрезка А=10 м имеет входное сопротивление около 10 Ом. Катушка L1 имеет индуктивность 13 мкГ. Она выполнена на каркасе диаметром 50 мм и содержит 20 витков медного голого провода диаметром 0,8...1,0 мм. Длина намотки 50 мм. При мощности передатчика до 10 Вт в качестве конденсатора С можно использовать блок конденсаторов от лампового радиовещательного приемника. Настраивают антенну сначала конденсатором С, добиваясь последовательного резонанса на рабочей частоте (устанавливают по максимальной нагрузке антенной передатчика). После этого подбирают положение отвода на катушке L1 по минимуму КСВ.
Антенна, показанная на рис.5б , имеет активную составляющую входного сопротивления около 50 Ом, если длина отрезка А=10 м.

Рис.5б. Г-образная антенна с входным сопротивление 50 Ом

При настройке этой антенны сначала компенсируют конденсатором С реактивную составляющую входного сопротивления (она имеет индуктивный характер), а затем подбирают длину антенны по минимуму КСВ, каждый раз подстраивая конденсатор С. Из-за большого входного сопротивления эта антенна работает эффективнее, чем изображенная на рис.5а , но последняя проще в настройке, так как не требует тщательного подбора общей длины антенны.

В частном случае любая из этих двух антенн может начинаться непосредственно у передатчика и проходить через оконную раму на ближайший дом или какое-нибудь дерево. В этих условиях создать разветвленную систему противовесов практически невозможно, поэтому корпус передатчика надо присоединить короткими проводниками к трубам водоснабжения, отопления и к арматуре балкона (если дом железобетонный). Кроме того, такую систему "заземления" следует дополнить хотя бы одним противовесом максимально возможной длины (но не менее 5 м). Этот противовес может быть растянут на внешней стороне балкона или вдоль стены дома. К корпусу передатчика его подключают через катушку (рис.6) , индуктивность которой следует установить экспериментальным путем по минимальной величине ВЧ напряжения на корпусе передатчика (исходное значение индуктивности 200 мкГ).

Рис.6. Подключение противовеса

Это напряжение можно регистрировать простейшим ВЧ вольтметром (рис.7) , который подключают к корпусу только одним выводом.

Рис.7. Измерение высокочастотного напряжения на корпусе передатчика

Если радиолюбитель имеет возможность сделать хорошую систему противовесов, то для проведения дальних связей все же лучше установить пусть укороченную, но вертикальную антенну типа GP. Вполне приличные результаты можно получить с антеннами, имеющими высоту до 15 м.

Один из вариантов такой антенны показан на рис.8. Она состоит из вертикального излучателя (мачты) длиной 12 м, изолированного у основания от "земли". Излучатель представляет собой металлическую трубу. Он имеет так называемую верхнюю емкостную нагрузку, которая образована четырьмя проводами длиной по 15 м. Угол между этими проводами (они одновременно играют роль оттяжек) и трубой должен быть 90 градусов. Питание в антенну подают коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. При небольшой длине фидера целесообразно не устанавливать у основания антенны никаких согласующих элементов (при этом отпадает нужда в их герметизации), а работать со стоячей волной в кабеле. В этом случае обязательным является наличие на радиостанции отдельного антенного согласующего блока у передатчика, так как возможностей по согласованию у его выходного контура (обычно П-фильтра) может не хватить.

Рис.8. Вертикальная антенна типа GP

Антенна, показанная на рис.9 , имеет полную высоту около 13,5 м. Укорачивание в ней достигнуто за счет включения "укорачивающей" катушки L1 подобно тому, как это делалось в укороченном диполе, о котором рассказывалось раньше. Эта катушка должна обладать индуктивностью около 160 мкГ. Ее наматывают медным голым проводом диаметром 70 мм. Она имеет 90 витков. Длина намотки 220 мм, а полная длина вставки в трубу - 300 мм. Индуктивность согласующей катушки L2 около 10 мкГ (20 витков такого же провода, намотанного на каркас диаметром 40 мм, длина намотки 50 мм).

Рис.9. Антенна с "укорачивающей" катушкой

Настраивают эту антенну на рабочую частоту с помощью гетеродинного индикатора резонанса (подбором длины верхней секции антенны и, если этого недостаточно, - подбором числа витков катушки L1). Затем по минимуму КСВ подбирают положение отвода на катушке L2. Как и все другие укороченные излучатели, эта антенна узкополосна, ее следует настраивать на тот участок диапазона, где чаще всего ведется работа.

При тех трудностях, с которыми связана установка антенн, о направленных передающих антеннах на НЧ диапазоны, и особенно на диапазон 160 м, можно только мечтать. Но вот для приема такие антенны реализовать относительно нетрудно. Обычно они представляют собой рамки, состоящие из одного или нескольких витков. Рамочные антенны имеют два четко выраженных минимума при приеме сигнала, направленные перпендикулярно ее плоскости. Подавление сигналов с этих направлений может достигать примерно 30 дБ (пять баллов по шкале S!). Это дает возможность "убрать" помеху: сигналы другой любительской станции, гармонику от средневолновой вещательной радиостанции и т.д.
Возможный вариант выполнения рамочной антенны показан на рис.10.

Рис.10. Рамочная антенна

Она состоит из трех витков (в форме квадрата со стороной 1,5 м), образующих собственно рамку, и одного витка связи. Диаметр и марка провода некритичны, в частности, подойдет и обычный монтажный провод. Рамка помещается в электростатический экран, разомкнутый в верхней части. Экран можно выполнить из оплетки коаксиального кабеля, а в целом рамку закрепить на крестовине из дерева. Настраивают рамку на рабочую частоту конденсатором С, который должен быть надежно защищен от атмосферной влаги. К приемнику рамку подключают с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом.

"Радиоежегодник" 1983 год

Дата: 2016-11-11 Дата: 2016-07-13 Дата: 2015-04-28 Дата: 2015-04-28 Дата: 2015-03-18 Дата: 2013-09-09 Дата: 2013-03-05

Добавил: Сергей

Андрей - если тебе это еще актуально.На передачу рис.10 прекрасно работает и без экрана.Вот при приеме, в городе особенно, экран заметно ослабляет помехи.Заметно на слух!Поочередно подключал с экраном и без.А так я натягивал чулок оплетки снятый с кабеля РК-150 на оботку из термостойкого многожильного провода для намотки катушек магнитострикционных УЗ излучателей.там провод похоже что посеребренный.Отлично работают рамки из специального толстого литцендрата, у нас такой провод применялся для намотки контуров мощных генераторов электроэррозионных станков.В принципе достать,если сильно захотеть можно.Успехов! Делал витки и из обычного МГШВ перед тем как одеть экран обматывал слоем тонкой фторопластовой ленты были старые запасы когда кончились, разбирал конденсаторы с изоляцией из фторопластовой ленты.Отлично получалось обмотать тонкой медной лентой и потом аккуратно пропаять.Потом после испытания лучьше будет все обмотать лентой стеклоткани и прокрасить неск. слоями эмали.Для города и относительно близких расстояний неплохой вариант.Для работы на передачу обязательно нужен хороший воздушник.Я использовал конденсаторы от мед.установок высокой частоты.В принципе в каждой больнице есть кладовка куда сваливают всякий списаный хлам.

Дата: 2012-07-23

Дата: 2012-06-17 Дата: 2012-06-17 Дата: 2012-04-07 Дата: 2012-03-17 Дата: 2012-01-27 Дата: 2012-01-22 Дата: 2012-01-09

Добавил: Сергей

Дата: 2012-01-07

Дата: 2011-11-06

Читайте также

Читать

Пес человеческий язык понимает получше некоторых людей

• 2024-05-13 00:11:18

Читать

Главные правила, как поднять иммунитет собаке

• 2024-05-13 00:11:18

Читать

Акафист пресвятой богородице пред иконой помощница в родах

• 2024-05-12 00:11:26