Проблема создания передающих антенн интересует многих радиолюбителей.
Как известно, хорошо излучают полноразмерные антенны, т.е. такие антенны,
размеры которых соизмеримы с длиной волны. Однако создать полноразмерную
антенну часто оказывается трудно. Поэтому многие обращаются к укороченным
антеннам.
При использовании таких антенн возникает парадоксальная ситуация, при которой
низкое выходное сопротивление транзисторного каскада Rвых (например при
Ек=12,6 В, Pвых=10 Вт, Rвых=8 Ом) трансформируется в высокое волновое
сопротивление кабеля 50 или 75 Ом, а затем вновь понижается для согласования
с низким сопротивлением укороченной антенны. Проще согласовать низкое выходное
сопротивление (в нашем примере - 8 Ом) транзисторного каскада с низким
сопротивлением укороченной рамочной антенны (при коэффициенте укорочения
0,45 Rизл=8 Ом). Для этого необходимо непосредственно объединить выходной
каскад с укороченной антенной.
Принципиальная схема активной антенны СВ-диапазона приведена на рисунке.
Усилительный каскад работает в режиме класса "С" и может использоваться для
усиления Ч М- и CW-сигналов. Выходная мощность каскада - 10 Вт. Она
достигается при входной мощности 0,1...1,0 Вт - в зависимости от типа и
спользуемого транзистора. Наиболее высокий коэффициент усиления обеспечивают
транзисторы КТ965А, КТ966А, несколько меньший - КТ958А, КТ920В.
Для согласования входного сопротивления с кабелем используется трансформатор,
который выполнен на феррито-вом кольце диаметром 10 мм с проницаемостью 400.
Обмотка состоит из 10 витков двух скрученных проводов ПЭВ-2 диаметром 0,31 мм.
На выходе усилительного каскада включена укороченная рамочная антенна, имеющая
размеры 1,3х1,3 м и выполненная из медной шины сечением 3х5 мм. Усилитель
включается в разрыв середины одной из вертикальных сторон, обеспечивая работу
антенны с вертикальной поляризацией. Для снижения собственной резонансной
частоты в точки 3, 4 включена укорачивающая емкость С4, которая должна
обладать достаточной электрической прочностью (например конденсатор с
воздушным диэлектриком).
Проводники, соединяющие рамку с транзистором, должны иметь минимальную длину
(1...2 см).
Для работы AM и SSB между точками А и В включается резистор 500...600 Ом, с
помощью которого устанавливается ток покоя 50 мА. Следует отметить, что в этом
случае температурная стабильность каскада будет невысокой, и использовать его
можно только в помещении.
Транзистор должен быть снабжен радиатором, площадь которого не менее 500 см2.
Дроссель Др1 - типа ДПМ-2,4.
Для питания активной антенны можно использовать отдельный провод, но особенно
удобно питать ее по входному коаксиальному кабелю с помощью разделительных
конденсаторов и дросселей. Допустимая плотность тока для центральной жилы
кабеля составляет 3 А/мм2, что позволяет использовать любые кабели, за
исключением самых тонких.
Активная антенна может быть закреплена в оконном проеме или на балконе.
Первоначальная настройка антенны может быть осуществлена с помощью ГСС, слабо
связанного с антенной (например с помощью небольшой рамки), и индикатором
напряженности поля. Затем устанавливается напряжение питания (50% от
номинального) и подается напряжение возбуждения на транзистор. Изменением
величины укорачивающей емкости добиваются резонанса, что проявляется в
повышении коллекторного тока и увеличении показаний измерителя напряженности
поля. После этого перемещением точки 2 на боковой стороне рамки добиваются
дальнейшего увеличения показаний индикатора напряженности, периодически
подстраивая С4. Затем напряжение питания доводится до номинального.
Настройку можно также проводить с помощью измерителя частотных характеристик,
включив на выход ИЧХ вход активной антенны, а вход ИЧХ соединив с небольшой
рамкой, слабо связанной с активной рамочной антенной. Желательно проверить
КСВ входной цепи, который должен быть близок к 1.
М.Анисимов (RU3PF, ex UA3POC)
300002, г.Тула, а/я 520.
Литература
1. Анисимов М. (UA3POC), Анисимов М. (UA3PML). Cпособ питания укороченной
рамочной антенны. - Радиолюбитель KB и УКВ, 1997, N12,c.30,31.
|