Летняя пора - время радиолюбительских слетов и мероприятий. Перед выездом
на природу необходима соответствующая подготовка аппаратуры и антенн. Чаще
всего на лесных полянах видны вариации на тему "инвертед V". Но насколько
эффективна такая антенна? Самая важная ее часть - та, где имеются пучности
напряжения - это концы полотна антенны, а они как раз находятся в самом
невыгодном положении - около земли. Да и сам излом на верхушке перевернутой
V вовсе не улучшает излучающие свойства - электромагнитные поля обеих половин
антенны из-за этого частично взаимоуничтожаются. Другой вариант - разрезной
диполь с двумя точками подвеса, например, между деревьями, также имеет свои
недостатки: затруднительно хорошо натянуть антенну. Под тяжестью кабеля
питания ее центр провисает и теряется высота подвеса. Вопрос согласования
сопротивлений антенны с кабелем также обычно далек от идеала. Антенна
фиксированной длины, однажды настроенная в резонанс, вовсе не обязана
попасть в резонанс при переносе ее на другое место. В результате, из-за
несовпадения импеданса антенны в точке запитки с волновым сопротивлением
кабеля увеличивается КСВ. Правда, если используется трансивер с антенным
тьюнером, и антенна имеет согласованную с длинной волны линию питания,
кратную полуволне, то можно не обращать особого внимания на несовпадение
сопротивлений. Место подключения антенны как бы переносится непосредственно
к трансиверу. Но такая ситуация встречается не всегда.
Имеется другой способ "приблизить" точку запитки антенны и одновременно
упростить ее подвеску. Это использование полуволнового неразрезного вибратора
с питанием его с конца в пучности напряжения с помощью согласующего устройства
в виде четвертьволнового короткозамкнутого коаксиального трансформатора.
Кабельный шлейф дополнительно выполняет еще и роль фидера. Такая конструкция
позволяет расположить излучающую и питающе-согласующую часть антенны на одной
прямой и подвешивать ее, вытягивая за противоположный конец с помощью
предварительно перекинутого через блок капронового шнура.
Трансивер может подключаться непосредственно к согласующему устройству
антенной системы в точку, на некотором расстоянии от короткозамкнутого конца
шлейфа. При этом нет необходимости тщательно подбирать место подсоединения,
антенный тьюнер выполнит сам задачу оптимального согласования. Если же есть
необходимость подключения коаксиальной линии, то и в этом случав предлагаемая
антенна позволит облегчить процесс согласования. Здесь также поможет то
обстоятельство, что место стыка с кабелем питания расположено на некотором
расстоянии от излучающей части антенны, находясь "в руках" у радиолюбителя,
что позволяет более тщательно подобрать сопротивление в точке питания,
соответствующее волновому сопротивлению используемого фидера.
В городских условиях иногда удается заниматься согласованием такой антенны,
не выходя из квартиры в абсолютно комфортной домашней обстановке. Настройка
антенной системы заключается в подборе длины согласующего шлейфа и определении
места разреза для подключения питания. Значительно облегчает эту работу
применение коаксиального кабеля с фторопластовой изоляцией. Его можно легко
надставлять, пропаивая место соединения поверх экранной оплетки, не боясь
замыкания с центральной жилой. Желательно использовать кабель с волновым
сопротивлением 50 Ом, так как необходимые при настройке приборы в основном
рассчитаны на такую нагрузку.
Схема антенны показана на рис. 1. Длина излучающей части равна половине
длины волны на середине выбранного диапазона с учетом коэффициента укорочения,
равного примерно 0,95. Эта длина не изменяется в процессе настройки антенны.
Расчетная длина согласующего шлейфа равна четверти длины волны, умноженной
на коэффициент укорочения применяемого кабеля, который для многих марок равен,
примерно, 0,66. Точную подгонку длины шлейфа производят с помощью
ВЧ генератора, к выходу которого подсоединяют короткозамкнутый на
противоположном конце отрезок кабеля. Понемногу укорачивая его, добиваются
максимума напряжения на выходе генератора на рабочей частоте.
Рис.1 Однодиапазонная антенна с согласующим шлейфом
Замеры напряжения желательно производить при минимально возможной связи
измерительной головки вольтметра с местом измерения. Для этого используется
разделительный конденсатор емкостью не более 1 пф. Измерения желательно
производить с помощью вольтметра с цифровой шкалой. После уточнения длины
согласующего трансформатора производят монтаж места стыка кабеля с антенной.
Конец кабеля освобождают от верхней изоляции и оплетки на расстоянии
около 5 см, крепко стягивают капроновой леской с изолятором из оргстекла.
Затем к центральной жиле кабеля припаивается провод антенны, который также
стягивается с изолятором леской. Место стыка гидроиэолируется изолентой с
пропиткой клеем БФ. Для снятия механической нагрузки с кабеля растяжку
антенны в направлении источника делают с помощью синтетического шнура,
прикрепленного одним концом к отверстию в изоляторе, а другим, например,
к колышку в земле. Такой полуфабрикат антенны вывешивается в пространстве
на максимальном удалении от токопроводящих предметов, но так, чтобы
согласующий шлейф был доступен для дальнейших манипуляций с ним.
Кабель необходимо разрезать в пропорциях, указанных на рисунке, разделать
полученные части, сложить их вместе и снова соединить легкой пайкой.
В место стыка через измеритель КСВ надо подать сигнал небольшой мощности
от трансивера, предварительно настроив П-контур или антенный тыонер
на 50-омный эквивалент. Изменяя в некоторых пределах соотношения длин
обеих кусков кабеля, надо добиться минимальной мощности обратной волны.
В настройке этой антенны отлично зарекомендовал себя КСВ-метр фирмы
"DIAMOND ANTENNA" SX-100, любезно предоставленный авторскому коллективу
сборника "Радио-Дизайн" магазином "БЕРМОС".
В конечном итоге в процессе проведенной настройки проверяют соответствие
входного сопротивления антенны волновому сопротивлению 50-омного
коаксиального кабеля. Следует подключить к настроенному шлейфу бухту
кабеля произвольной длинны и при этом значение КСВ не должно изменяться
и остается близким к 1. После окончания настройки также следует проверить
надежность всех паек и герметизировать их.
Рабочая полоса частот такой антенной системы на десятиметровом диапазоне
составила около 500 кГц, а на сорока метрах - 120 кГц при значениях КСВ
не хуже 1,2. Антенна за счет своих избирательных свойств оказалась
значительно лучше защищена от мощных внеполосных наводок, а наличие
короткозамкнутого шлейфа делает ее неподверженной накоплению атмосферного
статического электричества.
Удлинение полотна антенны пропорционально кратному числу полуволн
улучшает эффективность антенны и почти не изменяет размеры согласующего
шлейфа. Хорошие результаты могут быть получены и при подобном согласовании
с коллинеарными антеннами, о которых говорится в статьях Г.И. Осипова
(RV3AK) в "Р-Д" №1, 2 за 1997 г.
С.Макаркин, RX3AKT
Посвящается памяти Геннадия Ивановича Осипова, RV3AK
(Радио - Дизайн N 2.98)
|