Страдания по Базуке

0 3920
0

Страдания по БазукеВ последнее время чрезвычайный интерес вызывает антенна Базука. Ей приписывают необычные свойства и увлеченно обсуждают конструкцию в эфире. При этом часто тот, кто объясняет не всегда сам четко представляет что же это за антенна. Учитывая необычайный интерес Ваш покорный слуга сам решил «вставить пять копеек».

Начнем с азов. Антенна Базука – это диполь. А диполь может быть горизонтальным, вертикальным, наклонным и перевернутым  V. Но диполь этот не простой, а широкополосный. Увеличение полосы пропускания происходит потому, что к точке питания диполя подключен кабельный четвертьволновый резонатор. Напомню, что четвертьволновый кабельный резонатор представляет собой отрезок кабеля равный четверти длины волны с учетом коэффициента укорочения у которого один конец замкнут, т.е. центральная жила соединена с экраном, а другой конец разомкнут. На разомкнутом конце резонатора его сопротивление теоретически равно бесконечности реально же очень большое. Резонансная частота резонатора и диполя должна совпадать. При расстройке от частоты резонанса появляется реактивная составляющая сопротивления и антенны и резонатора. Весь фокус в том, что реактивные составляющие антенны и резонатора имеют противоположный знак. Реактивные составляющие взаимно уничтожаются, что приводит к чисто активной величине сопротивления в широкой полосе частот. Поэтому полоса пропускания такой антенны шире, чем у обычного диполя. Если резонатор один то это простая Базука или однорукая Базука, а американцы называют « One-Leg Bazooka». Если же резонаторов два, то это двойная Базука (Double Bazooka). Более распространена двойная Базука хотя для меня это загадка, т.к. никаких преимуществ она не имеет, а расход кабеля вдвое больше. По способу подключения наибольшее распространение получило последовательное соединения четвертьволновых кабельных резонаторов при котором два резонатора соединены открытыми концами и представляют полуволновый отрезок кабеля, а фидер подключается в разрыв оплетки кабеля резонаторов в точке их соединения. Центральная жила при этом остается нетронутой и соединена с оплеткой на концах каждого из кабельных резонаторов. Помимо последовательного соединения двух резонаторов существует еще параллельное подключение, когда соединяются вместе центральные жилы двух резонаторов  и фидера. Таким же образом соединяются вместе все три оплетки кабелей. Еще одним способом подключения является перехлест кабелей резонаторов, т.е. центральная жила левого резонатора подключается к оплетке правого резонатора и наоборот. Фидер подключается параллельно. Проверка каждого способа подключения на практике показала полную их идентичность. В одинарной Базуке резонатор подключен параллельно антенне и параллельно фидеру. Работает однорукая Базука точно так же как и двойная

Следующий момент. Если отделить полотно диполя от кабеля, то кабельный резонатор (один или два) может располагаться где угодно, это не имеет принципиального значения как ни странно это может многим показаться. Он может болтаться на ветру, можно привязать его к мачте, к фидеру, скрутить в бублик и повесить на гвоздик на мачте. Но конструкторы нашли более разумное решение – привязать его к полотну антенны и даже использовать оплетку кабеля в качестве полотна диполя. Но длина кабельного резонатора короче необходимой длины диполя, т.к. резонатор учитывает коэффициент укорочения кабеля. Поэтому недостающая часть делается простым проводом какой мы обычно используем для проволочных антенн. Некоторые конструкции рекомендуют использовать двухпроводный кабель либо два провода на распорках замкнутые с двух сторон, либо тем же кабелем замкнутым с двух сторон что многих приводит в состояние полного непонимания что же это такое. В эфире можно на полном серьезе  можно услышать что это «емкостные нагрузки» хотя никто толком не скажет где же в этой емкости две обкладки, которые и образуют емкость. На самом деле это попытка увеличить диаметр провода антенны для расширения полосы пропускания антенны по принципу диполя Надеенко. Но это совершенно бесполезно, т.к. моделирование в программе ММАNA показывает, что на диапазоне 80 метров минимально заметное увеличение полосы происходит при диаметре провода антенны 50 см. Кстати многие зарубежные фирмы предлагающие к продаже антенны Базука используют простой провод.

Теперь когда мы ознакомились с конструкцией Базуки рассмотрим расчет ее элементов. В Интернете и в эфире предлагают ряд готовых формул для расчета которые многие не понимают, но мы пойдем логическим путем поясняющим их суть. Сначала определимся с центральной частотой выбранного диапазона. Допустим это будет 3,65 МГц.

- определим длину волны для выбранной частоты

                       300 / F = 300 / 3.65 = 82.19 метров

где 300 – это скорость распространения радиоволн 300 тыс км/сек или    300млн метров / сек, а F = 3,65 млн Гц или 3,65 млн колебаний / сек. В формуле для упрощения шесть нулей сокращены.

Полуволновый диполь имеет длину половину длины волны, т.е. 41,09 м. В книге Ротхаммеля для полуволнового диполя дана формула 142,2/F, но на практике когда частота резонанса диполя существенно отличается от расчетной из-за влияния окружающих предметов: мачты, оттяжек, деревьев, высоты подвеса  и т.д. часто приходится корректировать длину диполя и бывает в сторону увеличения длины. Поэтому лучше иметь заведомо большую длину, т.к. укорачивать проще, чем удлинять.

Мы получили длину диполя, т.е. полную длину нашей Базуки равную 41,09 м. Если мы конструируем двойную Базуку, с двумя четвертьволновыми резонаторами, то полная длина кабеля равна половине длины волны умноженной на коэффициент укорочения кабеля. Здесь надо быть очень внимательным. Лучше всего брать известный тип кабеля и в справочнике уточнить величину коэффициента укорочения. Как правило, если кабель имеет внутреннюю изоляцию (между центральной жилой и оплеткой) сплошной полиэтилен, то коэфф. укорочения равен 0,66. Если  изоляция из вспененного полиэтилена, то 0,84. Бывают кабели с другим коэффициентом укорочения, поэтому лучше использовать известную марку кабеля. Пусть мы выбрали кабель с коэфф. укорочения 0,66. Для нашего случая длина кабельной части двойной Базуки равна 41,09*0,66=27,12 метра. Теперь мы имеем полную длину Базуки равную 41,09 метра,  а длина кабельной части 27,12 метра. Так как оплетка кабеля используется в качестве полотна диполя, то недостающая часть 41,09-27,12=13,97 метра, т.е. 13,97/2=6,98 метров с каждой стороны. Выполняется обычным медным проводом. Вот и вся хитрость расчета.

Чаще всего используется подключение фидера в середину кабельной части Базуки. Для этого снимаем наружную изоляцию кабеля ровно в середине на ширине 5 см, разрезаем оплетку и подключаем фидер. Многие источники рекомендуют подключать фидер напрямую, без симметрирующего устройства. Я имею иную точку зрения. Невооруженным глазом видно, что антенна симметричная. Если питать симметричный диполь несимметричным фидером, коим является коаксиальный кабель то во-первых происходит перекос токов и напряжений вдоль диполя что приводит к снижению эффективности преобразования электрической энергии в электромагнитную, а во-вторых происходит перетекание энергии на внешнюю оплетку фидера. Я рекомендую использовать симметрирующее устройство - токовый балун или Choke Balun. Продолжим монтаж Базуки. В середину кабельной части подключили фидер. На концах кабеля соединяем центральную жилу с оплеткой и подсоединяем провода  удлинения до полного размера диполя. Все.

Немного о настройке. Редко бывает, что резонанс антенны на практике совпадает с расчетным. Резонанс четвертьволнового резонатора не подвержен влиянию окружающих предметов и коррекции не подлежит. Допустим резонанс антенны оказался на частоте 3,55 МГц. Укорачивать надо симметрично с двух сторон. Можно укорачивать небольшими отрезками, а можно посчитать на какую величину сделать коррекцию так сказать разово. Для этого частоту на которой реально оказался резонанс умножаем на длину диполя. В нашем случае 3,55*41,09=145,87 и полученный результат разделим на требуемую частоту резонанса, т.е. 145,87/3,65=39,96. Это и есть необходимая длина антенны в нашем конкретном примере. Теперь расчитаем на какую величину укоротить каждое плечо. (41,09-39,96)/2=0,56 метра. Такую методику коррекции можно применять к любой проволочной антенне.

Антенна Базука имеет свои достоинства:

- широкую по сравнению с обычным диполем полосу пропускання ( хотя и недостаточную для диапазона 80 м_

- вследствии применения кабельних резонаторов невосприимчивость в окружающим предметам.

- двойная Базука имеет сопротивление близкое к 50 ом.

Утверждения что она менше шумит не подтверждаются.

В заключение хочу отметить, что для получения достаточно широкой полосы пропускання антенны с кабельным резонатором необходимо чтобы добротность антенны и резонатора были одинаковыми. При этом скорость нарастания реактивности будет одинакова (но с разным знаком как мы говорили выше). Для этого антенну к кабельному резонатору необходимо подключать не к открытому концу, где его сопротивление и добротность очень высока, а где-то в середину. Так сделано в антенне «Широкополосный  Inverted V 80 meter DX Special» которую также можно назвать однорукой Базукой. Но это совсем другая история.

 

Владислав Кеденко

ut 4en@ukr.net

050-150-1440

 

P.S. Можно сослаться на известные имена, которые иначе трактуют эту антенну, но я имею свою точку зрения на этот счет и я ее представил.

 


Источник | Опубликовал: RD3AVG


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости