Коаксиальные вертикальные антенны

0 1208
+1

Коаксиальные вертикальные антенныОсновное преимущество антенн коаксиального типа — расширенная полоса частот, образованная отвесно расположенным коаксиальным кабелем с произвольным волновым сопротивлением. Нижний конец центральной жилы кабеля соединен с системой заземления, а верхний конец центральной жилы припаян к оплетке кабеля.

Длина кабеля (излучателя) рассчитывается из расчета 1/4λ умноженная на величину коэффициента укорочения кабеля (обычно этот показатель равен 0,66).
L1 = 1/4λ x Vk

Таким образом, получается коаксиальная замкнутая четвертьволновая линия, выступающая в качестве параллельного резонансного контура.
Радиоволны излучаются только экраном кабеля, но вследствие малого
отношения l/d его коэффициент укорочения близок к 0,95, и потому он слишком короток для четвертьволнового резонанса.

Чтобы получить четвертьволновый Groundplane, требуется длину L1 нарастить отрезком L2 до резонансной длины в 1/4λ.

Например:

Используется коаксиальный кабель с коэффициентом укорочения Vk=0,66. Геометрическая четверть длины волны
L1=0,25λ х 0,66 = 0,165λ.

Если для экрана кабеля принять с учетом его отношения l/d коэффициент укорочения V=0,95, то нормальная длина составит
L1 + L2 = 0,25λ х 0,95 = 0,2376λ,
а длина отрезка L2 = 0,2376λ — 0,165λ = 0,0725λ.

При резонансе встроенный четвертьволновый шлейф не работает из-за очень высокого входного сопротивления (параллельный резонансный контур). Если повысить частоту передатчика, то отрезок L1 + L2 окажется слишком длинным — иначе говоря, на нем появится индуктивная реактивная составляющая. Одновременно станет чрезмерно длинной и короткозамкнутая четвертьволновая коаксиальная линия (шлейф). Линия, превосходящая четверть длины волны, оказывает емкостное действие, и в результате индуктивная составляющая отрезка излучателя и емкостная реактивность четвертьволнового шлейфа взаимно компенсируются, а сопротивление излучению возрастает.

С понижением частоты передатчика происходит обратное: отрезок излучателя становится емкостным, а шлейф — индуктивным, что также приводит к взаимной компенсации реактивных составляющих.

Благодаря такой способности четвертьволновой линии частотная полоса антенны расширяется. Сверху ее ограничивают нежелательные изменения диаграммы направленности, а снизу — резкое падение сопротивления излучения.

Благодаря подобной широкополосности длину элементов антенны не обязательно точно выдерживать. Для повышения КПД необходимо очень хорошая система заземления.

DL2FA подробно описал коаксиальные антенны данного типа.

Если коэффициент укорочения коаксиального кабеля равен 0,66, то его геометрическая длина составит 0,25λ х 0,66 = 0,165λ; это длина излучателя, поскольку никакие способы удлинения этого элемента не применялись. Сопротивление излучения этого варианта антенны приблизительно равно 13 Ом. Для достижения высокого КПД антенны сопротивление потерь должно быть тем ниже, чем меньше сопротивление излучения.

Несколько более благоприятные условия создает применение коаксиального кабеля с полувоздушным диэлектриком и коэффициентом укорочения равным 0,82. Тогда длина кабеля L1 = 0,25λ х 0,82 = 0,205λ, с величиной сопротивления уже равной 20 Ом.
Благодаря действию коаксиального четвертьволнового шлейфа входное сопротивление остается активным в широкой области частот, а его величина изменяется вместе с сопротивлением излучения.

С помощью омега-согласующего звена осуществляется согласование с волновым сопротивлением любого кабеля.

 

Коаксиальные вертикальные антенны

 

Коаксиальные антенны можно применять как многодиапазонные. В этом случае следует помнить об изменениях вертикальной диаграммы направленности с переходом от одного диапазона к другому и сопротивления излучения, а также о необходимости подстройки омега-образного звена при переключении диапазонов.

Коаксиальный кабель излучателя нуждается в искусственной или естественной опоре. Идеальным решением была бы изоляционная труба с коаксиальным кабелем внутри. Иногда можно протянуть кабель между двумя высоко расположенными опорными точками (например, на деревьях).



Источник | Опубликовал: RD3AVG


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости