Полуволновая УКВ антенна с симметричным фидером

Эта самодельная УКВ антенна состоит из двух горизонтальных трубок, соединенных симметричным фидером. Приближенно общая длина трубок для всех трех любительских диапазонов может быть подсчитана по формуле

общая длина трубок для всех трех любительских диапазонов  -формула

где f — средняя частота диапазона, Мгц.

Антенна - полуволновый разрезной вибратор с симметричным фидером

Рис. 1. Антенна - полуволновый разрезной вибратор с симметричным фидером.

Для диапазонов 39 Мгц, 145 Мгц и 422 Мгц общая длина должна быть равна соответственно 3 660 мм, 980 мм и 340 мм.

Однако важно (особенно при передаче), чтобы вибратор был настроен точно в резонанс; тогда его сопротивление становится чисто активным. Резонансная длина вибратора зависит от диаметра применяемых трубок; чем толще трубки, тем в большей мере длина вибратора будет отличаться от половины длины волны.

Радиолюбитель, желающий иметь отлично действующую антенну, от которой в конечном счете будет зависеть успех его радиосвязей, не должен пренебрегать зависимостью длины вибратора от диаметра трубок.

Из графика, представленного на рис. 2, сначала находят коэффициент укорочения, а затем, пользуясь формулой lобщ = k*лямбда определяют искомую длину. Наиболее употребительны трубки диаметром от 10 до 25 мм.

Конструкция горизонтальной антенны в виде полуволнового вибратора понятна из рис. 1. Прежде чем приступить к выбору фидера, необходимо определить входное сопротивление вибратора в зависимости от диаметра трубок.

Это легко делается по графику (рис. 3). Из графика видно, что если вибратор изготовлен из трубок диаметром 10 мм, то входное (активное) сопротивление антенны равно 69 ом, при диаметре трубок 25 мм оно равно 66,6 ом.

Для полного согласования фидера с антенной необходимо взять фидер с таким же сопротивлением, какое имеет сконструированный вибратор. Из табл. 11 и 12 видно, что ни один из заводских и суррогатных симметричных кабелей не пригоден для непосредственного подключения к полуволновому вибратору.

Номограмма для расчета длины лолуволнового вибратора в зависимости от диаметра трубок

Рис. 2. Номограмма для расчета длины лолуволнового вибратора в зависимости от диаметра трубок.

В гаком случае есть два пути: либо изготовить самодельный двухпроводный фидер с воздушным диэлектриком и с волновым сопротивлением, равным входному сопротивлению вибратора, либо применить согласовывающее устройство, например четвертьволновый трансформатор.

График зависимости входного сопротивления настроенною симметричного вибратора от диаметра трубок

Рис. 3. График зависимости входного сопротивления настроенною симметричного вибратора от диаметра трубок.

Расчет воздушной двухпроводной линии производят, пользуясь графиком рис. 4,а, где волновое сопротивление фидера (равное входному сопротивлению вибратора, изготовленного из трубок данного диаметра)и диаметр провода фидера следует считать известными.

Из графика определяют d — расстояние между центрами проводов. Расстояние между трубками вибратора должно быть точно равно расстоянию между проводами фидера. При этом будет иметь место полное согласование.

график зависимости волнового сопротивления двухпроводного фидера от отношения d/r, антенный четвертьволновый трансформатор

Рис. 4. а — график зависимости волнового сопротивления двухпроводного фидера от отношения d/r; б — антенный четвертьволновый трансформатор.

Фидер из двух параллельных проводов должен иметь высококачественную изоляцию проводов друг oт друга и от земли. Оба .провода должны, по возможности, одинаковым образом располагаться относительно земли и окружающих массивных предметов.

Изготовление и установка открытого воздушного фидера являются в любительских условиях трудным делом. Проще в качестве фидера применить фабричный симметричный кабель типа РД или КАТВ с добавлением четвертьволнового трансформатора (рис. 4,6).

Волновое сопротивление такого трансформатора определяется формулой

Волновое сопротивление трансформатора - формула рассчета

Практически при указанной длине трубок трансформатора задача сводится к определению расстояния между трубками. Правильно найденное расстояние между трубками трансформатора и определяет эффект согласования. Расстояние это находится еледующим образом. По формуле:

расстояние между трубками ВЧ трансформатора - расчетная формула

находим волновое сопротивление трансформатора. Пусть любитель для фидера к антенне выбрал симметричный кабель КАТВ; его волновое сопротивление 300 ом. Трубки взяты диаметром 25 мм. Волновое сопротивление трансформатора при этих условиях будет равно

Волновое сопротивление трансформатора - формула

Так как согласовывающий трансформатор выполняется из двух параллельных проводов, то к нему применим график рис. 4.

По графику находим:

формула

Диаметр трубок равен 25 мм; следовательно, d=3,2X Х12,5 мм=40 мм (между центрами трубок).

При изготовлении антенны это расстояние следует выдерживать.

1
779
Добавить комментарий