us7igs.okis.ru

   Многие радиолюбители хотели бы иметь надежную высокоэффективную, всепогодную с круговой диаграммой направленности антенну вертикальной поляризации двухметрового диапазона, которая имеет минимальное колличество настраиваемых элементов при невысокой ее стоимости.

                       Принцип работы антенны.

         Антенна состоит из пяти функциональных элементов: 

 1. Четвертьволновой излучатель - нагрузка .

 2. Полуволновые излучающие повторители сопротивлений фазовращатели.

 3. Симметрирующее устройство - трансформатор.

 4. Фидер снижения ( питания).

 5. Защитный корпус - каркас .

               Коэффициент усиления антенны можно посчитать по формуле:

                количество полуволновых повторителей сопротивлений - фазовращателей Х 0.875 

         то, есть антенна по формуле  6 по пол волны будет иметь усиление не менее:

                                                       6Х 0.875=5.25 децибел

              Изображение  собранной антенны  в шести метровом стеклопластиковом удилище  на фото ниже.

                               Все  металлические предметы с удилища демонтированы. 

       Удилище должно быть обязательно стеклопластиковым.  Углепластиковое удилище для изготовления антенны   непригодно.

          В корпус удилища частично не поместился симметрирующий трансформатор. Увеличить длину корпуса можно путем присоединения трубки из любого материала подходящего диаметра. Трансформатор не является излучающей частью антенны, по - этому материал последнего колена корпуса не критичен с точки зрения электропроводности, но должен обладать достаточным запасом прочности, для ветров в Вашей местности. 

                                     Эскиз, электрическая схема и размеры  антенны представлены на рисунке ниже.

                                          Антенна состоит  из излучающей и не излучающей частей.

                     излучающая часть антенны состоит из элеменов:

   - L4   Полуволновые излучающие повторители сопротивлений фазовращатели

   - L5  Четвертьволновой излучатель .

                  Неизлучающая часть антенны состоит из элементов:

   - L1, L3  симметрирующий  1: 1 трансформатор

   - L2  фидер снижения.

                                                     Как работает антенна.

     Электромагнитная волна по кабелю снижения L2 поступает в симметрирующий трансформатор, выполненный на отрезках коаксиальных кабелей L1длиной четверть волны в кабеле и L3 длиной  три четверти длины волны в кабеле.

 В результате, в точках подключения симметрирующего кабеля к нижнему концу излучающего полуволнового повторителя сопротивлений фазовращателя подводится электромагнитная волна, сдвинутая, относительно  другой точки питания на 180 градусов. Что же происходит дальше. - Излучающий элемент имеет физическую длину, равную половине длины волны в кабеле из которого он изготовлен. понятно, что центральная жила кабеля не излучает, а излучателем является оплетка кабеля элемента.  Понятно, на верхнем конце  первого излучателя, как на оплетке, так и на центральной жиле фазы волн сменятся на противоположные,  иными словами на центральной жиле следующего излучающего элемента начинает формироваться волна синфазная с той, что бежала по оплетке кабеля, а та, что бежала по оплетке кабеля, к концу излучателя, сменит фазу на противоположную. Но нам  нужно сложить мощности каждого излучателя синфазно, чтобы получить ощутимое усиление, по - этому мы следующий элемент антенны подключим соединив центральную жилу следующего излучателя с оплеткой предыдущего, а оплетку следующего излучателя с центральной жилой предыдущего и так далее, можно подключить несколько излучающих полуволновых повторителей сопротивлений - фазовращателей и так до нагрузки - четверть волнового излучателя и его" зеркального отражения" в последнем полуволновом "ненагруженном" излучателе. Таким образом все излучающие части антенны возбуждаются синфазно,  

 Антенна  идеально согласована с фидером сопротивлением 75 Ом и на рабочей частоте 145500 имеет чисто активное сопротивление, но так, как большинство  передатчиков рассчитано на пятидесяти Омную нагрузку, самое простое для максимального согласования подобрать длину фидера, второй простой вариант можно изготовить четвертьволновой трансформатор с волновым сопротивлением Zв=61,2 Ом, так как антенна не имеет реактивной составляющей на рабочей частоте, и включить его между выходом передатчика и фидером. 

Есть и другие  варианты согласования, но  они сложнее в изготовлении и настройке и потери на согласование  у них больше, по этому  здесь  не приведены.

  Саму антенну можно выполнить из кабеля с любым  волновым сопротивлением, но волновое U согласование только из  семидесятипяти Омного кабеля!

  Можно применить кабель снижения 50 Ом, но перед подключением к волновому U  согласованию необходимо включить четвертьволновой трансформатор с волновым сопротивлением Zв = 61,2 Ом.

    Примечание: 1. L2  - длина  указана до соединительного разьема или до точки подключения четвертьволнового трансформатора ( в конструкции конкретной антенны их может и не быть).

                           2.   Рассчетная ширина диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости  не менее 17 градусов но не более 22 градусов, при условии, что антенна правильно собрана, то и КСВ не превышает 1,1     

                           3. Размеры антенны даны для радиочастотного кабеля марки РК с коэффициентом укорочения 1,52 ,  для изготовления  антенны из других марок кабеля и с другим коэффициентом укорочения размеры антенны следует откорректировать.

                           4. Для   изменения настройки резонансной частоты антенны, в пределах двухметрового любительского диапазона 144 - 146 мГц,  достаточно изменить только длину четвертьволнового излучателя L5.     

                                                             4 октября 2020 года.