г л а в а 7.

АНТЕННЫ ДЛЯ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ

7.1. Антенны для приема радиовещательных станций

Прием радиовещательных программ может вестись на всех диапазонах длинных, средних, коротких и ультракорЮтких волн. Длинноволновые и средневолновые радиовещательные передающие центры возбуждают в пространстве вертикально поляризованные волны, распространяющиеся вдоль поверхностн Земли.

Мощность передающих радиовещательных станций велика, и уровень сигналов, достигающих точки приема, достаточно большой. Поэтому действующая высота приемных антенн для радиовещательных приемников -может быть небольшой. Этим объясняется то, что современные радиоприемники обычно снабжаются своими -небольшими антеннами.

Для радиоприема на длинных и средних волнах служит матнитная антен-«а в виде ферритового стержня с проволочной обмоткой, размещаемая внутри приемника (см. гл. 4). Для приема на коротких и метровых волнах служит .не-(большая выдвижная антенна.

Понятие о конструкции магнитной антенны дает рис. 7.1,а. На этом рисунке ферритовый стержень / имеет намотку Li, Lj. Стержень поддерживается 4)езнновыми амортизаторами 2 и с помощью скобы 3 и стойки 4 крепится к лпасси приемника. Обмотка Li, -обычно включается как индуктивность входного резонансного колебательного контура приемника (рис. 7.1,6). Применение сердечника приводит к увеличению действующей высоты многовитковой обмотки (рамкн). Это увеличение пропорционально эффективной магнитной проницаемости стержня [Хст, которая может быть определена по графикам рис. 7.1,в -длина стержня; d -его диаметр; Цст - относительная величина магнитной сроницаемости материала стержня).

Прн слабых сигналах от радиовещательных станций, когда желательно увеличить действующую высоту приемной антенны (при условии, что уровень внешних полей невелик), целесообразно применять наружные антенны.

Простой антенной -индивидуального приема может служить вертикальный

250 200 150

L WD

ju.=IOOO 700 500

300 200

100 70 50 20

О 5 W 15 20 25 L/d

Рис. 7.1. (Магнитная антенна (а), схема включения ее во входной контур при-.емника (б) « значения д,ст=/( й) (в)

или наклонный провод, подвешенный между входами приемника и высокой точкой подвеса. За городом для подвеса можно использовать дерево или епециаль-,но установленный столб. В городе можно установить небольшую мачту на крыше, если приемник расположен на нижнем этаже. В том случае, если приемник расположен на верхних этажах многоэтажного здания, целесообразно провод опустить вниз и закрепить его на изоляторе на высоте, которая гаранта ровала бы его сохранность.

Если мачта установлена на крыше того же дома, в котором установлен приемник, то во избежание касания снижения с крышей необходимо отводить провод от края крыши с помощью шеста с укрепленным на его конце изоля-.тором, к которому привязывают провод снижения. Конец шеста должен быть вынесен достаточно далеко, чтобы провод снижения по возможности дальше-яаходился от стены дома и был защищен от повреждений при очистке крыши от снега.

Широко распространенной и простой в изготовлении является Г-образная приемная антенна, имеющая, как и Г-о-бразные передающие антенны (см. гл. 4), горизонтальную часть и вертикальное снижение. При выборе точек подвеса антенн следует по возможности располагать их в открытом месте и стре-iMn-ться к тому, чтобы они находились достаточно высокого над землей и как можно дальше от железных крыш домов и других металлических конструкций. На всем свЪем протяжении провод антенны не должен касаться деревьев, других антенн и проводов.

Если антенна находится над каким-либо проводом, то располагать ее следует перпендикулярно этому проводу. В противном случае взаимная связь !между проводом н антенной может снизить уровень принимаемого сигнала.

Горизонтальная часть Г-образной приемной антенны обычно имеет длину 1й... 30 м и подвешивается на высоте не менее 8... 10 м от земли или 2 ... 3 и от крышн.

Чем ниже частота сигнала, тем меньше он затухает при прохождении через стены и крыши домов. -Поэтому прием на длинных, средних, коротких и даже метровых волнах возможен на комнатные и чердачные антенны.

Для наружных антенн следует выбирать проволоку, обладающую достаточной прочностью на разрыв. Диаметр проволоки не должен быть меньше-1,5 мм. Если антенна устанавливается в летнее время года, то горизонтальная-ее часть должна иметь достаточный провес на случай защиты от обрыва при ластуплении зимних холодов. © этом случае длина провода берется на 0,5... „. 1 .м больше, чем рассстояние между точками подвеса.

При соединении проводов их концы следует зачистить мелкой наждачной бумагой на длину соединения, затем раздельно облудить, наложить один не другой и закрепить предварительно облуженной тонкой перевязочной проволокой. Плотную и прочную затяжку соединения можно получить, пропуская перевязочную проволоку через плоскогубцы с медными вкладышами.

7.2. Антенны для радиолюбительской связи

Горизонтальный полуволиовой вибратор. Такая антенна является наиболее распространенной в диапазоне коротких и метровых волн при работе яа фиксированной волне или в узкой полосе частот. (Основные электрические нараметры полуволнового вибратора были рассмотрены в гл. 4.)

Рис. 7.2. Симметричный горизонтальный вибратор:

I - провода половин вибратора; 2 - изоляторы; S - линия передачи; i - столбы; 5 - бло-блоки подъема и спуска вибратора

Антенна подвешивается между двумя опорами на изоляторах (рис. 7.2), Для того чтобы антенна была настроена в резонанс, длина ее должна быть немного меньше, чем половина длины рабочей волны т. е. равна ЛЯ-/2, где k - коэффициент укорочения, который может быть определен по графику рис. 4.6. Входное сопротивление полуволнового резонансного вибратора около 60 ... 70 Ом (в зависи.мости от его толщины).

При горизонтальной подвеске вибратора над поверхностью земли максимум излучения будет в плоскости, перпендикулярной оси вибратора, и несколько приподнят относительно горизонта в зависимости от высоты подвеса.

Антенна, как правило, удалена от передатчика, и поэтому их необходимо соединить с по.мощью линии передачи (фидера). При этом антенна должна быть согласована с фидером и при использовании коаксиального кабеля должен быть обеспечен переход с несимметричной линии на симметричную антенну. Линия, согласованная с антенной, имеет входное сопротивление, равное волновому сопротивлению линии независимо от ее длины, что удобно при конструировании всего радиопередающего устройства. Кроме того, в согласованной линчи получаются наибольший КПД и минимальные перенапряжения.

Ниже рассматриваются вопросы согласования и перехода с симметричной и несимметричной линий на симметричную антенну.

Полуволновой вибратор при питании его в средних точках (в пучности тока) имеет входное сопротивление i?a-60... 70 Ом. Для его согласования с двухпроводной линией, имеющей волновое сопротивление 2в несколько сотен ом, в некоторых случаях можно применить так называемый четвертьволновой трансформатор, показанный на рис. 7.3,й. Волновое сопротивление трансформатора должно быть равно 1=\/Ка.2.ш. Например, для линии передачи рис, 7.6,й с Zb=500 Ом при i?a==60 Ом получаем Zt = J/ 60-500=173 Ом. Такое малое волновое сопротивление трансформаторного участка может быть получено в двухпроводной линии из сравнительно толстых проводов при их близком расположении; можно также получить малое волновое сопротивление трансформаторного участка, если выполнить его в виде четырехпроводной линии из попарно соединенных проводов. Согласующее устройство рис. 7.3,6 имеет волновое сопротивление вдвое больше, чем волновое сопротивление Zb каждого отрезка кабеля. Например, при Zb=75 Ом Zt=150 Ом может быть использо-