Линия литания произвольной длины

Изоляторы

Внешние экраны соединены пежду собой

Рис. 7.3. Согласование антенны с помощью четвертьволнового трансформатора в виде отрезка двухпроводной линии (о) и в виде двух отрезков коаксиального

кабеля (б)

-о-сх!-

6,7 и

Рис. 7.4. Согласованное питание вибратора с линией в точке, смещенной относительно середины вибратора

вано для согласования ?а = 60 Ом с линией передачи, имеющей волновое сопротивление 2в = 22в/?а = 150760=375 Ом.

При использовании кабельного трансформатора необходимо учитывать,

что длина волны в кабеле укорачивается в]/ е раз, где е - относительная диэлектрическая проницаемость материала внутренней изоляции кабеля. Для стандартных кабелей длина волны в кабеле уменьшается в 1,5 раза, поэтому длина четвертьволнового трансформатора должна быть равна 0,25V1,5=0,167 X. Например, для радиопередатчика, работающего на частоте 14,2 МГц, т. е. на волне Х=21,1 м, длина кабельного трансформатора должна быть равна 0,167X21,1 ~3,5 м.

Рассмотрим еще один метод согласованного литания полуволнового вибратора с симметричной двухпроводной линией. Для этой цели можно подводить питание не к средним точкам вибратора, а к точкам, смещенным относительно его середины (рис. 7.4). При смещении точек питания резонансного полуволнового вибратора его входное сопротивление, оставаясь чисто активным, будет больше, чем в средних точках. Можно подобрать такие точки питания, где входное сопротивление окажется равньш волновому сопротивлению линии в несколько сотен ом.

Линия питания 600 Он

•\ Изоляционные = / распорки

Рис. 7.5. Антенна Цеппелина

Рис. 7.6. Шунтовая схема питания полуволнового вибратора (а) и ее упрощенная эквивалентная схема (б)

Для примера на рис. 7.4 показаны размеры полуволнового вибратора общей длиной 20,7 м, настроенного в резонанс (в результате трехпроцентного укорочения) на волну 43 м (f=7 МГц). В указанных на рисунке точках питания входное сопротивление вибратора равно примерно 300 Ом и получается согласованным с двухпроводной линией в диэлектрической изоляции, волновое сопротивление которой можно сделать также 300 Ом.

В том случае, если передвинуть точку подключения линии передачи на край полуволнового вибратора, получится антенна, называемая в радиолюбительской практике антенной Цеппелина (рис. 7.5). Здесь питание резонансного вибратора осуществляется в узле тока, где сопротивление вибратора велико, ,и антенна окажется несогласованной с линией передачи. Входное сопротивление линии как нагрузка для передатчика уже будет зависеть от длины линии, что необходимо учитывать при разработке схемы связи линии с выходным каскадом передатчика.

Недостатком антенны Цеппелина является также то, что в линии передачи нарушается симметрия токов вследствие того, что один провод в конце линии изолирован, а другой - нагружен сопротивлением вибратора; кроме того, че-.рез емкость между вибратором н проводами линии возбуждаются токи, имеющие в обоих проводах одинаковые направления. Нарушения симметрии токов гв линии приводит к возникновению антенного эффекта линии; такая линия, например, в режиме приема начнет принимать дополнительные помехи.

Рассмотрим питание полуволнового вибратора по шунтовой схеме, называемой также схемой питания, с помощью А-трансформатора (см. рис. 7.6,а). Принцип действия этой схемы основан на то.м, что при удалении от середины .вибратора точек присоединения линии питания сопротивление нагрузки, которое .представляет вибратор для линии, увеличивается и может быть подобрано рав-.ным волновому сопротивлению линии. Это поясняется упрощенной эквивалентной схемой, показанной на рис. 7.6,6, так как резонансный вибратор можно представить как настроенный колебательный контур, меняя точки присоединения к контуру, МОЖНО в широких пределах менять активное .сопротивление в указанных точках.

На рис. 7.6,й приведены примерные размеры в долях волны резонансного (укороченного) вибратора и Л-трансформатора для согласования с линией передачи, имеющей волновое сопротивление 600 Ом.

Подбижные xoni/mum

0,1...0,3к

1Рис. 7.7. Согласование вибратора с использованием Т-трансформатора

Произвольная блина

Рис. 7.8. Антенна Виндома

К достоинствам рассмотренной шунтовой схемы питания относится то, что центр вибра.тора, имеющий нулевой потенциал, может служить местом крепле-иия к мачте-опоре.

На рис. 7.7 показан другой вариант шунтовой схемы согласованного питания полуволнового вибратора (называемой Т-трансформатором), удобный для диапазона -УКВ. Оптимальное положение хомутиков надо подбирать опьгг-дым путем по наименьшему коэффициенту стоячей волны с помошью соответствующей измерительной аппаратуры.

Схема шунтового согласованного питания полуволнового вибратора с помощью одиночного провода показана на рис. 7.8. Такая ан.енна называется антенной Виндома. Точка подключения провода питания к вибратору зависит от диаметров провода и вибратора и при их значениях около 1 ...2 мм находится на расстоянии от конца вибратора примерно 0,14 ... 0,18 Точное место подключения провода желательно определять практически по наименьшему /Сев в проводе питания.

Недостатком описанной схемы питания является то, что провод питания будет также являться излучателем, а в режиме приема он будет интенсив-«о принимать помехи вертикальной поляризации.

Для питания полуволнового вибратора двухпроводной (симметричной) линией передачи при небольших мощностях в диапазоне коротких волн можно использовать обычный двухпроводный шнур, предназначенный для электропроводок. гВ такой линии получаются большие потери, но это окупается иростотрй конструкции и доступностью приобретения провода. Указанный шнур обладает относительно малым волновым сопротивлением (около 100 Ом), н его удовлетворительное согласование с входным сопротивлением вибратора Ra может выть получено разведением концов линии питания на некоторый угол и присоединением к вибратору не в средних точках, а в точках, несколько отстоящих от середины.

Выше были рассмотрены способы питания полуволнового вибратора в ос-яовном с помощью проводных симметричных линий. К достоинствам таких лилий относятся простота, дешевизна, малые потери. Однако -наряду с симметр.ич-дыми линиями на практике широко используются и несимметричные линии, главным образом - коаксиальные кабели. Это объясняется тем, что такие ли-гвии хорошо защищены от атмосферных осадков, являются экранированными и при их правильном использовании не обладают антеннььм эффектом. Кроме