к (к I г)

Коансиальный

кабель Z = BD...750!i

Рис. 7.9. Схема питания по-луволнового вибратора коаксиальным кабелем

Рис. 7.10. Гамма-трансформатор

1Г0ГО, приемные и передающие устройства имеют несимметричные входы и выходы и симметричные линии питания непосредственно нельзя к ним присоеди-«ять.

Рассмотрим методы питания симметричного вибратора коаксиальным ка-белем. На рис. 7.9 показана схема непосредственного соединения такого кабеля с вибратором. Достоинством такой схемы является ее простота и то, что волновое сопротивление стандартных кабелей близко по значению к входному сопротивлению полуволнового резонансного вибратора. Недостатком схемы является то, что, вследствие появления тока на внешней оболочке кабеля обе по-ловяны вибратора возбуждаются неодинаково (нарушается симметрия тока на вибраторе и изменяется диаграмма направленности), а оболочка кабеля начинает излучать (возникает антенный эффект). Для устранения этого недостатка необходимо применять симметрирующие устройства. Однако в некоторых слу-яаях, когда не ставится цель добиться наилучшего использования антенно-фи--дерного устройства, радиолюбители-коротковолновики применяют простейшую схему питания (см. рис. 7.9), так как затраты, связанные с конструированием л изготовлением симметрирующего устройства, не всегда окупаются небольшим улучшением качества работы системы.

Однако, поскольку симметрирующие устройства в радиолюбительской практике все же применяются, особенно в диапазоне ультракоротких волн, мы кратко на них остановимся.

На рис. 7.11) показан сравнительно простой вариант схемы питания оим-метрячного вибратора коаксиальнььм кабелем при незначительном нарушении симметрии тока в антенне. Эта схема в радиолюбительской практике называется Г-трансформатором, По существу, это несимметричный вариант Т-образной схемы согласования (см. рис. 7.7). Так же как и в симметричном варианте, Г-траноформатор при правильной настройке обеспечивает удовлетворительное согласование антенны с коаксиальным кабелем. Расстояние D между проводами отрезка короткозамкнутой линии берется равным 0,01Я,... 0,03X, а длина I отрезка линии - равной 0,05Х ... 0,07Я, при согласовании с 50-омным кабелем и 0,07Х.... 0,09Х при согласовании с 70-омным кабелем. В некоторых случаях для улучшения согласования между центральным проводом коаксиальной ли-Нии .и началом нижнего провода короткозамкнутого на конце отрезка линии, включаетсяподстроечный конденсатор с небольшой емкостью (50... 150 пФ для волн 10...20 м), который компенсирует индуктивное сопротивление указан-аого отрезка линии. Для лучшего согласования антенны с линией питания дли-

. Иесто соединения с оплетной

к. Иоротнодамьшающая

ISi перепьта

Ю

Рис. 7.11. Симметрирующее устройство, пригодное для использования в коротковолновом диапазоне

ну / (передвижением короткозамыкающей перемычки) и емкость конденсаторе. С желательно уточнить по минимуму Кс в линии питания.

В § 2.3 были рассмотрены некоторые симметрирующие устройства для" перехода с коаксиальной линии передачи на симметричную. Эти же устройства могут быть использованы и для перехода с коаксиальной лннни на симметрич.-ный вибратор.

Рассмотрим еще одно сравнительно простое симметрирующее устройство; которое находит широкое применение как в диапазоне коротких, так и ультракоротких волн.

На рис. 7.11,а показано симметрирующее устройство, пригодное для использования в коротковолновом диапазоне. Здесь вблизи коаксиального кабеля питания расположен еще один отрезок коаксиального кабеля длиной Х/4. Верхний конец экрана дополнительного кабеля соединен с той половиной вибратора, к которой присоединяется центральная жила основного кабеля питания.-Нижняя часть металлической экранирующей оболочки дополнительного кабеля (на расстоянии XjA от верхнего конца) должна быть соединена с экранирующей оболочкой основного кабеля. Здесь важно, чтобы между ними был хороший электрический контакт. Коаксиальные кабели обычно имеют наружную защитную диэлектрическую оболочку. Поэтому для контакта необходимо предварительно срезать соответствующие ее участки.

В отрезке линии, образованном экранами кабелей, нз-за наличия в пространстве между ними диэлектрика защитных оболочек, происходит уменьше-

иие длины волны. Поэтому геометрическая длина отрезка линии должна быть несколько меньше четверти длины волны в свободном пространстве. Это уменьшение зависит от расстояния е (см. рис. 7.-11). Например, при e==d (т. е. при касании защитных оболочек кабелей) длина I отрезка линии должна быть равна 0,8-0,25Л=0,2Я,; при e=3d, i=0,92-0,25X=0,23X (где -длина рабочей волны в воздухе). При соблюдении указанных размеров отрезок линии, образованный экранами кабелей в точках присоединения к вибратору, почти ие влияет на его входное сопротивление, так как этот отрезок линии на противоположном конце замкнут накоротко я имеет длину, равную четверти длины волны в линии. Таким образом, наряду с симметрированием здесь решается задача согласования вибратора с линией питания, поскольку входное сопро-.тивление полуволнового вибратора н Zb коаксиального кабеля получаются приблизительно одинаковыми (около 60 ... 70 Ом).

Рассмотренное симметрирующее устройство широкополосное. При изменении частоты относительно резонансной симметрия питания вибратора, как это видно из конструкции устройства, не нарушается. Но при этом входное сопротивление отрезка линии в точках присоединения к вибратору начинает изменяться, общее сопротивление параллельно соединенных отрезка линии и вибратора в небольшой полосе частот изменяется незначительно.

На рис. 7.11,6 показан вариант симметрирующего устройства, используемо-то в диапазоне УКВ (в частности, в телевизионных приемных антеннах). Здесь каждое плечо вибратора и четвертьволнового отрезка вспомогательной линии выполняется как единое целое в виде полой металлической согнутой трубки. Кабель питания вводится в одну из трубок, причем экран кабеля в верхней точке должен быть присоединен к одной половине вибратора (на рисунке - к левой), а центральная жила кабеля питания выводится через специальное отверстие в этом плече вибратора и присоединяется к другой половине вибрато-.ра (правой). Как и в предыдущем варианте, нижние концы трубок (на расстоянии четверти волны от вибратора) с помощью перемычки электрически соединяются между собой.

Использование вибраторной антенны в нескольких радиолюбительских диапазонах волн. Выше было рассмотрено использование полуволнового (резонансного) вибратора на фиксированной волне или в узкой полосе частот. Однако для радиолюбительской связи вибратор можно использовать как антенну, работающую на гармониках, так как диапазоны частот, выделенные для радиолюбителей, кратные.

Таблица 7.1

В табл. 7.1 приведены выделенные коротковолновые диапазоны, подтверждающие сказанное.