Журнал Радио 6-7 номер 1946 год. Любительские передающие ант

Журнал Радио 6-7 номер 1946 год. Любительские передающие антенны В. С. Салтыков 

При постройке любительской радиостанции важно позаботиться об установке хорошей антенны и правильной ее настройке. Хорошая антенна дает возможность устанавливать связи на большие расстояния при минимальной мощности. Если же антенна плоха или плохо настроена, то даже значительное повышение мощности не дает замет ного эффекта.

Рис. 1.

Антенны любительских передатчиков должны обеспечивать возможность связи в любом направлении и на любое расстояние на всех любительских диапазонах. Желательно также, чтобы размеры антенны были возможно малы.

Предшественниками большинства coвpeменных антенн являются следующие два основных вида, встречающиеся в практике и поныне: первый из них представляет собой заземленный провод размером в четверть длины волны, на которой работает передатчик. Эта антенна получила название антенны Маркони; другой вид — это свободно подвешенный в пространстве провод, размером в половину длины волны, удаленный от земли и от окружающих проводов. Это так называемый диполь Герца. Данный вид антенны требует для связи с передатчиком сооружения специальных питающих линий — фидеров (от английского глагола to feed — питать).

При возбуждении обоих видов антенн передатчиками, настроенными на основную волну каждой антенны, в антенне Маркони располагается четверть волны, причем у заземленного конца образуются пучность тока и узел напряжения, а у свободного конца — узел тока и пучность напряжения (рис. 1,а). В антеннах Герца при возбуждении на основной волне располагается полволны, причем в середине антенны образуются пучность тока и узел напряжения, а по концам — узлы тока и пучности напряжения (рис. 1,6).

Рис. 2.

Нужно сказать, что оба эти вида антенн не являются чем-то совершенно обособленным друг от друга. Если мы возьмем антенну Маркони и заменим землю зеркальным отражением антенны (рис. 1, в), что, как показывает опыт допустимо для всех расчетов, то увидим, что рассматриваемые антенны представляют симметричный вибратор.

Антенны обоих видов могут возбуждаться не только на основной волне, но и на гармониках, т. е. на волнах, длины которых в целое число раз меньше длины основной волны антенны. На рис. 2, а показано распределение тока и напряжения в антенне Маркони при возбуждении ее на основной волне, называемой также первой гармоникой, на третьей и на пятой гармониках. На рис. 2, б показано распределение тока и напряжения для антенны Герца при возбуждении ее па основной волне, на второй и третьей гармониках.

Из рисунков видно, что заземленная антенна Маркони может работать только на нечетных гармониках, так как у земли могут быть только пучность тока и узел напряжения. Если мы попытаемся построить график распределения тока и напряжения для антенны Маркони при работе на четной гармонике, хотя бы на второй, то увидим, что в этом случае у земли должна образоваться пучность напряжения, а это для заземленной антенны невозможно. На четных гармониках антенна Маркони может работать только без земли. Тогда она становится очень сходной с антенной Герца. Антенна Герца может работать как на четных, так и на нечетных гармониках.

Рис. 3.

Любителю необходимо помнить, что при расчете антенн, подобных антенне Маркони, номер гармоники определяется числом четвертей волны, укладывающихся в антенне. При расчете же антенн, подобных антенне Герца, номер гармоники будет определяться числом полуволн, укладывающихся в антенне.

Добавим еще, что в любительской практике заземление при антеннах типа Маркони, как правило, заменяется противовесом, рассчитанным так, чтобы в нем укладывалась одна четверть волны.

Для дальней связи выгоднее пользоваться антеннами, работающими на высоких гармониках, так как чем выше номер гармоники, тем более отлогим будет угол, под которым антенной излучается наибольшая часть мощности. Предел повышения номера гармоники ставится геометрическими размерами антенны. Практически используются грамоники от 1 до 3-й при работе на 80-и 160-m любительских диапазонах и до 15 — 25-й — на остальных диапазонах.

Одной из наиболее простых и в то же время дающих хорошие результаты является весьма распространенная Г-образная антенна, представляющая видоизменение антенны Маркони. Эта антенна состоит из горизонтальной части и снижения (рис. 3).

Рис. 4.

Такая же антенна, подвешенная на одной мачте, принимает вид наклонного луча.

Длина собственной волны Г-образиой или наклонной антенны определяется по формуле: AfT~S- 1 где 1 представляет полную длину провода антенны, включая горизонтальную часть., снижение и подводку от ввода антенны к передатчику.

Такую антенну можно питать током или напряжением. При питании током антенна связывается с передатчиком с помощью специальной катушки связи, включаемой в антенну в , пучности тока (рис. 4) и индуктивно связанной с анодным контуром мощного каскада передатчика. Если питать антенну напряжением, то на том конце антенны, который присоединяется к передатчику, должна будет находиться пучность напряжения, следовательно, антенна должна будет работать на четной гармонике.

В этом случае антенна может присоединяться или непосредственно к катушке анодного контура мощного каскада через небольшой конденсатор С (рис. 5, а) или к специальному контуру LC, связанному с анодным контуром мощного каскада (рис. 5, б) и настроенному на ту же волну, что и анодный контур. Связь между обеими катушками обычно делается переменной.

В случае питания антенны током мощность, отдаваемая передатчиком в антенну, легко контролируется измерительным прибором (тепловым амперметром или амперметром с термопарой) или другим индикатором, включенным в пучность тока (рис. 4).

При питании антенны напряжением контролировать мощность несколько сложнее, так как амперметр не может быть включен в антенну у передатчика. Приходится прибегать к косвенным методам, например, пользуясь показаниями анодного миллиамперметра или связывая индикатор с контуром передатчика при выключенной антенне, затем при включенной, и по разности показаний индикатора, приблизительно определять, какую мощность забирает антенна. Поэтому большинство любителей предпочитает питать антенны током, с тем чтобы иметь более, наглядное представление о поступающей в антенну мощноси.

Рис. 5.

Другим существенным преимуществом питания антенны током является более легкая возможность настройки антенны на желательную волну отличающуюся от собственной волны антенны или ее гармоники.

В свою очередь питание напряжением имеет то преимущество, что антенна, рассчитанная даже для самого длинного из любительских диапазонов, будет хорошо работать на всех остальных более коротких диапазонах без существенной перестройки.

Расчет любительской Г-образной антенны состоит в определении длины провода для антенны и для противовеса. Для этого мы должны знать рабочие волны или диапазоны, на которых должна работать наша радиостанция. Далее, в зависимости от местных условий надо выбирать номер гармоники, на которой будет работать антенна на самом длинном диапазоне. Длина провода антенны определяется по формуле:

где l — длина провода горизонтальной части антенны, снижения и проводов ввода, n — номер выбраной нами гармошки λ — длина рабочей волны в метрах. Если нужно рассчитать антенну, которая могла бы работать по всему любительскому диапазону, то в формулу подставляют величину средней для данного диапазона длины волны. Нужно сказать, что полученные при таком расчете значения длины провода могут оказаться не совсем точными (в зависимости от высоты антенны, близости проводов или железобетонных зданий и других причин). Кроме того, при подвеске антенны провод может несколько вытянуться. Поэтому после подвески всегда следует проверить, совпадают ли длиныосновной волны и гармоник с расчетными, и в случае необходимости несколько изменить длину провода.

Предположим теперь, что в нашем разрешении на передатчик указаны 40-, 20-, 14- и 10-m диапазоны. Предположим далее, что антенна может быть натянута только между домом, где живет любитель, и соседним домом, отстоящим от первого на 40 m. и точки подвеса антенны (вершина мачт) находятся выше аппаратной комнаты на 15 m. Значит, общая длина антенны будет 40+15=55 m.

Обратимся теперь к формуле для расчета длины провода и подсчитаем, rакой длины получится провод антенны для разных ее гармоник при работе на самом длинном из разрешенных диапазонов. Для первой гармоники получаем соответственно для 3-й — 30 m, для 5-ц—50-m, для 7-й—70 m и т. д. Из расчета видим, что наиболее длинной антенной, которую мы сможем подвесить в наших условиях, будет антенна длиной 50 m, работающая на 5-й гармонике Горизонтальная часть этой антенны будет 35 m, так как для снижения потребуется 15 m.

Рис. 6.

Средняя волна 20-метрового диапазона 21 m окажется 10-й, т. е. четной гармоникой этой антенны. Если мы хотим и на этой волне питать антенну током, то вынуждены будем удлинить антенну так, чтобы волна 21 m была не 10-й, а 11-й гармоникой. Для этого нам. придется включить между антенной и передатчиком катушку самоиндукции (рис. 6, а) и подoбрать нa ней тaкое количество витков, включенных последовательно с антенной, чтобы отдаваемая передатчиком в антенну мощность была наибольшей. Вместо катушки антенну можно удлинить включением между антенной и передатчиком куска провода размером равным около четверти длины волны, для данного случая провода потребуется примерно 5 m. Этот провод можно расположить над передатчиком в виде петли (рис. 6, б).

Для 14-метрового диапазона антенна будет работать ня 15-й гармоник, т. е. перестройки антенны не потребуется.

Для 10-метрового диапазона антенну придется удлинить куском провода длиной около 2 — 2,5 m.

Противовес должен подбираться отдельно для каждого диапазона.

В наших условиях мы будем иметь 4 противовеса длиной:

42/4,5 = 9,3 m — для 40-метрового диапазона,
21/4,5 = 4,6 m — для 20-метрового,
14/4,5 = 3,1m — для 14-метрового и
10,5/ 4,5=2,3 m — для 10-метрового диапазонов.

На этом расчет антенны заканчиваем.

Для подстройки антенны в пределах диапазона или для настройки антенны произвольного размера используют конденсатор переменной емкости (желательно воздушный), включаемый последовательяо в антенну (см. рис. 6, в). Максимальная емкость конденсатора должна быть 250 — 500 mmF.

Антенна должна быть подвешена по возможности выше. Нужно стремиться к тому, чтобы снижение проходило по возможности дальше от проводов, крыши, железных труб и т. п. Концы горизонтальной части антенны должны быть изолированы серией орешковых изоляторов не менее 3 — 4 штук на каждый конец. Провод антенны должен быть достаточно механически прочным, медный, голый, одножильный, но может быть использован и специальный антенный канатик. В исключительных случаях для передающей антенны может быть использован и железный провод. Желательно помещать передатчик по возможности ближе ко вводу, чтобы укоротить все соединительные провода.

Противовес может быть подвешен в комнате или выведен на улицу и подвешен на вывоте 2 — 3 m над землей. Противовес натягивается из голого или изолированного провода. Концы его также должны быть хорошо изолированы. Расположение противовеса должно быть таким, чтoбы во время работы передатчика никто не мог прикоснуться к нему, так как в противовесе возникают довольно высокие напряжения, способные причинить ожоги.

Настройка и подгонка антенны обычно производятся по прибору, включенному в цепь антенны. Сначала дают небольшую связь антенны с передатчиком и замечают отклонение прибора. Затем пробуют изменить настройку антенны конденсатором переменной емкости, подбором числа витков удлинительной катушки, включенных в антенну, или меняя длину последовательно включенного в антенну провода. При этом замечают, в какую сторону изменятся показания прибора. Изменение настройки в сторону, вызывающую увеличение отдачи, производят до тех пор, пока отдача не начнет уменьшаться. Тогда возвращаются к максимальному показанию прибора и регулируют связь антенны с контуром передатчика, следя за тем, чтобы анодный контур передатчика не расстроился. После того как получена наибольшая отдача, можно приступить к работе на передатчике. Если для настройки пользовались не прибором, а лампой накаливания, то ее при работе необходимо выключать.

О величине отдаваемой в антенну мощности можно судить по силе тока в пучности. Известно, что мощность равна произведению квадрата силы тока на полное сопротивление цепи. Сопротивление антенн складывается из сопротивления потерь, представляющего сравнительно малую величину, и сопротивления излучения. Для антенны с противовесом, работающей на основной волне, полное сопротивление в пучности тока составляет около 70 ОМ и может изменяться в ту или иную сторону в зависимости от взаимного расположения антенны и противовеса, близости к антенне земли и проводов и т. п. С возрастанием номера гармоники сопротивление излучения антенны возрастет. Если антенна Герца, работающая на основной волне, имеет сопротивление излучения 73 ОМ, то при возбуждении ее на 2-й гармонике сопротивление излучения будет около 90 ОМ, на 3-й гармошке — 100 ОМ, на 4-й 110-ОМ, 5-й — 115 ОМ, на 10-й — 138 ОМ. Следовательно если наш передатчик имеет мощность 100 W, то сила тока в антенне при возбуждении ее на основной волне должна быть


а при возбуждении антенны. например, на 10-й гармонике

В одном из следующих номеров мы разберем разновидности антенны Герца.

На радиостанции XJA3KAE Московского
городского радиоклуба.
Дежурят В. В, Жаркова и Б. Н. Белов
ПОПРАВКА В данных приемниках ВЭФ М-557 допущены ошибки; следует читать: звуковая катушка 23 витка провода 0,22 ПЭ и обмотка подмагничивания 11.000 витков провода 0,18 ПЭ.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 6-7 номер 1946 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.