КВ антенны
В.Ефремов
Радиолюбитель. КВ-УКВ. 6-2000
В практике любительской радиосвязи все большее распространение получают антенны с вертикальной поляризацией. Конкретно можно выделить высокочастотные КВ-диапазоны и УКВ-диапазоны 144 и 430 МГц, на которых эта антенны сейчас часто используют. К этому побуждает ряд существенных причин, среди которых, например, необходимость поддерживать связь с подвижными объектами и носимыми радиостанциями, трудности в подборе места и отсутствие необходимой площади для размещения эффективной антенны с горизонтальной поляризацией, возможность при определенных условиях уменьшить помехи ТВ-приему, если для него применяются симметрированные антенны с горизонтальной поляризацией. Все это побуждает искать различные пути повышения эффективности таких антенн. В особенности все сказанное выше относится к стационарным антеннам. Для этих случаев часто применяют коллинеарные антенны или многоэлементные направленные антенны типа "волновой канал". Оба варианта, по сравнению с простыми вертикальными антеннами,имеют более значительные размеры и вес [1,2]. В недавно вышедшем сборнике [3] приведено описание трехэлементной антенны, имеющей уменьшенные размеры. В зарубежной литературе подобные антенны описаны более подробно [4...8] и известны давно как "HB9RU-Beam". Причем размеры этих конструкций минимальны, т.е. элементы выполнены из расчета четвертьволновой антенны. Такие размеры позволяют использовать направленные антенны в качестве мобильных или переносных, изготовленных для УКВ-диапазонов 144 и 430 МГц. Причем по сравнению с вариантом, описанным в сборнике [3], в [4...8] нет упоминания о необходимости применения дополнительных противовесов.
Puc.1
На рис.1 показана конструкция и приведены размеры антенны, рассчитанной для работы на высокочастотных КВ-диапазонах. Ее главные особенности - отсутствие противовесов, роль которых, очевидно, выполняет металлическая траверса. Настраиваемый удлиненный вибратор позволяет получить оптимальное согласование с 50-омным коаксиальным кабелем питания. В литературе [4,5] приводятся основные технические характеристики антенны:
- коэффициент усиления - 7дБ;
- отношение вперед-назад - более 15дБ;
- КСВ - не более 1,3 в полосе пропускания около 300 кГц.
Подобная конструкция была повторена и испытана автором, но в стационарном варианте - при наличии под основанием вибратора вертикальной несущей металлической мачты и двух резонансных противовесов. Такое техническое решение было обусловлено как конкретными сложившимися условиями, так и опасениями получить антенную систему с низким КПД.
На рис.2 показан внешний вид испытанной конструкции. Хотя подтвердить все указанные выше характеристики в процессе испытаний антенны не удалось, она оказалась достаточно эффективной, а выбранное конструктивное исполнение - устойчивым к достаточно неблагоприятным природным воздействиям.
Puc.2
На рис.3 показан вариант конструкции антенны с гамма-согласованием, предложенной в [8] для УКВ-диапазонов 144 и 430 МГц.
Puc.3
Отдельные элементы этой конструкции показаны на рис.4 и 5. В качестве траверсы можно применить уголок или П-образный профиль из дюралюминия.
Puc.4
Puc.5
Для подстройки элементов на определенную резонансную частоту в верхних концах трубок установлены металлические винты с гайками [4]. Все основные размеры и данные элементов обоих вариантов антенны приведены в таблице.
Размеры антенны и данные элементов
Диапазон, МГц |
Директор Д, мм |
Вибратор В, мм |
Рефлектор P, мм |
Расстояние А1, мм |
Расстояние А2, мм |
Емкость С1, пФ |
Расстояние Б1, мм |
Длина Б2, мм |
Рисунок N |
14 |
3560 |
6980 |
6120 |
2110 |
3170 |
90 |
- |
- |
1 |
18 |
2735 |
5440 |
4780 |
1650 |
2475 |
90 |
- |
- |
1 |
21 |
2350 |
4670 |
4100 |
1420 |
2120 |
80 |
- |
- |
1 |
24 |
1990 |
3960 |
3480 |
1200 |
1800 |
80 |
- |
- |
1 |
28 |
1745 |
3470 |
3020 |
1050 |
1580 |
70 |
- |
- |
1 |
50 |
990 |
1970 |
1730 |
595 |
895 |
50 |
- |
- |
1,2 |
144 |
380 |
520 |
610 |
170 |
287 |
- |
135 |
45 |
3 |
432 |
126 |
170 |
203 |
56,6 |
95,6 |
- |
45 |
15 |
3 |
Выбор внешнего диаметра трубок и толщины их стенок зависит от рабочего диапазона, т.е. конкретной длины элементов, и в большей степени определяется необходимостью обеспечения прочности конструкции. Наиболее подходящими для изготовления элементов антенны являются трубки из дюралюминия. При этом элементы, в особенности вибратор, лучше выполнять по типу телескопических - из трубок различного диаметра. После окончательной настройки антенны положение трубок закрепляют посредством болтов, как показано на рис.2.
Литература
- Радио, 1980, N3.C.58.
- KB, 1996, N2, C.38
- Антенны спутниковые, KB, УКВ, Си-Би, ТВ, РВ. -М.: Символ-Р, 1998., c.238.
- Аматерске радио, 1976, N8, c.313.
- CQ DL, 1975, N 4.
- Schlatter E. Трехэлементный вертикальный Beam. OLD MAN 44,1976, Н5.Р.22-24
- OLD MAN 46,1978, Н1.
- Rohlander W. HB9RU-Beam для 144 и 430 МГц. - Funkamateur, 1982, N10, c.509.