Как было показано в параграфе 1, рамка является видом петлевого диполя. Отсюда можно предположить, что, так как она содержит полную длину петлевого диполя, ее периметр будет равен периметру петлевого диполя. Длина плеча петлевого диполя чуть меньше четверти длины волны из-за влияния концевой емкости, и равна примерно 0,248l - 0,249l (рис.7), в зависимости от диаметра провода, из которого выполнен диполь.
3. Размеры классической рамочной антенны.
Для приведенной в этой статье рамки коэффициент усиления (как указано в этой же статье) будет составлять всего 1 дБ по сравнению с диполем. Это меньше, чем для рамки, имеющей классические формы (рис.5). Но, конечно, при изготовлении рамок на низкочастотные диапазоны и при наличии невысоких опор для установки антенны, данные о таких типах рамок могут быть весьма полезными.
Но иногда можно встретить описания рамочных антенн, имеющих нетрадиционную конфигурацию с целью лучшего согласования антенны с фидером. Например, в Л. 2.2. приведена рамочная антенна (рис.6), имеющая входное сопротивление, близкое к 60 Ом, что дает возможность запитать ее непосредственно коаксиальным кабелем одного из двух номиналов 75 или 50 Ом. Но в рамочной антенне коэффициент усиления и ее входное сопротивление связаны прямо пропорционально чем выше входное сопротивление рамки, тем выше ее коэффициент усиления.
Все это относилось к вертикальным рамкам, расположенным в свободном пространстве. Но уже при подвесе нижней части рамки на высоту не менее четверти длины волны, можно считать такую рамку идеальной и данные, приведенные здесь, верны для нее.
В работе (2.1) приведены расчеты входного сопротивления рамок различной конфигурации и их коэффициент усиления относительно диполя (рис.5). Эти данные получены теоретически, поэтому на практике возможны случаи расхождения практически полученных результатов. Из этой таблицы видно, что рамочная антенна любой конфигурации имеет коэффициент усиления выше, чем у диполя. Наибольший уровень вертикальной составляющей имеет антенна в форме дельты- это и понятно, т.к. у нее наибольшая длина вертикальной части антенны. Наибольшее усиление имеет круглая рамка, т.к. именно круг охватывает наибольшее пространство. Здесь видна физика работы чем большее пространство охватывает антенна соответственно круг, квадрат, треугольник тем выше усиление, обеспечиваемое ею. Наибольшее входное сопротивление у круглой антенны, и наименьшее у дельты. Эта величина также связана с коэффициентом усиления антенны. Коэффициент полезного действия рамочной антенны чуть выше КПД диполя и реально легко достижим значения в 90% и более.
QSO проходит на вертикально поляризованной волне, которая к тому же часто имеет более пологий угол излучения, особенно в случае малых высот подвеса рамочной антенны.
В этом случае их диаграмма направленности в горизонтальной плоскости практически совпадает с диаграммой направленности диполя, хотя и в вертикальной плоскости будет примерно в два раза уже, чем у него. За счет того, что часть антенны расположена вертикально, рамка излучает довольно большой уровень вертикально поляризованной волны. Диаграмма направленности рамочной антенны в вертикальной плоскости овал, причем с небольшими максимумами, направленными к противоположным вертикальным сторонам. Этим объясняется то, что иногда лучше слышат, когда рамка направлена параллельно оси корреспондента, т.е. по минимуму горизонтально поляризованного излучения на него. В этом случае
Рассмотрим несколько типов рамочных антенн, расположенных вертикально в свободном пространстве (рис.3).
2. Входное сопротивление, КПД, коэффициент усиления и диаграмма направленности классической рамочной антенны.
Рамочная антенна охватывает большее пространство, чем петлевой диполь, в результате этого она имеет коэффициент усиления больше, чем коэффициент усиления простого и петлевого диполя. Рамочная антенна, как и петлевой диполь, симметричная антенна, поэтому для правильного ее питания необходимо использовать симметрирующее устройство. Рамочная антенна, как и все дипольные антенны, не нуждается в земле . Так как рамка охватывает большее пространство, чем петлевой диполь, то входное сопротивление его ниже и составляет около 120 Ом.
Полоса пропускания петлевого диполя шире, чем у обыкновенного диполя в несколько раз. Это несомненное преимущество петлевого диполя над обычным, в то же время главный недостаток высокое входное сопротивление. Но если растянуть петлевой диполь, то получим классическую рамочную антенну-квадрат (рис.2).
Часто недоразумения возникают именно из-за того, что многие не представляют четко, к какому классу антенн относится рамочная антенна. На самом деле рамочная антенна является дальнейшим развитием петлевого диполя. Классический петлевой диполь (рис.1) имеет сопротивление излучения, примерно равное 300 Ом.
1. Что такое рамочная антенна.
Несмотря на это радиолюбители строят и используют рамки, часто получая при этом превосходные результаты (В3). В этой работе рамка будет обозначать рамочную антенну с периметром более 0,4 длины волны, независимо от ее конфигурации квадрат, круг или дельта.
войны. Практически во всей специальной литературе отсутствуют сведения о рамочных петлевых антеннах. Не было опубликовано и работ с достаточно четким теоретическим и практическим материалом о них. Из-за этого даже специалисты в области антенн в нашей стране часто не могут найти общий язык при разговоре о рамочных антеннах. Скуден запас знаний и среднего радиолюбителя, который базируется в основном на В1, В2, В3, В4.
HCJB. Именно благодаря любительскому радио эта антенна широко распространилась во всем мире кроме СССР, к сожалению, (по причинам, о которых говорить сейчас неуместно и поздно). Так получилось, что страна, имевшая антеннщиков теоретиков и практиков высокого класса и весьма преуспевшая во многих вопросах по теории и практике антенн, как будто не заметила новый класс антенн, родившийся во время второй мировой
Эта глава посвящена рамочным антеннам с периметром более 0,4 длины волны, на которой работает эта антенна. Первая рамочная антенна с периметром, равным длине волны, была построена в 1942 году группой американских инженеров, среди которых был и радиолюбитель W9LZХ для мексиканской миссионерской радиостанции
Глава 3. Петлевые рамочные антенны.
АНТЕННЫ ДЛЯ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ
Комментариев нет:
Отправить комментарий