Заземленная антенна Groundplane

Пример

Пусть входное сопротивление антенны рав­но 36 Ом, для ее питания используется ко­аксиальный кабель с волновым сопротив­лением 50 Ом.

Z_t = = 42,43 Ом =wL₁ =wL₂

Для рабочей частоты 14,15 МГц получим:

L₁ =L₂= Z_t /w =42,43/(2p´14,15´10⁶) = 0,477 мкГн.

Емкость конденсатора С рассчитывается по соотношению:

С=1/(w Z_t ) = 1/(2p´14,15´10⁶´42,43)=265 пФ

В итоге воспользуемся конденсатором на 300 пФ - «с запасом», чтобы учесть факто­ры, которые не принимались во внимание при расчетах.

Катушки и конденсатор следует помес­тить в герметичную коробку, например в корпус какого-либо электротехнического изделия, предназначенного для сырых по­мещений. Точная настройка возможна лишь с помощью рефлектометра. Если его нет, следует настраиваться по мак­симуму сигнала с помощью индикатора на­пряженности поля.

При согласовании посредством частот­но-зависимых цепочек надо помнить, что они сужают полосу частот антенны. Поэтому необходимо заранее решить, стоит ли несколько сузить полосу ради более строго­го согласования (например, при работе только в телеграфном режиме) или лучше смириться с КСВ величиной 2 при прямом подключении кабеля ради более широкой полосы. На практике любители часто выби­рают прямое питание антенн Groundplane через 50-омный коаксиальный кабель. В таком случае следует ожидать КСВ около 1.5, что считается приемлемым.

Простейший способ непосредственного согласования антенны Groundplane состоит в том, чтобы воспользоваться фидером из двух параллельно включенных 75-омных коаксиальных кабелей. Суммарное волно­вое сопротивление такого фидера прибли­зительно равно 38 Ом и мало отличается от входного сопротивления самой антенны. Впрочем, этот способ применим лишь на малых расстояниях между входом антенны и передатчиком.

Если изготовить коаксиальный четверть­волновый трансформатор из стандартного кабеля, параллельно соединив отрезки 75-омного и 50-омного кабелей, согласо­вание будет обеспечено при входном сопротивлении антен­ны Groundplane 33,3 Ом. Кроме того, 70-омный трансформатор вместе с 50-омным фидером гарантирует согласование с вход­ным сопротивлением антенны величиной 35,7 Ом, а вместе с 60-омным фидером - с входным сопротивлением 41,7 Ом. Во всех указанных случаях согласование окажется достаточно строгим, если антенна работает в режиме резонанса.

Создание антенн любительскими средства­ми не всегда позволяет соблюдать требова­ния к заземлению антенны и ее носителей. Решение данной проблемы в технически бе­зупречной форме для антенн Groundplane предложил оператор DL7UXO (бывший У21ХО, он же DМ2АХО).

У четвертьволнового излучателя мини­мум напряжения приурочен к входу антен­ны (рис. 2), и потому в этом месте он может быть заземлен. Заземление в узле напряжения практически не влияет на ха­рактеристики излучения, о чем свидетель­ствуют металлические антенны для УКВ и телевещания, которые в минимуме напряже­ния всегда гальванически связаны со своими заземленными опорами.

Для согласования входа заземленной ан­тенны Groundplane с коаксиальным фидером надо найти точку на четверть­волновом штыре, где входное сопротив­ление соответствует волновому сопротивле­нию кабеля. Внутренняя жила коаксиального кабеля соединяется с определенной точкой ан­тенны через хомут (рис. 3), а экран кабеля заземляется на входе антенны.

Рис. 3. Заземленная антенна Groundplane

Точку подключения внутренней жилы ка­беля трудно найти расчетным путем, так как ее положение сильно зависит от объектов, окружающих антенну. Поэтому хомут дол­жен перемещаться по штырю в достаточно широких пределах. Опытным путем подби­рается такое положение хомута, при кото­ром величина КСВ по показаниям рефлек­тометра оказывается наименьшей. Затем выполняется подстройка с помощью пере­менного конденсатора С. Таким образом, га­рантируется, что вертикальный излучатель, радиальные противовесы и коаксиальный кабель надежно заземлены, обеспечена наи­лучшая грозозащита и исключено накопле­ние в антенной цепи нежелательных стати­ческих зарядов.

Еще один вариант заземления антенны Groundplane показан на рис. 4. Здесь переменный конденсатор включается пос­ледовательно с внутренней жилой кабеля и служит для емкостной компенсации ин­дуктивной реактивной составляющей, воз­никающей из-за гамма-согласующего уст­ройства. В обоих вариантах подходит кон­денсатор настройки радиовещательного приемника на 300 или 500 пФ. Конденсатор в герметичной коробке крепится на неподвижном хомуте.

Рис. 4. Вариант заземления антенны Groundplane.