Антенны

Антенная тематика широко освещена в радиолюбительской литературе, поэтому мы лишь кратко коснемся данной темы.

Основные параметры антенн

  • частотные свойства антенны: рабочая полоса частот, импедансы
  • коэффициент усиления антенны, КПД
  • поляризация антенны
  • направленные свойства антенны
  • предельная мощность (для передающих антенн)

Простые антенны

К антеннам простого типа можно отнести горизонтальные и наклонные диполи, вертикалы, антенны типа "длинный луч" и рамки различных геометрических форм. Как правило, это одноэлементые антенны, хотя их комбинация могут образовывать и сложные антенные системы, например, систему четвертьволновых вертикалов. Простые антенны имеют невысокую стоимость изготовления, как правило, несложны в изготовлении и настройке (но не всегда!).

Начинающим радиолюбителям рекомендуется начинать свою практику именно с простых антенн: диполей, рамок и других проволочных антенн. Без практики антенного строительства изготовление сложных антенных систем может обернуться материальными потерями из-за неизбежных ошибок. Также следует помнить, что в радиосвязи, особенно коротковолновой, конкретные условия размещения антенн являются определяющим фактором выбора типа антенны.

Антенны дипольного типа

Простейшей антенной является диполь, состоящий из двух проводников. Существуют различные варианты исполнения дипольных антенн:

  • классический диполь состоящий из проводников равной длины, точка запитки в центре диполя;
  • несимметричный диполь, точка питания смещена от центра диполя;
  • наклонный диполь, так называемый "слопер", существует в симметричном и несимметричном вариантах (OCF);
  • "инвертед-V" или диполь с наклонными проводниками;
  • другие комбинированные варианты.

рис.1. Симметричный горизонтальный диполь

рис 2. Несимметричный наклонный диполь (OCF)                  рис 3. Симетричный "инвертед V"

 р                                      

 

Статья на сайте Псковского РО СРР "Многоцелевая антенна W5GI"

Рамочные проволочные антенны

В радиолюбительской практике широко применяеюся одно- и многодиапазонные рамочные антенны, при этом разнообразны как геометрия применяемых рамок (треугольник, квадрат, ромб, многоугольник), так и расположение рамок в пространстве, оно может быть горизонтальным, наклонным или вертикальным.

  • вертикальные рамки (так называемые "квадраты", "дельты", "ромбы" и другие) с вертикальная поляризацией;
  • горизонтальные и наклонные рамки с горизонтальной и смешанной поляризациями.

Простые антенны рамочного типа могут быть как одно-, так и многоэлементными.

Направленные антенны

Направленные антенны являются более эффективными и имеют больший коэффициент усиления, однако, требуют больших материальных затрат на изготовление и обслуживание. Направленные антенны, как правило, являются многоэлементными, это антенны типа "волновой канал", "квадраты" и другие.

Многоэлементные антенны типа "волновой канал" или "Уда-Яги"

Широко используются как на коротких, так и на ультракоротких волнах. Ввиду больших размеров антенн на коротких волнах число элементов обычно составляет от 2 до 5, значительно реже 6 и более (на диапазонах 12 и 10 метров может число элементов достигать 10). На УКВ размеры элементов не так велики, поэтому использутся антенны с большим числом элементов, до 50 и более, в зависимости от длины волны и требуемого коэффициента усиления.

Антенна состоит из расположенных на несущей траверсе активного, одного или нескольких пассивных вибраторов — рефлекторов, расположенных относительно направления излучения за активным вибратором, и директоров, расположенных перед активным вибратором. Чаще всего применяется один рефлектор, число директоров меняется от 0 до нескольких десятков.

Активный вибратор имеет длину ~0,5 λ, рефлектор длину > 0,5 λ, директоры < 0,5 λ. Расстояния от активного вибратора до рефлектора и до первого директора составляют около 0,25 λ.

Излучение антенны можно рассматривать как сумму излучений всех составляющих ее вибраторов. Ток, наведенный излучением активного вибратора в рефлекторе, наводит в нем напряжение. Для рефлектора, сопротивление которого носит индуктивный характер за счет длины, большей 0,5 λ, напряжение отстает по фазе от напряжения в активном вибраторе на 270 градусов. В результате излучение активного вибратора и рефлектора в направлении рефлектора складывается в противофазе, а в направлении активного вибратора — в фазе, что приводит к усилению излучения в направлении активного вибратора приблизительно вдвое. Аналогично рефлектору работают директоры, однако из-за емкостного характера их сопротивления (что определяется их меньшей длиной) излучение усиливается в направлении директоров. Каждый дополнительный рефлектор или директор дают прибавку усиления, но меньшую, чем предыдущий рефлектор и директор, причем для рефлектора эффект ослабления действия дополнительных элементов намного более выражен, поэтому более одного рефлектора применяют достаточно редко.

Многоэлементные антенны типа "квадраты"

Многоэлементные антенны типа "спайдер" или "hexbeam"