Эффективные зигзагообразные антенны

Зигзагообразная антенна, предложенная К. П. Харчен-ко [1], пользуется большой популярностью у радиолюбителей благодаря простой конструкции, хорошей повторяемости и широкополосности. Она представляет собой синфазную антенную решетку из двух ромбовидных элементов (РЭ), расположенных друг над другом и имеющих одну общую пару точек питания а — б (рис. 1, а).

и l/d, где l — длина

— длина волны принимаемого сигнала, d — диаметр проводника, из которого выполнены РЭ.

от 0,25 до 0,28, что позволяет получить КБВ не менее 0,7 и изготовить антенну из проводника небольшого сечения. .

= 0,375) и выполненной из тонкого проводника. Но при непосредственном подключении к такой антенне 75-омного фидера КБВ будет слишком мал.

0,25

= 0,375 в точках питания находятся пучности напряжения и поэтому активная составляющая входного сопротивления антенны намного превышает волновое сопротивление 75-омного фидера (рис. 2, в).

Можно несколько уменьшить входное сопротивление антенны (рис. 2, г) путем увеличения угла а до 120° (рис. 1, в). Это практически не вызовет изменения коэффициента усиления, а лишь повлияет на диаграмму направленности антенны: в горизонтальной плоскости она станет чуть уже, а в вертикальной — шире. Используя кривые зависимостей, показанные на рис. 2, в и г, можно построить зигзагообразную антенну с максимальным усилением и входным сопротивлением 200...500 Ом, подключив ее точки питания к 75-омному фидеру при помощи полуволновой петли, которая уменьшает входное сопротивление антенны в четыре раза. КБВ. в фидере при этом будет не менее 0,6, а при входном сопротивлении антенны 300 Ом — близок к 1.

= 0,5 и уменьшив значения входного

сопротивления вдвое.

как показано-

на рис. 3 штриховой линией. Антенны, показанные на рис. 3, можно выполнить складными, используя в точках изгиба их полотна шарнирные соединения. В этих точках находятся пучности напряжения и поэтому требование к качеству электрических контактов невысоко.

а его высота на 5... 10% больше высоты

[2]. Элементы такого рефлектора следует соединять с металлическими деталями конструкции только в средней части.

При непосредственном креплений настроенных элементов к металлической мачте их длину увеличивают на половину диаметра мачты. На рис. 4, а показан рефлектор из настроенных, изолированных от металлической мачты . элементов для антенн, показанных на рис. 3. На рис. 4,6 представлен вариант рефлектора, полотно которого выполнено из тонких проводов, имеющего сравнительно небольшие массу и парусность. На несущую конструкцию туго натянут синтетический шнур или тонкий трос, к которому прикреплены отрезки провода диаметром 0,6...2 мм. Детали несущей конструкции такого рефлектора работают на сжатие и могут иметь небольшое сечение. При большой высоте рефлектора устанавливают дополнительные распорки, показанные штриховой линией.

На рис. 5 показано полотно антенны дециметрового диапазона, состоящее из четырех РЭ, изготовленных из медного или дюралюминиевого провода диаметром 2...3,3 мм. Полотно в средних точках изгиба зажато пятью парами изоляционных пластинок толщиной 4...7 мм. В пластинках профрезерованы канавки по форме полотна антенны и птицезащитных штырьков. Каждая пара пластинок зажимает полотно и прикреплена к мачте при помощи двух винтов М4 или М5. Если антенна с рефлектором, то вместо винтов используют шпильки (с гайками). Шпильки обеспечивают необходимое расстояние между полотном антенны и рефлектором, который крепят непосредственно к мачте. Входное сопротивление антенны составляет примерно 300 Ом. При сравнительных испытаниях с наиболее близкой по техническому решению антенной, описанной в [3], предлагаемая конструкция показала лучшие результаты, имея на порядок меньшие парусность и материалоемкость. Как показала длительная эксплуатация, эта антенна способна выдерживать значительные ветровые нагрузки, а птицы к полотну такой конструкции совершенно равнодушны.

соответствующая средней частоте телевизионного канала:

— соответственно максимальная и минимальная частота диапазона, занимаемого телевизионным каналом. Если частота берется в мегагерцах, то длина волны получается в метрах.

более 60), К_у примерно, равен 0,98.

чтобы избежать

Зазоры между левыми и правыми половинами РЭ выбираются в пределах 10...15 мм — в дециметровом и 20...25 мм — в метровом диапазонах волн.

Все соединения полотна антенны желательно производить в местах пучностей напряжения. Точки нулевого потенциала, где находятся пучности тока, при необходимости, можно соединять с металлическими деталями конструкции..В диапазоне УКВ сильно выражен поверхностный эффект: глубина проникновения тока в диапазонах, занимаемых телевидением и УКВ-ЧМ радиовещанием, находится в пределах от 2,3 до 10 мкм. Поэтому поверхность элементов антенн диаметром менее 8 мм должна быть гладкой, а у антенн ДМВ — полированной. При выполнении паяных соединений не следует залуживать проводники за зонами пайки.. Полотно антенны можно изготовить из полосы шириной, в два раза большей расчетного значения диаметра d. В метровом диапазоне допускается применение электрического эквивалента полосы — набора из 3—4 тонких проводов, расположенных параллельно в одной плоскости, шириной 3d. При этом можно использовать обмоточный провод в эмалевой изоляции, надежно защищающей его от окисления. Места паек и разделки кабелей покрываются водостойким лаком.

Фидер у антенн с входным сопротивлением, близким .к 75 Ом, традиционно прокладывают вдоль одной из сторон полотна антенны (рис. ,а) и непосредственно подключают к точкам питания а —- б. Антенны, у которых в точках а—б находятся пучности напряжения, подключают к 75-омному фидеру через полуволновук петлю (рис. 6, а). ФиДер при этом расположен вдоль мачты и подходит к полотну антенны вблизь точек питания. Длина фидера антенн дециметрового диапазона должна быть минимальной.

Описанные антенны, рассчитанные и изготовленные в соответствии с приведенными рекомендациями, не требуют настройки: КБВ в фидере должен получиться, не менее 0,5. Но при желании можно добиться более высокого КБВ, близкого к единице. Для этого входное сопротивление при расчете выбирают несколько большим 300 Ом, к точкам а — б подключают четверть: волновой шлейф с короткозамыкающей подвижной перемычкой, а. фидер присоединяют к шлейфу через скользящие контакты вблизи точек а — б (рис. 6,6). Расстояние между осевыми линиями проводников шлейфа должно быть в 6... 10 раз больше диаметра этих проводников. От положения перемычки и скользящих контактов зависит соответственно величина, реактивной и активной составляющих сопротивления в месте подключения фидера. Изменяя в небольших пределах эти положения, можно добиться точного согласования антенны с фидером. При этом можно взять за основу методику настройки на максимальный КБВ входного или выходного, контура усилителя, описанную в [4]. Если нет необходимого опыта или приборов, указанных в [4], то настройку производят, подключив фидер антенны к телевизору и визуально контролируя качество телевизионного сигнала, добиваясь наиболее контрастного, с наименьшим уровнем снега, изображения. При этом, для обеспечения более точной настройки, фидер желательно временно подключить через аттенюатор, имеющийся в продаже.

В качестве настроечного шлейфа у антенны, изображенной на рис. 5, можно использовать две шпильки, крепящие учел питания к мачте, соединив их с точками питания антенны. Для удобства подключения фидера эту пару шпилек лучше установить так, чтобы они располагались и горизонтальной плоскости и были перпендикулярны полотну антенны.

Точку нулевого потенциала шлейфа можно соединить с металлической мачтой или заземлить.