Аматорські антени ew8au

Спіральні антени належать до класу антен біжучої хвилі. Вони являють собою металеву спіраль, живиться коаксіальної лінією. Спіральні антени формують діаграму спрямованості, що складається з двох пелюсток, розташованих уздовж осі спіралі по різні боки від неї. На практиці зазвичай потрібно одностороннє випромінювання, яке отримують, розміщуючи спіраль перед екраном або в відбиває порожнини. Існують циліндричні, конічні і плоскі спіральні антени. Вид спіральної антени може бути обраний по заданому діапазону хвиль. Якщо ширина діапазону не перевищує 50%, то береться циліндрична спіраль, конічна спіраль забезпечує діапазон в два рази ширше, ніж циліндрична. Плоскі спіральні антени мають двадцятикратним перекриттям по робочому діапазону. У радіоаматорського практиці, в діапазоні УКХ, найбільший інтерес представляє собою циліндрична спіральна антена з круговою поляризацією і великим коефіцієнтом посилення. Якщо ми приймаємо сигнал з лінійною поляризацією (вертикальної або горизонтальної) на антену з круговою поляризацією, втрачається три децибели, але при цьому набагато зменшується глибина завмирань. При перевідбиттів сигналу на довгих трасах, ми не знаємо з якою поляризацією (або з яким нахилом) приходить сигнал в точку прийому, для антени з круговою поляризацією це не матиме ніякого значення. Взагалі можна відзначити, що виготовлення в домашніх умовах антен з великим коефіцієнтом посилення, типу "хвильовий канал", пов'язане з рядом труднощів. Навіть маючи хороший парк приладів, важко домогтися розрахункових значень. Необхідно строго витримувати лінійні розміри. Під час налаштування зазвичай коригують не більше двох - трьох елементів, розташованих поруч з активним вібратором. Розрахунок і настройка антен типу "хвильовий канал" простий тільки для малої кількості елементів. Параметри антени можуть значно змінюватися при невеликій зміні розмірів елементів і їх взаємного розташування. З ростом числа елементів, кількість операцій при налаштуванні зростає в геометричній прогресії. Велика кількість елементів звужує смугу пропускання антени, зменшує вхідний опір. Збільшення реактивного опору директорів у міру збільшення їх числа призводить до зменшення амплітуд струмів в них. При цьому особливо сильно зменшуються струми в директорів, віддалених далеко від активного вібратора. Тому звуження діаграми спрямованості діректорной антени зі збільшенням її довжини відбувається значно повільніше, ніж у антени біжучої хвилі, елементи якої порушуються з однаковою інтенсивністю. У порівнянні з діректорной антенами у спіральних антен розміри є менш критичними. Чи не критичність спіральних антен до точності виготовлення - велике їх перевага. При одному і тому ж посилення, спіральна антена має менші розміри, ніж антена хвильовий канал. Так як смуга пропускання спіральної антени, набагато більше, ніж будь-який аматорський діапазон, немає необхідності навіть вимірювати резонансну частоту антени, досить виміряти тільки вхідний опір і розрахувати під нього пристрій, що погодить, для оптимального узгодження антени з фідером харчування.

D - діаметр спіралі, S - крок спіралі
Мал. 1. Циліндрична спіральна антена.

Слід мати на увазі, що спіральні антени мають випромінювання з обертовою поляризацією. При роботі на передачу спіральна антена випромінює поле з обертовою поляризацією, право або ліво поляризоване, в залежності від напрямку намотування спіралі. При роботі на прийом вона приймає або поле обертається поляризації з напрямком обертання, як і при передачі, або поле будь-якої лінійної поляризації. При розрахунку К.Н.Д. антени слід робити поправку на кругову поляризацію і від результату віднімати 3 dВ.

Для прийому випромінювання з лінійною поляризацією, щоб не втрачати 3 dВ, можна застосовувати антену складається з двох близько розташованих паралельних спіралей, намотаних в протилежні сторони. Якщо антена призначена для роботи тільки на одному радіоаматорському діапазоні, наприклад 430/435 МГц, бажано звузити смугу пропускання антени за допомогою четвертьволнового короткозамкнутого шлейфу, виконаного з мідного дроту діаметром 2-3 мм або мідної шинки, що з'єднує роз'єм і екран (Рис. 2) .

Якщо спіралі розташувати в горизонтальній площині, то можливий прийом хвиль з горизонтальною поляризацією, а при вертикальному розташуванні - з вертикальною поляризацією. Антена з двох паралельно розташованих спіралей дає можливість при з'єднанні спіралей паралельно отримувати вхідний опір R вх = (65-80) Ом, що зручно при харчуванні її звичайним коаксіальним кабелем без узгоджувальних пристроїв.

Для створення антени з керованою поляризацією, поєднують дві протилежно спрямовані обмотки. Мал. 3. Тобто робиться двухзаходная спіраль на одному каркасі з протилежним напрямком намотування витків.

Спіралі з протилежним напрямком намотування розв'язані відносно один одного на 40 dВ, змінюючи зсув по фазі між струмами в обох обмотках можна управляти напрямком поляризації.

У діапазонах 1200 МГц і вище антену слід розміщувати не над екраном, а в конічному рупорі, що збільшує в чотири рази коефіцієнт спрямованої дії такої антени в порівнянні зі звичайною спіраллю такої ж довжини, а рівень бічних пелюсток стає на 15 - 20 dВ нижче. рис.4

Циліндрична спіральна антена складається з наступних основних частин. дротяної спіралі, суцільного або сітчастого екрану, узгоджувального пристрою. У конструкцію антени можуть входити так само діелектричний каркас, на який намотується спіраль і діелектричні розтяжки, які надають антени жорсткість.

Якщо спіраль кріпиться на суцільному каркасі з діелектрика, то її розрахункові розміри повинні бути зменшені в 1 / v. раз. Спіраль намотується з дроту, трубки або плоскої стрічки. Як витки, так і екран необов'язково робити круглими, їх можна робити квадратними або багатокутними. Довжина витка спіралі приймається рівною середній довжині хвилі заданого діапазону L =? Cp.

Сайт створено за підтримки дизайн студії Ok Soft, м.Гомель, 8-375-296-430412