同軸垂直アンテナ。スキーム、説明

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同軸垂直アンテナ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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同軸ケーブルの短絡1/XNUMX波長ループを内蔵したグランドプレーン型アンテナの名称です（図XNUMX）。このタイプのアンテナの主な利点は、拡張された周波数帯域です。

図1。同軸垂直アンテナのスキーム（Rvは損失抵抗の合計です）

これは、任意の波動インピーダンスを持つ垂直に配置された同軸ケーブルによって形成されます。ケーブルの中心コアの下端は接地ネットワークに接続され、その上端はケーブルスクリーンにはんだ付けされています。ケーブルの長さlはl/4xVkに等しく、ここでVkは仕様からの短縮係数の値（通常は0,66）です。したがって、並列共振回路として機能する同軸の閉じた0,95/1波長ラインについて話します。電波はケーブルシールドからのみ放射されますが、l / d比が小さいため、速度係数は2に近く、4/XNUMX波長共振には短すぎます。 XNUMX/XNUMX波長グランドプレーンを形成するには、セグメントlXNUMXでlXNUMXを共振長l/XNUMXまで増やす必要があります。

例

Vk=0,66の同軸ケーブルを使用しています。幾何学的な波長の 1 分の 0,25 l0,66=0,165l×0,95=1l。ケーブルシールドの l/d 比を考慮して短縮係数 V = 2 を採用すると、通常の長さは l0,25 + l0,95 = 0,2376lx2 = 0,2376l となり、セグメントの長さ l0,165 = 0,0725l-1l = 2l。共振時には、入力インピーダンスが非常に高いため、内蔵の XNUMX 分の XNUMX 波長スタブは機能しません (並列共振回路)。送信機の周波数を上げると、セグメント lXNUMX + lXNUMX が長すぎます。つまり、誘導性の無効成分が発生します。同時に、短絡したXNUMX/XNUMX波長同軸線路（スタブ）も長くなりすぎます。 XNUMX/XNUMX 波長を超える線路には容量性の効果があり、その結果、ラジエーターセグメントの誘導成分と XNUMX/XNUMX 波長プルームの容量性反応性が相互に補償され、放射抵抗 Rs が増加します。

送信機の周波数が低下すると、逆のことが起こります。ラジエーターセクションが容量性になり、ループが誘導性になります。これにより、無効成分の相互補償も行われます。 XNUMX/XNUMX波長ラインのこの能力により、アンテナの周波数帯域が拡張されます。上からは、放射線パターンの望ましくない変化によって制限され、下からは、放射線抵抗の急激な低下によって制限されます。このブロードバンドにより、アンテナエレメントの長さを正確に維持する必要はありません。他の垂直アンテナと同様に、優れた接地ネットワークは高効率の前提条件です。

DL2FA では、同軸アンテナについて詳しく説明しています [1]。それらの最も単純なスケッチを図2aに示します。

同軸垂直アンテナ
米。 2. 垂直同軸アンテナの種類:
a - 短縮されたグラウンドプレーン。 b - フルサイズのグラウンドプレーン。
c-延長コイルLと終端容量Cを備えた大幅に短縮されたグランドプレーン_D

同軸ケーブルの短縮係数が Vk=0,66 の場合、その幾何学的長さは 0,25l×0,66=0,165l となります。この要素を長くする方法が使用されていないため、これはエミッタの長さになります。したがって、長さが ~60° (1 l=360°) の短縮されたグラウンドプレーンが存在します。このバージョンのアンテナの放射抵抗 Rs は約 13 オームです。アンテナの高い効率を達成するには、損失抵抗が低いほど放射抵抗が低くなければなりません。半空気誘電体と Vk = 0,82 を備えた同軸ケーブルを使用すると、やや有利な条件が作成されます。すると、ケーブル長 l1=0,25l×0,82=0,205l(約74°)となり、放射抵抗の値(20オーム)となります。すでに説明した同軸 XNUMX/XNUMX 波長スタブの作用により、入力インピーダンスは広い周波数範囲でアクティブのままであり、その値は放射抵抗とともに変化します。オメガマッチングリンクの助けを借りて (C_А-から_К）は、任意のケーブルの特性インピーダンスと調整されます。
図 2b は基本的に図 1 に対応しており、アンテナパラメータの表示とオメガ形状のマッチングのみが異なります。図 2c は、拡張コイルとエンドキャパシタンスを備えた大幅に短縮されたグランドプレーンを示しています。

同軸アンテナはマルチバンドモードで動作します。この場合、あるレンジから別のレンジへの移行に伴う垂直方向の放射パターンの変化と放射抵抗に注意する必要があるほか、レンジを切り替えるときにオメガ型リンクを調整する必要があることに注意する必要があります。単一レンジで動作する場合、これは必要ありません。

周波数範囲のかなりの帯域幅は、ローカル適応の多くの可能性を開きます。同軸ケーブルには、人工的または自然なサポートが必要です。理想的な解決策は、同軸ケーブルが内部にあるガラス繊維パイプです。高所にある XNUMX つの基準点 (樹木など) の間にケーブルを通すことができる場合があります。

文学

1. Wurtz H. DX-Antennen mit spiegelnden Flachen - Koakxiale Antennen。 cq-DL 7/1981、S.330-332

出版物：N。ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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