垂直アンテナ。スキーム、説明

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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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垂直アンテナは、低いアンテナ設置高さで水平線に対して低い角度で放射を受信する機能と、水平面のほぼ円形の放射パターンによって、長い間短波アンテナを引き付けてきました。さらに、このような比較的小さなスペースしか占有しないアンテナは、アマチュア無線家が十分に離れた高いアンテナ吊り点を見つけることができない場合に便利です。

グランドプレーンが最も一般的な垂直アンテナは、特に調整された要素を使用してアンテナとフィーダーを一致させる場合、通常は XNUMX つの帯域で動作するように設計されています。

以前に提案された (たとえば、SP3PK、UF6FB など) マルチバンドアンテナは、製造と構成が非常に困難です。

説明したマルチバンド垂直アンテナは、構造的に単純です。最も単純なバージョンでは、7,14 および 21 MHz 帯域で動作するように設計されており、わずかに複雑で 28 MHz で動作するように設計されています。アンテナ高10m。図 1 は、アンテナ内の電流分布と、範囲に応じた垂直面内の放射パターンの形状 (つまり、アンテナの高さと波長の比率) を示しています。

図から。図 1 は、アンテナが 7 および 21 MHz の範囲で電流によって給電され、14 および 28 MHz では電圧によって給電されることを示しています。容認できないほど大きくなります。

垂直アンテナ
図。 1

このアンテナでは、14 および 28 MHz でのフィーダーとの整合のタスクは、非対称 2/XNUMX 波長トランスを使用することによって解決されます (図 XNUMX を参照)。

整合トランスには、600 Ω ラインのセグメントを使用できます。同時に、7 および 21 MHz で動作する場合は、ケーブルをアンテナベースに直接接続する必要があります。ポイントCとD（図2）を組み合わせることができることがわかりました（一致するセグメントを滑らかな曲線で円または三角形に曲げることにより）。この場合、トランスの性能はさらに向上します。このような組み合わせが可能であることが判明したのは、トランスが非対称に（非対称負荷で）給電され、その下部ワイヤが主にトランスの上部（図の）ワイヤに対して一定の線形静電容量を作成するのに役立つためです。

垂直アンテナ
図。 2

A 点と B 点が短絡すると、トランスが短絡し、ケーブルコアがアンテナのベースに接続されます。この位置では、アンテナは 7 および 21 MHz で動作します。トランスのワイヤ間の小さな静電容量は、給電アンテナと並列に接続されており、その動作には影響しません。

したがって、コイルやコンデンサを使用せずに、14つの帯域でのアンテナの動作が保証されます。アンテナの長さはすべての動作帯域で 1,8 分の 21 波長以上であるため、アンテナの効率は非常に高くなります。 4 MHz では、垂直面のダイアグラムが狭くなるため、アンテナは 10/12 波長垂直アンテナと比較して 14 dB (電力で XNUMX 倍) のゲインを提供します。 XNUMX MHz では、特定の放射角度で増幅が XNUMX 倍に達します。構造的には、アンテナは直径 XNUMX cm、長さ XNUMX m の複合ジュラルミン管で、高磁器絶縁体に取り付けられています。 XNUMX cm. XNUMX MHz で動作する場合、大きな RF 電圧 (数百ボルト) がアンテナの基部に発生するため、絶縁体の損失は少なく、アンテナ基部と接地間の静電容量を最小限に抑える必要があります。

この設計ではまだ取り除くことができなかった1,6つの接点を持つ単純なリレーは、アンテナの基部にあり、気密ボックスに収められています。トランスのワイヤの直径は 12 mm、ワイヤ間の距離は 600 cm で、異なるワイヤ直径を使用する場合、同じインピーダンス (30 オーム) を維持するには、ワイヤ間の距離を変更する必要があります。プレキシガラス絶縁体は、1,8 cm ごとに変圧器ワイヤの間に配置されます。 2/XNUMX 波長トランスは、滑らかに曲がった不規則な三角形に凹んでおり、長さ XNUMX ～ XNUMX m の XNUMX つの木製または竹のスペーサーで空間に支えられています。

7、14、および 21 MHz 帯域で、反射計によって測定された SWR は 1,6 未満でした (反射計は 10% の許容誤差で抵抗によって校正されました)。

このアンテナは、少し複雑にすることで、2,6 バンドまたは 28 バンドのアンテナに変えることができます。半分の長さ (XNUMX m) の XNUMX/XNUMX 波長トランスを使用すると、同じアンテナを XNUMX MHz で使用できます。実際には、このようなスイッチは、トランス全体またはそのフロアボードがケーブルとアンテナ抵抗の間でオンになっている場合、または完全に短絡している場合に行うことができます。

これを行うには、RSB-5 ラジオ局から 14 つのアンテナリレーを取り出し、アンカーを下にして配置するだけで十分です。リレーの電源を切ると、アンテナは XNUMX MHz で動作します。

アンテナは、コイルのインダクタンスを変更できるスライダーを使用してベースとグランドの間に延長コイルを配置することにより、3,5 MHz に調整することもできます。ケーブルは、コイルのターンの XNUMX つ (コールドエンドに近い方) に接続する必要があります。最小SWRに応じて接続ポイントを選択できます。

記載されているアンテナは、接地面、つまり人工アースで動作するアンテナとして分類できます。これを行うには、十分な高さまで上げる必要があります。このアンテナを地面に直接設置する場合は、6 分の 10 波長を超える長さの多数の放射状ワイヤで構成される接地が必要になります。そうしないと、アンテナの効率が非常に低くなり、アンテナの高さが低くなります。アンテナは、ワイヤーの端の間の距離が、カウンターウェイトがワイヤーの端から地面（または屋根）までの距離よりも短くなるようにする必要があります。したがって、8 本のワイヤを備えた特定のアンテナの場合、ベースの高さは 7 m、12 ～ 5 m、20 ～ 3 m、10,5 ～ 2 m である必要があります。これらの条件下では、アンテナの効率は近くなります。最大限に。ワイヤの長さは 3 m、直径は XNUMX ～ XNUMX mm である必要があります。このようなアンテナは、亜鉛メッキされた鉄の屋根に取り付けるのが最善です。この場合、ベースは屋根の上に直接立つことができます。ケーブルシースは、数枚の鉄板にはんだ付けされたワイヤにしっかりとはんだ付けする必要があります。塗装された鉄の屋根のアンテナは、うまく機能しません (シート間の接触が悪いため)。

アンテナは筆者のラジオ局で7年半運用された。 599 MHz 帯では、オセアニアを除くすべての大陸から RST 589 が受信されました (VK3AZZ からは XNUMX)。多くのDXとリンクが確立されています。

14 および 21 MHz 帯域では、RST 599 はすべての大陸の代表者から何度も受信されています。

著者: L. Yaylenko (UT5AA)、ドネツク; 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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