Особенности распространения радиоволн. Основные определения и электрические параметры антенн, страница 20

Наиболее часто в любительской практике употребляется симметрирующее устройство, изображенное на рис. 21 и получившее название «Ч-колено». Оно просто по конструкции и работает в широком диапазоне частот. Одним из проводников этого устройства является внешний проводник О коаксиального фидера. Пунктиром показан центральный проводник фидера. В качестве второго, проводника могут быть взяты либо отрезок кабеля, из которого выполнен фидер, либо металлическая трубка равного ему диаметра. Элементы 00' образуют замкнутую на конце двухпроводную линию. Входное сопротивление «Ч-колена» равно

Z_cy = j/Z_лtg(2πl/l),                                               (30)

где Z_л — волновое сопротивление двухпроводной линии; l — длина проводников «Ч-колена».

Центральный проводник фидера, проходя в полости проводника О, в точке 1 замкнут на проводник О'. Тем самым точки 1, 2 становятся точками питания антенны, например симметричного вибратора.

Симметрирующие свойства  «Ч-колена»  обусловлены  наличием   на  его   проводниках   так   называемой   точки   нулевого   потенциала,   которая   используется для ввода несимметричного фидера. Распределение напряжения на проводниках короткозамкнутой на  конце двухпроводной  симметричной линии  таково,  что  в точке П короткого  замыкания  всегда  имеется узел (нуль) напряжения, независимо от соотношения длин волны и линии. Если к разомкнутым концам такой линии  подключить  симметричную   антенну,   то   ее   можно   будет   питать   коаксиальным кабелем, прокладывая его через точку нулевого потенциала П внутри полости одного из проводов линии (либо используя оболочку фидера как провод линии).

Из схемы рис. 21 видно, что симметрирующее устройство подключено параллельно вибратору в точках 1 и 2. Поэтому входное сопротивление симметрирующего устройства Z_субудет шунтировать входное сопротивление вибратора. Наименьшее влияние симметрирующее устройство будет оказывать в том случае, если его длину выполнить равной l=l/4. В этом случае Z_су » ¥ и, следовательно, Z_вх =Z_а.

Многие симметричные антенны имеют на своих проводниках точку П нулевого потенциала. Это обстоятельство позволяет использовать ее для прокладки коаксиального фидера и питания антенны без применения специального симметрирующего устройства.

Как уже отмечалось, неэкранированные двухпроводные линии имеют потери на излучение. Если для использования двухпроводной системы не столько в качестве фидера, сколько в качестве антенны специально увеличить эти потери, то можно прийти к петлевому вибратору Пистолькорса, рамочной антенне и, зигзагообразной антенне (рис. 22). Все эти антенны образованы из двухпроводных короткозамкнутых линий в результате симметричного изгиба проводников относительно прямой, соединяющей точки питания 1,2 с точкой нулевого потенциала П. Штриховой линией показана прокладка фидера к точкам /, 2 питания  антенн.  Для  любой  из  этих  антенн  можно  показать,  что  независимо от полярности приложенного напряжения, в силу симметрии конструкции, в точке П сохранится нулевой потенциал.

На рис. 23 показано еще одно популярное среди радиолюбителей симметрирующее устройство (U-колено), выполненное в виде петли длиной

l = l/2, где e — диэлектрическая проницаемость материала, заполняющего высокочастотный кабель, из которого сделана петля.

Экранная оболочка с обоих концов петли и внешний проводник питающего-фидера накоротко соединены между собой. Центральный проводник питающего фидера в точке 1 соединен с центральным проводником, например, левого конца петли. Тогда центральный проводник петли, выступающий из ее правого конца, образует точку 2. Точки 1, 2 — это точки питания. К ним можно подключить симметричную антенну.

Оболочки петли и фидера находятся под одним и тем же «нулевым» потенциалом. Поэтому, если это требует конструкция антенны, симметрирующая петля-может иметь любую конфигурацию.   Например, может быть свернута в клубок.