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无线电电子与电气工程百科全书 三个高频天线。 无线电电子电气工程百科全书
GP 低频段 David Reid (PA40HBB/G80BZF) 建议为 3m 和 0m 业余频段采用有趣的缩短 GP 设计。 天线的详细描述以及作者进行的实验结果，这些实验结果导致了其创作，可以在他的“主页”上找到。 经作者同意，我们发布了他的天线的简短描述。 值得注意的是，RAZNVV 已就该设计申请了专利，因此未经作者同意不得将其用于商业目的。 然而，这并不限制短波运营商在其业余无线电台上重复使用该天线。 最初，RAZNVV 天线是作为缩短的 GP 天线开发的，覆盖范围为 40 米。 后来证明它也可以适应在80米范围内工作（在不改变主辐射器尺寸的情况下，并且在40米范围内不降低天线特性）。 该天线的原理图如图 1 所示。 1（尺寸 - 以厘米为单位）。 它由一个主散热器 (2)、两个“线性负载”（3 和 40 分别代表 80 米和 4 米）和一个电容负载 (XNUMX) 组成。
主发射器由四根硬铝管组装而成，每根长 2 m。 为了确保它们的对接无需额外元件（套管），使用了不同直径（30、26、22和18毫米，壁厚2毫米）的管段，这些管段彼此紧密插入至88毫米的深度。 主散热器的最终高度为773.6厘米，在下部，它必须与“地面”隔离。 使用一根合适直径的塑料水管作为支撑绝缘体。 通过夹紧装置可靠地固定发射器各个元件的连接点。 容性负载的设计如图2所示。 2. 它由四根长 100 厘米、宽 6 毫米、厚 1 毫米的硬铝条 (90) 组成。 将每个条带的一端以 50° 的角度弯曲至 3 毫米的长度（通过将其夹在虎钳中并用燃气燃烧器加热弯曲部分）。 在夹紧环 (150) 的帮助下，它们连接到主发射器，形成水平“十字”。 为了增加“十字”的机械稳定性，可以通过在中心安装一个直径为XNUMX毫米的圆盘来加强结构。
容性负载的目的是降低发射极的品质因数（即扩大天线带宽）并提高其输入阻抗以更好地匹配50欧姆馈线。 因此，在 80 米范围内没有电容负载的天线版本的带宽仅为 180 kHz（以 SWR 计算 - 不超过 2），而具有这种负载的天线版本 - 超过 300 kHz。 为了使辐射器的总长度达到在相应的业余频段上提供谐振的尺寸，天线使用了所谓的“线性负载”（线性负载）。 该术语意味着为了减小天线的物理尺寸，而不是使用集总元件（电感器），而是使用发射器几何形状的变化。 在“线性负载”的情况下，其腹板的一部分被弯曲并沿着发射器的主要部分以短距离移动。 人们普遍认为，“线性负载”可使天线缩短 40%，而其参数不会明显恶化。 与使用电感器相比，这种方法的明显优点是设计简单并且没有明显的欧姆损耗。 “线负载”方法被一些公司用于定向天线的设计，GAP也生产具有“线负载”的垂直天线。 GP 的“线路负载”总长度可简单计算：天线结构的总长度（主辐射器加上“线路负载”）应等于相应频段的四分之一波长。 主辐射器长度为 773,6 厘米，天线中“线性负载”中包含的导体长度应为 290,2 厘米（范围 40 米）和 1309,7 厘米（范围 80 米）。 由于本设计中主散热器上存在容性负载，因此它们应略小于给定值。 这种缩短不适合简单的计算，并且实际上更容易选择“线性负载”的元件，方法是最初以较小的余量选取它们，然后逐渐缩短它们，直到天线调谐到工作频率。 这并不难做到，因为操作是在天线的底部执行的。 在作者的版本中，“线路负载”电线的最终长度为 279 厘米（7050 kHz 频率下的最小 SWR）和 1083,2 厘米（3600 kHz 频率下的最小 SWR）。 在制造“线性负载”时作者使用了直径为2.5毫米的绝缘铜线。 剪下一段所需长度的电线（留有一些用于调谐的余量），将其弯曲成一个环，该环类似于两根线，在上部由不完整环形式的导体封闭（见图1）。 为了将“线性负载”紧固到主辐射器（图 1 中的 3），制作了介电垫片 (2)。 这些垫片直接用螺钉 (5) 固定到主散热器上。 电线 (3)。 形成“线性负载”，穿过垫片上的孔，调整后用环氧树脂胶 (4) 固定。 垫片的长度为 50 毫米（范围 40 米，5 个）和 120 毫米（范围 80 米，13 个）。 它们沿着环的长度均匀分布，以确保其可靠的机械固定。 为了紧固环圈，制作了一根 120 毫米长（范围 40 米）的垫片和一根 320 毫米长（范围 80 米）的垫片。 “线性负载”放置在主散热器的相对两侧。
3 米范围内的“线路”（图 40 中的尺寸 A）的导体之间的距离应为 40 毫米。 以及80米-100毫米。 环的直径“线载荷”范围为40米-100毫米，以及80米-300毫米的范围。 每个“线性负载”环路的一端连接到主辐射器的下端，其余自由端连接到馈线。 天线通过单独的同轴电缆或一根电缆供电，该电缆通过高频继电器的触点连接到“线性负载”。 尝试将它们同时连接到同一根电缆但没有成功。 在40米频段，天线的特性没有变化，而在80米频段，它只是停止工作。 作者选择的天线元件尺寸，通过波阻抗为 50 欧姆的同轴电缆馈电时，确保在 1,5 米的整个范围内 SWR 不超过 40，在 1,1 kHz 频率下最小 SWR 为 7050 。 在 80 米处，天线在 1.2 kHz 频率下调谐到最小 SWR（约 3600）。 同时，在3500 ... 3800 kHz频带内，SWR不超过2（频率为1,5 kHz时为3500；频率为1,6 kHz时为3700；频率为2 kHz时为3800）。 这些数据是在 50 平方米的面积上获得的。 米。 在 40 米范围内对缩短天线与全尺寸辐射器的直接比较表明（根据信号电平通讯员和电台接收情况）它们几乎相同。 在80米的范围内，天线的缩短已经超过60%。 因此，其效率之高就不用多说了。 然而，它也允许在该频段上进行 DX 通信。 笔者还对带有20根1m长的线配重的天线进行了测试，它们是这样“线性加载”的。 为了将10“装入”尺寸为10x40米的正方形中。同时，80米和40米范围内的驻波比略有增加。80米和XNUMX米上的DX接触。 两个全波天线 通过在天线中引入电阻来确保无线电台在多个业余频段上运行的天线在短波中仍然很受欢迎，尽管其存在明显的缺点——效率降低。 这种流行有几个原因。 首先，这些天线通常具有非常简单的设计——一种形式或另一种形式的框架，其中包含电阻器。 其次，由于他们的宽带。 通常，它们不需要调谐，这显着加快并简化了最终结果的实现——您可以使用它在多个频段上进行空中工作的天线。 至于电阻器的功率损耗，则达到50%。 一方面，损失似乎很大，但另一方面，无线电爱好者（尤其是在城市地区）可能无法安装更高效的多频段天线。 此外，即使在单频带天线系统中也可能存在不明显的损耗。 一个生动的例子是 GP 型天线“接地”不良造成的损耗（例如，参见 Radio, 1999, No. 10. p. 59 中的注释“需要多少配重”）。 这些损失很难衡量，因此他们宁愿不去记住它们。 T2FD 宽带倾斜天线的经典版本，框架中带有电阻器，需要两个 10 和 2 m 高的桅杆进行安装，工作频段为 7 ... 35 MHz。 文献中多次描述。 这种天线的一个有趣的水平版本，仅需要一根桅杆即可在 10 ... . 最后，这种天线的垂直版本出现了。 它是由 L. Novates (EA2CL) 在文章“Otra vez con la antena T2FD”（“URE”，1998，p.31,32）中提出的。 该天线的总高度约为 7.5 m（见图 4），可在 14 ... 30 MHz 频段（即所有五个高频 HF 频段）运行。 发射器（分体环形振动器）由两个相同的半部（1 和 2）组成。 它们由直径为 25 毫米、壁厚为 1 毫米的硬铝管制成。 形成发射器的不同管道部分通过硬铝套管互连（图 4 中未显示）。 发射器借助横杆固定在一根 3 m 高的独立式木桅杆 (4.5) 上：两根横杆用于发射器的上半部分，两根或三根横杆用于下半部分。
终端电阻器 R1 的功耗应约为发射器输出功率的三分之一。 如图所示。 如图4所示，该电阻的值提供了300欧姆的天线输入阻抗，因此，要通过特性阻抗为75欧姆的同轴电缆为其供电，需要变压比为1:4的宽带巴伦变压器。 如果使用特性阻抗为50欧姆的电缆。 那么变压比应为1：6。 当使用500欧姆电阻时，天线的输入阻抗约为450欧姆。 因此，要使用波阻抗为50欧姆的同轴电缆为其供电，需要变压比为1:9的巴伦变压器。 上述关于水平天线 T2FD 的文章中给出了这种变压器设计的变体。 平衡变压器连接到点 XX。 EA2CL 天线制造中唯一的小技术困难是电源电缆。 为了减少编织层上的拾音器，电缆必须在几米的长度上垂直于天线网。 此外，由于在实践中将这些拾取率降低到零是不现实的，因此有必要在电缆上（在已经垂直的部分）创建一个高频电流扼流圈。 最简单的解决方案是由几匝电源线形成的小线圈。 应该指出的是，T2FD 型天线在 VHF 频段工作得很好，而且即使在低于截止频率的频率下通常也具有良好的 SWR。 然而，由于发射极的尺寸较小，在这种情况下其效率当然会恶化。 然而，后者并不排除使用这种天线进行短距离通信的可能性。 一些公司还生产带有负载电阻的天线。 因此，Barker & Williamson 公司生产了 AC-1.8-30 天线，该天线工作在 1,8 ... 30 MHz 频段，原则上可以安装在住宅楼（非塔式）的屋顶上。 要安装这样的天线（图 5），只需要一 (1) 个 10,7 m 高的非金属桅杆。在业余无线电文献中（Pat Hawker，“技术主题”，“无线电通信”，1996 年，71 月。第 72 页） 2, XNUMX) 对此存在争议。 如何称呼它：“垂直半菱形”（VHR - 垂直半菱形）或“负载金字塔”。 对于这个争议，我们可以补充一点，天线也类似于严重变形的 TXNUMXFD。 无论如何，它运作良好，但如何称呼它是次要问题。
除桅杆（1）外，还需要两个2 m高的机架（0.9）来安装天线，天线通过同轴电缆（10）和变压比为3的宽带平衡变压器（1）馈电。 :9。 天线的辐射部分 - 形成半菱形的导体（4 和 5）。 负载电阻 (6) 的电阻为 450 欧姆。 其功耗要求与 T2FD 天线相同。 封闭框架（7、8 和 9）的导体形成半菱形的配重。 导体悬挂件(9)距表面的高度仅为5cm。应当指出的是，在这样的悬挂高度下，机架(2)显然可以具有明显较低的高度。 所有导体均使用直径为2毫米的铜线。 不用说，必须可靠地保护负载电阻和平衡匹配变压器免受大气湿气的影响。 这适用于 T2FD 天线和 VHR 天线。 使用 VHR 天线背后的想法。 显然，可以为较窄的工作频率频段（例如，3.5 ... 30 MHz或7 ... 30 MHz）创建非常紧凑的设备，并相应地减少业余频段的数量。
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