关于天线 λ 的八分之五。方案、说明

关于天线八分之五 lambda。无线电电子电气工程百科全书

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正确的说法可能是错误的。这不是双关语，而是事实陈述。断章取义的正确陈述可能会产生误导，例如，如果没有指出该陈述正确的限制条件。据本文作者称，流行的 6λ/8 天线的特性也发生了类似的情况。

短波和超短波以及C-B广播电台的所有者中，长度为5λ/8的垂直天线很受欢迎。从业余无线电文献和广告中众所周知，长度为 5λ / 8 的垂直发射器可在垂直平面上提供压在地面上的最大方向图波瓣（水平方向图为圆形），因此具有最大效率。最简单的天线如图 1 所示。 5a. 发射器的长度 8λ/4 不是谐振的，因此通过在发射器片中引入电感元件（线圈 L 或电气长度为 λ/8 的闭合线段）将其变为 Zλ/XNUMX。

来自电缆编织层的“反向”电流分布在四分之一波长平衡上。它们不参与辐射，因为它们中的电流方向相反。不可能将配重向下弯曲，因为在这种情况下，天线的电长度将由于配重电流的垂直分量而增加，这将对辐射方向图产生不利影响。通常，图中电感器的下部输出连接到配重。编织层连接到同一点，电缆的中心导体连接到线圈出口。在 27 MHz 频段，平衡装置通常制作得短于 λ/4，相应地增加了电感以将天线调谐到谐振状态。

天线中的电流分布如图 1 所示。 1b. 它可以被认为是具有良好精度的正弦曲线。辐射方向图（图 XNUMXc）在与地平线成一定角度时具有“零”，并且在更大角度时具有不必要的旁瓣。该波瓣是对压在地平线上的主波瓣和所提到的最大方向性因子的补偿。简而言之，也许就是这样。作者（以及其他无线电爱好者）对这个天线的了解，以及......引起了一些困惑。

关于八分之五拉姆达天线

发射极的下部没有休息，其中电流的方向与上部半波部分的电流相反。毕竟，众所周知，辐射方向图的形成方式如下：发射器每个小部分的场在任何方向上求和，同时考虑其幅度和相位。在地平线方向上，所有段的波传播路径长度相同，并且没有额外的相位侵入。来自天线上部半波部分的场是同相的并且振幅相加，而来自下部（电流方向相反）的场是异相的并且......被减去！

从这些考虑来看，较短的半波垂直辐射器应该比长度为 5λ/8 的振动器工作得更好。如果长度为 5λ/8 的发射极下部的电流方向以某种方式反转，那么效率会更高。为了证明这个结论，可以从理论上计算 SPV，或者进行适当的实验。但作者怀疑这一切都是很久以前完成的，因此更愿意研究古老的文学资料。结果如何？

S. Ballantyne 于 5 年首次描述了长度为 8λ/1924 的垂直天线杆 [1]。它被开发为中波广播抗衰落天线。这种天线的另一个优点立即变得非常受欢迎，事实证明，它确实产生了朝向地平线的最大场强，但仅限于沿着位于正上方的振动器具有自然（正弦）电流分布的天线类别完美的导电表面。

许多人都清楚地记得该声明的第一部分，但业余无线电文献中的文章作者显然忘记了第二部分。在专业文章中报道[2]：“如果采取特殊手段来防止电流反转低于辐射器上半波长，则可以获得进一步的水平增益......”。换句话说，如果反转天线下部的电流方向，您将获得地平线辐射的额外增益。同时，还可以进一步增加天线的长度以增加增益。回想一下，对于长度为 5λ/8 的经典天线，不再可能增加长度，因为图中的旁瓣急剧增加而主瓣减小。

反转天线下部的电流后，建议将其长度再增加 λ/8，以便去掉匹配线圈。结果就是著名的同相共线天线，由马可尼工程师富兰克林于 1911 年提出。富兰克林天线是一根垂直线，分为半波段，线圈之间连接有线圈（图 2，a）或四分之一波线（图 2,6）。在这些元件中，电流的反向半波被“隐藏”。辐射段中的电流结果是同相的（图 2c），这使图变窄并显着减少了旁瓣（图 2d）。这种天线的带宽只有百分之几。

关于八分之五拉姆达天线

方向图随着天线高度和“楼层”数量（根据富兰克林）的增加而变化的动态如图 3 所示。 2 借自(XNUMX)。

关于八分之五拉姆达天线

再次给出完美导电接地情况下的图表。通过计算损耗角正切（传导电流与位移电流之比），可以将天线下方的土壤归因于导体或电介质：tgδ = jnp/jcm = δ/ωεε0。对于导体来说，它比单位大得多，而对于电介质来说，它要小得多。损耗角正切取决于频率。当在中波、高频 HF 频段和 VHF（我们感兴趣的频率范围！）上工作时，相同的土壤将靠近导体，它将成为电介质。这会将来自地面的反射相位改变为相反的相位，并且在地平线方向上，它将不再是辐射方向图的最大值，而是最小值。在这种情况下，辐射方向图的主瓣离开表面并与其成一定角度（越小，天线安装在地面上方越高）。

换句话说，当在导电地面上运行时，5λ/8 天线的性能实际上优于半波偶极子。这可以通过辐射方向图变窄来解释，因为主要辐射部分高于表面，这补偿了由于来自下部的辐射而导致的场的减小。如果5λ/8天线位于开放空间，则不会发生这种补偿，其相对于半波偶极子的优势消失。上述内容在较小程度上适用于由长度为 5λ/8 的 VHF 天线组成的多层天线系统。将主要的半波辐射段间隔更大的距离（如导电地球的情况），可以缩小图并补偿具有反向电流的部分的辐射损失。但即使在这种情况下，排除“反向”段也应该会带来好处。

目前尚不清楚巴兰坦和富兰克林之间是否就天线的优点存在争议。很可能不会。因为天线是为完全不同的目的而创建的。但在业余无线电爱好者中，此类争议屡屡发生。我希望文章中给出的论点能够帮助共模天线的支持者解决这些争议。这些行的作者得出的实际结论如下。如果您决定制作垂直全向天线，同时有机会使其高于 λ/2，但小于 λ，那么您将获得最大的积极效果，不是使用八分之五 lambda 天线，而是使用富兰克林天线（见图 2）。

文学

Ballantine S. 关于完美地球上垂直天线的最佳发射波长 - Proc。 I.R.E. 1924 年 833 月，第 XNUMX 页。 XNUMX.
无线电工程手册。第五版麦格劳-希尔。 1959 年。 20-24。

作者：V.Polyakov (RA3AAE)

查看其他文章 部分甚高频天线.

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