Эти антенны относятся к
категории малоэффективных антенн, но имеют свои особенности. Такие антенны имеют
вертикальную поляризацию и равномерную круговую диаграмму в горизонтальной плоскости.
Малоэффективность вертикальных антенн, покажем на простом примере. Предположим,
что к антенне подведена мощность передатчика 100 Вт. Поскольку антенна имеет равномерную круговую
диаграмму в горизонтальной плоскости, то на каждый градус окружности приходится
1/360 часть мощности, т.е. 100 : 360 = 0,277 Вт. Таким образом, в сторону корреспондента
будет направлена эта мощность, а остальная 99,72 Вт будет бесполезной.
В зависимости от длины
и высоты расположения вертикальной антенны над Землей угол излучения в вертикальной
плоскости может быть малым к горизонту, что обеспечит дальние связи. На рис.
11.25 приведено несколько типов вертикальных антенн. На
практике большей частью
вертикальные антенны имеют длину L/4. Это обусловлено тем, что четвертьволновая
вертикальная антенна, имеющая входное сопротивление 37 Ом, может согласовываться
с низкоомным коаксиальным кабелем. Рассмотрим несколько вертикальных антенн,
которые могут использоваться радиолюбителями на KB, СИ-БИ и УКВ диапазонах.
Одна из более удобосогласуемых четвертьволновых антенн это петлевая антенна.
Ее входное сопротивление равно 73 Ом. Антенна изображена на рис. 11.25,а., а
ее размеры для различных диапазонов даны в таблице 11.6. Коэффициент укорочения
этой антенны равен 0,97 - 0,98 и мало зависит от диаметра труб. У этой антенны
должны быть обязательно противовесы. Они могут быть выполнены на УКВ диапазонах
из трубок, а на KB диапазонах из 3-4 мм медных или биметаллических проводов.
Их длина равна длине вибратора, т.е. L/4. KCB этой антенны не хуже 1,2.
Хорошие результаты дает
так называемая "коаксиальная антенна" (рис. 11.25,6). Ее входное сопротивление
также 73 Ом. Она хорошо согласуется с несимметричным коаксиальным кабелем за
счет того, что согласующим устройством является нижняя часть антенны. Такая
антенна может быть рекомендована для диапазонов СИ-БИ, 28 , 145 и 435 МГц. Ее
конструкция изображена на рис. 11.25,6. Нижняя часть антенны выполняется из
дюралюминиевой трубы диаметром большим, чем толщина кабеля, а ее длина определяется по графику
рис. 11.11 в зависимости от диаметра трубы. Длина верхнего вибратора также зависит
от его диаметра и рассчитывается по тому же графику.
.
Таблица.
11.6 Размеры петлевых антенн.
Таблица
11.7 Размеры антенны Бонч-Бруевича.
Незаслуженно забыта вертикальная
антенна, предложенная в 30-е годы российским ученым профессором М.А.Бонч-Бруевичем.
Эта антенна (рис. 11.25,в.) состоит из двухпроводной четвертьволновой линии
и полуволнового вибратора. Данная модификация этой антенны имеет входное сопротивление
73 Ом. Она хорошо согласуется с 75-омным коаксиальным кабелем, включенным напрямую,
но для лучшего КСВ желательно ввести симметрирующее устройство рис. 11.27,в.
В таблице 11.7, даны размеры этой антенны для диапазонов 27, 145 и 435 МГц.
Для расчета такой антенны
на другие частоты можно пользоваться формулами А =141: f МГц; Б =73: fМГц; В
=L/4.
В некоторых случаях при
вертикальной поляризации требуется осуществить направленное излучение на конкретного
корреспондента. Антенна "волновой канал", установленная вертикально,
имеет большие габариты и тогда можно воспользоваться оригинальной конструкцией,
приведенной на рис. 11.26. Эта антенна представляет собой трех-элементную конструкцию,
состоящую из четвертьволновых вертикальных вибраторов, один из которых является
активным излучателем, а два других - пассивными элементами, директором и рефлектором.
Причем, активный вибратор устанавливается постоянно, а директор и рефлектор
могут поворачиваться вокруг оси активного элемента. От активного элемента радиально
расходятся 8 противовесов длиной по L/4. Такая антенна для СИ -БИ диапазона
на 27 МГц изображена на рис. 11.26. Для расчета элементов на другие частоты
приводим данные. Длина активного элемента -L/4х0,965. Рефлектор - L/4х1,084.
Директор - L/4 х 0,69. Активный элемент устанавливается на изоляторе. Конденсатор
согласования С размещается в водонепроницаемой коробке, а его ось выводится
наружу для удобства настройки. Этим конденсатором достигается согласование активного
вибратора с фидером по минимальному КСВ. Расстояние между активным элементом
и рефлектором 0,15L, а директор отстоит на 0,1L Усиление антенны - 7 дБ, а отношение
излучения вперед-назад 20 дБ. Рефлектор и директор укреплены на металлической штанге длиной
- 2,77 м. Штанга имеет электрическое соединение с центром радиальных противовесов.
