Информационный портал MSEVM






Главная > Антенны > JUNGLE JOB, или Новые технические принципы конструирования компактных бимов

     На заре развития радиосвязи считали, что антенны должны быть большими, чтобы и сигнал был сильным. Это предположение было верным, т.к. в ту эпоху использовались очень низкие частоты.

Позднее открыли, что если 2 антенны расположить на расстоянии полуволны друг от друге и запитатъ их в фазе, то сигнал усилится в некоторых направлениях, как если бы мощность передатчика удвоили. С тремя антеннами мощность излучения утраивалась и т.д.

В общем случае мы называем это усилением системы антенн.

К несчастью, это вынуждало ставить антенны цепочкой одну. за другой, и 10 диплолей, размещенных на расстоянии полуволны друг от друга, вытягивались на расстояние S длин воли!

Антенны этого типа известны под названием Systemes Addittoanels и используются в КВ-радиовещании.

Джон Краус W8JK первый испытал систему из 2-х диполей, но запитанных в противофаэе. Большая часть экспертов того времени считала это пустой тра-той времени, т.к. излучение вибраторов компенсирует друг друга. Мощность передатчика фиксировалась в нескольких секторах, и Краус нашел эффективное излучение в двух относительно узких секторах, но с большой энергией в неожиданной оси. Усиление было почти 4 только с двумя диполями, тогда как усиление двух диполей в addroonnel ant всего лишь 2.

W8JK была вероятно первой антенной "суперусиление". Позднее было показано математически, что с тремя элементами в таком расположении можно достигнуть усиления не 3, как в случае ant addltonnel, a приближающегося к девяти.

Развитие концепций W8JK привело к появлению целого ряда антенн "суперусиление". В этом ряду наиболее известна Yagl.

На УКВ часто используется один питаемый элемент, несколько пассивных директоров и один или два рефлектора. Общая длина бума достигает нескольких длин волн.

Каждый элемент расположен от другого на расстоянии 0,2...0,3 длины волны, в этом случае оказывается меньшее влияние на полосу пропускания антенны, входное сопротивления и КПД.

В большинстве случаев используется компромиссный вариант с расположением элементов на расстоянии меньше оптимального (до 0,1 длины волны). Мои эксперименты были основаны на применении рефлектора в виде "V" из провода вместо обычных алюминиевых труб.

Рефлектор, выполненный из провода, не только уменьшает вес, сопротивление ветру и стоимость антенны, но и позволит применить более легкий бум. На рис.1 дан общий вид этой конструкции. При такой конструкции значительно уменьшается пространство необходимое для вращения антенны.

V-образная антенна

     Почти во всех книгах для радиолюбителей имеются главы, посвященные направленным антеннам. В 9 случаях из 10 эта глава начинается с классических V-образных антенн.

Там будет таблица, дающая такой угол между двумя "плечами" для их различной длины, что ус-лиение немногим более 5дБ для сторон, равных длине волны, увеличится до 15 дБ для сторон с длиной 10 длин волн. Усиление может быть еще более значительным, если 2 V-обратные антенны соединить, получив ромб.

Частота (Мгц)

14,150

A - длина вибратора

С - длинабума 3,50-4,00

10.06

21,200

6.70

3,00

24,900

5.73

2.50

27,200

28,500

5.24 5,00

2.20 2,00

50,000

2,85

1.20



Использование таких систем радиолюбителями ограничено пространством, необходимым для их установки, к тому же они не могут вращаться. Я задался вопросом, не приведет ли использование V-обраэ-ного элемента в YAGI к улучшению ее характеристик? И если улучшение будет лишь от 0,5 до 1 дБ, то это уже заслуживает внимания. DX-мены говорят, что в pile-up дополнительный дБ может все решить.

Просмотрев литературу, я отметил, что первенство в постановке этого вопроса принадлежит не мне. В CQ Magazine (август 1983 г.) K4JZB писал, что достиг приблизительно 1 дБ приращения усиления с элементами "V", и утверждал, что бим ДВА элемента приближенно равен однодиапазонным трем элементам. Верно это или ошибка?

Я продолжил поиски, на этот раз в "ARRAL Antenna Handbook", и, признаться, был удивлен, вычитав в главе о логарифмических однодиапазонных Yagi, что увеличением угла V можно увеличить усиление от З до 5 дБ! Это улучшение усиления объяснялось применением свойств "критической связи", теоретически развитой совместно VK2ABQ и G6XN.

Я сделал двухэлементную антенну с V-образным рефлектором и обычным прямым вибратором (рис.2) и пользовался ею несколько лет в Северной Африке. Назвал я ее "Jungle Job (примерное значение: "превысьте мои возможности" - Прим. переводчика).

Как вы уже заметили, посмотрев рис.2, "Jungle Job" очень похожа на лук со стрелой (конец стрелы показывает направление излучения).

V-образная антенна V-образная антенна V-образная антенна

    

Сравнение Yagi и "Jungle Job"

Посмотрите на рис.3, дающий излучение Yagi 2-злементной из алюминиевых проводов, и сравните с рис.4 (2-х элементный бим с "V"-рефлектором.)

Идеальный 2-элементный бим должен иметь абсолютно одинаковые токи в точной фазе в каждом элементе так, чтобы все излучение шло в одном направлении. Другими словами, идеальный бим должен иметь бесконечно большое отношение вперед/назад. Как достичь этого на практике?

В традиционной Yagi для установки правильной фазы необходимо сместить резонансные частот пассивных элементов (укорочением иди удлинением).

Это расстраивает вибратор, и его нужно подстоить противоположным способом (т.е. удлинить, если пассивные элементы укорочены и наоборот).

Это, естественно, вносит потери в усиление, и настройка заканчи-вается каким-либо компромиссом между усилением и отношением вперед/назад.

Оптимизируют антенну либо по усилению, либо по отношению вперед/назад. Здесь в случае улучшения одного параметра ухудшается другой,

Теперь рассмотрим "Jungle fob". Здесь оба элемента могут быть настроены в резонанс. Правильное фазирование достигается изменением расстояния между концами вибратора и рефлектора.

Математический расчет показал, что теоретически на дайной частоте отношение вперед/назад может быть до 30...35 дБ. Так- антенна занимает промежуточное место между 2-х и 3-х элементной Yagi. А в действительности она эквивалентна 3-х эл. Yagi, (сравните рис.4 и рис.5), что подтверждается практикой.



ДИК БИРД (G4ZU)







e-mail рассылки
Радиолюбитель
Подписаться письмом
















Яндекс цитирования Rambler's Top100