В Сі-Бі діапазоні найбільше поширення отримали антени з вертикальною поляризацією. Це пов'язано з тим, що Сі-Бі радіостанції широко використовуються для зв'язку з рухомими об'єктами, а на автомобілі досить складно розмістити ефективну антену горизонтальної поляризації. З тієї ж причини в якості базових вибираються антени з круговою діаграмою спрямованості в горизонтальній площині, однаково добре працюють у будь-якому напрямку.
GP з довжиною l/4
Найбільш широке застосування в цій групі отримали антени типу "Ground Plane" або скорочено - "GP", показані на рис. 10.2.
Антена має штиркової конструкцію, зручну для розміщення як на даху будівлі, так і на автомобілі. Вона проста і, в той же час, досить ефективна. Довжина штирів (l/4) для роботи в діапазоні 27 МГц залежить від діаметра трубок і вказана в табл.1
Таблиця 1. Довжина елементів антени GP
Для нормальної роботи антени вона забезпечується трьома противагами, які можна виконати з трубки або антенного канатика. Довжина противаг вибирається рівною, або на 2,5% більше 2/4l. Для Сі-Бі діапазону можна прийняти її рівною 275 див. Вхідний опір антени залежить від кута між противагами і щоглою: чим менше цей кут (противаги притиснуті до щогли), тим більший опір. Для отримання вхідного опору 50 Ом кут вибирається рівним 30-45 градусів. Діаграма спрямованості у вертикальній площині має максимум під кутом 30 градусів до горизонту. Посилення антени приблизно дорівнює посилення вертикального полуволнового диполя. Найкраща робота забезпечується при висоті щогли близько 6 м.
Ця антена найбільш широкополосна з усіх варіантів GP. Якщо після встановлення мінімум КСВ антени виявляється трохи вище або нижче частоти 20 каналу сітки, довжину штиря необхідно відповідно збільшити або зменшити. Після налаштування антени в резонанс мінімуму КСВ на середній частоті домагаються зміною кута установки противаг.
Недоліком даної конструкції є відсутність з'єднання штирі з щоглою, що вимагає додаткових заходів по грозозащите і захисту від статичної електрики. Найбільш простим способом захисту є використання короткозамкненого шлейфу з кабелю довжиною l/4, підключеного до фідеру з допомогою трійника. Шлейф забезпечує з'єднання центральної жили фідера з заземленою опліткою по постійному струму і не впливає на узгодження антени. Схема підключення шлейфа наведена на рис. 3
Довжина шлейфу розраховується з урахуванням коефіцієнта укорочення використовуваного кабелю і становить близько 2 м.
GP з довжиною l/2
На рис. 10.4 наведена конструкція півхвильовий антени GP довжиною l/2. Порівняно з вищеописаною антеною вона має вдвічі більшу довжину штиря, що пред'являє підвищені вимоги до забезпечення вітрової міцності конструкції. Антена не потребує противагах, роль яких виконує щогла, а її діаграма направленості у вертикальній площині сильніше притиснута до горизонту, що покращує умови радіообміну з віддаленими кореспондентами. Оскільки антена має високий вхідний опір, кабель підключається до неї через узгоджувальний високочастотний трансформатор. Основа штиря з'єднується з заземленою щоглою через узгоджувальний трансформатор, що автоматично вирішує проблеми грозозахисту і статики. Посилення антени в порівнянні з полуволновым диполем становить близько 4 дБ.
Типові дані узгоджувального трансформатора: Діаметр каркаса - 30мм Діаметр дроту - (ПЕВ-2) 1мм Число витків - 6 Відвід від 1.5 - витка рахуючи від (холодного) заземленого виведення котушки Кабель підключається центральної житловий до відведення. Полотно антени підключається до "гарячого" висновку котушки. GP з довжиною 5/8l
Найбільш ефективною для дальніх зв'язків є GP довжиною 5/8l. Її конструкція показана на рис. 10.5. Вона трохи довше півхвильовий антени, а кабель фідера підключається до согласующей індуктивності, розташованої в підставі вібратора. Цей тип антени потребує використання не менше трьох противаг довжиною (0,1-0,2)l, розташованих у горизонтальній площині. Антени цього типу узкополоснее півхвильових, у зв'язку з чим вони потребують більш ретельної настройки. Налаштування на середній частоті забезпечують як зміною довжини штиря, так і регулюванням величини согласующей індуктивності. Потрібне вхідний опір досягається вибором точки підключення кабелю до согласующей котушці. Підсилення цієї антени складає 5-6 дБ, максимум діаграми спрямованості розташований під кутом 15 градусів до горизонту. Штир цієї конструкції також заземлений на щоглу через погоджувальний котушку.
Приблизні дані согласующей котушки для хвильового опору кабелю 50 Ом: діаметр каркаса - 18 мм, діаметр дроту - 1,5 мм, число витків - 22, крок намотування -2,5 мм, відведення - від 9-го витка, рахуючи від заземленого кінця котушки.
Установка антени на даху може сильно впливати на її характеристики. Загальними рекомендаціями є наступні:
- підстава антени бажано розташовувати не нижче 3 м від площини даху;
- поблизу від антени не повинно бути металевих предметів і конструкцій (наприклад телевізійних антен, проводів тощо);
- встановлювати антену бажано як можна вище;
- для нормальної роботи станції найближча базова Сі-Бі антена не повинна бути розташована ближче 200 м.
Ефективність роботи антени на передачу тим вище, чим менше омічні втрати в її елементах. Тому найкращим матеріалом для елементів антен є мідні трубки, проте прийнятним компромісом можна вважати застосування алюмінієвих (дюралевих) трубок (з-за високої питомої ваги і низької міцності міді).
При необхідності розширення смуги частот діаметр трубок збільшують, або використовують трубки з ребристою зовнішньою поверхнею. Оскільки струм, що протікає по штиря антени, зменшується до її верхнього кінця, діаметр верхньої частини штиря можна зменшити без погіршення її параметрів. Одним з найбільш простих засобів розширення смуги частот довгих штирьових антен є застосування втулки з чотирма вусами довжиною близько 100 мм і діаметром 4-5 мм, що закріплюється у верхній частині штиря (рис. 10.6). При цьому резонансна частота антени знижується і довжину штиря доведеться дещо зменшити. При роботі антени на передачу по ній протікають досить великі струми, тому необхідно забезпечити дуже гарне з'єднання всіх елементів між собою і подбати про їх захист від корозії.
В даний час у продажу є Сі-Бі антени заводського виготовлення (рис. 10.7) як вітчизняні, так і імпортні, легкі, витончено виконані. Як свідчить досвід їх експлуатації, у з'єднаннях елементів, які здійснюються самонарізуючими гвинтами, під дією вітру досить швидко втрачається електричний контакт. Більш надійною є конструкція штирів зі стяжними хомутами. Практично всі варіанти промислових антен вимагають додаткової герметизації, що запобігає попаданню води всередину трубок, на узгоджувальні трансформатори, котушки і закладення кабелю, що призводить до незворотних наслідків.
Рис. 10.8 Антена GP без щогли
Якщо на даху Вашого будинку є досить висока ліфтова будка, телевізійна антена або прибудова висотою більше 5 метрів, то антену GP можна встановити, використовуючи капроновий трос-розтяжку (рис. 10.8) без щогли. Крім капронового шнура і кабелю РК-50 буде потрібно ще 4 ізолятора будь-якого типу. Кінець кабелю довжиною 2,7 м звільняється від зовнішньої ізоляції і обплетення, обплетення расплетается і скручується в 4 приблизно однакові "косички". До них приєднуються противаги. Противаги можна зробити з будь-якого мідного (в крайньому разі навіть алюмінієвого) дроту, який прикручується (або припаюється) до "косичкам". Довжина противаг повинна бути 2,7 м. На кінцях противаг закріплюються ізолятори, які прикріплюються до дротовим або капроновим оттяжкам. Кінець звільненого від обплетення ділянки кабелю за поліетиленовий ізолятор прикріплюється до капроновому шнурі так, щоб він не відірвався поривами вітру. Противаги розводяться в сторони рівномірно по колу, відтяжки закріплюються на даху (наприклад, прив'язуються до цеглин). Постарайтеся довжину відтяжок підібрати так, щоб між проводом противаги і вертикаллю був кут близько 45°. Місця з'єднань і місце виходу кабелю з обплетення ретельно герметизують пластиліном, щоб під оплітку не потрапила вода.
Ця антена за своїми характеристиками повністю відповідає класичній антени GP довжиною l/4. Таку антену дуже зручно встановлювати в польових умовах між двома деревами, потрібно тільки заздалегідь заготовити кабель і противаги з відтяжками, а в якості ізоляторів на кінцях противаг згодяться навіть короткі сухі палички (див. рис. 10.9), т. к. на частоті 27 МГц це непоганий ізолятор.
Література
Публікація: www.cxem.net