Коаксиальный кабель широко используется радиолюбителями для питания антенн, но можно построить и сами антенны из коаксиального кабеля. Для этого годятся короткие куски коаксиала длиной 2-5 метров, которые можно недорого приобрести на "развалах" радиорынков, да и в хозяйстве радиолюбителя со временем накапливается немало таких обрезков. Для питания антенн эти куски слишком коротки, а использовать кабель, имеющий несколько скруток нецелесообразно. Коаксиал, по сравнению с медным проводом такой же толщины, имеет явные преимущества. Он дешевле, легче, обладает достаточной для построения антенн механической прочностью, экранирующую оплетку кабеля можно паять паяльником небольшой мощности, оболочка кабеля обеспечивает его многолетнюю работу в условиях атмосферных воздействий.<!--more-->
ДИПОЛЬНАЯ КОАКСИАЛЬНАЯ АНТЕННА
Наиболее простая антенна из коаксиального кабеля — это обычный вертикальный или горизонтальный диполь (рис.1). Для питания этой антенны годится коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом. В таблице 1. приведены значения длин плеч диполя для диапазонов 2-20 метров. Вследствие относительно большой толщины антенна обладает достаточно большой широкополосностью в этих диапазонах. Поэтому, при точном соблюдении размеров, указанных в табл. 1. антенна настройки не требует.
Антенна, показанная на рисунке 1, является симметричной антенной независимо от её подвеса — вертикального или горизонтального. Оптимальным вариантом питания такой антенны будет питание её через симметрирующее устройство, которое можно сделать из такого же коаксиального кабеля, как и сама антенна. Конструкция простого симметрирующего устройства показана на рисунке 2.,а в таблице 2 приведены данные его длин для работы в диапазонах 2-20 метров. Длины отрезков кзбеля симметрирующего устройства указаны для коаксиального кабеля с полиэтиленовым заполнением и коэффициентом укорочения, равным 0,66. Это симметрирующее устройство годится и для питания дипольных антенн сделанных из обычного провода.
РЕЗОНАТОРНАЯ ДИПОЛЬНАЯ АНТЕННА
Более эффективную резонаторную антенну из коаксиального кабеля можно построить согласно рисунку 3. Эта антенна представляет собой вариант обыкновенного петлевого диполя сделанного из коаксиального кабеля. Первые упоминания о такой антенне появились в литературе в 50-х годах, очевидно к тому времени можно отнести и изобретение этой антенны. Как и для многих других антенн, имя её изобретателя точно указать невозможно, очевидно, с распространением коаксиального кабеля такая антенна была изобретена практически одновременно и независимо в разных странах. Резонаторная антенна иногда используется как составная часть некоторых сложных антенн СВЧ-диапазона.
Резонаторная дипольная антенна работает как обычный классический петлевой диполь. Длина плеч антенны "С" составляет четверть длины волны. Длина плеч антенны "А" составляет четверть длины волны в коаксиальном кабеле. Отрезки "В", выполненные из короткозамкнутых отрезков коаксиального кабеля, удлиняют плечи антенны "А" до четвертьволновой длины. Отрезки "В" могут быть сделаны из отрезков медного провода.
Полоса пропускания антенны ограничена с одной стороны полосой пропускания диполя образованного частью "С", а с другой стороны полосой пропускания четвертьволнового резонатора "А". Однако, резонаторный диполь работоспособен полосе частот любительских УКВ и KB диапазонов. Теоретически входное сопротивление резонаторного диполя равно волновому сопротивлению коаксиального кабеля, из которого он сделан. Это позволяет использовать для его питания такой же коаксиальный кабель, как и тот из которого сделана антенна, что еще более увеличивает её универсальность.
В радиолюбительской практике резонаторный диполь применяется редко, но все же иногда встречаются публикации, посвященные этой антенне (Л.1).
Резонаторная антенна является симметричной, и для её питания целесообразно использовать симметрирующее устройство, показанное на рисунке 2. Размеры резонаторной дипольной антенны для работы в диапазонах 2-20 метров приведены в таблице 3.
НЕСИММЕТРИЧНЫЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ АНТЕННЫ ИЗ КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ.
Несимметричная вертикальная антенна отличается от симметричной тем, что одно её плечо или её часть выполнено отличным образом от другой части, или тем, что на одну из её частей влияние посторонних предметов будет гораздо больше, чем на другую.
Наиболее простая конструкция несимметричной антенны из коаксиального кабеля показана на рисунке 4. Вертикальная часть антенны с помощью капроновой веревки может быть подвешена вертикально между двумя опорами — деревьями, мачтами других антенн (рис. 4А), или подвешена наклонно с помощью капронового шнура к одной из опор (рис. 4Б). Противовес штырьевой антенны, сделанной из коаксиального кабеля, может находиться в непосредственной близости от земли. Для вертикальной антенны противовес целесообразно выполнить как показано на рисунке 5. В данном случае он сделан из четвертьволнового изоля- тора-резонатора "А", который удлинен до резонансной частоты, необходимой для работы противовеса, отрезком "В". Отрезок "В" можно сделать как из коаксиального кабеля, так и из медного провода. Длины частей "А" и "В" приведены в таблице 4. Таблица с учетом использования коаксиального кабеля с коэффициентом укорочения 0,66.
Вертикальная антенна из коаксиального кабеля с четвертьволновым резонатором в противовесе имеет преимущества перед вертикальной антенной с обычными противовесами. Полотно антенны электрически замкнуто, что делает её работу безопасной во время грозы, четвертьволновый резонатор имеет малое сопротивление для нерезонансных частот, а это обеспечивает дополнительную частотную селекцию при приеме и фильтрацию гармоник в антенной системе при передаче. Вертикальная антенна из коаксиального кабеля, с одним противовесом, расположенным под углом 90° к штырю имеет сопротивление, близкое к 40 Ом, для изготовления и питания этой антенны подходит кабель сопротивлением 50 Ом.
Если для питания антенны используется 75- омный коаксиальный кабель, можно согласовать антенну при помощи укорачивающего конденсатора. Для этого длина вертикальной
ПРОСТАЯ НЕСИММЕТРИЧНАЯ АНТЕННА
Из коаксиального кабеля можно сделать очень простую несимметричную антенну. Впервые в радиолюбительской литературе она была описана W6SA1 в 1956 году. Эта антенна получила название - антенна "Slim cobra". Её различные модификации время от времени появляются в радиолюбительской литературе (Л.2). Это чисто радиолюбительская антенна, по крайней мере,мне не попадались упоминания о её использовании в профессиональной связи.
На рис. 7 показана классическая антенна W6SA1. Она полностью сделана из коаксиального кабеля, на длине кабеля 0,24 длины волны снят экран. Это излучающая часть антенны. На расстоянии 0,27 длины волны от излучающей части на экране выполнен высокочастотный дроссель из 5-7 ферритовых колец. Кольца можно закрепить на кабеле при помощи изоленты. Проницаемость феррита колец некритична.
Этот дроссель может обеспечить работу антенны при подводимых к ней мощностях 100- 200 Вт. Больший уровень мощности на нижних KB диапазонах, и меньший уровень на верхних. При превышении указанной мощности ферри- товые кольца могут перегреться и рассыпаться. Если все же предполагается работать на больших мощностях, дроссель целесообразно выполнить бескаркасным, намотав 10-20 витков этого же коаксиального кабеля на оправку диаметром 30-60 мм. Но, конечно, такой дроссель более громоздок, чем на ферритовых кольцах.
В однопроводной кабельной антенне длина излучающей части с учетом коэффициента укорочения, равна длине излучающей части классической вертикальной антенны, длина "земли" однопроводной кабельной антенны немного больше длины классического противовеса. Это связано с тем, что при протекании земляных токов отсутствует коэффициент укорочения, который имеет место в дипольных и несимметричных вертикальных антеннах. На практике опытным путем найдено, что минимальный КСВ антенны, сделанной из 50-омного кабеля, будет при расположении дросселя на расстоянии 0,27 длины волны. Антенна может работать в полевых условиях, её можно легко установить в качестве вспомогательной антенны, просто "бросив" коаксиал из окна верхнего этажа на дерево, или другой дом, при этом антенна не нуждается в настройке. В таблице 5 приведены размеры антенн для работы в диапазонах 2-40 метров.
Григоров И.Н.
