І.ГРІГОРОВ, 308015, Білгород-15, а / с 68.
Аітенна Бевереджа або, як її ще називають, антена біжучої хвилі (АБВ), широко використовується в професійній радіозв'язку. Більшість трансокеанських QSO на 160 метрів радіоаматори проводять, використовуючи антену Бевереджа на прийом. В інструкції до радіостанції Р126 зазначено, що при використанні четвертьволнового штиря дальність зв'язку між двома однотипними радіостанціями становить 2 км, при використанні АБВ - 4. 5 км. Для радіостанції Р 105 дальність зв'язку при використанні штирьовий четвертьволновой антени становить 6 км, при використанні АБВ - до 25 км. Сподіваюся, ці цифри, неодноразово перевірені військовими, переконають супротивників антени Бевереджа в тому, що в ній дійсно щось є.
Антена Бевереджа може працювати без перебудови у всіх аматорських діапазонах при мінімальних витратах на її виготовлення і не потребує налаштування при зміні діапазонів роботи. Ця її особливість приваблює не тільки радіоаматорів, а й любителів далекого прийому мовних станцій.
1. ИДЕАЛЬНАЯ АНТЕНА Бевереджа
Класична АБВ є провід, довжина якого в кілька разів більше довжини хвилі, на якій працює антена. Він навантажений на опір, рівний її хвильовому опору (Рис. 1). Висота підвісу АБВ становить від 1 до 5 м в залежності від діапазону частот, в якому вона використовується.
Вхідний опір АБВ високо і так само хвильовому опору лінії, утвореної проводом, що становить полотно антени, і землею, що грає роль другого проводу. Воно становить 400. 600 Ом. В разі кріплення АБВ немає необхідності всюди дотримуватися рівну висоту підвісу. На 160 метрів ефективно працює антена з висотою підвісу 3. 5 м, а на 10-метровому діапазоні - з висотою підвісу не менше 1 м.
Коефіцієнт посилення АБВ дорівнює: G = Кх (L / l), де G - коефіцієнт посилення; К - коефіцієнт, що не залежить від якості виготовлення АБВ; L - довжина антени; l - довжина хвилі, на якій працює антена.
Чим довше полотно антени, тим вище її коефіцієнт посилення. Антена Бевереджа приймає вертикально поляризовану хвилю, що падає на неї під невеликим кутом. Такі характеристики мають поверхнева хвиля, яка перебуває в межах видимості, радіостанції та хвиля далекого радіостанції, відображена від іоносфери під малим кутом.
У горизонтальній площині максимум прийому лежить в напрямку, паралельному полотну антени. При перпендикулярному падінні електромагнітна хвиля просто нічого не наведе в антені, а при падінні під кутом, внаслідок складання наведених в антені з різними фазами напруг, останні будуть компенсувати один одного.
Д.Н. антени Бевереджа є вузький промінь в горизонтальній і вертикальній площинах, спрямований в бік навантаження (рис.2). При значному перевищенні довжини полотна антени над довжиною хвилі відбувається дроблення Д.Н. на пелюстки. Чим менше задній пелюстка Д.Н. тим краще узгоджена антена з навантаженням.
2. "ЗЕМЛЯ" АНТЕНИ ВЕВЕРЕДЖА
Робота реальної АБВ багато в чому залежить від якості "землі". Найкраще прокласти кілька "земляних" проводів від навантаження до генератора.
На практиці, якщо припускають використовувати АБВ на передачу, то для ефективної роботи прокладають не менше 3 "земляних" проводів. Один - під полотном антени, а два інших - по краях від нього на відстані не менше (0,5. 1) висоти підвісу полотна антени (рис.3). Для підвищення ефективності роботи цих проводів вони повинні бути або підняті над землею на невелику висоту (5. 10 см), або захищені від корозії, якщо вони все ж лежать на землі.
При використанні АБВ як приймальні антени можна використовувати тільки один "земляний" дріт. Іноді на прийомних центрах замість "земляного" проводу використовують 10. 30 противаг довжиною близько 0,1 довжини антени, розташованих на кінці навантаження і трансформатора і закопаних на глибину 10 см (рис.4). Однак при цьому не економиться провід для противаг і в деяких випадках зростає шум антени за рахунок того, що в неї включаються ділянки землі, які можуть служити джерелом шуму. Зазвичай конкретне джерело шуму визначити дуже важко. Він може виникати за рахунок струмів, що протікають в земній корі; може бути обумовлений дією промислових факторів (повітряні ЛЕП, підземні лінії електропередач і т.д.).
На прийомних радіоцентрах вибирають місцевості, де таких впливів немає, а в Вашому випадку цілком може виявитися, що QTH розташований якраз поблизу такого джерела шуму. Антена Беве-Реджа найбільш схильна до впливу таких шумових джерел, особливо без "земляного" проводу під нею. На передачу така антена (рис.4) буде працювати незадовільно. Це пов'язано з тим, що в ланцюг антени включено опір землі R3, яке в загальному випадку можна порівняти з хвильовим опором антени і істотно знижує її ККД. При використанні АБВ на прийом це можна допустити, так як зазвичай приймачі мають запас по посиленню. Але при роботі на передачу ККД є найголовнішим показником антени.
Не слід забувати і про те, що грунт може промерзати взимку на значну глибину. Це істотно знизить і без того малу ефективність антени Бевереджа (рис.4). Але часто з багатьох причин важко або недоцільно використовувати "земляний" дріт під полотном антени. У цьому випадку використовують так звану "променеву" антену.
3. ВИКОРИСТАННЯ В ЯКОСТІ "ЗЕМЛІ" четвертьволновий противагу
"Променева" антена, яка використовується для роботи на радіостанціях типу Р105, зображена на рис.5. Вона являє собою провід довжиною 1, що становить близько десяти довжин хвилі, до якого через резистор 400 Ом підключено кілька противаг довжиною в чверть хвилі. Кілька таких же противаг підключено і до корпусу радіостанції.
Струм в такий антени протікає за рахунок струмів зсуву в просторі між противагами. Струм в грунті в цьому випадку не грає великої ролі. Для збільшення ККД потрібно прагнути до зменшення опору системи противаг. При хвильовому опорі антени 400. 600 Ом бажано використовувати не менше 2 резонансних противаг на стороні навантаження і стороні харчування.
При використанні АБВ в різних діапазонах необхідно для кожного діапазону використовувати не менше 2 резонансних противаг довжиною в чверть хвилі для кожного з діапазонів. Антена з четвертьволновий противагами відрізняється від класичної АБВ тим, що не має безперервного перекриття по частоті.
4. НАВАНТАЖЕННЯ АНТЕНИ Бевереджа
Приблизно від 30 до 50 відсотків потужності передавача розсіюється на навантаженні, тому вкрай важливо, щоб резистор навантаження був безіндукціонним.
При конструюванні передавальних антен Бевереджа можна використовувати резистори типу МЛТ-2, з'єднані в паралель. Конструктивно вони розташовуються кільцем. Для захисту такого навантаження від атмосферних впливів її фарбують міцним лаком. Бажано виключити пряме попадання на неї дощу, розмістивши її під який-небудь кришкою. Зазвичай для антени Бевереджа використовують навантаження близько 300. 600 Ом. Точно встановити хвильовий опір антени важко, на практиці це можна зробити лише зміною навантаження і виміром при цьому КСВ антени.
5. ДЛИНА І ККД АНТЕНИ Бевереджа
Вище було зазначено, що коефіцієнт посилення АБВ залежить від її довжини, але кращі результати виходять, коли довжина антени кратна непарному кількості довжин півхвиль. Для успішної роботи вона повинна бути не менше довжини хвилі, на якій працює передавач.
Щоб визначити ККД, розглянемо, де відбуваються втрати енергії. По-перше, в навантажувальними резисторами RH. По-друге, чим довше антена, тим більше випромінювання, інтенсивність якого зростає з ростом висоти підвісу (Н) АБВ над землею. Таким чином, ККД можна приблизно визначити за формулою:
ККД = 1 / R н * L / l * Н / LЗ * К, де L - довжина антени;
l - довжина хвилі; К - коефіцієнт ефективності.
Для підвищення ККД і поліпшення спрямованих властивостей АБВ використовують їх паралельне включення. Розташовують їх при цьому як паралельно, так і послідовно (Рис.6).
ККД антени Бевереджа довжиною в одну хвилю з висотою підвісу близько 0,005 довжини хвилі не перевищує 10 відсотків. Збільшення довжини антени до 6 довжин хвилі підвищує ККД приблизно до 40%, потім зростання ККД сповільнюється.
6. ЗМІНА Д.Н. АНТЕНИ Бевереджа
Одним з головних недоліків АБВ є те, що її Д.Н. фіксована. Мною був випробуваний варіант антени Бевереджа з двома трансформаторами (рис.7), який дозволяє комутувати Д.Н. в двох напрямках. При подачі постійної напруги по кабелю реле спрацьовують і міняють місцями точки підключення і харчування (використані реле типу РМУГ). Така антена мала КСВ не більше 1,8 у всьому діапазоні частот від 1,8 до 30 МГц, різниця при перемиканні напряму випромінювання змінювалася від 1. 2 балів на НЧ-до 6 балів на ВЧ-діапазонах.
Зустрічаються рекомендації по установці круглої антени Бевереджа. У цьому випадку діаграма спрямованості такої антени - коло, але її коефіцієнт посилення буде менше, ніж у диполя. При наявності достатньої кількості відкритої лінії або КАТВ можна зробити спрощене перемикання Д.Н. Схема антени для цього приведена на рис.8. При такому виконанні антени відкрита лінія повинна бути піднята над землею. Зростає загасання антени і зменшується її ККД. Але якщо антена використовується на прийом, таке її побудова цілком прийнятно. Для перемикання напрямку Д.Н. в цьому випадку можна використовувати навіть звичайний тумблер.
7. ВСТАНОВЛЕННЯ АНТЕНИ Бевереджа
Взагалі ж антена Бевереджа є однією з найбільш непріхот- лівих антен. Чистий простір в радіусі близько 1. 2 метрів від-носительно полотна антени забезпечить її роботу. Жодна з сусід- них антен не заважає їй, так само як і АБВ із мінімальним впливом на інші антени.
У грозовому щодо АБВ безпечна. Полотно її заземлено з двох сторін, так що навіть пряме попадання блискавки в неї не призведе до поразки оператора і руйнування радіоапаратури. АБВ зазвичай розташована нижче інших провідних предметів, що забезпечує її додатковий захист від грози. АБВ не накопичує 1 електростатики, і це особливо помітно при прийомі перед грозою. На неї можна працювати навіть під час грози. 1
1. Г.З.Айзенберг, Короткохвильові антени, М. Радио и связь, 1985 р.
Радіоаматорські схеми і конструкції