Горизонтальная двухэлементная антенна используется преимущественно в диапазоне 20 м, так как трехэлементные антенны в этом диапазоне были бы слишком громоздкими. Такая антенна может быть сконструирована в двух вариантах: используется или комбинация вибратор — рефлектор, или комбинация вибратор — директор. На рис. 4-1 изображена зависимость получаемого усиления от расстояния между элементами антенны.
Из рисунка следует, что при использовании комбинации вибратор — директор коэффициент усиления несколько больше, чем при использовании комбинации вибратор — рефлектор, и что самое большое усиление в этом случае достигается при расстоянии 0,11λ между вибратором и директором, в то время как максимальное усиление при использовании вибратора с рефлектором получается при расстоянии между элементами антенны, равном 0,15λ. Кроме того, рефлектор несколько длиннее, чем директор. Следовательно, вибратор с директором при меньших размерах обеспечивает получение большего усиления и поэтому чаще применяется на практике.
Ниже приведены необходимые геометрические размеры двух-и трехэлементных антенн для диапазонов 40, 20, 15 и 10 м и соответствующие им электрические данные. Питание, конструкция и регулировка антенны будут описаны для всех антенн «волновой канал» в отдельном параграфе.
На рис. 5-3 приведено схематическое изображение двух- и трехэлементных антенн «волновой канал», а в таблице 5-1 — параметры и размеры.
Для двухэлементных антенн коэффициент стоячей волны в диапазоне от 28 до 29 Мгц меньше, чем 1,3, и в высокочастотном конце диапазона увеличивается до 2. Если антенна используется исключительно для работы радиотелефоном, то рекомендуется настраивать антенну на середину телефонного диапазона — на 29 Мгц.
Коэффициент стоячей волны в этом случае в полосе телефонного диапазона (28,2 — 29,7 Мгц) не превышает 1,6.
Особенно стабильными электрическими параметрами при резонансной частоте 29 Мгц обладает двухэлементная антенна, имеющая следующие размеры: длина вибратора 495 см; длина директора 458 см; расстояние А (между элементами антенны) — 126 см; диаметр трубки 35 — 40 мм.
Радиолюбители, работающие только радиотелеграфом, естественно, должны настраивать двухэлементную антенну на середину телеграфного диапазона, имеющую частоту 28,1 Мгц. Так как такая антенна должна иметь полосу пропускания только 200 кгц, то можно за счет сужения полосы пропускания антенны добиться некоторого увеличения коэффициента усиления. Коэффициент стоячей волны при этом в телеграфном диапазоне равен приблизительно 1,2.
| Двух- и трехэлементные антенны | Резонансная частота, Мгц | Коэффициент усиления, дб | Сопротивление излучения, ом | Обратное ослабление, дб | Длина вибратора, см | Длина директора, см | Длина рефлектора, см | Расстояние А, см | Длина трубки d, мм | Коэффициент стоячей волны |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Антенна для диапазона 10 м | 28,5 | 4,5—5 | 20 | 10—15 | 503 | 466 | — | 128 | 35—40 | 1,3 |
| Антенна для диапазона 10 м (радиотелеграфная часть) | 28,1 | 5—5,5 | 18 | 10—15 | 516 | 486 | — | 131 | 25 | |
| Антенна для диапазона 15 м | 21,2 | 5—5,5 | 18 | 10—15 | 683 | 634 | — | 170 | 25 | 1,3÷1,7 |
| Антенна для диапазона 20 м | 14,15 | 5—5,5 | 18 | 10—15 | 1 024 | 966 | — | 259 | 35—40 | 1,3÷1,75 |
| Антенна для диапазона 40 м | 7,05 | 5—5,5 | 18 | 10—15 | 2 053 | 1 937 | — | 518 | 50 | 1,5 |
| Антенна для диапазона 10 м | 28,2 | 7,5—8 | 22 | 20 | 513 | 471 | 546 | 200 | 3 540 | 1,3 |
| Антенна для диапазона 15 м | 21,2 | 8—8,5 | 20 | 25 | 683 | 640 | 722 | 198 | 25 | <1,4 |
| Антенна для диапазона 20 м | 14,15 | 8—8,5 | 20 | 25 | 1 019 | 958 | 1 079 | 302 | 35—40 | 1,4÷1,8 |
| Радиотелеграфный участок | 14,05 | 8—8,5 | 20 | 25 | 1 026 | 969 | 1 087 | 304 | 35—40 | 1,2÷2,5 |
| Радиотелефонный участок | 14,25 | 8—8,5 | 20 | 25 | 1 012 | 952 | 1 072 | 304 | 35—40 | 1,3÷2 |
При подключении к горизонтальному направленному излучателю третьего элемента — рефлектора — коэффициент усиления антенны увеличивается. Такие трехэлементные антенны наиболее часто применяются в диапазонах 10 — 15 м. Антенна в диапазоне 10 м специально сконструирована для работы в телеграфной части диапазона. Коэффициент стоячей волны в диапазоне от 28 до 28,5 Мгц не превышает 1,3. Если в основном работа ведется радиотелефоном, то в этом случае рекомендуется антенну настраивать в резонанс на частоту 29 Мгц; при этом коэффициент стоячей волны во всем радиотелефонном диапазоне не превышает 1,8, а в начале диапазона увеличивается до 2.
Особенно стабильные электрические параметры имеет трехэлементная антенна, настроенная в резонанс на частоту 29 Мгц и имеющая следующие геометрические размеры: длина вибратора 499 см; длина директора 451 см; длина рефлектора 531 см; расстояние А 195 см; диаметр трубки 35—40 мм.
Приведенные выше размеры для двух- и трехэлементных горизонтальных антенн справедливы лишь в тех случаях, когда антенны подвешиваются над поверхностью земли не ниже λ/2. В этом случае отклонение от указанной резонансной частоты будет не больше 50 кгц. Если же это расстояние меньше λ/2, то и резонансная частота уменьшается вследствие влияния земли. Так, например, если резонансная частота антенны была 21,2 Мгц, то фактическая резонансная частота будет равняться 20,8 Мгц. Кроме того, как уже говорилось выше, расположение антенны на небольшом удалении от поверхности земли приводит к увеличению вертикального угла излучения, что, естественно, приводит к ухудшению качества дальних связей.
Предметы, расположенные вблизи от антенны (линии электропередачи, водосточные трубы, громоотводы и т. п.), вызывают непредвиденные отражение и поглощение излучаемой антенной электромагнитной энергии. Направленные антенны обладают тем преимуществом, что их основное излучение сосредоточено в небольшом угле и, следовательно, отражение и поглощение заметны только в пределах основного лепестка диаграммы направленности. В зависимости от вида и удаленности указанных посторонних предметов происходит ухудшение электрических параметров антенны в определенных направлениях.
Еще раз следует напомнить, что диаметр трубок, из которых изготовляются элементы антенны, влияет как на резонансную частоту, так и на полосу пропускания антенны. Тонкие трубки (см. приведенные выше размеры) при несколько больших линейных размерах антенны приводят к сужению ее полосы пропускания. Трубки, имеющие больший диаметр, должны быть укорочены; полоса пропускания антенны при этом увеличивается. Однако эти соображения должны учитываться только в тех случаях, когда отклонения диаметров трубок от приведенных выше больше 50%.