Антенна типа «проволочная пирамида»

Схема антенны приведена на рис. 5.38. Исследования показали, что такая антенна работает не хуже, чем полуволновый диполь длиной 40 м, подвешенный на высоте 29 м (диапазон 3,5 МГц). При более низком размещении полуволнового диполя над землей его сопротивление излучения уменьшается, что эквивалентно снижению КПД. Так, например, из рис. 5.35б, следует, что при высоте подвеса над землей, равной 8 м, полуволновый диполь в диапазоне 80 м, имеет сопротивление излучения около 20 Ом. Кроме того, полуволновая дипольная антенна требует для своего размещения много места (это очень серьезное ограничение для низкочастотных антенн), а при использовании схем укорочения становится достаточно узкополосной.

Эти причины побудили (и продолжают побуждать) исследователей искать новые технические решения, к числу которых относится схема проволочной антенны-пирамиды.

Рис. 5.38. Антенна типа «проволочная пирамида»

На рис. 5.38аг показаны основные этапы трансформации диполя в пирамиду. Размеры конкретной пирамидной антенны указаны на рис. 5.38д. Габаритные размеры антенны по горизонтали 13,4×13,4 м2 являются наименьшими размерами по сравнению со всех описанных антенн.

Антенна излучает достаточно сложным образом. Наклонные части антенны-пирамиды излучают и горизонтально и вертикально поляризованную волну. Исследования показали, что при малых углах места максимум излучения антенны соответствует направлению АВ, а характеристики направленности близки к тем, что показаны на рис. 5.34а. При больших значениях угла места антенна-пирамида имеет почти круговую диаграмму направленности.

Для организации дальней радиосвязи требуется излучение антенны под малыми углами места. Это достигается путем поднятия антенны на высоту λ/4. Нижнюю часть антенны рекомендуется размещать на высоте 3 м, что диктуется требованиями техники безопасности, так как нижняя часть антенны находится под значительным напряжением.

Входное сопротивление антенны зависит от высоты подвеса (рис. 5.35б). Антенна возбуждается с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 60...75 Ом. Для данной антенны применение симметрирующих устройств необязательно.

Рассматриваемая антенна достаточно широкополосна, а ее резонансная частота fрез = 3,7 МГц. Подстройка антенны на меньшие резонансные частоты осуществляется с помощью кусков провода, подключенных к точкам А и В. Можно ориентировочно считать, что отрезок длиной 2×45 см снижает резонансную частоту на 50 кГц. Линия питания антенны должна иметь длину λ/2, однако это требование достаточно нежесткое: в случае более короткой или более длинной линии питания компенсация реактивной составляющей сопротивления осуществляется с помощью π-фильтра, расположенного на входе приемника.

Вершина мачты, на которой крепится антенна-пирамида, может быть использована для закрепления антенны других типов.