При увеличении длины вибратора увеличивается также и величина входного сопротивления антенны «граундплэйн». При соответствующем удлинении вибратора можно получить входное сопротивление антенны, которое допускает точное согласование используемого коаксиального кабеля с антенной. В этом случае, однако, вибратор уже не настроен на рабочую частоту, так как он несколько больше необходимых размеров. Если в основание антенны включить конденсатор, имеющий соответствующую емкость, то такое электрическое укорочение позволяет снова настроить антенну на рабочую частоту. Емкость С может быть выполнена в виде конденсатора переменной емкости простой конструкции, так как в точке его включения имеется только незначительное напряжение (рис. 3-4). В табл. 3-1 приведены расчетные данные для антенны «граундплэйн».
Обычно настроечный конденсатор заключается в влагонепроницаемую коробку и привинчивается к основанию вибратора. Крепежные винты одновременно служат для обеспечения контакта конденсатора с вибратором. Коаксиальный кабель вводится в коробку, и его центральная жила припаивается к выводу ротора переменного конденсатора; внешняя оплетка коаксиального кабеля соединяется с радиально расположенными проводниками. Очень важно, чтобы влага не проникала в изоляцию коаксиального кабеля, так как в противном случае он становится совершенно неприемлемым в качестве линии передачи. После настройки переменный конденсатор может быть заменен конденсатором постоянной емкости, имеющим ту же емкость. Обычно для радиальных проводников используются провода, имеющие диаметр около 2 мм.
Удлиненную антенну «граундплэйн» довольно просто настраивать на наибольшую мощность излучения. При помощи измерителя напряженности поля следует измерять напряженность поля в точке, как можно более удаленной от излучателя, и одновременно изменять настройку конденсатора переменной емкости до тех пор, пока не будет получено максимальное показание прибора.
Согласование антенны «граундплэйн» с помощью Т-образной схемы
Антенна «граундплэйн» может быть согласована с коаксиальным кабелем также с помощью Т-образной схемы (рис. 3-5), которая обладает теми же электрическими свойствами, что и четвертьволновый трансформатор. Катушки L1 и L2 имеют одинаковую индуктивность. Пространственно они расположены таким образом, чтобы связь между ними была по возможности меньшей. Рекомендуется изготовлять катушки в виде спирали из толстого провода и изменять индуктивность, уменьшая или увеличивая длину катушки. Конденсатор С обычно переменной емкости, с воздушной изоляцией, для того чтобы согласование производилось с возможно меньшими потерями. Расчет Т-образной схемы очень прост. Основным требованием является точное согласование полного сопротивления кабеля ZK с входным сопротивлением антенны ZA. Полное сопротивление трансформирующей цепи определяется по формуле $$Z=\sqrt{Z_KZ_A}.$$
Далее справедливы следующие соотношения: $$Z=\omega{L_1}=\omega{L_2},$$ $$Z=\frac{10^6}{\omega{C}},$$ $$\omega=2\pi{f},$$ где f измеряется в Мгц, С — в пф, L — в мкгн, Z — в ом.
Диаметр вибратора, мм | Длина вибратора при волновом сопротивлении коаксиального кабеля | Радиальные проводники диаметра 2 мм, см | Максимальное значение емкости переменного конденсатора, пф | |||
---|---|---|---|---|---|---|
52 ом, см | 60 ом, см | 70 ом, см | 75 ом, см | |||
Резонансная частота 7 050 кгц (40 м) | ||||||
2 | 1 186 | 1 240 | 1 299 | 1 311 | 1 040 | 250 |
6 | 1 185 | 1 239 | 1 298 | 1 310 | 1 040 | 250 |
10 | 1 183 | 1 236 | 1 295 | 1 307 | 1 040 | 250 |
20 | 1 177 | 1 230 | 1 288 | 1 300 | 1 040 | 250 |
40 | 1 164 | 1 217 | 1 275 | 1 286 | 1 040 | 250 |
Резонансная частота 14 100 кгц (20 м) | ||||||
2 | 593 | 620 | 652 | 658 | 520 | 150 |
6 | 591 | 619 | 651 | 656 | 520 | 150 |
10 | 590 | 618 | 650 | 655 | 520 | 150 |
20 | 588 | 615 | 647 | 653 | 520 | 150 |
40 | 576 | 602 | 634 | 640 | 520 | 150 |
Резонансная частота 21 100 кгц (15 м) | ||||||
2 | 396 | 414 | 434 | 440 | 349 | 130 |
6 | 395 | 413 | 432 | 439 | 349 | 130 |
10 | 391 | 409 | 427 | 434 | 349 | 130 |
20 | 387 | 405 | 423 | 430 | 349 | 130 |
40 | 383 | 401 | 419 | 425 | 349 | 130 |
Резонансная частота 28 100 кгц (10 м) | ||||||
2 | 297 | 311 | 326 | 329 | 262 | 100 |
6 | 294 | 308 | 322 | 325 | 262 | 100 |
10 | 292 | 305 | 320 | 323 | 262 | 100 |
20 | 289 | 302 | 316 | 319 | 262 | 100 |
40 | 284 | 297 | 311 | 314 | 262 | 100 |
Катушки индуктивности и конденсатор заключаются во влагонепроницаемой коробке, в качестве которой можно использовать коробку из прессованной пластмассы (рис. 3-6). Настройка антенны производится с помощью измерителя напряженности поля.
Трехпроводная антенна «граундплэйн»
Антенна «граунд-плэйн», которая питается непосредственно по ленточному кабелю УКВ (рис. 3-7), является видоизмененным шлейфовым вибратором. Три проводника соединяются между собой на верхнем конце и изолируются от деревянной мачты при помощи распорки, изготовленной из полистирола или картона. На нижнем конце оба внешних проводника подсоединяются к точке соединения радиальных проводов, а средний провод соединяется с одной из жил ленточного кабеля питания.
Вторая жила кабеля припаивается к точке соединения радиальных проводов. Такая антенна «гра-ундплэйн» имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что полоса пропускания ее несколько больше.