Автор этой антенны Л. Виндом рассмотрел возможность возбуждения вибратора однопроводной линией, точнее, отыскал на вибраторе точку D, в которой входное сопротивление равно волновому сопротивлению однопроводной линии (рис. 5.18а).
Одиночный антенный провод имеет волновое сопротивление Z0, которое определяется диаметром провода d1 и высотой расположения провода над землей. Значение Z0 обычно лежит в пределах 400...700 Ом, а для используемых на практике антенн составляет около 500 Ом. Волновое сопротивление питающего провода также зависит от его диаметра d2 и высоты расположения, причем увеличивается с ростом высоты расположения провода. Кроме того, эти параметры в значительной степени определяются проводимостью земли. Поэтому точка D подключения линии питания к антенне обычно выбирается в пределах 0,07... 0,18λ от конца антенны. Точное расположение точки питания D находят опытным путем с помощью измерения согласования (настройка системы заканчивается, если Kст U ≈ 1).
Графики, приведенные на рис. 5.18б, позволяют выбрать длину антенны l и положение точки подключения питания (А — расстояние от центра антенны до точки подключения питания D) для антенны в диапазоне 3,5 МГц.
Ток распределен по длине антенны симметрично, причем на более коротком отрезке он имеет емкостный характер, а на более длинном — индуктивный характер.
Следует иметь в виду, что между антенной и землей протекают емкостные токи (токи смещения), что приводит к появлению помех. Для уменьшения нежелательных последствий этого явления необходимо, чтобы линия питания на длине, по крайней мере, не меньшей, чем λ/4, была перпендикулярна как по отношению к антенне, так и по отношению к поверхности земли.
В качестве метода настройки данной антенны можно рекомендовать метод измерения тока в трех точках линии питания, разнесенных между собой на расстояние λ/8. Равное значение тока в этих точках является гарантией правильности настройки антенны и линии питания в целом (рис. 5.18в), а собственно настройка заключается в изменении длины антенны l и положения точки подключения питания. Отметим, что вместо амперметров для оценки тока можно применить неоновые лампочки. В этом случае изменением параметров l и A добиваются одинаковой интенсивности свечения всех трех лампочек.
При емкостной схеме соединения данной антенны с выходным каскадом передатчика отсутствует фильтрация гармоник. Для снижения уровня излучения на гармониках используется другая схема подключения антенны к выходному каскаду передатчика (рис. 5.18в). Параметры промежуточного контура связи приведены в табл. 5.5.
| Диапазон, МГц | Емкость С, пФ | Индуктивность, мкГн | Число витков катушки | Диаметр катушки, мм |
|---|---|---|---|---|
| 3,5 | 200 | 15 | 20 | 60 |
| 7 | 100 | 10 | 16 | 50 |
| 14 | 50 | 4,5 | 9 | 50 |
| 21 | 50 | 1,5 | 6 | 50 |
| 28 | 50 | 1,0 | 5 | 50 |
Следует иметь в виду, что на практике линия питания вводится в помещение через специальное или естественное отверстие в стене дома, например окно, и часто проходит достаточно близко от электропроводки и т. п. Если длина проводов близка к резонансной, то в них может появиться значительная ЭДС. Для предотвращения этого нежелательного явления часто используют схему питания, изображенную на рис. 5.18г.
В литературе описана антенна длиной l = 41,48 м, установленная над землей на высоте h = 20 м и изготовленная из провода диаметром 3,0 мм. Линия питания подключена к этой антенне на расстоянии A = 13,8 м от ее центра и выполнена из провода диаметром 1,5 мм. Резонансная частота антенны составляет 3,45 МГц. В диапазоне 3,5 МГц направленные свойства антенны близки к параметрам полуволнового диполя, а в диапазоне 7 МГц — к параметрам волнового диполя. В последнем случае диаграмма направленности имеет четыре лепестка, максимумы которых ориентированы под углом 55° к оси антенны.
Антенна в диапазоне 14 МГц имеет диаграмму направленности, сходную с диаграммой направленности двухволнового диполя (с основными лепестками, ориентированными под углом 37°), в диапазоне 21 МГц — с диаграммой антенны длиной 3λ (угол 30°), а в диапазоне 28 МГц — с диаграммой антенны длиной 4λ (угол 25°).
Антенна Виндома получила широкое распространение и достаточно полно описана в технической литературе. Два варианта этой антенны приведены на рис. 5.18д и е. Они позволяют осуществить работу в диапазонах 7; 14; 21; 28 МГц. Отметим, что коэффициент полезного действия антенны Виндома тем больше, чем выше расположена антенна. Кроме того, КПД антенны увеличивается с ростом проводимости земли.
Вариант антенны, который был предложен советским радиолюбителем с позывным UW4UJA, показан на рис. 5.19. Данная схема антенны позволяет осуществить работу во всех диапазонах: 3,5; 7; 14; 21; 28 МГц. Отметим, что в четырех последних диапазонах антенна работает как антенна Виндома, а в диапазоне 3,5 МГц — как антенна L-типа.
