Схема антенны приведена иа рис. 5.148а. Антенна содержит вертикальный диполь и систему заземления в виде четырех проводов (или труб) длиной V4, соединенных вместе и звездообразно расходящихся в разные стороны.

Си/и/иетричная линия питания

Противовесы

Рис. 5.148. Аитениа GP:

а -схема; б - способ согласования с помощью четвертьволновой линии; в - способ согласования с помощью Т-траисформатора, выполненного иа сосредоточенных элементах L, С; г - антенна типа треножник

Для согласования входного сопротивления аитениы /?д=35 Ом с линией, имеющей волновое сопротивление 75 Ом, используется четвертьволновый трансформатор, выполненный нз кабеля с волновым сопротивлением 2о=50 Ом. Прн использовании линии питания с волновьш сопротивлением Zo = 50 Ом или 2о = 300 Ом применяют специальный четвертьволновый разомкнутый шлейф, на котором находят точки с сопротивлением, равным 50 нлн 300 Ом (рис. 5.1486). Более полная информация по этому вопросу содержится в § 2.2.

Часто вместо трансформирующей линии используют Т-транс-форматор, выполненный на сосредоточенных элементах L и С (рис. 5.148в), который также подробно анализировался в § 2.2.

Изменением угла между вертикальной антенной и противовесами (рнс. 5.148г) можно в некоторых пределах (от 35 до 75 Ом) регулировать входное сопротивление антенны. При угле ф=135° и использовании трех противовесов входное сопротивление антенны составляет 50 Ом, что позволяет возбуждать антенну непосредственно с помощью коаксиального кабеля. Такая схема аитенны получила название антенна треножник . При использовании четырех проводов-противовесов входное сопротивление составляет 44 Ом. Отметим, что в данном варианте антенна в горизонтальной плоскости не имеет идеальной круговой диаграммы.

Если и дальше увеличивать угол между излучающим вибратором и противовесами, то в пределе при ф=180° получим полуволно-

йын диполь. Питающий кабель проводят ВдОЛь тела мачты. Провода-противовесы должны быть изолированы от тела мачты и образовывать с ней симметричную систему. Полученная таким образом антенна имеет название антенна рукав . Отметим, что ее характеристики такие же, как и у полуволнового диполя. Размеры антенны QP приведены в табл. 5.25.

ТАБЛИЦА 5.25

Высота четвертьволновой антенны

Диаметр элемента, мм

Высота, см, для средней частоты, МГц

Заземленные вертикальные антенны. Антенна GP требует использования прочного (как в электрическом, так и в механическом смысле) вибратора. При работе в низкочастотном диапазоне необходимо использовать мачты очень большой высоты и применять специальные изоляторы. Эти причины вызывают очевидные трудности при конструировании.

Были найдены технические решения, иаправленные на преодоление недостатков этой схемы антенны. Идея модернизации антенны достаточно проста и основывается на том, что нижний край антенны имеет незначительный относительно земли потенциал и поэтому может быть заземлен. Питание антенны в этом случае осуществляется с использованием гамма-трансформатора (рис. 5.149).

Рис. 5.149. Антенна GP с шунтовым питанием:

/ - коаксиальный кабель; 2 -точка подключения питания; 3-провод, соединяющий внешний экран кабеля с точкой соединения противовесов

Такое решение имеет ряд достоинств, в первую очередь связанных с возможностью установки мачты на жестком фундаменте, а также с возможностью соединения основания мачты с системой заземления. Это позволяет получить большее значение КПД, чем с изолированной антенной.

Конденсатор гамма-трансформатора должен быть переменным (Стих = 500 пФ), он укрепляется непосредственно на теле мачты.

Можно увеличить входное сопротивление антенны GP, выполняя ее как петлевой диполь. Для этого от верхнего конца мачты проводят кабель, который располагают на некотором расстоянии вдоль тела мачты (рис. 5.150а). Входное сопротивление зависит от соотношения диаметров дополнительного и основного провода антенны. Если использовать провода одинаковых диаметров, то i?a= = 4X35=140 Ом и антенну можно возбуждать с помощью линий с волновым сопротивлением 75 Ом с использованием трансформатора сопротивлений.

J= 14,1 МГЦ SO--.75 ОМ 0,8мг<Гн

0,1м

Рис. 5.150. Петлевая аитеина GP

Если антенна выполнена из двух параллельных проводов, к которым параллельно подключен третий провод (рис. 5.1506), то входное сопротивление равно 300 Ом, что позволяет в качестве линии питания использовать симметричную двухпроводную линию в ленточном диэлектрике.

Если мачта антенны изготовлена из диэлектрика, а вдоль тела мачты проходят два провода, то питание можно осуществить, применяя коаксиальный кабель и трансформатор на сосредоточенных элементах L и С (рис. 5.150г).

Антенна GP с согласованным сопротивлением. Из графиков на рис. 5.147 следует, что антенна с электрической длиной /э = 0,28Я обладает входным сопротивлением 50 Ом, а антенна с электрической длиной /э = 0,31и -сопротивлением 75 Ом. Это обстоятельство позволяет подключить питающий коаксиальный кабель непосредственно к антенне. Отметим, что в этом случае входное сопротивление антенны имеет реактивные составляющие, равйые 100 и 180 Ом со-