3.=43,5470,967 = 45-4.Zo = 373 Ом

Ъ.(р = 45, X/Zo = 1, X = -j373 Ом

6.L = 373 /(2 3,14 3.575)= 16,6 мкГн

Для расчета основных характеристик антенны необходимо знать величины Rg и Rc. Rg примем, как и в предыдущем примере, равным 15 Ом. Предположив, что удалось изготовить катушку с добротностью 0=200, по формулам (3.2) и (3.3) определим значение сопротивления потерь катушки. Найденное значение Rc составит порядка 2 Ом. Сопротивление излучения Rrad для 45 определяется по формуле (2.7) или таблице 2. Определив по формуле (3.1) сопротивление потерь Rloss, по формуле (2.5) найдем КПД антенны. Низкое значение Rrad=6,28 Ом определяет невысокий КПД-27%. Для оценки проигрыша в эффективности по сравнению с полноразмерным вертикалом можно воспользоваться формулой:

(1В=10-1одф (3.5)

где щ и 7/2-КПД сравниваемых антенн. Проигрыш составит 4,2 dB. Следствием низкого сопротивления излучения является узкополосность вертикала с удлиняющей катушкой. Формула (2.13) позволяет оценить относительное уменьшение полосы пропускания в 2 раза по сравнению с полноразмерным четвертьволновым вертикалом. Входное сопротивление определяется по формуле (2.6) и равно 23 Ом, что требует дополнительного согласования с коаксиальным кабелем.

Итак, становится очевидным, что единственный путь улучшения характеристик антенны заключается в увели-te-нии сопротивления излучения. Оно, в свою очередь, зависит от величины площади под кривой распределения тока. В случае использования удлиняющей катушки, рис, 3,4 позволяет увидеть, что площадь под кривой является минимальной при заданной длине вертикала и синусоидальном законе распределения. Последующие типы укороченных вертикалов имеют более оптимальное распределение тока и, как следствие, более высокое сопротивление излучения при той же физической длине излучателя.

3.2 Вертикальные антенны с удлиняющей линией

Конструкция антенн с удлиняющей линией была предложена Д. Деволдером (0N4UN). Как видно из рис. 3.2, эта антенна имеет особенность, состоящую в применении в качестве удлиняющего элемента так называемой Мпеаг loading Мпе . Общая длина линии равна разнице между длиной четверти волны и электрической длиной излучателя.

Рис. 3.2. Конструкция вертикала с Ипеаг loading lines и распределение

тока

Точная настройка антенны в резонанс достигается изменением длины линии. Конструктивно Нпеаг loading Мпе может быть выполнена в виде двух труб меньшего диаметра, чем излучатель, закрепленных параллельно последнему при помощи изоляторов. Сверху эти две трубы соединяются металлической перемычкой, перемещением которой можно настраивать антенну в резонанс. Размер S составляет 100- 300 мм, при этом больший размер соответствует диапазону 160 метров, меньший - 40 метров. Распределение тока вдоль излучателя отличается от синусоидального. От вершины излучателя до точки А оно происходит по синусоидальному закону. От точки А до основания распределение тока формируется путем сложения трех значений тока, соответствующих участкам АВ, ВС, CD. При этом значение тока на участке ВС имеет обратный знак, т.к. направление тока на

ЭТОМ отрезке протиположное. Сравнивая распределение тока, можно заметить, что для антенн с linear loading line площадь под кривой больше чем у антенн с удлиняющей катушкой, и значит значение сопротивления излучения Rrad таких антенн будет выше. Значение Rrad для различных длин излучателя можно определить по графику на рис. 3.3.

40 36 32 28 24 20 16 12

50* 55- 60- 65* 70* 75 80* 85 90*

Рис. 3.3. Зависимость Rrad от электрической длины излучателя при применении Нпеаг loading line*.

Потери в Ипеаг loading Ипе по сравнению с потерями в удлиняющей катушке настолько малы, что ими можно при-небречь при расчете параметров антенны.

Сравним характеристики описываемой антенны с характеристиками предыдущих. За основу снова возьмем излучатель длиной 1=10,15 м и диаметром d=30 мм, частота f=3,575 мГц.Электрическая длина излучателя с учетом коэффициента укорочения 45 (раздел 3.1). По графику на рис. 3.3 определим значение сопротивления излучения: Rrad=8,1 Ом. По уже известной методике рассчитаем КПД и входное сопротивление. Величина сопротивления потерь определяется только значением Rg. Приняв, как и ранее Rg=15 Ом, определим по формуле (2.5) КПД антенны. КПД вертикала с Ппеаг loading Ипе заметно выше, чем у антенн с удлиняющей катушкой-35%. Однако, по сравнению с полнораз-