Определить потери в согласованном (с КСВ 1) кабеле несложно, достаточно знать затухание дб/м кабеля на рабочей частоте. Оценка потерь в рассогласованном тракте и в трансформаторах у многих уже вызывает затрудения и ошибки в десятки и сотни раз. Потери мощности в кабеле зависят не только от удельного затухания в нем на расчетной частоте и его длины, но и от КСВ в нем. Коэффициент передачи мощности в % или КПД кабеля при КСВ 1,0 несложно расчитать,зная его погонное затухание в дб/м из справочников. При КСВ >1,0 точный расчет по формулам сложен. В частном случае, когда потери в кабеле при КСВ 1 не более 1 дб, КПД кабеля можно расчитать по формуле: КПД = 1/1+0,115а (ксв+1/ксв), где а- затухание в кабеле при КСВ 1 в нем. При потерях в кабеле более 1 дб лучше воспользоваться графиком из книги З. Беньковский, Э. Липинский " Любительские антенны КВ и УКВ " стр. 31. Вертиакльная шкала - в % мощности сигнала на выходе кабеля относительно мощности на его входе.

График 1. Зависимость потерь мощности (КПД кабеля) от КСВ в нем

график 2. Общие потери в дб в длинных кабелях с КСВ >1

Графики построены для КСВ в финальном участке кабеля у нагрузки (антенны), там, где КСВ в кабеле С ПОТЕРЯМИ максимален. При большом затухании в кабеле, например 10 дб, даже большом рассогласовании с нагрузкой прямая волна в финальном участке будет на 10 дб меньше, чем прямая на стартовом участке, соответственно меньше будет и отраженная, а возвратившись к трансиверу будет ослаблена еще на 10 дб, всего на 20 дб или в 10 раз. В результате в стартовом участке кабеля КСВ не превысит 1,2 в нашем примере даже при кз или хх вместо нагрузки. Поэтому определение КСВ и потерь в длинном кабеле по показаниям КСВ метра в стартовом участке кабеля у трансивера не имеет смысла без пересчета в КСВ в финальном участке кабеля у нагрузки. При затухании в кабеле 3...6 дб такой пересчет будет уже неточен, а при 10 дб невозможен из за погрешностей любого КСВ метра.

График 3. Общие потери в дб в коротких кабелях с КСВ >1

Напомню, что КСВ в 1/4 трансформаторе или 1/2 повторителе равно частному от деления трансформируемого сопротивления на сопротивление кабеля (большего на меньшее). Расчет общих потерь в отрезках кабеля, работающих как трансформаторы или повторители можно сделать с помощью формулы: A =10 lg [ 1/1+0,115а (ксв+1/ксв) ] , где А - затухание в кабеле с КСВ >1 в дб, или с помощью Графика 3. Проверим, действительно ли применение полуволновых повторителей и 1/4 трансформаторов связано с большими потерями на УКВ.
Возьмем обычный кабель типа РК 75-4-11 с затуханием 0,14 дб/м на 145 МГц, он же 0,56 дб/м на 1296 МГц. Как 1/4 трансформатор, например 37,5 в 150 Ом, на 145 МГц он имеет длину 0,34 м и собственное затухание 0,05 дб и работает с КСВ 2. Общее затухание при этом 0,06 дб, т. е. из за КСВ 2 увеличилось лишь на 0,01 дб. На частоте 1296 МГц его погонное затухание в 4 раза больше, но длина, как трансформатора, в 9 раз меньше, соответственно общее затухание 0,06 х 4/9 = 0,027 дб или на 0,006 дб больше собственного 0,021 дб для такой длины ( 38 мм).
Полуволновый повторитель обычно работает на УКВ в антеннах с петлевыми вибраторами и с КСВ в нем не более 2. Его длина и собственные потери в 2 раза больше, но через него проходит лишь половина мощности поэтому общие потери уровня сигнала на 145 МГц в полуволновой петле те-же 0,06 дб, что и в 1/4 волновом трансформаторе с КСВ 2, через который проходит вся мощность.

Перевод отношения величин в дб и обратно обычно делают с помощью таблицы дб, но она не всегда под рукой. Формулу затухания в дб, как отношения величин напряжения Uотр./Uпрям. знают многие: 20 lg Uотр./Uпрям.. Иногда необходима формула перевода потерь (и не только) из дб в разы, найти которую сложно. Она выглядит так: Uотр./Uпрям.= 20√10дб (корень 20й степени из 10 в степени дб)

В РАЗЬЕМАХ дополнительные потери определяются главным образом только омическим сопротивлением контактов току ВЧ, обычно десятые доли Ома. При плохом контактном сопротивлении 0,1...0,5 Ома потери мощности в 50 Омном разьеме составят 0,2...1% или 0,01...0,05 дб, зависят от типа разьема и частоты и для расчета лучше брать сведения из достоверных источников. Контактное сопротивление новых разьемов по данным изготовителей обычно в 3...5 раз меньше, чем БУ.
В ПАЯНОМ СТЫКЕ дополнительные потери можно оценить сравнением сопротивления току ВЧ паяного участка центральной жилы (покрыт припоем, но толще) и участка контактов наложенных друг на друга экранов кабелей с участком кабеля той же длины. При длине этих участков 7...12 мм дополнительные потери меньше потерь в соединении кабеля через разьемы и практически их можно считать равными потерям в участке кабеля той же длины, т. е. такой стык не вносит дополнительных потерь.
Омические потери в разьеме и стыке не надо путать с потерями из за рассогласования (КСВ), возникающего в фидерном тракте из за неоднородности их волнового сопротивления и трансформации, вносимой таким разьемом или стыком. Эти дополнительные потери распределены по рассогласованному участку фидера и расчитываются с помощью графика 3 с учетом его длины, собственных потерь и КСВ на этом участке фидера.

Длину излучающей части диполя можно уменьшить почти вдвое, если ввести в каждое ее плечо по "удлиняющей" катушке (рис.3). Чтобы не снижать существенно коэффициент полезного действия антенны, "удлиняющие" катушки должны иметь малые собственные потери, т.е. высокую, примерно 150, добротность. Кроме того они должны быть надежно защищены от воздействия атмосферной влаги.

Питание на эту антенну подают 50 Ом коаксиальным кабелем. При указанных на рис.3 размерах излучающей части катушки L1 и L2 должны иметь индуктивность около 70 мкГ. Их можно выполнить на каркасах диаметром 40 мм и длиной 80 мм, на которые наматывают по 65 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,2 мм (намотка рядовая, виток к витку). Если в распоряжении радиолюбителя имеются другие каркасы, то требуемое число витков можно оценить по формуле: 


L - индуктивность катушки в мкГ
D и l - диаметр и длина катушки в см
n - количество витков

Поскольку намотка рядовая, то l = nd, где d - диаметр провода катушки в см.

Необходимую резонансную частоту антенны устанавливают подбором длины внешних (14-метровых) отрезков каждого плеча.

Укороченный диполь вполне можно установить на крыше одного здания, модифицировав его в антенну типа "Inverted V" (она показана на рис.3). Для установки такой антенны требуется только одна мачта высотой около 15 м. Плечи диполя выполняют одновременно и функции двух (из требуемых четырех) оттяжек для крепления мачты. Как уже отмечалось, при такой высоте подвеса диполь излучает в основном под большими углами к горизонту. Однако даже с учетом этого недостатка описанная укороченная антенна IV может оказаться эффективнее несимметричных антенн

Судя по рассмотренным выше особенностям П-контура, его применение как согласующего устройства для работы с одной антенной на разных диапазонах, возможно, для ламповых выходных каскадов, если дополнительно компенсировать реактивные сопротивления в самой антенне. Оно ограничено только возможным диапазоном изменения переменных конденсаторов и переменных индуктивностей с переключателями на различное число витков. Допустим очень трудно регулировать очень малые емкости или создавать большие индуктивности. Если антенна питается через коаксиальный кабель, то в принципе это ничего не меняет, ибо надо только рассчитать какой ток он может выдержать в узлах. Для транзисторных выходных каскадов более подходит, описанный выше Т- контур. Однако все зависит еще и от фактических входных параметров антенны на разных диапазонах. Вообще желание иметь одну антенну на все диапазоны вполне осуществимое дело. Надо только хорошо разбираться как это сделать.

Трудно ли определить сопротивление излучения и реактивную составляющую антенны на разных диапазонах?

Эти параметры также являются весьма завуалированными в различных описаниях, ибо отсутствуют простые способы их определения. Автор практически опробовал несколько вариантов таких устройств и подобрал наиболее удачную схему. Для ее реализации нет необходимости строить специальное сооружение в корпусе ибо в таком виде оно даже может исказить результаты. На первых порах достаточно иметь ГИР (Например, промышленный ГИР1) , микроамперметр на 50 мка с выпрямляющим мостом, два переменных конденсатора 15-500 пкф, две катушки индуктивности в 30 мкгн., с напаянными выводами для захвата крокодильчиками через 2-3 витка, размещенных на корпусах диаметром 60 мм с шагом укладки намотки в 3-1,5мм -для удобства напайки жестких отводов. Можно также использовать катушки со скользящими контактами. Кроме этого надо иметь набор проводов длиной по 10-15 см с крокодильчиками на концах для проведения временных соединений. Затраты на изготовление и приобретение всего названного с лихвой окупятся эмоциональностью лицезрения действия многих полезных функций создаваемого прибора. Полная схема его показана на рис 3:

Микроамперметр присоединяется параллельно к клеммам 1 совместно с клеммами ВЧ напряжения от ГИРа. Если используется источник ВЧ напряжения с низким выходным сопротивлением, то подключение проводится через резистор. Падение напряжения на нем как раз и фиксируется в резонансе. Установив нужную частоту источника, постепенно увеличивается напряжение ВЧ и проверяется наличие отклонения стрелки прибора.. Теперь можно приступить к первому этапу работы- тарировке емкости конденсаторов по углу поворота и индуктивности по числу витков. Сначала надо добиться резонанса вращением конденсатора С1 в сторону максимума показания прибора. После этого следует увеличить ВЧ напряжение до максимальной точки шкалы. Подключая параллельно контуру различные постоянные конденсаторы и восстанавливая резонанс находится несколько контрольных точек, по которым определяется зависимость емкости конденсатора от угла поворота. Затем по показаниям емкости тарируется катушка индуктивности. Эти данные заносятся в таблицу и интерполируются на целые деления угла поворота через 10 градусов. Аналогичная процедура проводится и с парой С2 , После этого можно приступить к измерениям. Для несведущих напомним, что любая антенна ведет себя двояко. С одной стороны ее можно представить как последовательный контур, соединяющий индуктивность и емкость, и некоторое активное сопротивление называемое сопротивлением излучения. Если к концам 2 на рис 3 подключить активное сопротивление то вместе с L2 и C2 как раз и будет образован последовательный контур. С другой стороны та же самая антенна может работать как параллельный контур по типу L1, C1 с концами 1 замкнутыми сопротивлением излучения. Эти сопротивления, для одной и той же антенны, отличается на порядок. Почему именно так работает антенна никому неизвестно, хотя и есть обоснованные предположения. Но что это именно так, можно убедиться из последующих измерений. Чтобы определить сопротивление излучения при параллельном подключении антенны используется только L1 и C1. Включив ГИР необходимо подать переменное напряжение на одном из рабочих диапазонов добившись резонанса по максимуму отклонения стрелки микроамперметра. Затем необходимо определить емкость конденсатора по углу поворота. После этого к концам катушки L1 подключаются выводы антенны (Для антенны типа длинный провод одним концом является заземление.). После подключения показания прибора снизятся. Это произойдет ввиду наличия в антенне реактивного и активного сопротивления. Вращая ручку конденсатора следует вновь добиться резонанса по максимуму показаний и определить емкость конденсатора. Необходимо также записать новое показание прибора. Если емкость конденсатора увеличилась, то это значит, что антенна обладает дополнительным индуктивным сопротивлением Xa, которое подключаясь параллельно к индуктивному сопротивлению L1 уменьшая его значение. Для определения индуктивного сопротивления антенны, именно в этом случае, необходимо вычислить емкостное сопротивление конденсатора, которое было до подключения антенны и после подключения Xc, Xca, и провести вычисления по формулам X=Xc-Xca Xa=X*Xc/(Xc-X) . Далее по Xa следует вычислить величину индуктивности за зажимах антенны. Подключая затем вместо антенны переменное сопротивление и устанавливая резонанс необходимо добиться того же показания прибора, которое было при подключенной антенне. Это как раз и будет сопротивлением излучения. Если емкость при подключении антенны, в резонансе, уменьшится, то это значит, что антенна обладает дополнительным емкостным сопротивление. Величина изменения емкости конденсатора как раз и будет равна входной емкости антенны. . Работа по определению сопротивления излучению при последовательном резонансе проводится после подключения антенны к разъему 2. При этом устанавливается максимум показаний при вращении конденсатора 1 и минимум показаний при вращении конденсатора 2. Это достигается последовательно несколькими настройками. После этого записываются показания двух конденсаторов и прибора. Далее вместо антенны подключается переменное сопротивление и, повторяя всю процедуру устанавливая резонанс двумя конденсаторами и величину сопротивления так, чтобы добиться прежнего показания прибора. После этого вновь записывают показания двух конденсаторов и тестером измеряют величину переменного сопротивления. Она и будет равна сопротивлению излучения. Величина емкости С1 должна автоматически быть той же, что и при подключении антенны. По значению отклонения С2 с антенной и с активным сопротивлением можно найти величину реактивного сопротивления антенны. Если емкость с антенной была меньше, чем с активным сопротивлением, то это значит, что антенна имеет дополнительное индуктивное входное сопротивление, которое в приборе компенсируется уменьшением емкости. Это уменьшение и будет численно равно индуктивному сопротивлению. Если, наоборот, емкость с антенной больше, что означает уменьшение емкостного сопротивления, то следовательно антенна имеет дополнительное емкостное сопротивление- как раз то, на которое уменьшилось сопротивление конденсатора. Точка подключения к контуру L1, C1 определяется удобством измерений. В качестве примера ниже приведены результаты таких измерение для антенны типа LW длинный провод с заземлением имеющей собственную резонансную частоту в 5,94 мгц.

Сколько можно сэкономить, построив самодельную антенну GP? Для начала приведем цены на готовые фирменные антенны MFJ. MFJ-2982 легкая вертикальная антенна 3,5-28МГц, 600Вт продается по цене 8000 рублей. Можно найти и подешевле: MFJ-2980 легкая вертикальная антенна 7-28 МГц, 600Вт обойдеться около 6000 рублей. Но согласитесь что цена очень кусачая! Хотя в комплект таких антен входит: телескопическая мачта, антенная согласующая коробка и набор проводов...
Мне стало интересно, сколько можно реально сэкономить, если все сделать самому... Итак, начнем. Затраты оказались такими:
телескопическая стеклопластиковая удочка (5 метров) - 300 р
Пластиковая коробка (внутри всего лишь ВЧ дроссель)-30 р
Ферритовое кольцо - 80 р
Разъем входной - 100 р
провода (4 медных провода по 5 метров) 1 метр =10 р (всего 200р)
Вертикальный провод 5 метров - 50 р
Болты, гайки, стеколоастиковые крепежки = 20 р.
-------------------
всего - 770 р

экономия просто приличная. К тому же все выглядит ничуть не хуже фирменной антенны. Кстати особенно уимиляет фирменный набор противовесов (в комплект входит лепесток с 4 проводами) за 2000 р. Ну это просто нет слов....

Приводим более подробную информацию о результатах, полученных при исследовании влияния числа противовесов и их длины на КПД антенны проведенную W2FMI [1]. Речь идет о KB антенне, установленной близко к земле (практически без мачты).

В этих экспериментах почва под антенной по измерениям W2FMI была "средней", т. е. имела проводимость 15...30 мСм/м (большие значения относятся к почве после дождя, меньшие - к сухой). "Плохой" для антенн считается почва, которая имеет проводимость менее 5 мСм/м (каменистая, песок, а "очень хорошей" — около 100. Железобетонная круша к сожалению скорее всего относится к "плохой почве".

Рис.1.

На рис. 1 приведена полученная W2FMIзависимость входного сопротивления антенны на резонансной частоте от числа противовесов. Оно включает в себя сопротивление излучения (полезная часть) и сопротивление потерь. Расчетное значение входного сопротивления для использованного W2FMI диаметра излучателя и идеальной (без потерь) "земли" было 35 Ом.

Как видно из рис. 1, близкое к этому значение входного сопротивления достигается лишь при числе противовесов более 50. Иными словами, при малом числе противовесов заметная часть мощности передатчика не излучается антенной, а в прямом смысле уходит в "землю".

Для наиболее распространенного варианта GP с тремя-четырьмя противовесами входное сопротивление будет примерно 70 Ом и, соответственно, КПД антенны около 50 %. Из данных, приведенных на рис. 1, также вытекает, что длина противовесов не очень сильно влияет на КПД антенны.

Этот вопрос W2FMI исследовал подробно. Результаты измерений показаны на рис. 2, где приведена зависимость КПД антенны от числа противовесов для трех вариантов их длины — l/4, l/8 и l /16.

Рис.2.

Анализ этих кривых позволяет сделать несколько выводов.
Во-первых, чем длиннее противовесы, тем они, вообще говоря, эффективнее.
Во-вторых, при малом числе противовесов их длина слабо влияет на КПД, поэтому усилия и средства, затраченные на изготовление длинных противовесов, могут в этом случае не дать заметного результата.
В-третьих, в определенных условиях короткие (меньше l /4) противовесы могут обеспечивать такую же эффективность антенны, как и длинные.

Последнее поясним подробнее. Из рис. 2 видно, что одинаковые КПД обеспечивают четыре противовеса длиной l /4, пять-шесть противовесов длиной l/8 и семь противовесов длиной l/16.

Более того, двадцать противовесов длиной l/16 обеспечивают такой же КПД, как и восемь противовесов длиной l/4. А конструктивные преимущества, которые дает применение коротких противовесов (особенно на низкочастотных диапазонах), очевидны.

Jerry Sevick (W2FMI)

   По этой теме в радиолюбительской литературе и интернете имеется достаточно информации, зачем снова к ней возвращаться? Дело в том, что в век интернета молодые люди отвыкли читать книги, ходить в библиотеки. Кажется, все можно по-быстрому найти в Википедии. Но, увы! Попытка поиска в русскоязычных поисковиках что-нибудь про ВЧ заземлении выдала кучу источников, почти все из которых относились к электротехническим и грозозащитным заземлениям. Поиск «RF ground» был гораздо успешнее, нашлось много статей на английском и даже солидная книга Essentials of RF and Microwave Grounding, посвященная теории вопроса. А в многочисленных форумах, особенно русскоязычных, на читателя обрушивается такой вал совершенно ложной информации по этому вопросу, что становится ясно, что в головах многих радиолюбителей царит полная путаница.

  Сразу оговоримся, что мы не будем говорить об электротехническом и грозозащитном заземлениях, ограничимся только рассмотрением высокочастотного заземления, необходимого для нормальной работы радиоаппаратуры.
  Наиболее толково и понятно этот вопрос изложен в книге Гончаренко «Антенны КВ и УКВ» часть третья, в разделе 4.1.7.1 (стр. 38-43). Если вы имеете возможность и терпение его прочитать, дальше эту статью читать не обязательно. Для тех, кто такой возможности не имеет, попробуем изложить главное.
  1. Когда ВЧ заземление необходимо?
  Оказывается, довольно редко: оно нужно только при использовании несимметричных антенн, таких как GP, LW (длинный провод), Windom и питаемые с конца диполи. Т.е. антенн, для которых необходим пресловутый «противовес» или приемник тока. Если вы используете симметричные антенны, о ВЧ заземлении вам можно не заботиться (не забывайте только об электротехническом заземлении аппаратуры).
  2. Что будет, если ВЧ заземление необходимо, но его нет или оно плохое?
  Поскольку несимметричная антенна (например, длинный провод) к трансиверу подключена, противовесом ей вынужден служить корпус трансивера и все провода, к нему подключенные (рис.1). При работе на передачу на корпусе неминуемо будет ВЧ напряжение, иногда очень солидное, микрофон и ключ будут «кусаться», компьютеры будут зависать, телефоны и прочая радиотехника в доме будет «разговаривать» вашим голосом, а ваш сигнал в эфире будет искаженным из-за ВЧ наводки на микрофонный провод. К тому же трансивер будет «видеть» плохое согласование и будет снижать выходную мощность, защищая выходные транзисторы. Сопротивление потерь такого противовеса обычно велико и в эфир будет излучаться малая часть мощности передатчика, большая пойдет на нагрев сопротивления потерь противовеса.

Рис1. Антенна LW с плохим ВЧ заземлением.

  Вышесказанное поясняет рис.2.

Рис.2. Эпюры напряжения на симметричной и несимметричной антеннах.

   Генератор сигнала (трансивер) при симметричной антенне находится в нуле напряжения, при плохом ВЧ заземлении симметрия нарушена и на трансивере присутствует значительное ВЧ напряжение.
   3. Какое ВЧ заземление считается хорошим?
  Которое принимает весь ВЧ ток, отдаваемый передатчиком. Тогда цепь антенны будет замкнута, она излучает максимальную мощность, а на корпусе передатчика ВЧ напряжение равно нулю. А как же его можно обеспечить? Далее приводим фрагменты из книги Гончаренко И.В.
  «В антенной технике заземление должно принимать токи на рабочей частоте антенны и при этом само не излучать (иначе это будет уже не заземление, а излучающая часть антенны)...Идеальным заземлением для токов любой частоты является поверхность идеальной земли. Туда может без потерь втечь ток любой частоты. ... Но идеальная земля хороша в теории. На практике приходится обходиться реальной землей. Для обеспечения контакта с ней провод заземления (или систему проводов) закапывают.»
  Как обычно мы привыкли делать электротехническое заземление? Забиваем металлический штырь поглубже, ближе к водоносным слоям, или несколько штырей, соединяя их проводом. К сожалению, такое заземление не обязательно является хорошим ВЧ заземлением. ВЧ токи должны растекаться без больших потерь вдоль поверхности земли, поскольку ВЧ токи не проникают глубоко в почву. « Для ВЧ заземления систему заземляющих проводов закапывают либо неглубоко, либо располагают прямо на поверхности земли». Глубина, при которой система проводов эффективна, зависит от частоты и проводимости почвы. В среднем, для частоты 1,8 МГц можно зарыть провода на глубину до 1 м, для 28 МГц - не глубже 10 см. Для того, чтобы такой токоприемник хорошо работал на всех диапазонах, длина проводов - радиалов должна быть 5-10 м, число их - не менее 6-8 и, кроме того, они должны быть соединены между собой на концах и в середине их длины.
  Как видим, классическое ВЧ заземление мало доступно для большинства радиолюбителей, как по потребной площади, так и по стоимости сооружения. Для городских жителей - оно вообще недоступно. Значит, остается использовать то заземление, какое имеем, но постараться получить от него максимум эффекта.
  Очень хорошим ВЧ токоприемником может служить система из двух (если возможно, четырех) проводов длиной в четверть длины волны, растянутых над землей на высоте 2-3 м в противоположных направлениях от точки заземления аппаратуры (рис.3).
  Поскольку токи в таких резонансных радиалах противоположны, излучение их взаимно компенсируется, потери в них малы (земля удалена) и эффективность антенны с таким противовесом максимальна. (Считаем пока, что длина провода от трансивера до точки заземления близка к нулю). Одна беда: очень узкая рабочая полоса. Такое ВЧ заземление в лучшем случае работает в одном КВ диапазоне! Как говорил Лис из «Маленького Принца»: «Нет в мире совершенства!»

Рис.3. Резонансное ВЧ заземление в виде приподнятых радиалов.

Рис.4. Резонансный противовес.

   На рис.4 - вариант резонансного противовеса. Он, конечно, излучает, но нулевой ВЧ потенциал обеспечивает.
  Для многодиапазонной работы придется иметь несколько резонансных противовесов (рис.5). Рубильник, показанный на рис.5, соединяет аппаратуру с землей в нерабочем положении.
  Таким же образом работают искусственные ВЧ заземления, в которых провод произвольной длины настраивается в резонанс переменными индуктивностями и конденсаторами.

Рис.5. Многодиапазонный резонансный противовес.

  Итак, оставив мечты об идеале, решаем использовать то заземление, которое нам доступно: стальная труба, забитая в землю под окном на глубину, как получится, металлическое ограждение балкона многоэтажного дома, труба скважины колодца, лист железа, закопанный в землю, и т. п.
  Не претендуя на высокую эффективность такого ВЧ заземления, поставим цель хотя бы избавиться от ВЧ напряжения на корпусах трансивера и усилителя, что тоже немаловажно. Если провод заземления имеет длину 1 м, проблем не возникает. А если приходится тянуть провод с третьего (или тринадцатого) этажа, это уже создает проблемы. Провод представляет собой однопроводную линию с волновым сопротивлением от 300 до 600 Ом (в зависимости от того, как он проложен) и коэффициентом укорочения близким к единице. Если длина провода близка к целому числу полуволн в рабочем диапазоне, ВЧ заземление работает хорошо. А если длина провода близка к нечетному числу четвертей длины волны, его входное сопротивление на ВЧ очень велико и заземление не работает (рис.6).


 Рис.6. Линия, длина которой равна нечетному числу четвертей длины волны, имеет высокое входное сопротивление.

  Например: при длине провода 30 м в диапазоне 160 м заземление будет работать плохо, на 80 м - плоховато, на 40 м - совсем плохо, на 20 м - хорошо, на 17 м - очень плохо, на 15 м - хорошо, на 12м - очень плохо, на 10 м - хорошо. Здесь цифры взяты приблизительные, для иллюстрации. Изменение длины провода приведет к тому, что на некоторых диапазонах ситуация может улучшиться, а на остальных - ухудшиться. Неутешительный вывод: если провод до точки заземления имеет длину более 2-3 метров, он не может обеспечить ВЧ заземление аппаратуры на всех любительских диапазонах. При этом, чем длиннее провод, тем более узкополосными становятся участки частот, в которых заземление работает.  К счастью, проблема длинного провода заземления была решена американским радиолюбителем William Chesney/N8SA (см. http://www.hamuniverse.com/grounding.html), который опубликовал свою статью в 2003 г. Он предложил использовать в качестве провода заземления длинный коаксиальный кабель (рис.7). Приводим его схему в оригинале, хотя, по нашему мнению, конденсатор, замыкающий вход кабеля, делает схему неработоспособной на верхних диапазонах. Однако его идея работоспособна при выполнении схемы в соответствии с рис.8. В качестве проводов заземления используется одиночный провод любой длины и коаксиальный кабель такой же длины, включенные параллельно в соответствии с рис.8. Верхний конец кабеля не замкнут! 

  Поскольку однопроводная линия имеет коэффициент укорочения близкий к 1, а коаксиальный кабель, заполненный диэлектриком, - около 1,5, частоты, на которых они имеют низкий входной импеданс, отличаются: там, где одна линия имеет высокий импеданс, другая имеет низкий. Расчет показывает, что такая схема прекрасно работает на ВСЕХ любительских диапазонах при любой длине линий.

Рис.7. Схема заземления, предложенная N8SA.

Рис.8. Вариант схемы заземления N8SA.

   И, в заключение, необходимо отметить, что, если к несимметричным проволочным антеннам трансивер подключается через согласующее-симметрирующее устройство, точкой ВЧ заземления будет выходная клемма этого устройства. Трансивер к согласующему устройству при этом подключается коаксиальным кабелем. Кстати, хорошее симметрирующее устройство, установленное на выходе трансивера, уравнивает токи в плечах несимметричных антенн и тоже способно снизить ВЧ напряжения на корпусе трансивера, как при работе на симметричные антенны.

В работе LW важную роль играет ВЧ заземление. А что такое «ВЧ заземление»? Увы, в любительской литературе имеется изрядная путаница в терминах и, соответственно, понимании. В этом параграфе нам придётся разбираться с заземлениями. Без этого работу LW не понять.

 Итак, заземление это такое место, которое может принять втекающий туда ток, и при этом обладает близким к нулю сопротивлением. То есть ток в заземление втекает, а напряжения нет или почти нет. И соответственно нет или почти нет потерь в заземлении.

 В этом определении упоминается ток. А токи бывают разные: НЧ и ВЧ. И заземления для них должны быть разными.

 В подавляющем большинстве случаев в не антенной технике, когда речь идёт о заземлении имеется в виду электротехническое заземление (ЭТЗ). ЭТЗ должно принимать низкочастотные токи – постоянный, 50 Гц от электросети, импульсы грозовых разрядов и т. д. В любом случае ЭТЗ принимает токи частот не выше единиц килогерц.

 В антенной же технике заземление должно принимать ВЧ токи, на рабочей частоте антенны, и при этом само не излучать (иначе это уже не заземление, а часть антенны). То есть высокочастотное заземление (ВЧЗ) обязано принимать с близким к нулю потенциалом токи с частотами единиц…десятков МГц.

 Рассмотрим разные виды заземления с точки зрения ВЧЗ.

 Идеальным заземлением для токов любой частоты (одновременно и ЭТЗ и ВЧЗ) является поверхность идеальной же земли. Туда может без потерь втечь ток любой частоты (но, важный нюанс – точка питания антенны должна располагаться именно на уровне земли). Но на практике найти идеальную землю пока никому не удалось. Даже поверхность моря (имеющая очень высокую проводимость и приближающаяся по свойствам к идеальной земле) доступна редко.

 Приходится как-то обходиться реальной землёй. Для обеспечения контакта с ней провод заземления (или систему проводов) закапывают. Причём чем хуже проводимость земли, тем большее количество и более длинных проводов приходится использовать. Это понятно – в хорошо проводящей земле ток растечется сам, а в плохо проводящей ему надо помогать, обеспечивая максимальную площадь контакта с землей.

 В данном случае ЭТЗ и ВЧЗ (точка питания антенны по-прежнему у поверхности земли) далеко не всегда одно и то же. Для ЭТЗ провода закапывают поглубже, поближе, к хорошо проводящим водоносным слоям (для лучшего контакта). А для ВЧ это уже не будет заземлением – ВЧ токи не проникают глубоко в почву (см. п. 3.3.3). Для ВЧЗ систему заземляющих проводов либо неглубоко (в 2-3 раза мельче глубины проникновения тока ВЧ данной частоты в данную землю) закапывают, либо располагают прямо на поверхности земли.

 В данном случае:

ЭТЗ может исполнять роль ВЧЗ, только при неглубоком закапывании заземляющих проводов. Если же провода ЭТЗ закопаны глубже толщины проникновения ВЧ тока в землю – то это не будет ВЧЗ (ток просто не дойдёт вглубь земли).

 ВЧЗ, провода (без изоляции!) которого закопаны в землю, заодно является неплохим ЭТЗ.

 Если же для ВЧЗ используются провода в изоляции (для ВЧ это допустимо), и/или провода ВЧЗ лежат на поверхности земли, то такое ВЧЗ будет плохим ЭТЗ. В самом деле - ВЧ ток протекает сквозь изоляцию проводов как через конденсатор (обкладки провод и земля). Для НЧ же токов – это большое сопротивление.

 ВЧЗ можно выполнить как систему (поверхность) проводов, расположенных низко над землёй, например система приподнятых радиалов, или нерезонансная сетка-поверхность. ВЧ ток утекает в землю через большую ёмкость между этой поверхностью и землёй. Например, несколько 8 радиалов длиной 5 м, замкнутые на концах и в середине кольцами (файл … GND via C.maa) и расположенные на высоте 0,5 м имеют ёмкость на землю около 600 пф. Для частот выше 3,5 Мгц это почти разделительный конденсатор. То есть нижняя точка питания соединена с реальной зёмлей через плоский воздушный конденсатор сетка – земля. В упомянутом файле заземленный таким образом резонансный l/4 GP на 3,5 МГц имеет Za= 36 – j68 Ом. Активные 36 Ом это сопротивление l/4 GP. А составляющая –j68 Ом это и есть реактивное сопротивление заземляющей ёмкости сетка-земля. Дополнительная реактивность должна учитываться во входном импедансе. Естественно на более высоких частотах она ниже.

 Очень полезным свойством такого ВЧЗ является его апериодичность. Сетка-поверхность, будучи по сути верхней обкладкой большого конденсатора, принимает в себя ВЧ ток (и передает его, через ёмкость дальше в землю) в очень широкой полосе частот. Нет никакой необходимости выбирать делать сетку резонансных размеров (как обычные противовесы у GP). Надо лишь обеспечить её требуемую ёмкость на землю. Так сетка-поверхность с радиусом 5 м на высоте 0,5 м в файле … GND via C.maa является ВЧЗ в полосе 3,5…30 МГц.

 Конечно, такое ВЧЗ совершенно не годится в качестве ЭТЗ – для токов электротехнических токов НЧ сотни пФ ёмкости сетки-поверхности на землю, это практически разрыв.

Очень хорошим ВЧЗ является высоко поднятая система из двух l/4 радиалов в линию или несколько, равномерно распределенных по углу радиалов (см. п. 3.4.1). Токи в радиалах текут в разные стороны, поэтому излучение очень мало, и столь же мал входной импеданс, что и требуется от хорошего заземления. Но, увы, так происходит только на частоте, где длина радиалов равна l/4. На других же частотах входной импеданс пары радиалов резко растёт, и это уже не ВЧЗ. То есть поднятая система из двух l/4 радиалов в линию это резонансное ВЧЗ.

 Очевидно, что, не имея никаких контактов с землёй, такое ВЧЗ не является ЭТЗ. НЧ току тут втекать решительно некуда.

 Пусть мы имеем идеальное ВЧЗ и ЭТЗ у поверхности земли. Допустим, земля идеальна – так повезло. Но наша антенна (и её точка питания) располагается высоко (скажем, на высоте l/4 над землёй) и по принципу своёй работы нуждается в ВЧЗ (например, забегая в следующий параграф, это LW). Как сделать к антенне ВЧЗ? Соединить проводом точку питания и идеальное ВЧЗ у поверхности земли? Ответ неправильный - этот провод будет однопроводной линией со стоячей волной. И с соответствующим синусоидальным распределением тока/напряжения. Пусть у земли это провод подключен к идеальному ВЧЗ с нулевым импедансом. Но к верху-то провод-линия этот импеданс трансформирует. Что дает на входе l/4 линия нагруженная на нулевой импеданс (см. п 3.2.4)? Правильно, высокий импеданс, то есть разрыв. То есть наш LW на верхнем конце провода увидит не ВЧЗ, а разрыв.

 Вывод – всякого рода заземления в виде длинного провода (или заземленной мачты) от антенны (установленной высоко) до земли (вернее – до места хорошего ВЧЗ) – не являются высокочастотным заземлением. Просто потому, что провод от антенны до хорошего ВЧЗ является длинной линией с заметной (в l) длиной, трансформирующей низкий импеданс хорошего ВЧЗ внизу во что угодно, но только не в ноль вверху, у антенны (подробнее см. п. 4.1.7.3).

 Как ЭТЗ это подходит – на килогерцах длина в l провода от антенны до земли ничтожна, и поэтому трансформации импеданса практически нет. А вот на ВЧ, увы…

 Поэтому использовать в качестве ВЧЗ верхушку металлической и хорошо заземленной внизу мачты неразумно – даже в лучшем случае (о коем речь впереди в п. 4.1.7.3) - высоте этой мачты l/2 (или кратной) это весьма неважное ВЧ заземление. Уже хотя бы потому, что ток, протекающий по мачте излучает, и следовательно имеет отбор мощности (потери) на излучение, и соответствующее этому отбору мощности активное (и не очень низкое) сопротивление. А для ВЧЗ сопротивление должно быть нулевым. Кроме того, излучение мачты изменяет Ga, Za и ДН основной антенны, что не всегда желательно.

 Если же высота заземленной мачты не кратна l/2, то её верхушка имеет высокий входной импеданс и служить ВЧЗ не может. Излучающей частью антенны – пожалуйста (см. п. 4.1.7.3), а ВЧЗ – нет.

Всё то же самое, что и в предыдущем пункте 5, но провод от точки питания антенны до земли (хорошего ВЧЗ) расположен внутри дома. Например, это шина заземления дома, шина земли в коробках распределительных шкафов 220 V, трубы водопровода или отопления. ЭТЗ будет хорошим, а будет ли это и ВЧЗ зависит от размеров дома и его ВЧ свойств.

 Надо различать три случая:

Материал дома – хороший диэлектрик. Обладает очень низкой проводимостью и почти не имеет активных потерь на ВЧ (сухое дерево, обожженный кирпич, керамическая плитка). В этом случае справедливо всё, сказанное в пункте 5. В самом деле – невелика разница, какой из сортов хорошего диэлектрика – воздух, керамика или дерево окружает идущий к земле провод.

 Хорошо проводящий дом (например, металлический ангар). Из-за высокой проводимости тепловых потерь почти нет. В принципе тоже вариант пункта 5, только в качестве заземленной мачты выступает сам дом. Большая толщина дома (как заземляющего проводника) приводит к низкой реактивности, и к тому, что ВЧЗ может оказаться и неплохим.

 Дом большой из плохого диэлектрика, с невысокой проводимостью и большими активными потерями на ВЧ (самый распространенный случай). Почти всё возможное излучение проводов идущих по дому до земли будет израсходовано на нагрев (тепловые потери) дома. Поэтому в любом случае добротность проводов внутри дома будет очень низкой и их входная реактивность соответственно – тоже. ВЧЗ будет не очень плохим (большой реактивности неоткуда взяться).

 В самом деле : не имеет большого значения, как расположить очень большую кучу глины и песка с несколькими проводами внутри: горизонтально (и назвать это землёй с радиалами) или вертикально (и назвать это домом).

Отличия дома с проводами внутри, от заземления, описанного в пункте 2:

 - Диэлектрик дома, как правило, имеет заметно худшую проводимость, чем почва (дома с отсыревшими стенами все же исключение, а влажная почва - норма). Поэтому хорошим заземлением (и ЭТЗ и ВЧЗ), даже при большом количестве проводов внутри дом быть не может. Применительно к антеннам это означает снижение Ga из-за падения КПД (часть мощности расходуется на нагрев дома).

- Заземляемый ВЧ ток будут растекаться по всему дому, который мы в данном случае считаем землёй. Но так считаем только мы. Остальные жильцы дома по старинке считают его просто жилищем. И размещают там разные бытовые радиоприборы. А наш ВЧ ток (вслед за нами) считает их частью земли. И пытается протечь и сквозь эти приборы. С соответствующими последствиями в виде помех. Причем помех принципиально неустранимых ни развязкой передатчика, ни дополнительной фильтрацией, ни подавлением излучения линии питания - ведь в данном случае антенна работает нормально – часть её тока течет через землю. А то, что в качестве этой земли используется дом, напичканный аппаратурой, антенна не виновата. Это вопрос к конструктору антенны, разместившему её столь неудачно.

В завершении параграфа. Надо чётко усвоить ЭТЗ и ВЧЗ – это разные заземления с разными функциями. ЭТЗ требуется практически всем электроприборам для электротехнической безопасности (в современных розетках часто присутствует третий, заземляющий провод – это ЭТЗ, на роль ВЧЗ непригодное). ВЧЗ требуется только некоторым антеннам (таких антенн, кстати, совсем немного - GP, LW, Windom), и не для безопасности, а для правильной работы антенны – приёма ВЧ тока от излучающей половинки антенны.

 Если по соображениям грозо- и электробезопасности надо заземлить по НЧ антенну, нуждающуюся в ВЧЗ, то требуются два заземления – и ВЧЗ и ЭТЗ. Иногда одно заземление может совмещать функции и ЭТЗ и ВЧЗ (некоторые из вариантов пунктов 2 и 6 этого параграфа), но такое бывает весьма редко.

 Стоит отметить, что ЭТЗ всегда нуждается в контакте с землёй (почвой, грунтом). Высокочастотное же заземление вполне можно выполнить как без прямого контакта с грунтом (например, через ёмкость, как в пункте 3 этого параграфа), так и вообще без всякого грунта – пара l/4 противовесов в линию (из пункта 4) отлично выполняет функцию ВЧЗ даже в свободном пространстве

Аббревиатура - слово, образованное сокращением словосочетания и читаемое по алфавитному названию начальных букв или звуков [1].Активная антенна

Адгезия – сцепление поверхностей разнородных тел [1]. Благодаря адгезии возможно нанесение металлического покрытия на диэлектрики в целях создания различных радиотехнических деталей [34].

Азимут – угол в горизонтальной плоскости, отсчитываемый от некоторого направления, принятого за нулевое к направлению на объект [1].

Активная антенна – антенна, служащая для целей приема или передачи, непосредственно при работе с которой используется активный элемент, который установлен непосредственно на антенне [27]. Активная антенна является по сути отдельным узлом радиотехнического устройства и может быть выполнена с использованием методов печатного монтажа. Активные антенны широко используют в фазированных антенных решетках различных радиотехнических устройств [27] .Радиолюбители наиболее часто используют приемные активные антенны [2], хотя в последние годы встречаются описания активных передающих радиолюбительских антенн [2]. Антенна Куликова

Амплитудная модуляция (АМ) – модуляция, при которой незатухающие колебания изменяются по амплитуде в соответствии с модулирующими его колебаниями более низкой частоты [10].

Анизотропная среда – среда, свойства которой отличны в разных направлениях[29].

Антенна yagi (радиолюбительский жаргон) – то же самое, что антенна Яги [2] (см.: антенна Яги). Антенноскоп

Антенна Бевереджа (Beverage) – антенна в виде длинного провода расположенного на небольшой высоте относительно земли и нагруженная на одном из ее концов на сопротивление, называемое “сопротивлением нагрузки”, или просто “нагрузка”, равное примерно волновому сопротивлению антенны – 600 Ом. Названа в честь ее изобретателя H.H. Beverage. Первая антенна Beverage была испытана в 1923 году, и была длиной 10 миль [13]. Ранее антенна Beverage использовалась как на передачу так и на прием, сейчас же ее используют в профессиональных центрах радиосвязи только на прием. Радиолюбители используют антенну Beverage как на прием, так и на передачу[11].

Антенна бегущей волны (АБВ) – антенна, в полотне которой при ее работе устанавливается режим бегущей волны [3] (см. бегущая волна). Это апериодические антенны, типичный представитель АБВ – антенна Бевереджа, антенна типа Т2FD, нагруженная антенна.

Антенна вертикальная – см.: вертикальные антенны.

Антенна горизонтальная – см.: горизонтальные антенны [29].

Антенна зенитного излучения (АЗИ) – антенна, диаграмма направленности которой близка к сфере, лежащей на поверхности земли. При этом основная мощность излучения направлена в зенит. Используют для местного КВ вещания, для служебной КВ-радиосвязи на небольшие расстояния. АЗИ могут быть выполнены как в виде простых укороченных вибраторов на крыше автомобиля служебной (или военной) связи, так и в виде сложной конструкции, обеспечивающей какую-либо необходимую поляризацию работы антенны – круговую, линейную[9].

Антенна зеркальная – см.: зеркальная антенна[14].

Антенна Куликова – гибкая штыревая антенна, которая состоит из гибкого стального троса, на который нанизаны алюминиевые катушки. Трос одним концом закреплен в основании антенны, к другому концу припаяна верхняя катушка антенны. В рабочем положении антенны трос натянут. За счет действия пружины амортизатора, находящейся в сжатом состоянии, катушки плотно примыкают друг к другу и образуют гибкий, устойчивый вертикальный штырь. Натяжение троса регулируется за счет изменения длины компенсатора. Антенну можно сложить, ослабив натяжение троса с помощью шарнира. После ослабления троса антенне может быть придана любая конфигурация, удобная для хранения или транспортировки. Антенна Куликова используется в войсках, возимых радиостанциях различных служб. Радиолюбители используют антенну Куликова для работы на СВ, для создания автомобильных передающих антенн КВ диапазона [2].

Антенна линзовая – см.: линзовые антенны.

Антенна логопериодическая – см.: логопериодическая антенна.

Антенна магнитная – см.: магнитная антенна.

Антенна Надененко – то же самое, что и диполь Надененко (см.: диполь Надененко) [9].

Антенна поверхностной волны – в механизме излучения этих антенн основную роль играет так называемая поверхностная волна. Эта волна распространяется вдоль антенны и взаимодействуя при этом с ее элементами формирует излучение антенны. Продольная физическая длина антенн поверхностных волн в направлении излучения обычно больше длины волны, на которой работает антенна. Характеристики этой антенны определяются условиями распространения волны вдоль антенны, которые определяются способом питания элементов, с которыми взаимодействует поверхностная волна. Типичными представителями антенн поверхностных волн является антенна Яги, логопериодическая антенна [31].

Антенна рамочная – см.: рамочная антенна.

Антенна рефлекторная – см.: рефлекторная антенна[14].

Антенна рупорно-параболическая – см.: рупорно-параболическая антенна.

Антенна типа "Г" или " Г-образная " антенна (радиолюбительский жаргон) – антенна, полотно которой выполнено в виде буквы Г [2].

Антенна типа "Т" или " Т-образная " антенна (радиолюбительский жаргон) – антенна, полотно которой выполнено в виде буквы Т [2].

Антенна типа "квадрат" (радиолюбительский жаргон) – антенна, полотно которой выполнено в форме квадрата [2].

Антенна типа “Jim Slim” - (радиолюбительский жаргон) то же самое, что антенна типа J [2]. (см.: антенна типа J).

Антенна типа “Lazy J” - (радиолюбительский жаргон) то же самое, что антенна типа J [2]. (см.: антенна типа J).

Антенна типа “цепеллин” (радиолюбительский жаргон) – Классическая “цепеллин” антенна, представляет собой простой полуволновый вибратор, который питается с одного конца через двухпроводную настроенную линию передачи.Один провод линии передачи подключается к вибратору, а второй изолируется от него. Длина линии передачи должна быть длиной l /4 или быть кратной длине l /4. На излучающем конце антенны всегда максимум напряжения [3].

Антенна типа GP (радиолюбительский жаргон) – антенна выполненная в виде несимметричного заземленного вибратора (Ground Plane). Если размер антенны не указывается, то подразумевается, что длина штыря антенны GP составляет ?? [2].

Антенна типа i. V. (радиолюбительский жаргон) – то же самое, что и инвертор [2]. антенна

Антенна типа J - (радиолюбительский жаргон) антенна, форма полотна которой похожа на латинскую букву J. Нижняя часть этой буквы представляет собой закрытый четвертьволновый резонатор, к которому подключен фидер питания в его нижних точках, , в которых входное сопротивление резонатора равно волновому сопротивлению фидера питания. Открытая часть J-антенны представляет собой несимметричный штыревой вибратор, питающийся напряжением и имеющим высокое входное сопротивление. Длина этого вибратора кратна ?/2. Четвертьволновый резонатор производит согласование высокоомного входного сопротивления излучателя с низким сопротивлением фидера питания [2]. Радиолюбители обычно используют эту антенну для работы на УКВ, но ее возможно использовать и на КВ-диапазонах [22]. Часто эту антенну выполняют из ленточного кабеля. До Второй Мировой Войны эта антенна использовалась для служебной радиосвязи и коммерческого радиовещания.

Антенна типа l или l– антенна (радиолюбительский жаргон) – антенна, полотно которой выполнено в форме латинской буквы L [2].

Антенна типа lW (радиолюбительский жаргон) – обозначение антенны типа “длинный провод” (Long Wire). Часто радиолюбители подразумевают, что эта антенна имеет определенную длину, обычно равную 21 или 41 метр [2].

Антенна типа T2FD (радиолюбительский жаргон) – апериодический шлейфовый вибратор, нагруженный в центре на нагрузку сопротивлением от 300 до 600 Ом. Обычно расположен под углом к земле. В США эта антенна больше известна под названием антенна W3HH [3].

 Антенна типа UW4HW (радиолюбительский жаргон) – широкополосный вертикальный несимметричный экспоненциальный объемный излучатель, полотно которого набрано из медной проволоки. Классическая антенна UW4HW работает в диапазоне частот 14-30 МГц [2].

 Антенна типа W3DZZ (радиолюбительский жаргон) – одна из самых распространенных среди радиолюбителей многодиапазонных антенн. Представляет собой диполь с длиной плеч по 16,7 метров. На расстоянии 10 метров от центра питания антенны включены симметрично два режекторных контура, состоящие из катушки индуктивностью 8,3 мкГн и конденсатора емкостью 60 пФ. За счет выбора номинальных значений индуктивности и емкости режекторного контура, в диапазоне 80 метров эта антенна удлиняется до l /4. В диапазоне 20 метров конденсатор укорачивает электрическую длину антенны до 3 l /4, а в диапазонах 15 и 10 метров соответственно 5l /4, 7l /4. Антенна питается по коаксиальному кабелю волновым сопротивлением 50-75 Ом и электрической длиной, кратной полуволне диапазона 80 метров [3].

Антенна типа W3HH (радиолюбительский жаргон) – То же самое, что и антенна типа T2FD [30]. Это название более широко распространено за рубежом. Называется по позывному впервые использовавшего ее в США радиолюбителя.

Антенна типа Windom (радиолюбительский жаргон) – иногда название антенны пишут в русской транскрипции – “виндом”. Это полуволновый вибратор с согласованной однопроводной линией питания любой разумной длины [3]. Названа в честь ее изобретателя W8GZ, Лорена Виндома (Loren Windom).

 Антенна типа уда-яги (радиолюбительский жаргон) – То же самое, что и антенна Яги (см: антенна Яги) [2].

 Антенна типа яги (радиолюбительский жаргон) – антенна симметричная дипольная или вертикальная несимметричная, для создания диаграммы направленности которой используется хоть один пассивный элемент. Обычно при разговоре об антенне Яги подразумевают дипольную антенну [2].

Антенна Харченко - (радиолюбительский жаргон) названа по фамилии инженера Харченко, впервые описавшего этот тип антенны в 1961 году на страницах журнала “Радио”. Антенна состоит из двух квадратов соединенных в одной из их вершин разъединенными сторонами. Питание антенны производится в точках соединения квадратов. В точке соединения квадратов друг с другом входное сопротивление антенны близко к 50 Ом, и хорошо согласуется как с 50, так и с 75-Омным коаксиальным кабелем. Стороны квадратов равны ?/4. Эта антенна имеет большую широкополосность, чем составляющие ее элементы – квадраты. Существует множество вариантов антенны Харченко, в которых вместо квадратов, для составления ее полотна, используют треугольники, окружности или другие геометрические фигуры – плоские или объемные. Обычно антенна Харченко используется для работы в ТВ диапазонах и в УКВ диапазонах – служебных и любительских [2].

Антенна штыревая – см.: штыревые антенны.

Антенноскоп – прибор для измерения входного сопротивления антенны. В зависимости от схемы выполнения может измерять как активную, так и реактивную составляющую сопротивления антенны [2].

Антенно-фидерная-система (АФС) – или, как еще иначе называют антенно-фидерный тракт. Включает в себя антенну совместно с подключенной к ней и к генератору линией передачи (фидером) [2].

Антенно-фидерный тракт– линия передачи (см. линия передачи) совместно с антенной [3].

Антенны антифединговые – см.: антифединговые антенны [10].

Антенный изолятор – изолятор, используемый в конструкциях антенн, предназначенный для изоляции полотна антенны от оттяжек, других проводящей поверхности и различных целей изоляции [2].

Антенный эффект фидера– выражается в том, что из-за рассимметрирования антенны, при использовании неоптимальных фидерных линий для питания антенны, фидер начинает участвовать в процессе приема [5]. Это нежелательный эффект и от него стараются избавиться, используя соответствующие для этого методы.

Антенны-мачты – антенны, в которых металлическая мачта антенны является не только конструктивным элементом антенны, но еще и излучателем [10]. Антенны-мачты обычно используются на сверхдлинных, длинных и средних волнах. Радиолюбители тоже иногда используют антенны-мачты в своей работе. Классический пример антенны-мачты – четвертьволновый вертикальный излучатель (антенна типа GP) с заземленным основанием питаемая через гамма согласование [30].

Антифединговый антенны – антенны, способные устранять ближнее замирание радиосигналов. Ближнее замирание сказывается там, где пространственные и поверхностные волны имеют примерно равную интенсивность (50-250 км от передающей антенны). В эту область могут приходить пространственные волны, излучаемые антенной под углом 55-75о к горизонту. Отсюда следует, что антифединговые антенны не должны излучать (принимать) под углом, большим 55о к земной поверхности [10].

Апериодическая антенна – антенна, входное сопротивление которой в широком диапазоне частот постоянно [3]. При этом сопротивление излучения ее может меняться при изменении рабочей частоты антенны [9]. Типичным представителем апериодической антенны является антенна Бевереджа, антенна типа T2FD, нагруженная ромбическая антенна, широкополосный вибратор Надененко.

Апертурная антенна – эта антенна характеризуется наличием поверхности (апертуры), на которой происходит трансформация высокочастотной энергии, распространяющейся в линии передачи, в энергию свободных электромагнитных волн. Размеры апертуры обычно значительно превышают размеры длины волны, на которой работает антенна. Характеристики антенны определяются структурой поля на апертуре, то есть, зависят от ее конструкции. Типичный представитель апертурой антенны – зеркальная параболическая антенна [31].

Аппаратный журнал - (радиолюбительский жаргон) журнал произвольной или установленной формы, в который заносятся данные об установленных радиосвязях [2]. Официальная форма аппаратного журнала не определена [21] и радиолюбители часто используют произвольную форму ведения аппаратного журнала.

Атмосферики – атмосферные помехи, создаваемые мировыми очагами (см.: атмосферные помехи) грозовой деятельности [29].

Атмосферные помехи. В земной атмосфере непрерывно происходят различные электрические процессы, например, электризация облаков, электрические (грозовые) разряды. В ионизированных слоях атмосферы возникают электрические токи. Все эти явления создают электромагнитные поля, которые, распространяясь в пространстве и достигая приемных антенн, возбуждают в них переменные токи различных частот, в результате чего в телефонах и громкоговорителях радиоприемников слышен треск – атмосферные помехи [6], которые радиолюбители называют QRN [7].

Аттенюатор - устройство (четырехполюсник), обеспечивающее плавное или дискретное ослабление проходящего через него сигнала [8].

Бабочка (радиолюбительский жаргон). Конденсатор типа “бабочка” имеет два изолированных друг от друга статора и общий ротор, который одновременно либо входит, либо выходит из статоров [15]. Конденсатор этого типа используют в УКВ-передатчиках небольшой мощности в двухтактных выходных каскадах или для настройки элементов антенны.

Бегущая волна – то же самое, что падающая волна [10] (см.: падающая волна). Используется для характеристики работы антенн, которые часто называют Антенны бегущей волны [10].

Белый шум – шум, спектр которого распределен равномерно по всей области частот [10].

Береговая рефракция – под береговой рефракцией понимают явление изменения направления распространения земных радиоволн при пересечении линии берега. Береговая рефракция была обнаружена при работе береговых радиопеленгаторных станций в 1918 году как причина систематических ошибок пеленгования [29].

Биметаллический провод. При построении профессиональных антенн, для их полотен используют биметаллический провод. Его особенность в том, что основа состоит из железного проводника, а внешняя поверхность из медного или алюминиевого чулка [9]. Поскольку из-за скин-эффекта (см. скин-эффект) глубина проникновения ВЧ-токов внутрь металла мала, возможно использовать тонкую медную оболочку. Биметаллический провод из-за железной основы прочнее медного, и в то же время дешевле, чем полностью –выполненный из меди.

Бифилярная намотка – намотка, производимая сразу двумя проводами одновременно. Используется в широкополосных высокочастотных трансформаторах и для изготовления проволочных безиндуктивных резисторов [32].

Ближняя зона антенны – это зона, ограниченная расстоянием до десяти длин волн, излучаемых антенной. В этой зоне существует так называемое связанное нестационарное электромагнитное поле [10]. Для радиолюбителей важно знать, что в ближней зоне присутствуют высокий уровень электрической и магнитной составляющей, диаграмма направленности антенны в ближней зоне не определяется.

Бревстера эффект.  В начале 20-х годов ХХ века английский ученый Бревстер (Brewster) открыл, что угол излучения вертикальной штыревой антенны, расположенной над реальной землей, выше, чем рассчитанный для антенны, находящейся над идеальной проводящей поверхностью. В зависимости от качества “земли” расхождение между теоретическим углом излучения и реальным может составлять от нескольких до десяти градусов. Это явление называется “эффект Бревстера” [11].

Бурст – (радиолюбительский жаргон) от англ.: burst – взрыв, вспышка. При прохождении метеорита через плотные слои атмосферы остается ионизированный след, от которого возможно отражение радиоволн УКВ диапазона. В зависимости от величины метеорита, от их количества, след или следы могут существовать от долей до нескольких десятков секунд. Это же время существует и отраженный от этого следа радиосигнал. Принятый УКВ сигнал, отраженный от метеорных следов длительностью от долей до десятков секунд в радиолюбительской и профессиональной связи называют бурст [22].

Вакуумный конденсатор – состоит из двух коаксиальных цилиндрических электродов, помещенных в стеклянный баллон, в котором создается высокий вакуум, что позволяет повысить рабочие напряжения. Наименьшими потерями эти конденсаторы обладают в диапазоне частот 1-2 МГц, где добротность конденсатора достигает 10000. С увеличением частоты возрастают потери в выводах конденсатора и его диэлектрике и добротность конденсатора понижается [32].

Вариометр – состоит из двух катушек, одна из которых вращается в магнитном поле другой. Катушки могут быть переключены в процессе регулировки последовательно или параллельно, что дает возможность изменять индуктивность системы в широких пределах [2].

"Веревка" (радиолюбительский жаргон) – название однопроводной антенны, расположенной как горизонтально, так и вертикально [2].

Вертикал (радиолюбительский жаргон) – название любой несимметричной вертикальной антенны [2].

Вертикальная антенна – антенна, полотно которой находится вертикально относительно проводящей поверхности – естественной или искусственной [14]. Вертикальные антенны могут быть как симметричными, так и несимметричными.

Вертикально поляризованная волна – это электромагнитная волна, вектор электрического поля которой направлен перпендикулярно относительно проводящей поверхности, над которой она распространяется [12].

Вертикальный излучатель – см.: вертикальные антенны.

Верхние диапазоны (радиолюбительский жаргон) – то же самое, что ВЧ-диапазоны [2] (см. ВЧ-диапазоны).

Взаимности эффект. Эффект взаимности заключается в том, что параметры антенны одинаковы как при работе ее на передачу, так и при работе ее на прием [12]. На основе этого построено большинство теоретических моделей антенны. Как сейчас выяснилось, при более строгом теоретическом подходе к антеннам, это не так. Параметры антенн при работе на передачу, не соответствуют параметрам антенн при работе на прием [13]. Это различие зависит от конструкции антенн. Но до настоящего времени пользуются эффектом взаимности при расчетах антенн с поправкой на реальное расхождение.

Вибратор – элемент антенны, участвующий в ее излучении и формировании диаграммы направленности (см.: диаграммы направленности антенны) [14].

Видеосигнал – 1.Сигнал, несущий в себе видеоизображение (используется в телевидении, в видеозаписи) [2]. 2.Сигнал или процесс, обладающий широким спектром частот – от нескольких до десятков мегагерц [22].

Внутренняя антенна (радиолюбительский жаргон) – 1) название любых передающих или приемных антенн, расположенных внутри помещения (комнаты, чердака, застекленного балкона). Если антенна находится вне помещения под действием внешних атмосферных условий, она не может быть названа внутренней [11]. 2) приемная антенна, находящаяся внутри радиотехнического устройства (приемника, телевизора) [15].

"Вожженка" – (радиолюбительский жаргон), название катушки, выполненной способом вжигания проводящей поверхности (обычно серебра) в керамический каркас катушки. “Вожженки” используют в высокостабильных контурах различных радиотехнических устройствах [2].

Возбуждение – (радиолюбительский жаргон) возникновение нежелательных колебаний в радиотехническом устройстве, как правило, приводящее это устройство к неспособности выполнять свои функции [2].

Волновод – полая или заполненная диэлектриком металлическая труба, в которой осуществляется направленное движение электромагнитного поля. В волноводе практически отсутствуют потери излучения. Потери проводимости в металле из-за отсутствия по сравнению с коаксиалом внутреннего провода, в волноводе меньше, чем в коаксиальной линии: волновод заполненный воздухом, имеет малые диэлектрические потери [32].

Волновое сопротивление – этот параметр относится к линиям передачи (см.: линии передачи). Волновое сопротивление линии равно корню квадратному отношения распределенной вдоль линии индуктивности к распределенной вдоль этой же линии емкости [4]. Физически волновое сопротивление линии показывает, какое эквивалентное сопротивление линия оказывает генератору. Хотя волновое сопротивление рассчитывается исходя из реактивных сопротивлений, оно имеет активный характер. Физически это соответствует тому, что линия потребляет энергию от генератора. В зависимости от сопротивления нагрузки линии режим ее работы (рассмотрен в [4]) может иметь различный характер.

Волновой канал (радиолюбительский жаргон) – то же самое, что антенна Яги (см.: антенна Яги) [2].

Вращающаяся поляризация – при этом типе поляризации векторы электрического и магнитного поля вращаются в плоскости распространения радиоволны. Вращение их происходит по синусоидальному закону с угловой скоростью вращения равной угловой частоте (т.е. вращение происходит с частотой сигнала). Вращающейся поляризацией могут обладать волны с круговой и эллиптической поляризацией. В этом случае говорят о вращающейся круговой ил эллиптической поляризации. При вращении векторов поля по часовой стрелке говорят о правой вращающейся поляризации, при вращении против часовой стрелки - о левой вращающейся поляризации. Для создания вращающейся поляризации используют специальные типы антенн. Используется эта поляризация для связи с ИЗС и связях через метеоры [29]. Радиолюбители этот тип поляризации используют относительно редко, из-за сложностей, возникающих при конструировании антенн, обеспечивающих круговую поляризацию [2].

ВС – тип резистора , которые радиолюбители обычно называют по его аббревиатуре от “высокостабильное сопротивление”. В настоящее время резисторы типа ВС сняты с производства, тем не менее еще солидный запас их используется радиолюбителями в их деятельности. В этих сопротивлениях проводящий слой образован путем осаждения на каркас диэлектрика углерода в вакууме или в атмосфере инертного газа. Эти сопротивления имеют отрицательный ТКС. Для изготовления высокочастотных сопротивлений по каркасу резистора прорезается спиралевидная канавка. Сопротивление типа ВС мало подвержено старению [32]. При снижении мощности, рассеиваемой на них, могут работать при температуре окружающей среды до 100оС.

 Входное сопротивление антенны – это физический параметр антенны. Входное сопротивление можно определить как отношение комплексной амплитуды высокочастотного напряжения, действующего на антенне, к комплексной амплитуде тока, протекающего в антенне [4]. Измерение производится непосредственно на клеммах антенны. Как правило, входное сопротивление антенны является комплексной величиной. Входное сопротивление антенны состоит из суммы сопротивления излучения антенны и сопротивления потерь. Сопротивление излучения R изл.и сопротивление потерь R пот. в отличие от входного сопротивления являются теоретически определяемыми величинами.

вЧ – сокращенное обозначение высокочастотный. Может использоваться к любым параметрам, определяющим высокочастотные колебания – к току, напряжению, частоте и их производным – сопротивлению, мощности и периоду [16].

вЧ-диапазоны (радиолюбительский жаргон). Под ВЧ-диапазонами обычно принимают КВ-диапазоны 20-10 метров [17]. Если о ВЧ-диапазонах говорят сравнительно с НЧ-диапазонами, то тогда под ВЧ-диапазонами понимают диапазоны 40-10 метров. В некоторых источниках под ВЧ-диапазонами принимают диапазоны 15-10 м [2].

Высокочастотный мост – измерительный мост Уитсона, производящий измерение входного сопротивления радиотехнического устройства на высокочастотном токе методом сравнения [3].

Высотные невидимые антенны - под высотными невидимыми антеннами понимают антенны, расположенные относительно высоко над землей – не менее 10 метров и являющихся невидимыми постороннему наблюдателю. Это наиболее просто реализуемые невидимые антенны.

Выходной каскад (радиолюбительский жаргон) – оконечный каскад или усилителя мощности, или усилителя передатчика. Подразумевается, что выходной каскад размещен в одном корпусе со своим радиотехническим устройством [2].

Гамма согласование (радиолюбительский жаргон) – согласующее настраиваемое устройство, устанавливаемое на антенне и используемое для согласования входного сопротивления антенны 10-100 Ом с волновым сопротивлением питающего антенну коаксиального кабеля или линии передачи [3]. По своему виду напоминает греческую букву “гамма”.

Гармоники (радиолюбительский жаргон). При работе выходного каскада передатчика неизбежно на его выходе возникают не только частоты спектра усиленного сигнала, но и частоты, являющиеся комбинацией основной частоты излучения с какими либо другими частотами [17]. В зависимости от режима работы выходного каскада, от схемы построения передатчика, от наличия посторонних мощных излучений гармоники на выходе передатчика могут иметь разную комбинацию и уровень. Радиолюбители понимают под гармониками сигнала все частоты, кроме исходного сигнала, присутствующие на выходе передатчика [2].

Генератор – 1.Электротехническое или радиотехническое устройство, создающее электроэнергию. В радиотехнике под генератором понимают некоторое устройство, обеспечивающее формирование переменных колебаний с заданными параметрами [10]. 2.(радиолюбительский жаргон) часто так называют любой измерительный генератор (см.: измерительный генератор) низкой или высокой частоты, используемый в профессиональной или любительской деятельности [2].

Гетинакс – состоит из бумаги, пропитанный формальдегидной смолой и затем спрессованной между нагретыми плитами. Используют также диэлектрический нагрев прессуемого материала. Гетинаксовые трубки получают путем намотки лакированной с одной стороны бумаги на оправку, которая все время прижимается к вращающимся валам, нагреваемым паром. Содержание смолы в гетинаксе достигает 60% [32]. В направлении вдоль слоев проводимость выше примерно в 100 раз, а пробивная напряженность ниже в 10 раз, чем в направлении перпендикулярном слоям. Имеет большие диэлектрические потери. Служит основой для изготовления фольгированного материала.

Гиротропная среда – в гиротропной (вращающей) среде происходит поворот плоскости поляризации радиоволны [14].

Горизонтальная антенна – антенна, полотно антенны которой расположено горизонтально относительно земли. Обычно горизонтальные антенны используются в диапазоне СДВ-ДВ-СВ [29].

Горизонтально поляризованная волна – это электромагнитная волна, вектор электрического поля которой направлен параллельно относительно проводящей поверхности, над которой она распространяется [12].

Горизонтальный вибратор – эта антенна подвешивается на высоте не менее 0,25? над поверхностью земли с помощью двух мачт, от которых он изолируется несколькими изоляторами. Симметричные половины вибратора также отделяются друг от друга изолятором. Двухпроводной фидер соединяет передатчик (приемник) с ближайшими к среднему изолятору точками обеих половин вибратора [41]. Иногда, радиолюбители при разговоре о горизонтальном вибраторе допускают, что он несимметричный, подвешен на высоте менее 0,25? (но не менее 0,1?) и что одна из точек его подвеса немного выше другой (т.е. антенна подвешена не строго горизонтально над землей, а с некоторым небольшим углом) [2].

Грозозащита– комплекс мер, принятых радиолюбителем для устранения поражения человека и выхода из строя аппаратуры при попадании в антенну молнии [6].

гсс  (аббревиатура) – генератор стандартных сигналов. Генератор, который может обеспечить или фиксированные стандартные значения низких и высоких частот, необходимых для наладки трактов низкой частоты и высокой частоты радиоприемников, или же обеспечивает генерацию низких и высоких частот в одном или нескольких непрерывных диапазонах. В ГСС обычно предусмотрена возможность модуляции высокочастотного сигнала по амплитуде или по фазе [20].

Дальняя зона антенны – эта зона лежит на расстоянии более ста длин волны, на которой работает антенна. В этой зоне отсутствуют связанные статические поля и существует только свободное электромагнитное поле. Напряженность электрического и магнитного поля в дальней зоне антенны относительно ближней зоны невелика. Диаграмма направленности антенны, измеренная в дальней зоне соответствует реальной диаграмме направленности антенны [4].

ДВ – 1) Длинные волны – под этим радиолюбители понимают радиовещательный диапазон частот 150-415 кГц [15]. 2) Если аббревиатура ДВ употребляется со словосочетанием “любительский диапазон”, то под этим подразумевают любительский диапазон 136 кГц [2].

Деградация транзистора – Высокочастотные мощные транзисторы состоят из множества параллельно соединенных элементарных транзисторных ячеек. В случае работы транзистора с нарушением какого-либо из его режимов одна или несколько этих элементарных ячеек могут выйти из строя. В этом случае транзистор становится негодным к использованию его в высокочастотных устройствах. На постоянном токе измерения параметров может оказаться, что транзистор исправен. Только замена транзистора в устройстве на заведомо исправленный или измерение параметров транзистора на его рабочей частоте может выявить неисправный транзистор [2]. Деградация может происходить и в мощных транзисторах, работающих на постоянных токах. В этом случае при превышении тока через транзистор свыше некоторой величины происходит его лавинообразный пробой в зависимости от протекающего тока через транзистор восстановимый или невосстановимый.

Действующая высота антенны. Под действующей высотой приемной антенны, понимают такую высоту, которая будучи умноженной на напряженность электрической составляющей в месте расположения антенны дает ЭДС, получаемую на выходных зажимах этой антенны. Можно принять, что действующая высота антенны физически равна длине однопроводной антенны, расположенной в зависимости от принимаемой поляризации вертикально или горизонтально [4].

"Дельта" (радиолюбительский жаргон) – обозначение антенны, выполненной в виде греческой буквы “дельта” [2].

 Диаграмма направленности . Диаграмма направленности передающей (приемной) антенны характеризует интенсивность излучения (приема) антенной в различных направлениях. Для передающей антенны используют ДН по напряженности поля в электрической составляющей электромагнитного поля или по уровню его мощности. Обычно диаграмма направленности антенны строится в полярной системе координат [7]. Направление максимального излучения называется главным лепестком антенны. Остальные лепестки ДН антенны являются побочными. Лепесток излучения в сторону обратную главному направлению называется задним лепестком ДН антенны. Диаграммы направленности строят в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Обычно используют нормированные диаграммы направленности, которые показывают способность антенны работать на передачу (прием) в заданном направлении, независимо от мощности, подводимой к ней. В нормированной диаграмме направленности величина лепестка главного направления излучения принимается за единицу, боковые лепестки строятся в масштабе относительно главного [4].

Диапазон гражданской связи – официальное название Си-Би диапазона 26-27,5 МГц [22]. В тех странах, где имеется несколько диапазонов гражданской связи (например, в США – 27 МГц, 220 МГц, часть диапазона 144 МГц, 960 МГц) уточняется, о каком именно диапазоне идет речь [30]. Будем надеяться, что в скором будущем и в России будет несколько диапазонов гражданской связи.

Диполь Надененко – симметричный диполь, впервые предложенный С.И. Надененко, и известный в литературе под его именем. Он выполнен из ряда проводов, расположенных по образующим цилиндра. Его входное сопротивление в полосе рабочих частот лежит в пределах 250-400 Ом. Перекрытие по частоте диполя Надененко в зависимости от его конструктивного выполнения может достигать 5. Обычно его питание производят по симметричной двухпроводной линии волновым сопротивлением 300 Ом [9].

Дипольный излучатель (радиолюбительский жаргон) – дипольная полуволновая антенна, размещенная в свободном пространстве [3]. Обычно параметры дипольного излучателя служат для их сравнения с другими, более сложными антеннами.

Директор – (радиолюбительский жаргон) от англ. director – направитель – устройство, располагающееся в конструкции антенны в направлении ее главного лепестка ДН и служащее для создания максимума излучения антенны в сторону директора. Директоры могут быть выполнены резонансными пассивными и активными (как резонансными так и пассивными ) , питающимися с некоторой разностью фаз по сравнению с вибратором [2].

Дифракция – способность радиоволн огибать неровности поверхности вдоль которой они распространяются, в том числе кривизну земной поверхности [29].

Диэлектрическая проницаемость среды. Обычно используют относительную диэлектрическую проницаемость среды, которая показывает, во сколько раз в данной среде сила взаимодействия между зарядами уменьшается по сравнению с вакуумом [8]. Для радиолюбителей важно, что относительная диэлектрическая проницаемость показывает, во сколько увеличивается емкость конденсатора, если вместо вакуума между его пластинами будет использован данный диэлектрик.

Диэлектрические потери – под этим понимают мощность, рассеиваемая в изолирующем веществе, находящемся в электрическом поле [32].

Длина волны – это наименьшее расстояние между двумя точками, расположенными вдоль направления распространения волны, в которых колебания имеют одинаковую фазу. Длину волны в среде распространения можно определить, разделив скорость распространения электромагнитного поля в этой среде на частоту электромагнитного колебания [18].

ДМв ( дециметровые волны ) (радиолюбительский жаргон) – 1) Если говорят о дециметровых волнах применительно к телевидению, то имеют ввиду 21-80 телевизионные каналы [20]; 2) Если говорят о дециметровых волнах применительно к радиолюбительским диапазонам, то имеют в виду любительские диапазоны 430 МГц и 1215 МГц [2].

ДН – то же самое, что “диаграмма направленности” (см.: диаграмма направленности).

Добротность – безразмерная величина, характеризующая относительную величину потерь энергии колебаний в контуре [6]. Этим параметром можно характеризовать как контур, так и отдельные элементы, входящие в его состав – катушку, конденсатор. Для конденсаторов величину “добротность” обычно не применяют, а используют величину “тангенс угла потерь” [2].Современные цифровые RLC–метры позволяют определить добротность катушек и тангенс угла потерь конденсатора.

Доплера эффект – явление, заключающееся в изменении частоты (длины волны) колебаний, распространяющихся между объектами при наличии относительной скорости между ними [10]. Радиолюбители сталкиваются с эффектом Доплера при связях с ИЗС, имеющем относительную скорость относительно Земли, при метеорных связях, когда под действием ветра в верхних слоях атмосферы метеорные следы перемещаются относительно поверхности земли [2].

Дробовой эффект – название эффекта, вызванного неравномерным испусканием электронов катодом радиолампы или эмиттером транзистора. Дробовой эффект выражается во внесении добавочного шума в полезный сигнал активным элементом усилительного каскада [15].

Дросселем высокой частоты – называются катушки индуктивности, предназначенные для того, чтобы практически не пропускать токи высокой частоты. Соответственно этому дроссели имеют большое индуктивное сопротивление для токов высокой частоты, а токи ВЧ, протекающие через них невелики. Дроссели могут быть разделительными, блокировочными, рассчитанные на различный пропускаемое ими постоянный и/или высокочастотный ток, и следовательно на работу под разным напряжением [32].

Емкостная нагрузка антенны. Представляет собой несколько проводников, подсоединенных к концу антенны, или утолщение конца антенны в виде шара [2]. Емкостная нагрузка предназначена для увеличения емкости антенны относительно земли, а, следовательно, для уменьшения электрической длины и резонансной частоты настройки антенны [9].

Емкость катушки – нежелательное свойство катушки. Из-за межвитковой емкости конструкции катушки, реальная катушка индуктивности обладает начальной емкостью, которая не может быть исключена [32]. На эквивалентной схеме реальной катушки ее изображают как идеальную катушку, обладающую только индуктивностью, параллельно к которой присоединен конденсатор емкостью равной паразитной емкости катушки. Вследствие этого он образует с идеальной индуктивностью колебательный контур, резонансная частота которого является собственной резонансной частотой катушки. Паразитная емкость дросселя на какой либо частоте может привести к возбуждению устройства, содержащего данный дроссель

Заземление. В радиотехнической литературе под “заземлением” понимают специальное устройство, необходимое для работы антенны и представляющее собой систему радиальных проводников соединенных особым способом и расположенных в месте, необходимом для работы антенны [9]. В радиолюбительском жаргоне под словом “заземление” понимают обычно лишь электротехническое заземление, необходимое для снятия потенциала с аппаратуры, питающейся от сети переменного тока [2]. Устройство заземления, необходимое для нормальной работы антенны в радиолюбительском жаргоне называют “земля” антенны. В качестве “земли” антенны радиолюбители обычно используют противовесы (см.: противовесы) [19].

Замирание – см.: искажения при распространении радиоволн [29].

Запас по мощности канала связи – Величина дополнительного ослабления сигнала (выражается в дБ), который может выдержать канал радиосвязи без увеличения заданного числа ошибок [28].

Затухание в кабеле – потери сигнала в кабеле на единицу длины, зависит от типа кабеля и от частоты сигнала [28]. Выражаются в дБ.

Затухание при распространении – падение мощности сигнала по мере его распространения от передатчика к приемнику. Зависит от трассы распространения и от параметров сигнала- частотного спектра, поляризации, мощности [28].

Земная антенна – антенна в виде провода, проложенного на земле или протянутого на небольшой высоте над ней. Земные антенны могут быть как симметричными, так и несимметричными. Земная антенна принимает энергию радиоволн, распространяющихся в направлении полотна антенны[29]. Типичным представителем земных антенн является антенна Бевереджа. Если бы почва обладала свойствами идеального проводящего тела, то прием сигналов на земную антенну был бы невозможен. Чем короче длина принимаемой радиоволны, и чем меньше проводимость почвы для токов высокой частоты, тем большая ЭДС будет наводиться в земной антенне.

Земная волна – то же самое, что и поверхностная волна (см.: поверхностная волна) [29].

Зенит – верхняя точка пересечения отвесной линии с небесной сферой. Высота зенита над горизонтом равна 90о [1].

Зеркальные антенны – апертурные антенны (см.: апертурные антенны), в которых используется явление направленного отражения радиоволн от металлического зеркала (рефлектора) для преобразования слабонаправленных электромагнитных волн, создаваемых первичным излучателем [14].

Зигзагообразная антенна – (радиолюбительский жаргон) – любая антенна, полотно которой выполнено в форме зигзага [22].

Зигзагообразная антенна Харченко – (радиолюбительский жаргон) – то же самое, что антенна Харченко [22] (см.: антенна Харченко).

Измерительный генератор – прибор для создания электрических колебаний различной заранее определенной формы и частоты при определенных значениях мощности, напряжения или/и тока [20]. Измерительные генераторы используются для наладки различных радиотехнических устройств.

Изотропная среда – среда, свойства которой одинаковы независимо от направления в ней [29].

Изотропный излучатель – излучатель, диаграмма направленности которого представляет собой шар, т. е. излучение происходит равномерно во все стороны. Используется для сравнения потока мощности, излучаемой реальной антенной в соответствии со своей диаграммой направленности, с равномерно излучаемой изотропным излучателем мощностью во все стороны [14]. Изотропный излучатель, одинаково эффективно излучающий как электрическую, так и магнитную составляющую ЭМВ, не может быть реально реализован. В антенной технике для исследований используют электрический или, в зависимости от целей исследований, магнитный элементарный излучатель [14]. Электрический элементарный излучатель представляет собой физически диполь, с длиной стороны много меньшей (в сотни раз) длины волны. Элементарный магнитный излучатель представляет собой рамку, с периметром много меньшей (сотни раз) длины волны [14].

Импеданс – комплексное сопротивление, включающее в себя реальную и мнимую составляющие [10].

Инвар – сплав никеля (36%) и железа (остальное). В диапазоне температур –100 - +100оС сплав имеет практически нулевой коэффициент расширения. Удельная проводимость инвара весьма низкая и составляет лишь около 2% от проводимости меди [32]. Сплав используется для производства конденсаторов переменной емкости с малым ТКЕ. Для производства конденсаторов используется сплав, покрытый высокопроводящим металлом – обычно серебром.

Инвертор (радиолюбительский жаргон) – название антенны, имеющей вид перевернутой латинской буквы V [2].

Индуктивность – параметр катушки, который характеризует способность обмотки катушки и окружающей ее среды накапливать энергию и массу магнитного поля [32].

Индустриальные помехи – эти помехи, называемые также промышленными помехами, проявляют себя как трески и шумы в телефонах (или громкоговорителях) приемников. Индустриальные помехи проявляются в местностях, где работают электростанции и различные электрические установки, аппараты и приборы: электродвигатели, аппараты электросвязи, медицинские приборы, ЭВМ, электросварочные аппараты, электрические звонки, системы электрического зажигания двигателей внутреннего сгорания [6]. Помехи, создаваемые приему другими радиостанциями также можно отнести к индустриальным помехам. На радиолюбительском жаргоне эти помехи называют QRM [7].

Интерференционные свисты- при поступлении в приемник колебаний, частоты которых отличаются друг от друга на звуковую частоту, вследствие нелинейных процессов в радиоприемнике возникают биения этих двух частот, в результате которых на выходе усилителя низкой частоты продуцируются звуковые частоты их биений[2].

Интерференция радиоволн – сложение электромагнитных волн в пространстве. Если интерферирующие волны имеют одинаковую длину волны, то интенсивность результирующего излучения зависит от сдвига фазы между соответствующими (электрическими и магнитными) полями составляющих волн [29].

Ионосфера – область высот над поверхностью Земли от 60 до 600 км. По отношению к радиоволнам ионосфера ведет себя как полупроводящая среда, от которой радиоволны могут отражаться. Теоретические расчеты показывают, что от ионосферы обычно могут отражаться волны длиннее 10 метров. Таким образом, для радиоволн длиннее 10 метров ионосфера непрозрачна, и волны этого диапазона не могут, как правило, покинуть пределы Земли, за исключением сверхдлинных волн, распространяющихся вдоль силовых линий магнитного поля Земли. Для радиоволн короче 10 метров и для радиоволн оптического диапазона ионосфера является вполне прозрачной средой [29].

Ионосферные волны – радиоволны, распространяющиеся на значительные расстояния и огибающие земной шар в результате однократного или многократного отражения от ионосферы (в диапазоне волн длиннее 10 м), а также волны, рассеиваемые на неоднородностях ионосферы и отражающиеся от ионизированных следов метеоров (в диапазоне метровых волн) [29].

ИСЗ – аббревиатура от “искусственный спутник земли” [1].

Искажения при распространении радиоволн – Одной из причин искажений являются диспергирующие свойства среды, т.е. зависимость скорости распространения радиоволн от частоты и множителя ослабления от мощности падающего сигнала. Эти искажения проявляются в искажении прямоугольной формы импульсных сигналов и в потере спектральных составляющих сигнала с малыми амплитудами. Другой причиной искажений является многолучевость в тракте распространения, т.е. когда пункта приема достигают несколько лучей, прошедших различные пути, например, отразившись один и два раза от ионосферы. Поскольку тропосфера и ионосфера являются нелинейными и неустойчивыми образованиями, свойства которых непрерывно изменяются во времени, то и разность хода лучей непрерывно изменяется во времени. Это приводит к замираниям, т.е. к беспорядочным изменениям амплитуды и фазы принимаемых сигналов, а при некоторых условиях и к возникновению эхо-сигналов [29].

ичх (измеритель частотных характеристик) – прибор, предназначенный для наблюдения и регистрации амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников. Применение ИЧХ позволяет заменить довольно длительный и трудоемкий процесс снятия по точкам амплитудно-частотных характеристик с помощью измерительного генератора и вольтметра непосредственным наблюдением амплитудно-частотной характеристики на экране электроннолучевой трубки [20]. Особенно удобно использовать его для настройки антенн, так как влияние изменений тех или иных параметров в процессе настройки сразу же видно на экране ИЧХ по изменению формы амплитудно-частотной характеристики [20]. Среди радиолюбителей широкое применение получили ИЧХ типа XI–I, XI–IA, X1–19Б, Х1–50 [2].

Карбонильное железо – используется для приготовления магнитодиэлектрика, работающего в диапазоне частот до 100 МГц. Карбонильное железо приготавливается путем термического разложения пентакарбонита железа. Карбонильное железо характеризуется высокой дисперсией частиц, плотной структурой и округлой формой зерен без острых выступов. Зерна карбонильного железа слабо окисляются. Чем выше частота, на которой работает сердечник из магнитодиэлектрика, тем мельче должны быть зерна в порошке карбонильного железа [32]. Для изолирующей связки магнитодиэлектрика на основе карбонильного железа часто применяют материалы растворимые в ацетоне, уайт-спирте. При желании можно растворить связывающее вещество нескольких сердечников, а из полученного порошка сделать сердечник больших размеров, использовав в качестве связующего вещества парафин, эпоксидку.

Каркас (катушки) – большинство катушек индуктивности нуждается в изоляционных основаниях – каркасах, на которые укладываются и укрепляются витки и обмотки. Каркасы в значительной степени оказывают влияние на электрические параметры катушек и определяют их стоимость. К конструкции каркасов предъявляются требования механической жесткости и прочности, возможности осуществления прочной укладки провода обмотки, удобства крепления контактов и установки каркасов на шасси аппаратуры [32].

"Картинка" - (радиолюбительский жаргон) изображение на экране телевизора или осциллографа [2].

катв (кабель антенный, телевизионный) – линия передачи (см.: линии передачи) двухпроводная в твердом диэлектрике, имеющая волновое сопротивление 300 Ом [6]. В 60-е годы КАТВ широко выпускался промышленностью СССР, и до сих пор радиолюбители используют его для питания простых высокоомных антенн [2].

Катушка - (радиолюбительский жаргон) радиолюбительское название катушки индуктивности [2].

Катушка удлиняющая – см.: удлиняющая катушка [3].

КБВ (коэффициент бегущей волны) – величина, обратная КСВ (см.: КСВ). КБВ равен отношению минимальной амплитуды напряжения, действующем в линии передачи (см.: линии передачи) к максимальному напряжению, действующему в этой же линии [16]. Обычно КБВ используют для характеристики работы открытых линий (см.: открытые линии), но иногда используют и для характеристики работы линий передач на коаксиальном кабеле. КСВ практически всегда используют для характеристики работы коаксиальных линий передач [16].

КВ – диапазон коротких волн. Обозначение КВ, используемое в связи, включает в себя только диапазон 100 – 10 метров, диапазон от 200 до 100 метров называется промежуточным КВ-диапазоном. Радиолюбители подразумевают под КВ – диапазон волн от 160 до 10 метров [7]. В современной официальной терминологии диапазон КВ (100 – 10 метров) называют декаметровыми волнами, но радиолюбители не используют это название.

Квадратичный конденсатор переменной емкости – то же самое, что и прямоволновый конденсатор [32] (см.: прямоволновой конденсатор переменной емкости).

Коаксиал (радиолюбительский жаргон) – см.: линии передачи [2].

Ковар – сплав никеля (29%), кобальта (17%) и железа (остальное). При таком составе сплав имеет близкий к нулю коэффициент линейного расширения. Проводимость этого сплава примерно в два раза выше, чем инвара. Наличие в составе кобальта удорожает сплав [32]. Ковар используется для производства конденсаторов переменной емкости с малым ТКЕ. Для производства конденсаторов используется сплав, покрытый высокопроводящим металлом – обычно серебром.

Когерентость – состояние двух или нескольких колебаний, при котором сохраняется постоянное соотношение фаз [22] между этими колебаниями.

Колбук (радиолюбительский жаргон – от CALLBOOK) – книга, содержащая список позывных любительских радиостанций совместно с именами, фамилиями операторов и почтовыми адресами этих станций [2].

Коллинеарная антенна – антенна, для создания диаграммы направленности которой используется ряд излучателей (обычно полуволновых), расположенных в одну линию, и питаемых с постоянным сдвигом фаз относительно друг друга равного 180о [3]. Обычно эти антенны используются в УКВ диапазонах и в верхних КВ диапазонах.

"Конденсатор емкостью 0,5 мкФ" (радиолюбительский жаргон) – название бутылки водки емкостью 0,5 литра [2].

Конденсатор подстроечный керамический (КПК) – состоит из неподвижного статора и ротора, могущего вращаться. Статор изготавливают из прочной установочной керамики, обычно из стеатита. Ротор изготавливается из конденсаторной керамики, обычно тикоида марки Т80. Статор имеет обращенную к ротору рабочую поверхность, часть которой в форме сектора, удлиняющегося по направлению к зажиму, слегка углублена и заполнена слоем вожженного серебра. Ротор имеет форму диска с отверстием в центре и с утолщенным ободком. Поверхности ротора и статора, прилегающие друг к другу шлифуются. С наружной стороны часть поверхности ротора в виде полукруга покрывается серебром. При сборке ротор плотно прижимается к статору и может вращаться с известным трением. С помощью отвертки или ключа ось ротора можно повернуть так, что посеребренный сектор окажется над металлизированной поверхностью ротора, тогда емкость подстроечного конденсатора будет максимальной [32]. Радиолюбители часто используют КПК в конструкциях удлиненных вертикальных антенн.

Конденсатор укорачивающий – см.: укорачивающий конденсатор [3].

Коннектор (радиолюбительский жаргон – от connector) – название высокочастотного соединительного разъема [2].

Контур – (радиолюбительский жаргон) – имеется ввиду катушка с последовательно или параллельно подключенным к нему конденсатором, или, в некоторых случаях, без него [2].

Коромысло (радиолюбительский жаргон) – обозначает телеграфный ключ [2].

Коротковолновик (радиолюбительский жаргон) – радиолюбитель, имеющий лицензию для работы на КВ диапазонах [2].

Космические помехи. На частотах выше 30 МГц уровень атмосферных помех резко снижается, так как создаваемые мировыми очагами грозовой деятельности радиоволны лишаются возможности распространяться в качестве ионосферных волн. В диапазоне метровых волн основным источником помех является радиоизлучение, создаваемое различными источниками как входящими в систему Галактики, так и находящимися вне ее пределов, а также радиоизлучение Солнца. Помехи, создаваемые этими источниками называют космическими [29].

Космическое радиоизлучение – излучение, создаваемое Солнцем и различными источниками как входящими в Галактику, так и находящимися за ее пределами [29].

Коэффициент укорочения кабеля – коэффициент, на который необходимо умножить длину волны в вакууме, чтобы получить ее длину при распространении колебания этой же частоты в линии передачи [3]. Коэффициент укорочения зависит от диэлектрика, используемого для заполнения пространства между проводниками линии передачи и от ее конструкции. Для коаксиальных кабелей с полиэтиленовым диэлектриком, коэффициент укорочения равен 0,66, для коаксиальных кабелей с фторопластовым диэлектриком – 0,86. Коэффициент укорочения коаксиального кабеля с воздушным заполнением и открытой линии с воздушным диэлектриком равен 1 (при более строгих расчетах коэффициент укорочения равен примерно 0,96-0,99). Коэффициент укорочения открытых линий с твердым диэлектриком обычно равен 0,82.

Коэффициент затухания линии – равен отношению активного сопротивления данного участка линии на заданной частоте к удвоенному значению волнового сопротивления линии [32]. Иногда коэффициент затухания выражают в децибелах на метр. Он показывает какое затухание испытывает сигнал заданной частоты при распространении на единице длины линии [32].

Коэффициент защитного действия антенны. Если приемная антенна, обладающая многолепестковой диаграммой направленного действия ориентирована осью главного лепестка на принимаемую радиостанцию, то она кроме этой радиостанции может принимать сигналы радиостанции (являющиеся помехой), лежащей в направлении бокового лепестка. Если напряженности полей, создаваемых обеими радиостанциями в месте расположения приемной антенны одинаковы, то интенсивность Э.Д.С. помехи на выходе приемной антенны будет в К3 раз меньше интенсивности Э.Д.С. принимаемой радиостанции [4]. Величина К3 и называется коэффициентом защитного действия антенны. В реальных условиях приема стремятся для увеличения К3 так ориентировать антенну, чтобы мешающая станция попадала в минимум диаграммы направленности антенны [4].

Коэффициент направленного действия (КНД) антенны – определяется как отношение плотности мощности излучения, создаваемого антенной в данном направлении на данном расстоянии, к плотности мощности излучения, создаваемого на том же расстоянии и в том же направлении некоторой стандартной антенной, при условии, что излучаемые обеими антеннами мощности одинаковы [4]. В качестве стандартной антенны используют изотропный излучатель, или в некоторых случаях, идеальный полуволновый диполь или идеальный четвертьволновый штырь.

Коэффициент укорочения антенны. Электрическая и геометрическая длины вибраторов антенны равны только в том случае, когда проводник полотна антенны бесконечно тонкий и при этом находится на бесконечном удалении от поверхности Земли. На практике антенны имеют определенную толщину и установлены на определенной высоте. В зависимости от этих величин и определяется коэффициент укорочения физической длины антенны по сравнению с ее электрической [3]. Для большинства радиолюбительских антенн коэффициент укорочения равен 0,92 – 0,96.

Коэффициент усиления антенны (КУ). При определении КНД предполагалось, что данная и стандартная антенны излучают одинаковые мощности. Однако, иногда более целесообразно сравнивать антенны при условии, что одинаковы мощности, подводимые к ним. Под коэффициентом усиления передающей антенны понимают отношение плотности потока мощности, создаваемого данной антенной на некотором расстоянии в данном направлении к плотности потока мощности, создаваемого на том же расстоянии и в том же направлении идеальной изотропной антенной, при условии, что мощности, подводимые к обеим антеннам одинаковы [4].

кПД антенны – определяется как соотношение излучаемой мощности (Ризл.) к мощности подводимой к антенне (Рпод.): КПД =
 Через сопротивление излучения антенны Rизл. и сопротивление потерь Rпот., КПД можно определить как: КПД = .
 Поскольку практически определить излученную мощность антенной весьма затруднительно, то КПД антенны в основном определяют теоретически [4]. Точное определение КПД радиолюбительской антенны сложное дело, и радиолюбители обычно рассчитывают КПД своих антенн, основываясь на их теоретических моделях [2].

КПЕ – аббревиатура от “конденсатор переменной емкости” [2].

Кремнийорганические материалы – см.: силиконы [32].

Кроссбэнд – (радиолюбительский жаргон) – от англ. crossband – через диапазон – работа в эфире на прием на одном диапазоне, а на передачу на другом. Обычно используют работу кроссбэндом на 10 и 6 метров. Радиолюбители которым запрещено работать на передачу в диапазоне 50 МГц, слушают этот диапазон, а радиолюбители, имеющие лицензию для работы на 50 МГц, работают на нем на передачу. Возможны и другие случаи работы кроссбэндом [2].

 "Круглый стол" (радиолюбительский жаргон) – встреча нескольких радиолюбителей на одной частоте в эфире. “Круглые столы” могут проводиться организованно по графику, а могут возникать спонтанно [2].

Круговая поляризация – поляризация радиоволны, при которой обе составляющие ЭМВ обладают одинаковыми амплитудами, но сдвинуты по фазе на 90о или 270о, соответственно с правым или левым вращением результирующего вектора [29].

Круговая частота – см.: частота [33].

Крыша антенны – верхнюю часть антенны сверхдлинных, длинных и средних волн, выполненную в виде одиночного горизонтального проводника, нескольких горизонтальных или наклонных проводников, называют “крыша антенны” [10].

ксв (коэффициент стоячей волны) – равен отношению максимальной амплитуды напряжения в линии передачи (см.: линии передачи) к минимальной амплитуде действующего там напряжения [16].

ксв–метр – прибор, предназначенный для определения КСВ (см.: линии передачи) [17].

Куликовка (радиолюбительский жаргон) – название антенны, изобретенной С. Куликовым, которая используется в военных носимых и возимых радиостанциях [2] (см.: антенна Куликова)

ЛА (логарифмическая антенна). Широко используется как на радиолюбительском жаргоне [2], так и среди профессиональных антенщиков [28].

Лапма (радиолюбительский жаргон) – обозначает любую электронную лампу – диод, триод, тетрод и т.д., а не осветительную лампу накаливания [2].

Лапша (радиолюбительский жаргон) – см.: ТРП.

Ленточный кабель (радиолюбительский жаргон) – двухпроводная линия передачи в твердом диэлектрике. Радиолюбители используют в качестве ленточного кабеля КАТВ (см.: КАТВ) и телефонный провод марки ТРП [2] (см.: ТРП).

Линейная поляризация – ЭМВ, векторы электрической и магнитной составляющей которой находятся в фазе или сдвинуты друг относительно друга на 180о [29].

Линейные антенны – антенны, полотно которых выполнено в виде провода или системы проводов, длина которых значительно – не менее 100 раз – превышает их поперечный размер. Характеристика излучения линейной антенны определяется распределением токов на проводах антенны и их взаимной ориентацией. К линейным антеннам принадлежат в основном все КВ-антенны – дипольные, штыревые, антенна Бевереджа и т.д. [31].

Линейный переход – плавный переход (см.: плавный переход), в котором волновое сопротивление на единицу длины меняется по линейному закону [14]. Обычно радиолюбители используют самодельные линейные переходы.

Линзовые антенны – процессы в них основаны на том, что материалы (диэлектрики и металлы), из которых изготавливается так называемая “линза” антенны, обладают свойством при прохождении через них электромагнитных волн изменять скорость их распространения. Благодаря этому, возможна концентрация излучения в одном направлении. Действие линзовых антенн основано на тех же принципах, что и действие оптических линз [28].

Линия (радиолюбительский жаргон) – то же самое, что и линия передачи [2] (см.: линия передачи).

Линия передачи. В радиотехнических устройствах широко применяют цепи, предназначенные для передачи энергии колебаний высокой частоты от генератора к нагрузке, например, от передатчика к антенне. Эти цепи называются передающими (фидерными) линиями [4] или линиями передачи. Фидерная линия может быть выполнена в виде коаксиального кабеля или двухпроводной линии. На радиолюбительском жаргоне под линией передачи подразумевают двухпроводную линию. Коаксиальная линия передачи (состоящая из коаксиального кабеля) на радиолюбительском жаргоне часто называется коаксиал [2].

 Литцендрат – многожильный провод с изолированными друг от друга слоем эмали жилами, скрученными в общий жгут, оплетенный одним (ЛЭШО) или двумя (ЛЭШД) слоями шелковой изоляции. Литцендрат обладает меньшими потерями на высоких частотах по сравнению со сплошным проводником такого же сечения. Область применения литцентдратов – изготовление контурных катушек диапазонов длинных и средних волн. Применение литцендратов повышает добротность катушек на 30-40 % [15].

Логарифмический конденсатор переменной емкости – характеризуется постоянством относительного изменения емкости конденсатора на единицу угла поворота при вращении ротора. Это позволяет установить несколько конденсаторов переменной емкости на одной оси в виде блока переменных конденсаторов. Погрешность установки частоты в этом случае будет минимальной. Логарифмические конденсаторы используются в колебательных контурах с плавной настройкой [32].

Логопериодическая антенна (ЛА) – состоит из n вибраторов, образующих две полуструктуры, наложенные одна на другую. Обе полуструктуры возбуждаются перекрещивающейся двухпроводной линией передачи. Принято считать, что число активных вибраторов, образующих активную зону, не более пяти. Зона излучения как бы перемещается вдоль ЛА при изменении частоты [28].

Любительская служба радиосвязи – служба, предназначенная для целей самосовершенствования, взаимной связи и технических исследований, осуществляемая любителями, т.е. лицами, имеющими на это должное разрешение и занимающимися радиотехникой исключительно из личного интереса и без извлечения материальной выгоды [21].

Любительская станция (радиолюбительский жаргон) – радиостанция любительской службы связи [2].

Любительские диапазоны (радиолюбительский жаргон) – ограниченные участки частот, в которых разрешена работа лицензированным радиолюбителям [7]. Си-Би-диапазон  (см.: Си-Би-диапазон) не входит в любительские диапазоны и он упоминается отдельно, если радиолюбительское устройство предназначено для работы как в любительских диапазонах, так и в Си-Би-диапазоне.

Магнитная антенна – 1.Разновидность рамочных антенн, которые работают с использованием магнитной составляющей электромагнитной волны, как с основной ее составляющей. В ходе дальнейшего преобразования ее излучения , в случае передающей антенны, в пространство относительные величины векторов магнитного и электрического поля примерно выравниваются [10]. Радиолюбители для работы на передачу в основном используют настроенные в резонанс магнитные антенны [2]. Передающие магнитные антенны обладают направленными свойствами. 2. (Радиолюбительский жаргон) – Внутренняя антенна радиоприемника, которая представляет собой катушку, намотанную на ферритовый стержень. Эта антенна обладает направленными свойствами [2].

Магнитная проницаемость среды – эта величина показывает, во сколько раз магнитная индукция поля, создаваемого током в данной среде, больше, чем в вакууме [18]. Для радиолюбительских целей можно принять, что магнитная проницаемость сердечника примерно показывает, во сколько раз увеличится инду<

Из книг по радиолюбительским антеннам (например, Родхаммеля) известно, что антенны типа "полуволновый диполь", настроенные на разные диапазоны, можно питать одним общим фидером. Однако не указывается, как влияют друг на друга эти антенны и в какой последовательности следует производить их настройку.

Практические ответы на эти вопросы получил во время своего отпуска Петр ("Садовник", RV3APY), согласившийся поделиться своим опытом.

Антенна "Inverted V" является разновидностью полуволнового диполя. За счет того, что концы проводников диполя опущены к земле примерно под углом 45 градусов, она имеет сопротивление, близкое к 50 Омам. Поляризация излучения – горизонтальная.

Если проводники расположены не строго в вертикальной плоскости, появляется компонента излучения с вертикальной поляризацией.

Петру удалось запитать одним 50-омным фидером сразу 4 антенны: на диапазоны 160 м, 80 м, 40 м и 10 м.

Примерный вид расположения антенн показан на рисунке.

В качестве мачты использовалась береза высотой 18 м (точка запитки). К левому по рисунку плечу подключалась центральная жила кабеля, к правому – оплетка. Концы проводов плеч самой длинной антенны располагались на высоте 3 м от земли, остальные – выше. Оттяжки – из капронового шнура. В боковой плоскости плечи антенн были отклонены от вертикали на 20-30 градусов.

При настройке Петр использовал прибор для настройки антенн фирмы MFJ, который позволял измерять не только КСВ, но и активную и реактивную составляющие входного сопротивления антенны на любой частоте.

Длины плеч антенн для начала устанавливают по расчету, равными четверти длины волны на центральной частоте каждого из диапазонов. При этом антенна будет настроена несколько ниже по частоте, и при настройке длину плеч придется немного укорачивать.

Настройка производилась, начиная с самой длинноволновой антенны. Регулируя длину плеч антенны, добиваются чисто активного входного сопротивления на средней частоте диапазона. Затем, если активная часть входного сопротивления заметно отличается от 50 Ом, подстраивают длины каждой из половинок вибратора: увеличивая одну, уменьшают на такую же длину другую, так, что общая длина антенны не изменяется. Таким путем добиваются наилучшего согласования на частоте резонанса антенны.

После настройки самой длинной антенны (160 м) аналогичным образом последовательно настраивают остальные вибраторы (80 м, 40 м, 10 м).

Закончив настройку самой короткой антенны, перепроверяют, как изменилась настройка самой длинной антенны. Иногда длины ее половинок приходится немного подкорректировать для восстановления резонанса. Затем последовательно перепроверяют и, при необходимости, подстраивают остальные антенны (от длинной к более короткой).

Вопреки опасениям, оказалось, что влияние антенн друг на друга оказалось незначительным.

Полученные результаты сведены в таблицу

Примечание: прибор дает округленное значение КСВ.

Петр убедился, что все антенны не только согласованы, но и прилично работают: за время отпуска он провел сотни связей на всех четырех диапазонах. Корреспонденты давали хорошие оценки.

 

 

Продолжаю работать понемногу (готовимся к летнему сезону) с заготовками для вертикальной антенны GP на диапазон 20 метров. В прошлый раз собрал антенную коробку (куда привинтил гнездо для подключения кабеля, и намотал симметрирующее устройство). Пора заняться креплениями. Можно с успехом использовать пластиковые крепежи, что применяют для закрепления пластиковых труб. Таким образом, коробка надежно крепиться на обрезке пластиковой трубы, последняя крепиться к деревянному черенку от грабель. Выше крепиться уже телескопическое удилище, и таким образом получается вертикальная антенна. Появилась идея сделать отдельно крепеж на пластиковой коробке для противовесов. В целом осталось только подобрать небольшие болты для крепежа, и останется только подготовить провода и припаять некоторые провода. Все остальное понятно из фотоснимков…

СОГЛАСОВАНИЕ
АНТЕНН
В предисловии к своей книге "Антенны", Ротхаммель в первой же строке повторил известную истину : хорошая антенна - лучший усилитель высокой частоты. Однако многие радиолюбители иногда забывают о том, что построить хорошую антенную систему стоит столько же, сколько стоит хороший трансивер и наладка антенно- фидерного устройства требует такого же серьезного подхода как и наладка приемо-передатчика.
Построив антенну по взятому откуда- нибудь описанию, радиолюбители чаще всего налаживают ее с помощью КСВ-метра, либо вообще полагаются на случай и не производят никаких измерений. Поэтому во многих случаях можно услышать отрицательные отзывы о неплохих антеннах ,или что для повседневных связей им недостаточно разрешенной мощности. Здесь сделана попытка в краткой форме сделать обзор простых способов согласования и измерений в АФС (антенно-фидерных системах) в виде путеводителя по книгам (далее по тексту ссылки по номерам):
К.Ротхаммель "Антенны", М., "Энергия", 1979 третье издание
З.Беньковский, Э.Липинский, "Любительские антенны коротких и ультракоротких волн", М., "Радио и связь", 1983

а также приведены некоторые практические советы. Итак...
Почему нельзя серьезно относиться к наладке вновь созданных антенно- фидерных устройств с помощью КСВ-метра?
КСВ-метр показывает отношение (Uпрям+Uотр) к (Uпрям-Uотр) или другими словами во сколько раз отличается импеданс антенно-фидерного тракта от волнового сопротивления прибора (выход передатчика, например). По показаниям КСВ-метра нельзя понять, что значит КСВ=3 при сопротивлении выходного каскада 50 Ом. Волновое сопротивление антенно-фидерного тракта в этом случае может быть чисто активным (на частоте резонанса ) и может быть равным 150 Ом или 17 Ом (и то и другое равновероятно!). Не на частоте резонанса сопротивление будет содержать активную и реактивную (емкостную или индуктивную )в самых различных соотношениях и тогда совершенно непонятно, что надо делать -
то ли компенсировать реактивность, то ли согласовывать волновое сопротивление.
Для точного согласования АФУ необходимо знать:
a) реальную резонансную частоту антенны;
б) сопротивление антенны;
в) волновое сопротивление фидера;
г) выходное сопротивление приемо-передатчика.

Целью согласования антенны является задача выполнения двух условий подключения антенны к приемо-передатчику:

добиться отсутствия реактивной составляющей в сопротивлении антенны на используемой частоте.
добиться равенства волнового сопротивления антенны и приемо-передающей аппаратуры.

Если эти условия выполняются в месте запитки антенны (точка соединения антенны с фидером), то фидер работает в режиме бегущей волны. Если выполнить условия согласования в месте соединения фидера с приемо-передатчиком, а сопротивление антенны отличается от волнового сопротивления фидера, то фидер работает в режиме стоячей волны. Однако
работа фидера в режиме стоячей волны может повлечь за собой искажение диаграммы направленности в направленных антеннах (за счет вредного излучения фидера) и в некоторых случаях может привести к помехам окружающей приемопередающей аппаратуре. Кроме того, если антенна используется на прием, то на оплетку фидера будут приниматься нежелательные излучения (например помехи от вашего настольного компьютера). Поэтому предпочтительнее использовать питание антенны по фидеру в режиме бегущей волны. До того как поделиться практическим опытом согласования антенн, несколько слов об основных способах измерений.

1. ИЗМЕРЕНИЕ РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЫ АНТЕННЫ

1.1. Наиболее простой способ измерения
резонансной частоты антенны- с помощью гетеродинного индикатора резонанса (ГИР). Однако в многоэлементных антенных системах измерения ГИРом бывает выполнить сложно или совсем невозможно из-за взаимного влияния элементов антенны, каждый из которых может иметь свою собственную резонансную частоту.

1.2. Способ измерения с помощью измерительной антенны и контрольного приемника. К измеряемой антенне подключается генератор, на расстоянии 10-20l от измеряемой антенны устанавливается контрольный приемник с антенной, которая на этих частотах не имеет резонансов (например короче l/10). Генератор престраивается в выбраном участке диапазона, с помощью S-метра контрольного приемника измеряют напряженность поля и строят зависимость напряженности поля от частоты. Максимум соответствует частоте резонанса.
Этот способ особенно применим для многоэлеметных антенн, в этом случае измерительный приемник необходимо располагать в главном лепестке диаграммы направленности измеряемой антенны. Вариант этого способа измерения - применение в качестве генератора, передачика мощностью в несколько Ватт и простого измерителя напряженности поля(например [1], Рис 14-20.). Однако надо учесть, что при измеренях вы будете создавать помехи окружающим. Практический совет при измерениях в диапазоне 144-430 мГц - при измерениях, не держите
в руках измеритель напряженности поля, чтобы ослабить влияние тела на показания прибора. Закрепите прибор над полом на высоте 1-2 метра на диэлетрической подставке (например дерево, стул) и снимайте показания, находясь на расстоянии 2-4 метра , не попадая в зону между прибором и измеряемой антенной.

1.3. Измерение с помощью генератора и антенноскопа (например [1], Рис 14-16). Этот способ применим в основном на HF и не дает точных результатов, но позволяет попутно оценивать и сопротивление антенны. Суть измерений заключается в следующем. Как известно, антенноскоп
позволяет измерять полное сопротивление (активное+реактивное). Т.к. антенны обычно запитывают в пучности тока (минимум входного сопротивления) и на частоте резонанса отсутствует реактивность, то на резонансной частоте антенноскоп будет показывать минимальное сопротивление, а на всех остальных частотах чаще всего оно будет больше. Отсюда и последовательность измерений - перестраивая генератор, измеряют входное сопротивление антенны. Минимум сопротивления соответствует резонансной частоте.Одно НО - антенноскоп необходимо подключать обязательно прямо в точке питания антенны, а не через кабель! И практическое наблюдение - если рядом с вами находится мощный источник радиоизлучения (теле или радиостанция), из-за наводок антенноскоп никогда не будет балансироваться "в ноль" и производить измерения становится практически невозможно.

1.4. Очень удобно определять резонансную частоту вибраторов с помощью измерителя АЧХ. Подключив выход измерителя АЧХ и детекторную головку к антенне, определяют частоты , на которых видны провалы в АЧХ. На этих частотах антенна резонирует и происходит отбор энергии с выхода прибора, что хорошо видно на экране прибора. Для измерений подходят
практически любые измерители АЧХ (Х1-47, Х1-50, Х1-42, СК4-59). Вариант измерений- с помощью анализатора спектра (СК4-60) в режиме с длительным послесвечением и внешнего генератора. В качестве внешнего генератора можно использовать генератор гармоник: на HF- с шагом 10 кГц, на 144 мГц- с шагом 100 кГц, на 430 мГц- с шагом 1 мГц. На частотах до 160 мГц наиболее ровномерный спектр с высокой интенсивностью гармоник дает схема генератора гармоник на интегральной схеме 155ИЕ1 . В диапазоне 430 мГц достаточный уровень
гармоник можно получить в схеме с накопительным диодом 2А609Б (схема калибратора 50 мГц из СК4-60).

2. ИЗМЕРЕНИЕ
СОПРОТИВЛЕНИЯ В АНТЕННО-ФИДЕРНЫХ УСТРОЙСТВАХ.

2.1. Самый простой (еще доступный по цене) серийно выпускаемый прибор, для измерений активного сопротивления и фазы сигнала (а значит и реактивной составляющей)- это измерительный мост. Существует несколько модификаций этих приборов для использования
с 50 и 75-омным трактом и на различные диапазоны частот до 1000 мГц - это измерительные мосты Р2-33...Р2-35.

2.2 В радиолюбительской практике чаще используют более простой вариант измерительного моста, предназначенного для измерений полного сопротивления (антенноскоп). Конструкция его, в отличие от мостов Р2-33... очень проста и легко повторяется в домашних условиях
([1], стр. 308-309).

2.3 Полезно помнить некоторые замечания, касающиеся сопротивлений в АФС.

2.3.1. Длинная линия с волновым сопротивлением Zтр и с электрической длиной l/4, 3 х l/4 и т.д. трансформирует сопротивление , которое можно рассчитать из формулы

Zтр=Sqr(ZвхZвых)

либо по Рис. 2.39 [2]. В частном случае, если один конец l/4 отрезка разомкнуть, то бесконечное сопротивление на этом конце отрезка трансформируется в ноль на противоположном конце (короткое замыкание) и такие устрой- ства используют для трансформации больших сопротивлений в малые. Внимание! Эти виды трансформаторов
эффективно работают только в узком частотном диапазоне, ограниченом долями процентов от рабочей частоты. Длинная линия с электрической длиной кратной l/2 вне зависимости от волнового сопротивления этой линии трансформирует входное сопротивление в выходное с отношением 1:1 и их используют для передачи споротивлений на необходимое расстояние без трансформации сопротивлений,
либо для переворачивания фазы на 180°. В отличие от l/4 линий,
линии l/2 обладают большей широкополосностью.

2.3.2. Если антенна короче , чем вам необходимо, то на вашей частоте сопротивление антенны имеет реактивную составляющую емкостного характера. В случае, когда антенна длиннее, на
вашей частоте антенна имеет рективность индуктивного характера. Разумеется на вашей частоте нежелательную реактивность можно компенсировать введением дополнительной реактивности противоположного знака. Например, если антенна длиннее, чем это необходимо, индуктивную составляющую можно компенсировать включением последовательно с питанием антенны емкости. Значение необходимого конденсатора можно рассчитать для нужной частоты, зная значение индуктивной составляющей (см. Рис 2.38 [2]), либо подобрать экспериментально, как это описано в пункте 5.

2.3.3. Введение дополнительных пассивных элементов обычно понижает входное сопротивление антенны (например для квадрата: со 110-120 Ом до 45-75 Ом).


2.3.4. Ниже приведены теоретические значения наиболее часто встречающихся вибраторов (вибраторы находятся в свободном от окружающих предметов пространстве), антенн и фидеров:

полуволновый вибратор с запиткой в пучности тока (в середине) - 70 Ом, при расстройке на +-2% реактивное сопротивление iX изменяется практически линейно от -25 до +25 с нулем на частоте резонанса;
полуволновый вибратор с запиткой
с помощью Т-образной схемы согласования -120 Ом; - петлевой вибратор с одинаковыми диаметрами всех проводников- 240..280 Ом, при расстройке +-1%
реактивного сопротивления нет, но при расстройках более 2% реактивное сопротивление
iX резко возрастает до +- 50 и более (см. Рис 2.93 [2]);
петлевой вибратор с различными диаметрами проводников (см таб. 1.15 [1] или Рис. 2.90в [1]) - до 840 Ом;
- двойной петлевой вибратор с одинаковыми диаметрами всех проводников - 540...630 Ом;
двойной петлевой вибратор с различными
диаметрами проводников (см. таб. 1.16 [1] или Рис 2.91 [2]) - до 1500 Ом;
четвертьволновый вертикальный вибратор с противовесами под углом 135° по отношению к вибратору - 50 Ом;
четвертьволновый вертикальный вибратор с противовесами под углом 90° по отношению к вибратору - 30 Ом;
вибратор в виде квадрата длиной l - 110..120 Ом; - вибратор в виде квадрата длиной 2l (два витка) - 280 Ом;
вибратор в виде теругольника (дельта) - 120...130 Ом;
Inverded-V с углом раскрыва 90° - 45 Ом;
Inverted-V с углом раскрыва 130° - 65 Ом;
волновой канал, оптимизированый
на максимальное усиление - 5...20 Ом;
волновой канал, оптимизированый на наилучшее согласование - 50 Ом;
двухпроводная линия (Рис 2.26 [2]) - 200..320;
две параллельные коаксиальные линии Z=75 Ом - 37.5 Ом;
то же, четвертьволновый трансформатор Zвх=50 Ом - Zвых=28 Ом;
то же, четвертьволновый трансформатор Zвх=75 Ом - Zвых=19 Ом;
две параллельные коаксиальные линии Z=50 Ом - 25 Ом;
то же, четвертьволновый трансформатор Zвх=50 Ом - Zвых=12.5 Ом;
то же, четвертьволновый трансформатор Zвх=75 Ом - Zвых=8.4 Ом
трансформатор из трех параллельных линий Z=50 Ом Zвх=50 - Zвых=5.6 Ом;
то же Z=50 Ом Zвх=75 - Zвых=3.7 Ом;

3. ИЗМЕРЕНИЕ СТЕПЕНИ СОГЛАСОВАНИЯ

Эти измерения желательно делать уже после согласования, описанного в п. 5 для оценки качества согласования.
3.1. Приборы для определения степени согласования открытых двухпроводных линий с антенной:
3.1.1. Обычная неоновая лампочка или ГИР. При перемещении лампочки вдоль линии передачи, яркость свечения лампочки не должна изменяться (режим бегущей волны). Вариант измерений
- прибор, состоящий из петли связи, детектора и стрелочного индикатора (см. Рис. 14.8 [1]).

3.1.2. Двухламповый индикатор (см. рис. 14.7 [1]). Настройкой добиваются, чтобы лампочка подключеная к плечу, близкому к антенне, не светилась, а в противополжном плече свечение было максимально. При малых уровнях мощностей можно использовать детектор и
стрелочный индикатор вместо лампочки.

3.2. Приборы для определения степени согласования в коаксиальных трактах:

3.2.1. Измерительная линия - прибор, который применим для измерения степени согласования в коаксиальных и волноводных линиях начиная с УКВ и заканчивая сантиметровым диапазоном волн. Кострукция его несложная - жесткий коаксиальный кабель (волновод) с продольной щелью во внешнем проводнике, вдоль которой перемещается измерительная головка
с измерительным зондом, опущеным в щель. Перемещая измерительную головку вдоль тракта, определяют максимумы и миниммумы показаний, по соотношению которых судят о степени согласования (режим бегущей волны - показания не изменяются по всей длине измерительной линии).

3.2.2. Измерительный мост (рис.14.18 [1]). Позволяет измерять КСВ в линиях переадчи до 100 Ом на HF и VHF при подводимой мощности около сотен милливатт. Очень простая в изготовлении кострукция, не содержит моточных улов, конструктивных узлов, критичных к точности изготовления.

3.2.3. КСВ-метры на основе рефлектометров.
Описано множество конструкций этих приборов (например Рис. 14-14 [1]. Позволяют следить за состоянием АФC в процессе работы в эфире.
3.2.4.
КСВ-метры на основе измерителей АЧХ. Очень удобные для изучения качества согласования на любых частотах, вплоть до 40 гГц. Принцип измерений - измерительный комплект приборов состоит из измерителя АЧХ и направленного ответвителя, соединенных в следующую схему:

1
X1-47>--------------------->3
2<--------------------<1
3Направленный ответв
2><-------------------|/ Ант. 4

где 1 - измеритель АЧХ (Х1-47);
2 - низкоомная детекторная головка из комплекта Х1-47; 3 - направленый ответвитель, например для диапазона 144 мГц подойдет НО 991-03 из комплекта к прибору СК4-60; 4 - измеряемая антенна. Высокочастотный сигнал с выхода Х1-47 попадает на вывод 3 направленного ответвителя и далее попадает только на вывод 2 направленного ответвителя. Далее сигнал передается на измеряемую антенну.
На частотах, где антенна имеет высокий КСВ, энергия отражается и возвращается на вывод 2 направленного ответвителя. В этом направлении сигнала энергия предается с вывода 2 только на вывод 1, детектируется детекторной головкой и уровень отраженного сигнала отображается на экране Х1-47 в зависимости от частоты.

Перед началом измерений необходимо откалибровать схему. Для этого вместо измеряемой антенны подключают безиндуктивный эквивалент антенны сопротивлением 50 Ом и убеждаются в отсутствии отраженного сигнала(КСВ=1). Далее, отстыковывав эквивалент, отмечают уровень сигнала для КСВ= бесконечности.Все промежуточные значения КСВ будут отображаться на экране прибора положением между 0 и максимальным значением. Подключая эквиваленты антенны сопротивлением 75 Ом , 100 Ом , 150 Ом отмечают на экране прибора значения КСВ соответсвенно 1.5 , 2, 3.
В качестве измерителя АЧХ можно использовать анализатор спектра СК4-60 и внешний генератор, в зависимости от диапазона волн, в котором производятся измерения (Г4-151 до 500 мГц, Г4-76 до 1.3 гГц, Г4-82 5.6гГц, Г4-84 10 гГц). На частотах до 500 мГц в качестве внешнего генератора можно использовать генераторы гармоник, описанные в п.1.4 . Два замечания:

направленные ответвители вносятпереходное ослабление около 15 дБ для источника сигнала, поэтому для измерений необходимы источники сигнала довольно высокого уровня;
направленные свойства ответвителей (развязка и направленность) обычно не превышают 20...30дБ, поэтому измерения необходимо выполнять не в логарифмическом, а линейном масштабе отображения.

4. НЕКОТОРЫЕ ПОЛЕЗНЫЕ СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЙ.

4.1. Измерения с помощью антенноскопа (приведено в [1] стр.308-312).

4.1.1. Определение точной электрической длины l/4 линии:
для этого линию одним концом подключают к антенноскопу, а второй оставляют разомкнутым. Далее, изменяя частоту генератора, определяют самую низкую частоту, на которой достигается баланс моста при нулевом сопротивлении. Для этой частоты электрическая длина линии равна точно l/4.

4.1.2. Измерение волнового сопротивления линии Zтр:
выполнив измерения по п.4.1.1., подключают резистор 100 Ом к свободному концу линии и измеряют антенноскопом сопротивление Zизм на другом конце линии. Рассчитывают волновое сопротивление линии, пользуясь формулой
Zтр=Sqr(100хZизм)

4.1.3. Проверка точности размеров l/2 трансформирующей линии:
измеряемую линию подключают к антенноскопу, ко второму концу линии подключают резистор 300 Ом
Устанавливают генератором частоту, на которой линия l/2 должна трансформировать 1:1.
измеряют антенноскопом сопротивление- оно должно быть равно 300 Ом, если линия точно равна l/2 для этой частоты.

4.1.4. Определнение коэффициента укорочения линии передачи:
для измерений используют отрезок линии длиной несколько метров(длина X).
Замыкают один конец линии и, изменяя частоту генератора, находят минимальное значение частоты F, на которой антенноскоп балансируется- это будет означать, что линия трансформатормирует сопротивление 1:1 и для этой чатоты ее электрическая длина соответствует l/2 с учетом коэффициента укорочения.
Повышая далее частоту можно будет найти следующий баланс моста, соответствующий 2 l/2 и т.д. Длина l/2 для частоты L=300/(2F), а коэффициент укорочения K=X/L.
Например, если длина линии X=3.3 метра, а баланс произошел на частоте F=30 мГц, то L=5метров, а K=0.66. Обычные значения коэффициентов укорочения для коаксиальных линий - 0.66, для ленточных кабелей - 0.82, для открытых двупроводных линий - 0.95 .

4.2. Измерения с помощью АЧХ-метра
выполняются по схеме, приведеной в п3.2.4. 4.2.1. Локализация неоднородностей в фидере. При необходимости определить расстояние до неоднородности в фидере (короткое замыкание или обрыв) не демонтируя фидер, это можно сделать следующим образом. При обрыве или КЗ в фидере, максимальный КСВ будет наблюдаться на частотах ,где линия работает как трансформатор l/2,а также на кратных частотах независимо от диапазона, выбранного для измерений. Фидер отстыковывают от трансивера и подключают к выводу 2 направленного ответвителя. Устанавивают такую полосу качания,чтобы удобно было производить измерения периода КСВ. Измеренный период в мегагерцах соответствует частоте, на которой линия работает как l/2 отрезок с учетом укорочения. Допустим частотный интервал между максимумами КСВ равен 3 МГц , значит, частота на которой линия сейчас работает как трансформатор l/2, равна 6 мГц и это соответстует длине волны 50 метров (т.е. до неоднородности 50 метров без учета коэффициента укорочения линии). Зная коэффициент укорочения линии можно точно сказать
действительное расстояние до неоднородности. Например если линия выполнена коаксиальным кабелем с коэф. укорочения 0.66, то в нашем случае расстояние от передачика до обрыва (КЗ) в коаксоальном кабеле равно 33 метра.

4.2.2. Измерение коэффициента укорочения кабеля.
Измерения производят так же , как в пункте 4.2.1. , но к выводу 2 направленного ответвителя подключают измеряемый кабель длиной несколько метров. Допустим мы измеряем коэффициент укорочения кабеля длиной 33 метра. Измеренная электрическая длина кабеля равна 50 метров, значит коэффициент укорочения равен 33/50=0.66 .

4.2.3. Проверка кабеля 50 Ом на отсутствие неоднородностей.
К выводу 2 НО подключают проверяемый кабель, на другом конце которого подключена согласованая нагрузка 50 Ом. На экране прибора должна наблюдаться ровная линия, если в кабеле нет неоднородностей.

5. ПОРЯДОК НАСТРОЙКИ АНТЕННЫ
В качестве примера, несколько слов о порядке настройки антенны дельта для диапазона 80 метров, пользуясь способами измерений, приведенными выше. Необходимо согласовать выходной каскад передатчика (50 Ом) с антенной по кабелю 50 Ом. Если нет возможности измерить сопротивление антенны и найти резонансную частоту антенны, подключившись прямо в точке запитки , подключаем транформирующую линию l/2 между приборами и антенной.
Таким образом, пользуясь трансформирующими свойствами линии (1:1) можно проводить измерения не непосредственно у антенны, а на другом конце линии.

Одним из описанных способов, измеряем сопротивление антенны и резонансную частоту. Если резонансная частота антенны немного смещена, изменением геометрических размеров антенны, добиваются резонанса на нужной частоте. Обычно сопротивление антенны дельта равно 120 Ом и для согласования антенны с кабелем необходимо применить трансформатор 1:2.4 . Этот трансформатор можно сделать, используя трехпроводный ШПТЛ с отношением Rвых/Rвх=4/9 (Бунин, Яйленко "Справочник радиолюбителя-коротковолновика" Киев, Техника). После изготовления трансформатора, подключают к высокоомному входу трансформатора резистор
сопротивлением 120-130 Ом и, подключив к другому входу трансформатора антенноскоп,
измеряют его входное сопротивление и коэффициент трансформации. Подключив трансформатор между PA и линией питания, проверяют ток в антенне, используя ВЧ-амперметр (Рис. 14-2 [1]). Лучше измерить ток после PA с помощью калиброванного ВЧ-амперметра и рассчитать поглощаемую мощность. Если после рассчета окажется, что P=RII меньше, чем на эквиваленте антенны, значит согласующее устройство вносит реактивность и ее необходимо компенсировать. Для этого последовательно с ВЧ-амперметром включают переменный конденсатор (10-500 пФ) и изменяя его значение, добиваются максимума в показаниях ВЧ-амперметра. В случае, если с помощью конденсатора не удается увеличить ток в антенне, надо заменить конденсатор на вариометр и подобрать компенсирующую индуктивность. После
подбора компенсирующей реактивности, измеряют ее значение и заменяют на элемент с постоянным значением.

После настройки согласующего устройства, его помещают в герметичный корпус и переносят в точку запитки антенны от кабеля. В заключении еще раз проверяют согласование с помощью одного из способов измерения КСВ.

СОВЕТЫ ПО ПОДКЛЮЧЕНИЮ КОМПЬЮТЕРОВ.
Многие жалуются, что их настольный компьютер сильно мешает приему. Причиной этого в большинстве случаев является плохое согласование антенны. В этом случае оплетка кабеля питания антенны принимает излучения компьютера и они в виде помехи попадают на вход приемника.
Проверить это предположение просто - отстыкуйте кабель от входа приемника, если помехи исчезнут, значит основной путь попадания помех от компьютера на вход приемника- по оплетке кабеля. После тщательного согласования антенны с помощью приведенных ниже способов, можно в значительной мере избавиться от помех по приему и от неустойчивой работы цифровых узлов при передаче. Второе необходимое условие для удобства работы с компьютером - тщательное заземление всех приборов. Заземление на трубу отопления - не годится! Третий путь - заключить все кабеля, идущие от компьютера, в экран и очень желательно пропустить каждый из них сквозь ферритовое кольцо 2000 НМ (по паре витков).
Можно также пропустить сквозь кольцо и антенный кабель (для дополнительного симметрирования кабеля и устранения распространения ВЧ-сигналов по оплетке кабеля). Иногда источником помехи является монитор и кабели, идущие к нему. Попробуйте включить-выключить монитор из сети при работающем и загруженом компьютере. Если уровень помехи изменяется, то рекомендуется отдельно заземлить шасси монитора, а точку заземления шасси необходимо подобрать экспериментально по минимуму помех.

Основные параметры антенны.
1. Резонансная частота.
2. Импеданс антенны.
3. Диаграмма направленности.
4. Коэффициент усиления.
5. К.С.В.

Дадим краткую характеристику основным параметрам антенны.

Резонансная частота. Антенна излучает электромагнитные волны, когда к ней приложено возбуждающее колебание. Эффективность ее излучения наибольшая, когда частота возбуждающего колебания совпадает с резонансной частотой. Как правило, длина антенны равна половине или четверти длины волны на центральной рабочей частоте. Однако из-за емкостных и концевых эффектов электрическая длина антенны больше, чем ее физическая длина. На резонансную частоту антенны влияют: близость расположения антенны над землей или какого-нибудь проводящего объекта. Если это антенна многоэлементная, то резонансная частота активного элемента, может изменяться в ту или иную сторону, в зависимости от расстояния активного элемента по отношению к рефлектору или директору.
Импеданс антенны. Импеданс антенны меняется вдоль ее длины. Точка максимального тока и минимального напряжения соответствует наименьшему импедансу и называется точкой возбуждения. Импеданс в этой точке, называют входным импедансом и он состоит из активного сопротивления излучения антенны и реактивной составляющей. В резонансе реактивная составляющего входного импеданса должна быть равна нулю. На частотах выше резонансной импеданс имеет - индуктивный характер, а на частотах ниже резонансной - емкостной характер. На практике реактивная составляющая импеданса меняется от нуля до + 100 Ом. Импеданс антенны зависит и от других факторов, например от близости ее к поверхности Земли или проводящим поверхностям. В идеальном случае полуволновой симметричный вибратор имеет сопротивление излучения 73 Ом, а четвертьволновой несимметричный вибратор – 53 Ом. На практике эти сопротивления изменяются от 5 до 120 Ом для полуволновой и от 5 до 80 Ом для четвертьволновой антенны. Сопротивление антенны можно измерить с помощью измерительного моста. Обычно для этого используют мост Уитстона, который еще называют антенноскопом. Конструкция его проста и описана в разных изданиях для радиолюбителей. Измерение проводят после настройки антенны в резонанс. Принято измерять импеданс антенны во всем рабочем диапазоне частот, чтобы учесть наличие реактивности на краях диапазона.
Диаграмма направленности антенны. Диаграмма направленности передающей антенны
Можно снимать поворачивая ее и измеряя напряженность поля фиксированной точке на частоте передачи. Эти измерения дают диаграмму направленности в полярных координатах.
Полярная диаграмма показывает направление, в котором концентрируется энергия антенны.
В радиолюбительской практике это наиболее сложный вид измерений. Проводя измерения в ближней зоне необходимо учитывать ряд факторов влияющих на достоверность измерений. Любая антенна кроме основного лепестка имеет еще и ряд боковых лепестков, в диапазоне коротких волн мы не можем поднять антенну на большую высоту. Наибольшая энергия поступает от передающей к приемной антенне в случае, если первая зона Френеля свободна от посторонних предметов, При измерениях диаграммы направленности в диапазоне КВ боковой лепесток отразившись от Земли или от ближнего здания может попасть на измерительный зонд, как в фазе так и в противофазе, что приведет к ошибке в измерениях.
Потребуется несколько контрольных измерений с измерением расстояния до измерительного зонда и измерение высоты установки зонда. Такая погрешность возникает и при измерении на дальних трассах. Оптимальный угол прихода радиоволн от корреспондента зависит от состояния тропосферы и количества переотражений. Это приводит к тому, что разные корреспонденты в зависимости от трассы будут давать разные цифры при оценке отношения F/B В связи с выше сказанным желательно размещать зоны на такой же высоте, как и антенна и расстояние от антенны до измерительного зонда выбирать от 1,5 до 2
Коэффициент усиления. Если антенна излучает одинаковую мощность во всех направлениях, она называется изотропной или математической моделью, обычно на практике коэффициент усиления выражают в децибелах по отношению к эталонному диполю. Однако важно, чтобы эталонная и исследуемая антенна измерялись в идентичных условиях. Имеется ввиду одинаковая высота подвеса над Землей и одинаковое расстояние до измерительного зонда, при этом, близкое расстояние между двумя измеряемыми из-за влияния антенн друг на друга. Если возле антенны типа волновой канал, на близком расстоянии расположить диполь,
То мы получим синфазную решетку с одной пассивной и одной активной антенной. Изменится диаграмма направленности обоих антенн и в большей степени это повлияет на полуволновой диполь, его усиление будет больше, чем обычного одиноко стоящего диполя.
Чтобы избежать этой ошибки, сначала с помощью индикатора напряженности поля измеряют
Полуволновой диполь, а потом снимают его, на его место устанавливают новую испытываемую антенну и проводят еще одно измерение.
К.С.В. Коэффициент стоячей волны. Как видим этот параметр стоит на последнем месте и не является первостепенным. Если антенна настроена в резонанс и в ходе настройки мы скомпенсировали ее реактивность, и согласовали с фидером питания по сопротивлению, К.С.В. будет- единица. Любая антенна, простая она или сложная, является резонансным устройством и требует настройки. Настройка включает в себя измерение основных параметров антенны и коррекция их путем подгонки линейных размеров элементов антенны, расстояний между элементами, настройки согласующих и симметрирующих устройств. Так как антенну мы сами не рассчитываем, а берем уже размеры готовой проверенной на практике конструкции, возникает вопрос о целесообразности настройки антенн. Как выше уже было сказано, антенна является резонансным устройством, и так как любое резонансное устройство при повторении требует настройки, то и на антенну распространяются эти же правила. Представьте себе, что нам нужно рассчитать параллельный контур на какую-то конкретную частоту, по каким бы формулам мы бы не считали, какие бы программы не применяли, практически получить нужную частоту мы можем, только после настройки контура уже в готовой конструкции генератора. Не возможно рассчитать влияние экранов, паразитные емкости и индуктивности монтажа и так далее. Тоже самое происходит и с антенной, краевой эффект здания на котором расположена антенна, влияние оттяжек мачты и т.д., очень много неизвестных величин. И даже все перечисленное выше еще не аргумент, подумаешь добились прибавки в усилении антенны пол децибела или децибел, разве это можно реально оценить при работе в эфире, оказывается можно. Ведь антенну характеризует не один какой-то конкретный параметр, а совокупность всех основных параметров, к которым относятся: усиление, диаграмма направленности, коэффициент полезного действия. Здесь следует привести пример, который известен многим радиолюбителям. При переходе от простых антенн к более сложным реальная прибавка в силе сигнала намного больше, чем при сравнении числовых значений усиления простой и более сложной антенны. Например, если простую антенну типа полуволновой диполь, сравнивать с антенной двойной квадрат, то даже не настроенный двойной квадрат с усилением например 5 децибел в эфире может дать прибавку в силе сигнала от 10 до 30 децибел по сравнению с полуволновым диполем, в зависимости от состояния эфира, прохождения, угла прихода сигнала, наличие индустриальных помех и т.д. Точно такой же эффект мы могли бы наблюдать сравнивая две идентичных антенны, одна из которых была настроена по всем основным параметрам, вторая собрана по расчетным значениям. А так как основная масса радиолюбителей настраивает антенны только по К.С.В., отсюда и чудеса в эфире, одну и туже конструкцию антенны одни хвалят, другие ею не довольны. Если настраивать антенну только по К.С.В., то с основными параметрами кому как повезет, а впадая в крайность и настраивая антенну только по К.С.В., можно из антенны сделать хорошую согласованную нагрузку для выходного каскада передатчика. Он хорошо будет работать в нормальном режиме, только антенна при этом может иметь плохую диаграмму направленности, низкий коэффициент полезного действия, часть мощности будет расходоваться на нагрев элементов антенны и антенно-фидерного тракта и самое неприятное, что может быть для радиолюбителя – это помехи телевидению.
Из этого следует, что необходимо проводить измерения и настройку, как самой антенны, так и отдельных ее узлов, входящих в антенно-фидерный тракт, таких, как симметрирующие и согласующие устройства. При изготовлении и проработке узлов и деталей будущей антенны предусмотреть возможности измерения линейных размеров, там, где это необходимо для настройки отдельных элементов антенны, учитывая тот фактор, что антенна должна настраиваться на высоте ее постоянной эксплуатации. Возможность неоднократного спуска и подъема антенны или дистанционной подстройки.
Исходя из того, что основная масса радиолюбителей не имеет хорошей базы специализированных приборов, определим минимум простых и самодельных приборов, необходимых для измерений основных параметров антенны. Приборы представлены в таком порядке, в котором должны проводиться измерения, и другой порядок измерений при настройке недопустим.
Г.И.Р. Гетеродинный индикатор резонанса – прибор для определения резонансной частоты элементов антенны. Это простой генератор, собранный по схеме емкостной или индуктивной трёхточки дополненной детектором и усилителем постоянного тока. В качестве индикатора обычно применяют стрелочный прибор. Желательно, чтобы генератор имел электронную настройку на частоту, например с помощью варикапа. Генератор компактно монтируется в небольшой коробочке из диэлектрика. Генератор крепится к измеряемому элементу антенны через диэлектрик, или подносится к элементу антенны на диэлектрической штанге. К стабильности генератора не предъявляется высоких требований, так как время измерения не продолжительное. Измерение резонансной частоты активного элемента антенны производится при отключенном кабеле питания антенны. Если это симметричный вибратор или рамка, то в месте подсоединения кабеля делают закоротку или устанавливают постоянное сопротивление, величина которого соответствует сопротивлению активного элемента антенны. От генератора вниз идут 4 провода по которым подается: напряжение питания, напряжение для управления варикапом и снимается напряжение с усилителя постоянного тока, четвертый провод общий. В руках оператора дополнительный пульт в котором размещено: питание для генератора, переменный резистор управления варикапом и микроамперметр. Частота генератора контролируется с помощью вспомогательного приемника, который находится рядом. Это измерение лучше проводить вдвоем. Один оператор управляет частотой генератора ГИРа и следит за показаниями стрелочного прибора, второй оператор контролирует по приемнику частоту ГИРа. При настройке, когда частота генератора ГИРа совпадает с резонансной частотой измеряемого элемента антенны, стрелочный прибор покажет падение напряжения. По приемнику определяем частоту генератора ГИРа. Это наиболее точный метод определения резонансной частоты антенны. Иногда генератор ГИРа связывают с активным элементом антенны через кабель питания антенны. Кабель при этом должен быть кратным полволны для заданной частоты. Такой метод требует точного измерения электрической длины кабеля, возрастает погрешность при измерении, сужается диапазон измерений. Подстроив активный элемент антенны в резонанс,
(путем измерения его длины или периметра, если это рамка) переходим к измерению входного сопротивления активного элемента антенны на этой частоте резонанса. Входное сопротивление антенны измеряется с помощью высокочастотного моста. Это так же может быть самодельный, простой прибор доступный в изготовлении даже для начинающего радиолюбителя. Схемы ВЧ – мостов неоднократно публиковались в литературе для радиолюбителей. Возьмите самую простую схему. Пусть этот простой ВЧ – мост даже не показывает характер реактивности, просто вращая переменный резистор находим провал по напряжению, если стрелка прибора не падает до нуля это говорит о том, что в антенне
присутствует какая-то реактивность емкостного или индуктивного характера.
Эта реактивность устраняется введением в точку подключения антенны к РК кабелю емкости или индуктивности в зависимости от характера реактивности (реактивность может быть емкостного или индуктивного характера), подобрав их номинал до устранения реактивной составляющей. Так как радиолюбительские диапазоны узкие, удобно компенсировать реактивную составляющую не дискретными элементами, а короткозамкнутым шлейфом, или узкополосным симметрирующим устройством, об этом подробно изложено в журнале
,, Радио – Дизайн ,, № 13. При изготовлении ВЧ – моста, основное условие, паять схему нужно деталь в деталь, с минимальным по длине выводами от элементов. Схема должна быть компактной, пусть разъемы и переменный резистор располагаются в разных плоскостях, не стремитесь сделать большой и красивый прибор. Резисторы желательно применить без индукционные, если нет возможности достать без индукционные резисторы, вместо одного резистора ставьте 3 – 4 резистора параллельно, это уменьшит индуктивность простых резисторов. На низкочастотных диапазонах, ниже 10 Мгц, можно применить любые резисторы, кроме проволочных. В качестве индикатора напряженности поля - любой микроамперметр с детектором. Единственное условие, антенна индикатора (диполь или штырь) должны быть на много меньше четверти длины волны измеряемого диапазона.
Главное, это научиться пользоваться приборами. Практика показывает, что и простыми самодельными приборами можно хорошо настроить антенну по всем основным параметрам.

Уже очень давно радиолюбители применяют на своих радиостанциях антенные тюнеры, проще говоря, согласующие устройства. Причем, в принципе, согласователи применяются и малоопытными, и маститыми операторами. И если первые ставят своей целью как-либо состыковать свои, порой случайные, антенны с выходом передатчика, используя в этих целях встроенные, либо внешние тюнеры и не очень вдаваясь в физику процесса, то вторые сознательно отстраивают каждый переход антенно-фидерного тракта. Детали этой тематики, достаточно полно и доступно отражены в книгах И. Гончаренко "Антенны КВ и УКВ", куда я и отсылаю заинтересованного читателя.

Задача настоящей статьи состоит в другом. На своей радиостанции я уже более двадцати лет использую антенные тюнеры и отношу себя скорее к первой указанной выше категории операторов, чем ко второй. Объективно оценивая свои технические возможности, перспективы вечных конфликтов с соседями из-за антенных монстров, я сознательно использую на базовом QTH разнообразные вертикалы высотой не более 10 метров (сейчас стоят два: пятидиапазонный GP Гончаренко и антенна-мачта длиной 9.2 м), а иногда, для участия в тестах, натягиваю диполь (сейчас весит на 80 м), либо рамку на НЧ. На фазенде, наоборот, вертикалы привлекают внимание "металлоискателей", а проволочные горизонтальные антенны, на доступных высотах подвеса, малозаметны. К сожалению, это приводит зачастую к тому, что антенны становятся узкополосными, имеют значительную реактивность, не позволяющую в полной мере использовать мощность передатчика и способствующую возникновению TVI.

Следует отметить, что и в случае настроенных антенн применение тюнера оправдано. Так, упомянутый GP был настроен этим летом при помощи анализатора MFJ-269. Однако, даже полугодовая его эксплуатация (было и +37 и -27С, и дожди, и оттепели) показала, что изменение атмосферных факторов прилично влияет на параметры антенны. Ну не лезть же сейчас (на дворе январь 2008) на крышу для подстройки, а поработать иной раз ой как хочется. Да и низковисящий диполь на 80 м без применения тюнера имеет полосу не более 55 кГц по уровню 1.5.

Таким образом для меня нет сомнений в необходимости применения согласующего устройства на своей радиостанции. Вот я и использую разные его вариации. Однако, и по эфиру, и в личных беседах частенько можно услышать или о неэффективности тюнеров, или о том, что настроить антенну с его помощью не всегда удается. Хочу поделиться своим убеждением. Даже если мы согласуем тюнер с выходом передатчика, не приняв мер по оптимизации всего далее следующего антенно-фидерного устройства (АФУ), толк будет только в одном - защищенный от перегрузок выходной каскад выдаст в линию передачи и антенну, может быть и малую, но ту часть мощности, которая способна излучиться в рамках сформированной антенной диаграммы направленности. Это как-то оправдано, если конструктивно антенна эффективна на данной частоте, но никоим образом не повлияет на количество излучаемой мощности, КПД всего антенного тракта и не уменьшит объем поставляемых в эфир помех. Следовательно, существует по крайней мере два основания для применения тюнеров: защита выходного каскада от перегрузок случайными параметрами АФУ и компенсация естественных колебаний значений настроенного АФУ в результате воздействия атмосферных факторов. Конечно, все это далеко от интересов настоящих антенщиков, но для нас - "чайников" (которых, кстати, неизмеримо больше) жизненно важно. Так что, пусть уж эксперты занимаются супер-антеннами, ну а мы с "чайниками" о своем, о чайниковском.

Вообще говоря, проблема согласования случайных антенн известна давно. Как правило, антенны согласовывались с выходным каскадом либо укорочением конденсаторами, либо удлинением ёмкостями (см. рис. 1). Прекрасно помню одну из первых моих антенн на "свободный" от официальных операторов диапазон 160 м во второй половине 60-х годов. Её полотно, около 50 метров длиной, хорошо согласовывалось с каскадом на ГК-71 при подключении между TX и антенной переменной индуктивности в 80 витков (рис. 1а). Другой пример - многодиапазонный GP Гончаренко, о котором я уже говорил. Удлиненные вибраторы настраиваются в резонанс переменными конденсаторами, включенными в основание (рис. 1б). Это классические согласователи в первородном, так сказать, виде.

Следующая вариация представляет из себя так называемые Г-образные согласующие устройства. В отличии от приведенных на рис. 1, они обладают уже некоторыми избирательными свойствами и поэтому широко применяются как в межкаскадном согласовании приемо-передатчиков, так и при согласовании сопротивлений в переходах АФУ. В частности, при их установке в основании тех вертикальных антенн, которые по ряду причин не являются диапазонными. Отметим, что все вариации приведенных на рис. 2 устройств применяются для согласования с антеннами, имеющими различное сопротивление, понижение либо повышение которого зависит от того, с какой строны включен источник ВЧ напряжения. Они являются равными как по принципу работы, так и по эффективности. Разница заключается лишь в удобстве конструктивного исполнения.


Ну и, наконец, подойдя уже очень близко к предмету нашего разговора, упомянем классический П-контур. Это уже настоящее согласующее устройство, позволяющее согласовывать импедансы в очень широком диапазоне, от десятков Ом до единиц кОм (рис.3а). Крупными недостатками подобной схемы, с моей точки зрения являются непосредственная гальваническая связь антенны с трансивером и необходимость применения очень качественных переменных конденсаторов, расчитанных на большие напряжения.. Более предпочтительной выглядит схема Т-образного согласователя (рис.3б), которая получила наиболее широкое распространение в устройствах подобного назначения.

Именно такую схему я и использую уже много лет. За это время накопилось много и положительных, и отрицательных впечатлений от того или иного конструктивного исполнения тюнеров, от попыток внедрения в корпус тюнера как можно больше сервисных функций и т.п. Как всегда оказалось, что "лучшее - враг хорошего". Поэтому, во-первых, я в конце концов отказался от установки в корпус тюнера фильтра нижних частот, замыкателя антенны на землю после окончания работы, схемы контрольного выхода на приборы, отражающие форму сигнала. Во-вторых, использование в течении десятилетий переменных индуктивностей от Р-105, несмотря на полное их электрическое соответствие заявляемым требованиям, показало их конструктивную слабость. Даже регулярное обслуживание ползунка и посеребренной катушки не давали гарантии безопасной работы. В самый неудобный момент мог пропасть контакт, что приводило к резким скачкам КСВ. В особенности такие фокусы свойственны ВЧ участку настройки (21...28 мГц). Казалось бы, что решение находится в применениии бесконтактных вариометров с двумя, взаимоперемещаюшимися обмотками. Но долгое время смущала очень высокая начальная индуктивность этих приборов (не менее 2 мкГ) и необходимость коммутации обмоток для расширения диапазона изменения L (рис 4а...в).


И все же, когда после долгой раскачки я смакетировал Т-образный согласователь на вариометре с подключением параллельно основной схеме малой индуктивности, я пожалел, что не сделал это раньше. Пределы изменения индуктивности оказались 0.2...49 мкГ (естественно, с переключениями). Причем, отсутствие электрического контакта заметно улучшило комфортность работы с тюнером. Кроме того, было принято решение о построении схемы с применением переменного конденсатора со средней точкой в качестве выходного. По сравнению со стандартной схемой с одинаковыми конденсаторами в левом и правом плечах тюнера (рис. 3б), такое постороение позволяет достигать подавления нежелательных излучений до 30 дБ. Можно, применив конденсатор со средней точкой в левом плече, достигнуть большего подавления, но в этом случае схема становится ещё более узкополосной и требующей подстройки при каждом изменении рабочей частоты, что усложнит и без того непростую процедуру пользования тюнером.

Таким образом и сложилась схема несимметричного антенного тюнера, который я использую в настоящее время.

Катушки L1 и L2 - обмотки вариометра, из имеющихся у меня вариометров с вожженой и обычной намоткой выбран последний из-за большего перекрытия по индуктивности. Катушка L3 представляет из себя 2 витка 3-х мм посеребренного провода. Диаметр витков 40 мм, длина намотки 20 мм. Реле S1...S3 высокочастотные, на керамическом основании. Не вижу припятствий для использования любых доступных ВЧ реле, соответствующих требованиям по электрическим параметрам. В качестве конденсатора С2 использован четырёхсекционный конденсатор с достаточным зазором между пластинами, включенный соответственным образом для создания средней точки. Выходное напряжение, снимаемое с выхода тюнера через конденсатор С5 контролируется обычным вольтметром, построенном на микроамперметре М4248. Надо иметь в виду, что значение КСВ, близкое к 1, может достигаться при различных сочетаниях С и L тюнера и задача оператора состоит в том, чтобы не только получить минимальное значение КСВ при настройке, но и достигнуть максимального напряжения, поступающего в антенно-фидерное устройство. Контроль выходного ВЧ напряжения и позволяет более точно произвести согласование с настройкой на максимальное КПД тюнера.

Для снятия накапливающегося на антенне статического напряжения выход тюнера соединен с землёй через двухваттный МЛТ резистор R1 сопротивлением 33 кОм. Для предотвращения повреждения деталей тюнера и трансивера в результате воздействия более серъёзных атмосферных явлений на выходе согласователя установлен вакуумный разрядник РР1 типа Р-36. Очевидно, что на этом месте может находиться и другой аналогичный прибор, любой доступной конструктору марки.

Монтаж деталей тюнера производится с учетом стандартных требований к мощным ВЧ устройствам: неиспользование проводников в качестве "земли" прибора, достаточное расстояние между токонесущими деталями и корпусом, перпендикулярность осей применяемых индуктивностей, изоляция ручек переменных ёмкостей и индуктивностей и т.п.
Настройка с помощью тюнера представляет собой очень творческую задачу. Предполагая, что читатель не собирается настраивать в КСВ=1, к примеру, настольную лампу, сообщу, что большое, более 15-20 мкГ значение индуктивности может потребоваться для антенн на 160 м, на 80 м достаточно 10-15 мкГ, на 40 м это значение приближается к 4-6 мкГ и, начиная с 20 м, приходится "ловить" индуктивности со значением 0.2-2 мкГ. Если учесть тот факт, что антенны низковисящие или имеющие большое значение реактивности крайне узкополосны, то потребуются очень тонкие манипуляции с ручками прибора для его настройки. Работа облегчается, когда нужно "строить" известную, уже эксплуатирующуюся конструкцию. В этом случае достаточно один раз "прогнать" её по необходимым частотам и записать углы поворота ручек. В дальнейшем может потребоваться подстройка в небольших пределах в зависимости от влияния внешних фактров.

Заканчивая свои заметки по этому поводу, хотел бы повториться - антенный тюнер не является прибором для согласования антенн, это прибор для оптимизации нагрузки выходного каскада трансивера. В предельном случае, при очень низком КПД АФУ, он переходит в класс нагревательных приборов. Коллеги, стройте антенны!

Владимир Акминский RW3VA

 

В любительской практике крайне редко используются антенны, входное сопротивление которых равно волновому сопротивлению фидера, и в свою очередь, выходному сопротивлению передатчика (идеальный вариант согласования). Чаще всего такого соответствия нет и приходится применять специальные согласующие устройства. Антенну, фидер и выход передатчика следует рассматривать как единую систему, в которой передача энергии должна осуществляться без потерь.

Реализация этой непростой задачи потребует согласования в двух местах: в точке соединения антенны с фидером и фидера с выходом передатчика. Наиболее популярны различного рода трансформирующие устройства: от резонансных колебательных контуров до коаксиальных трансформаторов в виде отрезков коаксиального кабеля требуемой длины. Все они нужны для согласования сопротивлений, что в конечном итоге и приводит к минимизации потерь в линии передачи. И, самое главное, к снижению внеполосных излучений.

Как правило, стандартное выходное сопротивление современных широкополосных передатчиков (трансиверов) 500м. Большинство применяемых в качестве фидера коаксиальных кабелей также имеют стандартную величину волнового сопротивления 50 или 750м. Антенны в зависимости от типа и конструкции могут иметь входное сопротивление в очень широком интервале величин: от нескольких Ом до сотен Ом и больше.
Известно, что входное сопротивление одноэлементных антенн на резонансной частоте носит практически активный характер. И чем больше частота передатчика отличается от резонансной* частоты антенны в ту или другую сторону, тем больше во входном сопротивлении антенны появляется реактивная составляющая емкостного или индуктивного характера. В многоэлементных антеннах входное сопротивление на резонансной частоте имеет комплексный характер, так как свою лепту в образование реактивной составляющей вносят пассивные элементы.

В том случае, когда входное сопротивление антенны имеет чисто активный характер, согласовать его с сопротивлением фидера несложно с помощью любого из подходящих трансформирующих устройств. При этом потери совсем незначительны. Но, как только во входном сопротивлении образуется реактивная составляющая, то согласование усложняется, и требуется более сложное согласующее устройство, способное скомпенсировать нежелательную реактивность. И это устройство должно находиться в точке питания антенны. Не скомпенсированная реактивность ухудшает КСВ в фидере и увеличивает потери.
Попытка полной компенсации реактивности на нижнем конце фидера (у передатчика) безуспешна, так как ограничена параметрами самого фидера. Перестройка частоты передатчика в пределах узких участков любительских диапазонов не приводит к появлению значительной реактивной составляющей, поэтому в большинстве случаев нет необходимости компенсировать реактивность. Правильно спроектированные многоэлементные антенны также не имеют большой реактивной составляющей входного сопротивления, и обычно ее компенсации не требуется.

В эфире часто возникают споры о роли и назначении антенного согласующего устройства (антенного тюнера) при согласовании передатчика с антенной. Одни возлагают на него большие надежды, другие считают его ненужной игрушкой. Чем же на самом деле (на практике) может и чем не может помочь антенный тюнер?

В первую очередь тюнер — это высокочастотный трансформатор сопротивлений, способный при необходимости скомпенсировать реактивность емкостного или индуктивного характера.

Рассмотрим простой пример:
Разрезной вибратор (диполь), имеющий на резонансной частоте входное сопротивление активного характера около 700м, соединен 75-омным коаксиальным кабелем (фидером) с передатчиком, выходное сопротивление которого 500м. Тюнер установлен на выходе передатчика и в данном случае выполняет роль согласующего узла между фидером и передатчиком, с чем он легко справляется.
Если передатчик перестроить на частоту отличную от резонансной частоты антенны, то во входном сопротивлении антенны возникнет реактивность, которая тут же проявится на нижнем конце фидера. Тюнер также способен ее скомпенсировать, и передатчик опять будет согласован с фидером антенны.

Что будет на выходе фидера, в точке его соединения с антенной?
Используя тюнер только на выходе передатчика, полную компенсацию обеспечить не удастся, и в фидере возникнут потери из-за неточного согласования с антенной. В этом случае понадобится еще один тюнер, который придется подключить между фидером и антенной, тогда он исправит положение и скомпенсирует реактивность. В зтом примере фидер выполняет роль согласованной линии передачи произвольной длины.

Еще один пример:
Рамочную антенну, имеющую входное сопротивление активного характера приблизительно 1100м, необходимо согласовать с 50-омной линией передачи. Выход передатчика 500м. Здесь потребуется согласующее устройство, установленное в точке подключения фиДера к антенне. Обычно многие любители используют ВЧ трансформаторы разных типов с ферритовыми сердечниками, но удобнее изготовить четвертьволновый коаксиальный трансформатор из 75-омного кабеля.
Длина отрезка кабеля А/4 х 0.66, где
Я — длина волны,
0.66 — коэффициент укорочения для большинства известных коаксиальных кабелей.
Коаксиальный трансформатор включается между входом антенны и 50-омным фидером.
Если его свернуть в бухту диаметром 15…20см, то он будет выполнять и функцию симметрирующего устройства. Фидер с передатчиком согласуется автоматически, при равенстве их сопротивлений. В этом случае от услуг антенного тюнера можно вообще отказаться.

Для данного примера возможен еще один способ согласования:
При помощи полуволнового или кратного половине волны коаксиального кабеля вообще с любым волновым сопротивлением (также с учетом коэффициента укорочения). Он включается между антенной и тюнером, находящимся возле передатчика. Входное сопротивление антенны около 110Ом переносится к нижнему концу кабеля и с помощью тюнера трансформируется в сопротивление 500м. В этом случае имеет место полное согласование антенны с передатчиком, а фидер выполняет функцию повторителя.

В более сложных случаях, когда входное сопротивление антенны не соответствует волновому сопротивлению фидера, а сопротивление фидера не соответствует выходному сопротивлению передатчика, необходимы два согласующих устройства. Одно вверху для согласования антенны с фидером, другое внизу — для согласования фидера с передатчиком. И обойтись только одним антенным фидером для согласования всей цепи: антенна — фидер — передатчик не представляется возможным.

Наличие реактивности еще больше осложняет ситуацию. Антенный тюнер в этом случае значительно улучшит согласование передатчика с фидером, облегчив тем самым работу оконечного каскада, но не более того. Из-за рассогласования фидера с антенной будут иметь место потери, и эффективность работы самой антенны будет пониженной. Включенный КСВ-метр между передатчиком и тюнером зафиксирует КСВ=1, а между тюнером и фидером этого не произойдет по причине рассогласоаания фидера с антенной.

Напрашивается вполне справедливый вывод: тюнер полезен тем, что поддерживает нормальный режим передатчика при работе на несогласованную нагрузку, но при этом не способен улучшить эффективность работы антенны при ее рассогласовании с фидером.

П-контур, используемый в выходном каскаде передатчика, также может выполнять роль антенного тюнера, но при условии оперативного изменения индуктивности и обеих емкостей.
Как правило, антенные тюнеры и ручные и автоматические — это резонансные контурные перестраиваемые устройства. Ручные имеют два- три регулирующих элемента и не оперативны в работе. Автоматические — дороги, а для работы на больших мощностях — очень дороги.

 

От оператора OH5ZZ (UA1DJ) удалось узнать о конструкции простой УКВ антенны. По его словам антенна типа YAGI легка в изготовлении, имеет хорошую повторяемость и проста в настройке. Автор антенны - OH5YW опубликовал ее конструкцию в 1976 - м году. Антенна может иметь от 3-х до 7-и элементов и имеет максимальное усиление 8 - 10 дБ. Для несущей траверсы используется любой изоляционный материал: деревянные рейки, оргстекло, пластмассовые трубки. Элементы антенны - это отрезки тонкого, 3 - 5 мм, провода из алюминия или биметалла. Все размеры указаны на Рис.1.

 

Вибратор согласуется с коаксиальным кабелем с помощью дельтообразной открытой симметричной согласующей линии из того же материала, что и элементы антенны. Выходы линии надежно соединяются с неразрезным линейным вибратором. Точки соединения расположены симметрично на расстоянии примерно 11,5 см в одну и другую сторону по отношению к центру вибратора. Длина проводников линии 19 см, они сходятся почти в одну точку - на расстояние 0,5 см, и закреплены на небольшой изоляционной площадке. В этом месте ко входу линии подключено стандартное полуволновое симметрирующе - согласующее U - образное колено из того же кабеля, который используется для снижения. Дельта - согласующее устройство желательно располагать перпендикулярно плоскости элементов, но допустимо расположение и в одной с ними плоскости с углом, направленным в сторону директора. Антенна может иметь быстроразборную конструкцию и с траверсой из подручного материала в собранном виде умещаться в хозяйственном пакете.

Идея такой антенны пришла неожиданно, когда сын принес мне целую пачку –16 штук бракованных лазерных дисков и задал вопрос почти по Чернышевскому – “Что делать?”

Повертев диски в руках, поразмыслив, куда бы их приспособить, вдруг ясно представил диски в качестве колец, задающих форму проволочным элементам в диполе Надененко.

Вспомнилось, что мой GP на десятку “не вытягивает” по КСВ на краях диапазона. Причина проста – мал диаметр штыря. А здесь можно очень просто получить довольно большой диаметр – 100 мм! Так и родилась новая антенна, полоса пропускания которой около 3-х МГц, при входном сопротивлении 50 Ом.

Для изготовления антенны потребовалось 4 пластиковые лыжные палки, 16 лазерных дисков, 16 отрезков провода по 2 м 35 см и отрезок фторопластовой болванки, длиной 20 и диаметром 4 см. Лыжные палки соединены с помощью отрезков дюралевой трубки попарно. Длина плеча диполя 2 м 30 см. Лыжные палки вставляются в осевое отверстие в болванке. Все остальное видно на рисунке.

Для исключения затекания тока на внешнюю сторону оплетки ВЧ кабеля, питающего антенну применяют ферритовые дроссели. Их можно делать на большом кольце:


Дроссель на большом кольце

Или нанизать много маленьких колечек на некоторую длину кабеля в точке питания антенны:
Дроссель из большого количества маленьких колец в термоусадочной трубке 




 В любом случае правило одно: индуктивность такого дросселя должна быть такой, чтоб создать реактанс не менее 1кОм для низшей частоты, которую будет излучать запитанная этим кабелем антенна.
  Как выбрать нужную индуктивность, показано ниже:
BAND,

МГц  
Требуемая

индуктивность,

мкГн
 1.8   88.5
 3.5   45.5
 7   22.7
 10   15.7
 14   11.4
 18   8.8
 21   7.6
 24   6.4
 28   5.7

   Это справедливо для подавляющего большинства случаев, когда антенны питаются в пучности тока напрямую кабелем и их волновые сопротивления примерно идентичны. В случае питания полуволновых вибраторов "с конца", эти значения нужно увеличить во много раз. И будьте готовы, что борьба с АЭФ (антенный эффект фидера) может быть проиграна, при неправильном подходе.

 А дальше просто:

 1. Берете кусок ЛЮБОГО провода

 2. Нанизываете на этот кусок провода столько колец, чтоб была достигнута требуемая индуктивность (или наматываете  на большом кольце до достижения требуемой индуктивности - такое количество витков кабеля нужно будет сделать впоследствии)

 3. Все колечки обжимаете в термоусадочную трубку

 4. Надеваете столбик на кабель в точке питания

  

 Например, вот так выглядит столбик для 80м диапазона из колец М2000НМ 20х12х6:
Дроссель для 3.5 МГц

 Это указаны минимальные требования, которых и стОит придерживаться. 

    Столбик на фото выше не совсем удобен. Имеет смысл разбить его на несколько частей. Роли это не играет, равно как и зазор между внутренней стороной кольца и наружной изоляцией кабеля.

  Если проблема с наличием феррита, то можно просто смотать кабель в бухту виток-к-витку (важно) в точке питания антенны. В этом случае, расчет индуктивности производится очень просто. Вот пример расчета катушки из кабеля в ММАНА для диапазона 20м:
Расчет кабельного дросселя для 14МГц

 Здесь диаметром провода служит внешний диаметр оплетки кабеля. Только вот размер такого дросселя для НЧ диапазонов будет впечатлять.. Однако есть и техническое ограничение. Дело в том, что при увеличении числа витков начинает себя проявлять межвитковая емкость кабеля. Есть вероятность того, что индуктивность кабеля в купе с этой паразитной емкостью образуют контур, который будет настроен совсем не на ту частоту, которую нужно. В итоге, мы не получим заграждающего эффекта на рабочих диапазонах. Особенно это нужно учесть при питании многодиапазонных антенн.

Шаг за шагом продолжаю понемногу приближаться к заданной цели: создание легкой разборной. и удобной в сборке вертикальной антенны GP. Сегодня пробывал мотать ВЧ дросель, и поставил его в коробочку. Как раз по размерам все идеально подходит. Следующий шаг это разработка крепежки, и подбор подходящего антенного провода и для противовесов и для антенны..