Налаштування передавальних антен
Якість роботи радіосигнали пристрої а значною мірою визначається антеною, яка випромінює електромагнітну енергію в простір. Необхідно, щоб можливо велика частина енергії, що підводиться від передавача до антени, випромінювалася в простір, інакше кажучи, щоб коефіцієнт корисної дії антени був можливо більше. Домогтися максимального ККД можна шляхом правильного налаштування антени.
Серед наших коротковолновіков найбільшого поширення набули в основному два типи антен: полуволновой з харчуванням напругою ( "Цепелін") і полуволновой антена з однопровідним фідером, що живиться хвилею, що біжить - "Американка". Існуючі для розрахунків цих антен формули досить наближені, так як не враховують вплив на параметри антени її висоти і близько розташованих дахів, стін і т. Д. Внаслідок цього власна хвиля антени виявляється відмінною від тієї, яка повинна була вийти за розрахунком. В результаті частина потужності, що підводиться від передавача до антени, марно втрачається.
За відомостями американського коротковолновіка Шнелль, наведеними в журналі "QSТ", побудована ним антена типу "Цепелін" спочатку мала з розрахунку довжину 20 м 10 см. При потужності, що підводиться останнього каскаду в 1 квт струм в антені був 1,94 А. При повному опорі антени в 70 ом потужність в ній дорівнювала лише 260 W (за формулою V = I 2 R), коли ж вкоротили антену на 50 см, струм в ній зріс до 2,72 А і потужність зросла вдвічі-до 540 W.
Цей приклад яскраво показує значення точного налаштування передавальної антени.
Зазвичай любитель, побудувавши антену за розрахунковими даними і отримавши незадовільні результати, прагне збільшити потужність передавача. Однак і при невеликої потужності можна отримати хороші результати при правильно налаштованої антени. Особливо велике значення настройка антени має при роботі на одній фіксованій хвилі, наприклад при стабілізації передавача кварцом.
Налаштування "Цепеліна" полягає в точній підгонці довжини випромінюючої частини антени на хвилю передавача. Якщо випромінююча частина антени має неправильну довжину, то при налаштуванні антени при наявності фідерних конденсаторів (рис. 1) вузол струму, який повинен знаходитися в точці приєднання фідера до випромінюючої частини, зміщується або в сторону фідера або в сторону випромінюючої частини.
Несиметричне розподіл струму в фідерах тягне за собою збільшення їх випромінювання і втрати енергії в них. Найвигідніші умови роботи випромінюючої частини антени будуть в тому випадку, коли вузли струму будуть точно на її кінцях, і випромінює частина коливається на власній хвилі або гармоніці. Розподіл струму в фідерах має бути таким же, як і при відсутності випромінюючої частини, т. Е. Вузол струму повинен бути на відкритому кінці фідера і пучность струму - в точці збудження. Тільки при атом умови зовнішнє поле навколо фідера і втрати будуть мінімальними. Найбільш доцільно випромінюючі частини і фідер налаштовувати окремо.
Порядок настройки антени "Цепелін" наступний. У точці з'єднання фідера з випромінюючою частиною ставиться, як показано на рис. 1, ізолятор. Випромінююча частина може бути від'єднана або приєднана до фідера за допомогою щипка А. Від'єднавши випромінює частина від фідера, натягують антену і пов'язують фідер з передавачем, причому зв'язок береться слабкою. Потім налаштовують фідер в резонанс і помічають розподіл фідерних конденсаторів. Після цього спускають антену, приєднують випромінює частина до фідера, натягують її знову і вдруге налаштовують фідер в резонанс. Якщо резонанс виходить при тому ж положенні фідерних конденсаторів, як і при отсоединенной випромінюючої частини, довжина випромінюючої частини абсолютно правильна. Якщо ж ємність збільшилася, випромінює частина занадто коротке, якщо зменшилася - дуже довга. Для полегшення настройки замість ізолятора, що відокремлює випромінює частина від фідера, краще поставити звичайний рубильник, додавши до нього невелику пружину, як показано на рис. 2. До ручки рубильника прив'язується мотузка. Таким чином управляти рубильником можна з даху або навіть з вікна станції.
При налаштуванні хвиля передавача повинна триматися строго постійною. Якщо передавач працює з самозбудженням, необхідно стежити за його хвилею по монітору або хоча б по приймачу, слухаючи передавач на гармоніці.
Цим методом налаштування можна підігнати випромінює частина антени на хвилю передавача з точністю до 10 см, при довжині випромінюючої частини близько 20 м.
Налаштування "Американки" дещо складніше, ніж настройка "Цепеліна", так як необхідно не тільки підігнати випромінює частина антени, але і знайти правильне положення точки приєднання фідера. Якщо фідер приєднаний неправильно, його хвильовий опір буде відрізнятися від хвильового опору антени, і в фідері поряд з біжать хвилями будуть також і стоячі. В результаті фідер буде випромінювати і втрати в ньому зростуть. На рис. 3 показано розподіл струму в антені при правильному А і неправильному В приєднання фідера. Так само як і при "Цепеліні", найкращі результати виходять у тому випадку, коли антена налаштована точно на основний хвилі або гармоніці.
Під час налаштування "Американки" дотримується такий порядок: спочатку настроюється випромінююча частина, а потім вже знаходиться правильне положення точки приєднання фідера. У точці приєднання фідера до випромінюючої частини ставиться рубильник (рис. 2), за допомогою якого випромінює частина може бути відключена від фідера. Управляти рубильником краще за допомогою мотузки з даху або з землі. Для підгонки випромінюючої частини антени на хвилю передавача необхідний монітор. Спочатку відключають випромінює частина від фідера, пов'язують фідер з контуром передавача (зв'язок береться слабкою) і налаштовують передавач по монітору на робочу хвилю. Якщо передавач працює з незалежним збудженням або з кварцом, то змушують останній каскад працювати на самозбудженні і налаштовують його на хвилю, що задає. Потім трапляється випромінює частина до фідера. Якщо довжина випромінюючої частини правильна, хвиля передавача при цьому не зміниться. Якщо ж антена коротка або довга, хвиля передавача в обох випадках коротшатиме. Це скорочення буде тим більше, чим більше довжина випромінюючої частини буде відрізнятися від правильної. Скорочуючи або подовжуючи антену і помічаючи по монітору, наскільки приєднання випромінюючої частини до фідера укорочує хвилю передавача, можна домогтися відсутності впливу пригоди антени до передавача і значить - підігнати випромінює частина на робочу хвилю. Точність цього методу досягає 10 -15 см при довжині випромінюючої частини близько 20 м.
Підігнавши випромінює частина, знаходять правильну точку прикріплення фідера. Для цієї мети лампочкою від кишенькового ліхтаря шунтується середня частина антени завдовжки в 40-80 см, а фідер пересувають по антені до тих пір, поки світіння лампочки не буде максимальним. Звичайно краще для цієї настройки застосовувати теплової амперметр, включивши його в пучность струму антени, але і з лампочкою можна отримати хороші результати.
Необхідно зауважити, що цей метод правильний тільки в тому випадку, коли випромінююча частина антени налаштована на хвилю передавача. Расстройка змінить розподіл струму в антені і призведе до помилкового показання амперметра або лампочки.
ВИМІР ПОВНОГО ОПОРУ АНТЕНИ
Якщо в розпорядженні любителя є досить точний теплової амперметр, він може провести вимірювання повного опору своєї антени і визначати потужність в ній. Для точного вимірювання повного опору необхідні дуже складні прилади. Але, користуючись простим методом підбору опору, можна отримати досить точні для аматорської практики результати. Для вимірювання виготовляється безіндукціонное змінний опір, конструкція якого показана на рис. 4.
В якості опору використовується графіт від олівця, повний опір його повинно бути 80-100 ом. Це безіндукціонное опір включається в пучность струму випромінюючої частини антени поруч з амперметром (рис. 5).
Спочатку вимірюється струм в антені при замкнутому накоротко опір. Припустимо, що струм буде дорівнює одному амперу, Потім включається опір, і величина його підбирається такий, щоб струм в антені зменшився вдвічі (для нашого прикладу до 0,5 А). Після цього визначають величину включеного графітового опору на містку Уитстона. Отримане значення опору і дорівнюватиме повного опору антени. Знаючи повний опір антени і ток в її пучности, неважко підрахувати потужність в антені по формулі W = I 2 R.
Б. Кашкін U9АВ і Б. Хитров U9AF
Журнал "Радіофронт" N6, 1936 рік.
Матеріал підготував Катерин Олег (UA9FGD).