2-х элементный прямоугольник Моксона с активным питанием.

Ранее уже рассматривался тип антенн, которые называются прямоугольник Моксона(ПМ). Он удобен тем, что позволяет значительно сократить габариты антенны, без ухудшения характеристик излучателя. Сгибать можно до 30% длины каждого плеча диполя.

Автором была предпринята попытка изготовить ПМ с активным питанием. Естественно, что этому предшевствовало моделирование антенны на EZNEC-3. Почему именно эта программа? Все просто - ММАНА совешенно не умеет моделировать коаксиальные кабеля, которые необходимы при активном питании антенн. Сделать рассчет длинны кабеля для активного питания вручную, на мой взгляд, очччень непросто даже подготовленному инженеру. Он основан на применении очень громозких формул с примением тригонометрических функций и комплексных чисел, и еще целого ряда операций из высшей математики, которые достаточно скучны для большинства читателей. Поэтому для такого рода задач, лучше использовать EZNEC. Программа выполняет эту задачу быстро и безошибочно.

Перейдем к рассмотрению конкретной антенны с активным питанием на основе прямоугольника Моксона. Я уже ранее упоминал на СКР, что в случае активного питания 2 элементной антенны, длина фазирующего отрезка кабеля, зависит от импеданса элементов, с учетом их взаимного влияния, а соответственно и взаимно наведенных ЭДС в элементах. В свою очередь, импеданс элементов зависит еще и от высоты подвеса антенны, расстояния между элементами, свойтсв земли и от близко расположенных предметов, которые также вносят изменения в импеданс элементов. Как мы видим, на длину фазирующей линии, могут влиять, по-меньшей мере, 4 фактора:

расстояние между элементами

высота подвеса

свойства земли

близко расположенные предметы.

Все эти факторы EZNEC умеет учитывать, решая задачу по расчету длины фазирующего отрезка кабеля.

Итак рассмотрим практический вариант 2-х элементной антенны с активным питанием на 7 МГц. Рисунок такого проекта представлен ниже:

 

 

 

Никаких конструктивных особенностей антенна не имеет, поэтому не нуждается в дополнительном разъяснении. Антенна изображена на Рис.4.4.1, и представляет из себя уже известный нам прямоугольник Моксона. Для получения кардиоидной диаграммы, мы должны к одному диполю подключить кабель L1 50 Ом, и длиной 216.1 градуса, или 16,85 метра, а к другому диполю - такой же кабель, L2 длиной 234 градуса, или 18,34 метра. Все кабеля подключены к коммутационной коробке В, к которой подходит кабель питания L3 50 Ом, любой длины. Высота подвеса антенны - 20 метров.

Давайте ознакомимся с диаграммой направленности антенны. На рисунке 4.4.2 показана вертикальная диаграмма этого проекта, из которой мы видим, что усиление антенны равно 10,36 dbi, а ширина лепестка - 33,5 градуса. Угол излучения - 28 градусов.

 

 

На рисунке 4.4.3. - азимутальная диаграмма. Ширина лепестка -83,2 градуса

 

Рис.4.4.4. - импеданс антенны в точке 7.05 МГц. Импеданс в точке соединения двух кабелей L1 и L2 очень низкий, поэтому, если не применять СУ, КСВ будет 7.68 с кабелем 50 Ом. С кабелем 75 Ом, он будет еще выше.

Z = 7.17 - j 15.75 Ом

 

 

Антенну можно изготовить вращающейся, но если нет такой возможности, ее можно сделать переключаемой на два направления. Для этого необходимо сделать длину L1 и L2 по 216,1 градуса или 16,97 метра, а между концами этих кабелей, включить отрезок кабеля 50 Ом L4, длиной 17,9 градуса или 1,4 метра. Схема подключения в этом случае, показана на Рис.4.4.6.

Антенна не нуждается в настройке, поскольку все длины отрезков кабелей, создают необходимую фазу питания элементов антенны. Условия для успешного повторения антенны, оговоренные ранее, справедливы и для этой антенны.

 

В этом случае невозможно обойтись без согласующего звена, которое можно расчитать в ММАНА.