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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Antennes verticales. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Antennes HF Les antennes verticales ont longtemps attiré les antennes à ondes courtes par leur capacité à recevoir un rayonnement à un angle faible par rapport à l'horizon à une faible hauteur d'installation d'antenne, ainsi que par un diagramme de rayonnement presque circulaire dans le plan horizontal. De plus, de telles antennes, relativement peu encombrantes, s'avèrent pratiques si le radioamateur ne trouve pas de points de suspension d'antenne suffisamment éloignés et hauts. Les antennes verticales, dont le plan de masse est le plus courant, sont généralement conçues pour fonctionner dans une bande, en particulier si des éléments accordés sont utilisés pour faire correspondre l'antenne avec le chargeur. Les antennes multibandes proposées précédemment (par exemple, SP3PK, UF6FB, etc.) sont assez difficiles à fabriquer et à configurer. L'antenne verticale multibande décrite est structurellement simple. Dans la version la plus simple, il est conçu pour fonctionner sur les bandes 7,14 et 21 MHz, et avec une légère complication - sur 28 MHz. Hauteur d'antenne 10 m. La figure 1 montre la répartition du courant dans l'antenne et la forme du diagramme de rayonnement dans le plan vertical en fonction des portées (c'est-à-dire le rapport hauteur d'antenne/longueur d'onde). De la fig. 1 montre que dans les gammes de 7 et 21 MHz, l'antenne est alimentée en courant, et à 14 et 28 MHz - en tension, donc, avec alimentation directe par un câble coaxial dans les gammes de 14 et 28 MHz, le SWR sera trop grand.
Dans cette antenne, la tâche d'adaptation avec la ligne d'alimentation à 14 et 28 MHz est résolue en utilisant un transformateur quart d'onde asymétrique (voir Fig. 2). Pour un transformateur d'adaptation, un segment d'une ligne de 600 ohms peut être utilisé. Dans le même temps, lors du fonctionnement sur 7 et 21 MHz, une connexion directe du câble à la base de l'antenne est requise. Il s'est avéré que les points C et D (Fig. 2) peuvent être combinés (en pliant le segment correspondant en un cercle ou un triangle avec des courbes lisses). Dans ce cas, les performances du transformateur s'améliorent même. Une telle combinaison s'est avérée possible car le transformateur est alimenté de manière asymétrique (avec une charge asymétrique) et son fil inférieur sert principalement à créer une capacité linéaire constante par rapport au fil supérieur (sur la figure) du transformateur.
Si les points A et B sont court-circuités, le transformateur sera court-circuité et l'âme du câble sera connectée à la base de l'antenne. Dans cette position, l'antenne fonctionne sur 7 et 21 MHz. Une petite capacité entre les fils du transformateur est connectée en parallèle avec l'antenne alimentée en courant et n'affecte pas son fonctionnement. Ainsi, le fonctionnement de l'antenne sur trois bandes est assuré sans l'utilisation de bobines ou de condensateurs. L'efficacité de l'antenne est assez élevée, puisque sa longueur est égale ou supérieure à un quart d'onde sur toutes les bandes de fonctionnement. A 14 MHz, du fait du rétrécissement des diagrammes dans le plan vertical, l'antenne donne un gain de 1,8 dB (une fois et demie en puissance) par rapport à une antenne verticale quart d'onde. A 21 MHz, pour certains angles de rayonnement, l'amplification atteint le double en puissance. Structurellement, l'antenne est un tube composite en duralumin d'un diamètre de 4 cm et d'une longueur de 10 m, monté sur un isolant en porcelaine haute. 12 cm Lorsqu'il fonctionne à 14 MHz, une tension RF importante (des centaines de volts) se développe à la base de l'antenne, de sorte que l'isolant doit avoir de faibles pertes et fournir une capacité minimale de la base de l'antenne à la terre. Un simple relais à deux contacts, dont nous ne pouvions toujours pas nous débarrasser dans cette conception, est situé à la base de l'antenne et est enfermé dans un boîtier hermétique. Les fils du transformateur ont un diamètre de 1,6 mm, la distance entre eux est de 12 cm.Lors de l'utilisation d'un diamètre de fil différent, afin de conserver la même impédance (600 ohms), il est nécessaire de modifier la distance entre les fils. Des isolateurs en plexiglas sont placés entre les fils du transformateur tous les 30 cm. Le transformateur quart d'onde est concave en un triangle irrégulier avec des coudes lisses et est soutenu dans l'espace par deux entretoises en bois ou en bambou de 1,8 à 2 m de long. Sur les bandes 7, 14 et 21 MHz, le ROS mesuré par le réflectomètre était inférieur à 1,6 (le réflectomètre était calibré par résistance avec une tolérance de 10%). Avec quelques complications, cette antenne peut être transformée en une antenne à quatre ou cinq bandes. Si vous utilisez un transformateur quart d'onde de la moitié de la longueur (2,6 m), la même antenne peut être utilisée à 28 MHz. En pratique, un tel interrupteur peut être réalisé lorsque soit l'ensemble du transformateur ou son plancher est mis sous tension entre le câble et la résistance d'antenne, soit il est complètement court-circuité. Pour ce faire, il suffit de prendre un relais d'antenne de la station de radio RSB-5 et de le placer avec l'ancre vers le bas. Avec le relais désexcité, l'antenne fonctionnera à 14 MHz. L'antenne peut également être réglée sur 3,5 MHz en plaçant une bobine d'extension entre la base et la masse avec un curseur qui vous permet de modifier l'inductance de la bobine. Le câble doit être connecté à l'une des spires de la bobine (plus proche de l'extrémité froide). Le point de connexion peut être sélectionné en fonction du ROS minimum. L'antenne décrite peut être classée comme Ground Plane, c'est-à-dire des antennes fonctionnant avec une terre artificielle. Pour ce faire, il doit être élevé à une hauteur suffisante. Si vous installez cette antenne directement sur le sol, une mise à la terre sera nécessaire, constituée d'un grand nombre de fils radiaux d'une longueur supérieure à un quart d'onde, sinon l'efficacité de l'antenne sera très faible, la hauteur d'installation de l'antenne doit être telle que la distance entre les extrémités des fils - contrepoids soit inférieure à la distance entre les extrémités des fils et le sol (ou le toit). Ainsi, pour une antenne donnée à 6 fils, la hauteur de la base doit être de 10 m, à 8-7 m, à 12-5 m, à 20-3 m. Dans ces conditions, le rendement de l'antenne sera proche au maximum. Les fils doivent avoir une longueur de 10,5 m et un diamètre de 2-3 mm. Il est préférable d'installer une telle antenne sur un toit en fer galvanisé. Dans ce cas, la base peut reposer directement sur le toit. La gaine du câble doit être solidement soudée aux fils soudés à leur tour à plusieurs feuilles de fer. L'antenne sur le toit en fer peint fonctionne moins bien (en raison d'un mauvais contact entre les tôles). L'antenne a fonctionné à la station de radio de l'auteur pendant un an et demi. Dans la bande 7 MHz, RST 599 a été reçu de tous les continents à l'exception de l'Océanie (589 de VK3AZZ). Des liens ont été établis avec de nombreux DX. Sur les bandes 14 et 21 MHz, RST 599 a été reçu à plusieurs reprises par des représentants de tous les continents. Auteur : L. Yaylenko (UT5AA), Donetsk ; Publication : N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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