Антена Бевереджа або, як її ще називають, антена біжучої хвилі (АБВ), широко використовується у професійній радіозв'язку. Більшість трансокеанських QSO на 160 метрів радіоаматори проводять, використовуючи антену Бевереджа на прийом. В інструкції до радіостанції Р126 зазначено, що при використанні четвертьволнового штиря дальність зв'язку між двома однотипними радіостанціями становить 2 км, при використанні АБВ - 4...5 км. Для радіостанції Р 105 дальність зв'язку при використанні штирьовий четвертьволновой антени становить 6 км, при використанні АБВ - до 25 км. Сподіваюся, ці цифри, неодноразово перевірені військовими, переконають супротивників антени Бевереджа в тому, що в ній дійсно щось є.

Антена Бевереджа може працювати без перебудови у всіх аматорських діапазонах при мінімальних витратах на її виготовлення і не потребує настроювання при зміні діапазонів роботи. Ця її особливість привертає не тільки радіоаматорів, але і любителів далекого прийому радіомовних станцій.

1. ІДЕАЛЬНА АНТЕНА БЕВЕРЕДЖА

Класична АБВ являє собою провід довжиною в декілька разів більше довжини хвилі, на якій працює антена. Він навантажений на опір, рівний її хвильовому опору (Рис. 1). Висота підвісу АБВ становить від 1 до 5 м в залежності від діапазону частот, в якому вона використовується.

Антена Бевереджа

Вхідний опір АБВ високо і дорівнює хвильовому опору лінії, утвореної проводом, складовим полотно антени, і землею, що грає роль другого проводу. Воно становить 400...600 Ом. При підвішуванні АБВ немає необхідності всюди дотримуватися рівну висоту підвісу. На 160 метрів ефективно працює антена з висотою підвісу 3...5 м, а на 10-метровому діапазоні - з висотою підвісу не менше 1 м.

Коефіцієнт посилення АБВ дорівнює: G=Кх(L/l),де G - коефіцієнт підсилення; К - коефіцієнт, що не залежить від якості виготовлення АБВ; L - довжина антени; l - довжина хвилі, на якій працює антена.

Чим довше полотно антени, тим вище її коефіцієнт підсилення. Антена Бевереджа приймає вертикально поляризовану хвилю, що падає на неї під невеликим кутом. Такі характеристики мають поверхнева хвиля, яка знаходиться в межах видимості, радіостанції і хвиля дальньої радіостанції, відображена від іоносфери під малим кутом.

У горизонтальній площині максимум прийому лежить в напрямку, паралельному полотна антени. При перпендикулярному падінні електромагнітна хвиля просто нічого не наведе в антені, а при падінні під кутом, внаслідок складання наведених в антені з різними фазами напруг, останні будуть компенсувати один одного.

Д. Н. антени Бевереджа являє собою вузький промінь у горизонтальній і вертикальній площинах, спрямований убік навантаження (рис.2). При значному перевищенні довжини полотна антени над довжиною хвилі відбувається дроблення Д. Н. на пелюстки. Чим менше задній пелюсток Д. Н., тим краще узгоджена антена з навантаження м.

2. "ЗЕМЛЯ" АНТЕНИ ВЕВЕРЕДЖА

Робота реальної АБВ багато в чому залежить від якості землі". Найкраще прокласти кілька "земляних" проводів від навантаження до генератора.

На практиці, якщо припускають використовувати АБВ на передачу, то для ефективної роботи прокладають не менш 3 "земляних" проводів. Один - під полотном антени, а два інших - по краях від нього на відстані, рівному (0,5...1) висоти підвісу полотна антени (рис.3). Для підвищення ефективності роботи цих проводів вони повинні бути або підняті над землею на невелику висоту (5... 10 см), або захищені від корозії, якщо вони все ж лежать на землі.

При використанні АБВ як приймальні антени можна використовувати тільки один "земляний" провід. Іноді на приймальних центрах замість "земляного" дроти використовують 10... 30 противаг довжиною близько 0,1 довжини антени, розташованих на кінці навантаження і трансформатора і закопані на глибину 10 см (рис.4). Однак при цьому не економиться провід для противаг і в деяких випадках зростає шум антени за рахунок того, що в неї включаються ділянки землі, які можуть служити джерелом шуму. Зазвичай конкретне джерело шуму визначити дуже важко. Він може виникати за рахунок струмів, що протікають у земній корі; може бути обумовлений дією промислових факторів (повітряні ЛЕП, підземні лінії електропередач тощо).

На приймальних радіоцентрах вибирають місцевості, де таких дій немає, а у Вашому випадку цілком може виявитися, що QTH розташований якраз поблизу такого джерела шуму. Антена Єві-реджа найбільш піддається впливу таких шумових джерел, особливо без "земляного" дроти під нею. На передачу така антена (рис.4) буде працювати незадовільно. Це пов'язано з тим, що в ланцюг антени включено опір землі R3, яке в загальному випадку можна порівняти з хвильовим опором антени і суттєво знижує її ККД. При використанні АБВ на прийом це можна допустити, так як зазвичай приймачі мають запас по посиленню. Але при роботі на передачу ККД є найголовнішим показником антени.

Не слід забувати і про те, що ґрунт може промерзати взимку на значну глибину. Це істотно знизить і без того малу ефективність антени Бевереджа (рис.4). Але часто з багатьох причин важко або недоцільно використовувати "земляний" провід під полотном антени. В цьому випадку використовують так звану "променеву" антену.

3. ВИКОРИСТАННЯ В ЯКОСТІ "ЗЕМЛІ" ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫХ ПРОТИВАГ

"Променева" антена, використовувана для роботи на радіостанціях типу Р105, зображена на рис.5. Вона являє собою провід довжиною 1, яка становить близько десяти довжин хвилі, до якого через резистор 400 Ом підключено кілька противаг довжиною в чверть хвилі. Кілька таких же противаг підключено до корпусу радіостанції.

Струм в такій антені протікає за рахунок струмів зміщення в просторі між противагами. Струм в ґрунті в цьому випадку не відіграє великої ролі. Для збільшення ККД потрібно прагнути до зменшення опору системи противаг. При хвильовому опору антени 400... 600 Ом бажано використовувати не менше 2 резонансних противаг на стороні навантаження і стороні харчування.

При використанні АБВ в різних діапазонах необхідно для кожного діапазону використовувати не менше 2 резонансних противаг довжиною в чверть хвилі для кожного з діапазонів. Антена з четвертьволновыми противагами відрізняється від класичної АБВ тим, що не має безперервного перекриття по частоті.

4. НАВАНТАЖЕННЯ АНТЕНИ БЕВЕРЕДЖА

Приблизно від 30 до 50 відсотків потужності передавача розсіюється на навантаженні, тому вкрай важливо, щоб резистор навантаження був безиндукционным.

При конструюванні передавальних антен Бевереджа можна використовувати резистори типу МЛТ-2, сполучені в паралель. Конструктивно вони розташовуються колом. Для захисту такого навантаження від атмосферних впливів забарвлюють її міцним лаком. Бажано виключити пряме попадання на неї дощу, розмістивши її під який-небудь кришкою. Зазвичай для антени Бевереджа використовують навантаження близько 300...600 Ом. Точно встановити хвильовий опір антени важко, на практиці це можна зробити лише зміною навантаження і виміром при цьому КСВ антени.

5. ДОВЖИНА І ККД АНТЕНИ БЕВЕРЕДЖА

Вище було зазначено, що коефіцієнт підсилення АБВ залежить від її довжини, але кращі результати виходять, коли довжина антени кратна непарній кількості довжин півхвиль. Для успішної роботи вона повинна бути не менше довжини хвилі, на якій працює передавач.

Щоб визначити ККД, розглянемо, де відбуваються втрати енергії. По-перше, в навантажувальному резисторі RH. По-друге, чим довше антена, тим більше випромінювання, інтенсивність якого зростає з ростом висоти підвісу (Н) АБВ над землею. Таким чином, ККД можна приблизно визначити за формулою:

ККД = 1 /Rн*L/l*Н/lЗ*До, де L - довжина антени;

l - довжина хвилі; К - коефіцієнт ефективності.

Для підвищення ККД і поліпшення спрямованих властивостей АБВ використовують їх паралельне включення. Розташовують їх при цьому як паралельно, так і послідовно (Рис.6).

ККД антени Бевереджа довжиною в одну хвилю з висотою підвісу близько 0,005 довжини хвилі не перевищує 10 відсотків. Збільшення довжини антени до 6 довжин хвилі підвищує ККД приблизно до 40 %, потім зростання ККД сповільнюється.

6. ЗМІНА Д. Н. АНТЕНИ БЕВЕРЕДЖА

Одним з головних недоліків АБВ є те, що її Д. Н. фіксована. Мною був випробуваний варіант антени Бевереджа з двома трансформаторами (рис.7), який дозволяє комутувати Д. Н. у двох напрямах. При подачі постійної напруги по кабелю реле спрацьовують і міняють місцями точки підключення та харчування (використані реле типу РМУГ). Така антена мала КСХ не більше 1,8 у всьому діапазоні частот від 1,8 до 30 МГц, різниця при перемиканні напрямки випромінювання змінювалася від 1 ...2 балів на НЧ-до 6 балів на ВЧ-діапазонах.

Зустрічаються рекомендації по установці круглої антени Бевереджа. У цьому випадку діаграма спрямованості такої антени - коло, але її коефіцієнт підсилення буде менше, ніж у диполя. При наявності достатньої кількості відкритої лінії або КАТВ можна зробити спрощене перемикання Д. Н. Схема антени для цього наведена на рис.8. При такому виконанні антени відкрита лінія повинна бути піднята над землею. Зростає загасання антени і зменшується її ККД. Але якщо антена використовується на прийом, така її побудова цілком прийнятно. Для перемикання напрямку Д. Н. в цьому випадку можна використовувати навіть звичайний тумблер.

7. УСТАНОВКА АНТЕНИ БЕВЕРЕДЖА

Для успішної роботи АБВ повинна бути правильно встановлена щодо сторонніх предметів. Звичайно, ідеальна установка - це коли поруч немає ніяких провідних предметів. Однак на практиці таке зустрічається рідко. Слід прагнути до того, щоб не було провідних предметів у головному і, якщо можливо, в задньому пелюстці. Так як АБВ випромінює вертикально поляризовану хвилю, слід звернути увагу на вертикальні провідні предмети. Дуже хороший варіант - установка на край даху будинку, коли в головній пелюстці Д. Н. лежить вільний простір. Саме така АБВ використовується з 1989 р. на моїй станції UZ3ZK. Часто на даху проходять дроти радіомережі і телефону, які можуть бути паралельні Вашої АБВ. Вони буду т сприйматися як "земля", і в них будуть наводитися значні струми, які можуть призвести до перешкоди многопрограммному мовлення і, можливо, теле-фонной зв'язку. Для усунення цього ефекту достатньо прокласти "земляний" провід поряд з цими проводами. У всіх випадках, з якими я стикався, на стовпчиках були вільні "ріжки" для його установки. Провід слід заземлити біля кожної з щогл. У важких випадках може знадобитися установка декількох таких проводів на відстані 20... 50 см один від одного.

Взагалі ж антена Бевереджа є однією з найвибагливіших антен. Чистий простір в радіусі близько 1 ...2 метрів відносно полотна антени забезпечить її роботу. Жодна з сусід - них антен не заважає їй, так само як і АБВ надає мінімальний вплив на інші антени.

В грозовій щодо АБВ безпечна. Полотно її заземлено з двох сторін, так що навіть пряме попадання блискавки в неї не призведе до поразки оператора і руйнування радіоапаратури. АБВ зазвичай розташована нижче інших провідних предметів, що забезпечує її додатковий захист від грози. АБВ не накопичує 1 електростатику, і це особливо помітно при прийомі перед грозою. На неї можна працювати навіть під час грози. 1

Література.

1. Р. З. Айзенберг, Короткохвильові антени, М: Радіо і зв'язок, 1985 р.

Автор: В. Григоров, р. Білгород; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru

Add comment

Навігація

Інструкції з експлуатації

Copyright © 2019 Електричні принципові схеми.