γ-согласование в радиалы

Ниже описан способ согласования заземленного четвертьволнового вертикала с непосредственно (без изоляторов) подсоединенными к нему противовесами.

Постановка задачи

Существует способ питания заземленного четвертьволнового вертикала в приподнятые над землей противовесы. Конечно, т.к. противовесы приподняты над землей минимум на несколько % λ заземленная мачта получается несколько выше четверти длины волны. Но это не умаляет достоинств и удобств такого способа питания.

Но прямое питание в приподнятые противовесы требует их изоляции от заземленной мачты. А это бывает не всегда удобно и возможно.

Другой известный способ питания заземленного вертикала - с помощью шунта, подключаемого к самому вертикалу. Вариантов тут несколько: γ-согласование, омега-согласование, согласование двойным шунтом. Но это требует двух точек подключения к вертикалу: первая для противовесов; вторая для шунта, на несколько % λ выше первой. А это тоже не всегда реализуемо. Например, если мы хотим запитать чью-то чужую трубу, и если противовесы к ней еще как-то можно подключить, то подниматься заметно выше для подключения шунта может быть совсем нехорошо.

Дело усугубляется еще и тем, что шунтовые согласования с невысоким шунтом (омега или с двойным шунтом) имеют узкую полосу. А, реализующее широкую полосу γ-согласование требует высоты шунта около 5...7%λ, что уже довольно много в метрах, особенно для НЧ КВ диапазонов.

Описываемый ниже способ γ-согласования в четвертьволновые радиалы лишен вышеуказанных недостатков. Правда он имеет немало других недостатков. Но они другие. И в ряде случаев описываемое согласование может оказаться лучшим решением. Во всяком случае при проектировании появляется больше выбора.

Решение

На первый взгляд решение выглядит довольно простым: раз нельзя поставить шунт γ-согласования на вертикал, так приделаем его к противовесам. Они ведь часть антенны, а для γ-согласования не очень важно, какую часть антенны возбуждать.

Но на более внимательный второй взгляд всё не так очевидно. Радиалы, конечно, часть антенны. Но часть специфическая. Неизлучающих. А безразличие γ-согласования к месту подключения к антенне относится только к излучающим частям антенны.

Поэтому, если просто приделать шунтγ-согласования к одному из противовесов, то система заземления начнет излучать. Чего нам совсем не надо: ну что хорошего могут излучить низко расположенные над землей провода? Только немного в бесполезный зенит, а остальное нагреет грунт.

Решением является подключение ко всем радиалами одинаковых шунтов и соединение всех их начал параллельно, кольцом вокруг мачты. Конденсатор (единственный) γ-согласования включается между этим кольцом (т.е. точкой соединения всех шунтов) и питающим кабелем.

При этом:

Полученная конструкция показана на следующем рисунке:

Модели для изучения: 14 MHz, 7 MHz. Полоса получается широкой.

В диапазоне 14 МНz по уровню КСВ < 1,5 полоса 400 кГц (абстрактная модель из тонкой проволоки диаметром 1,6 мм).

 

В диапазоне 7 МГц по уровню КСВ < 1,5 достигает 260 кГц (более близкая к практике модель возбуждения имеющейся требы высотой 11 м и диаметром 60 мм).

 

Входное сопротивление описанного согласования зависит не только от длины шунта и размеров антенны (высоты излучающей части штыря и длины радиалов), но и от высоты радиалов над землей и сопротивления заземления мачты в грунт. В приведенных моделях оно симулировало нагрузкой 10 ... 25 Ом в основании мачты. Большого влияния это сопротивление не оказывает (и чем оно больше, т.е. чем хуже заземлена мачта, тем меньше это влияние). Тем не менее, из-за влияния этого не известного нам сопротивления при настройке антенны скорее всего придется подгонять длины шунтов (всех одновременно) чтобы получить точное согласование.



Bonn, 19.10.2014

На главную - Main page