Питание в пучности тока без разрыва полотна антенны. Без изолятора, без феррита, без подключения к проводу антенны. Вовсе не исключаю, что этот велосипед уже давно изобретен, но мне в голову эта идея пришла лишь в конце 2011 г.

Еще один способ питания антенны

Странные вещи происходят с идеями. По логике, описываемая конструкция должна была бы появится раньше способа питания антенны через ферритовый трансформатор. Ибо эта конструкция проще и очевиднее. Но реализовалась она парой лет позже, чем питание с ферритом.

Так, что не обессудьте: объяснение будет не от простого к сложному, а наоборот, методом чайника. Этот могучий метод сведения имеющейся задачи, к уже решенной, восходит к следующему анекдоту:

Задача 1. Даны пустой чайник, газовая плита, спички, кран с водой. Как вскипятить чай?
Решение: открыть кран, наполнить чайник водой, зажечь плиту, поставить чайник на огонь и ждать.
   Задача 2. Даны чайник, наполненный водой и горящая газовая плита. Как вскипятить чай?
Решение первое (неправильное): поставить чайник на огонь и ждать.
Решение второе (правильное): вылить воду из чайника, и погасить газ. Мы получили задачу 1, которую уже умеем решать.

Итак, мы знаем как запитать диполь через ферритовый трансформатор. Способ удобный, но ферритовый сердечник ограничивает мощность. При доступных размерах ферритовых трубок - сотней-другой ватт.

Значит, чтобы не иметь проблем с мощностью, надо исключить феррит. Но без феррита индуктивности одного маленького витка не хватит для работы трансформатора. Следовательно, надо сделать не один виток, и не маленького диаметра.

Получившийся трансформатор питания без сердечника показан на фото. Это центральная часть полуволнового диполя на 14 МГц.

Делается эта конструкция так:

  1. Берется проволочная антенна, с питанием в пучности тока. Например, полуволновый диполь (просто кусок провода без центрального изолятора).

  2. В том месте, где должна быть точка питания, проводом антенны делается вторичная обмотка трансформатора. Для диапазонов 14 и 18 МГц это 2 витка на диаметре 10 см.

  3. Из конца питающего кабеля (удобнее, если он будет не толстый, что-то вроде RG58A или RG223A) делаем первичную обмотку (для диполя и диапазонов 14 и 18 МГц она так же, как и вторичная будет иметь 2 витка на диаметре 10 см). Конструктив первичной обмотки такой же (за исключением количества витков и их диаметра), как на первом фото в статье о способе питания с ферритом: на конце кабеля оголяется центральная жила (оплетка в конце кабеля никуда не подключена), делается нужное число витков, и центральная жила припаивается к оплетке без нарушения ее целостности (а вот внешнюю изоляцию кабеля придется вскрыть).

  4. Первичная и вторичная обмотка вкладываются друг в друга (как две пружины одна в другую) и скрепляются пластиковыми кабельными стяжками.

Узел питания готов. Осталось лишь небольшой подстройкой размеров антенны получить резонанс на требуемой частоте.

Возникает вопрос: почему понадобилось подстраивать размер антенны? Она же исходно была резонансна. Ведь обычный способ питания (в разрыв) резонанс вибратора не сдвигает.

Так то обычный. А у нас питание через трансформатор. Но что особенного в трансформаторе хоть и без сердечника? То, что трансформатор у нас получился с большой паразитной индуктивностью рассеяния (а что же иного мы хотели, выбросив феррит, и увеличив размеры обмоток?).

В схемотехнике для компенсации паразитной индуктивности обмотки к ней подключают конденсатор, образующий вместе с этой индуктивностью LC-контур на рабочую частоту. В антенной технике вместо конденсатора проще слегка укоротить вибратор. И емкостная составляющая его входного импеданса с успехом сыграет роль компенсирующего конденсатора.

Таким образом, исходный вибратор должен быть удлинен на размер провода, пошедшего на вторичную обмотку, и укорочен так, чтобы его реактивный импеданс компенсировал бы паразитную индуктивность трансформатора.

В моем эксперименте (делал только один, показанный на фото трансформатор и применял его для питания двух полуволновых диполей 14 и 18 МГц, по очереди) получилось "то на то". Исходно полуволновый диполь после сворачивания его центральной части во вторичную обмотку трансформатора мне почти не понадобилось подстраивать. Но двух точек мало для выводов, поэтому в вашем варианте подгонка размеров антенны может оказаться необходимой.

Итак, имеем обычный ВЧ-трансформатор, у которого в качестве вторичной обмотки используется провод антенны. Полоса такого трансформатора не очень велика, (это же не широкополосный трансформатор на феррите), но для пары соседних диапазонов ее вполне хватает.

Кстати, о полосе антенны с таким питанием, в пределах одного диапазона. Она получается шире, чем при обычном питании, в разрыв антенны. Примерно в полтора раза (зависит от исходной антенны). Это эффект расширения полосы при параллельном питании (см. п. 3.5.12.1 во 2-й части "Антенн КВ и УКВ").

 

Описанный способ питания может быть применен не только на полуволновый диполь, но и на любую антенну, в точке где она имеет устраивающее нас входное сопротивление (вернее, имела бы, если бы ее в этой точке электрически разорвали). Например, на волновую рамку.

Изменением числа витков первичной и вторичной обмоток можно обеспечить согласование. Например, для волновой рамки вторичная (антенная) обмотка должна содержать 3 витка, а первичная (кабельная) -2.

Как и при питании с ферритом в данной конструкции полностью снимаются проблемы со статикой на антенне, т.к. вибратор получается цельным и гальванически развязанным от кабеля, а первичная обмотка представляет собой замкнутую петлю.



Bonn - Dimona, дек 2011

На главную - Main page