УКВ рамочная антенна (любительские диапазоны, WiFi, GPS, PMR и т.д.) со входным сопротивлением 50 из куска 75-ти омного коаксиального кабеля.

УКВ рамка 50 Ом из коаксиала

Рамочная антенна из оплетки коаксиального кабеля, описанная во второй части книги "Антенны КВ и УКВ" (рис. 3.6.22) имеет не только много плюсов (дешевизна, широкая полоса, быстрота изготовления), но и один минус.

Входное сопротивление круглой или квадратной рамки около 120 Ом. Поэтому требуется согласование с кабелем 50 Ом. Вариантов согласования всего два:

В данной статье описывается удобный конструктивный вариант выполнения рамки и ее согласующего устройства (на входное сопротивление 50 Ом) из одного цельного куска коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.

Конструкция

Идея заключается в том, чтобы использовать в качестве согласующего устройства λ/4 отрезок 75-ти омного коаксиального кабеля, трансформирующий 112 Ом в 50 Ом. И из такого же кабеля сделать и саму рамку антенны.

Получившаяся конструкция показана на следующем рисунке:

Антенна делается из куска кабеля 75 Ом (например, RG-59, как на фото выше). Длина его выбирается следующим образом:

  1. Электрически периметр самой рамки должен быть 1,03 ... 1,05λ. (на УКВ довольно высокие значения коэффициента удлинения). Но проводник рамки сверху покрыт довольно толстым слоем пластика, который оказывает заметное укорачивающее действие и компенсирует коэффициент удлинения. Поэтому физический периметр рамки из кабеля получается ~1λ.

    Небольшие неточности (например,из-за разброса диэлектрической проницаемости изоляции кабеля) не страшны, т.к полоса антенны получатся широкой и прощает небольшие погрешности.

  2. Электрическая длина согласующего отрезка должна быть λ/4. А физическая -- в коэффициент укорочения Кук (внутренний, из паспорта кабеля) раз меньше.

Полная длина отрезка 75-ти омного кабеля равна сумме вышеупомянутых длин. Например, для RG-59 (имеющем Кук = 0,66) полная длина составит 1λ + 0,66*λ/4 = 1,166λ.

Изготавливается антенна следующим образом:

  1. Отрезается кусок 75-ти омного кабеля рассчитанной выше длины.

  2. На его верхнем конце оплетка срезается на несколько мм, а центральная жила оголяется.

  3. От разделанного верхнего конца отступается ровно одна длина волны и в этом месте аккуратно вскрывается внешняя изоляция кабеля, не повреждая оплётку, так чтобы ее фрагмент был доступен для пайки.

  4. К этому фрагменту припаивается центральная жила верхнего конца и это соединение гидроизолируется (например, термоклеем).

  5. Получившейся петле придается круглая или квадратная форма.

  6. Нижний конец кабеля 75-ти омного отрезка кабеля подключается либо прямо к антенному гнезду трансивера 50 Ом, либо к основному 50-ти омному фидеру.

Параметры

По вышеописанному рецепту была изготовлена измерительная антенна на 290 МГц (λ = 1,03 м) из отрезка коаксиального кабеля длиной 1,2 м (1,165λ) RG-59. Зависимость КСВ этой антенны от частоты показана на следующем скриншоте.

Полоса по уровню КСВ < 1,5 составляет 30 МГц. Это означает, что аналогичная антенна с большим запасом по частоте и низким КСВ перекроет любительские диапазоны 144 и 430 МГц.

Для антенны, показанной на первом фото, зависимость импеданса от частоты приведена ниже. Небольшая петля в центре диаграммы Смита говорит о широкой полосе антенны.

Изготовление по описанному рецепту УКВ рамок (любительские УКВ диапазоны, WiFi, GPS, PMR и т.п.) потребует полчаса времени и несколько $ (кабель, разъем, термоклей).



Be'er Sheva, 21.05.2013

На главную - Main page