LC-цепь широкополосного согласования проволочного полуволнового диполя, увеличивающая полосу по КСВ < 1,5 более, чем вдвое.

Широкополосное согласование λ/2 диполя

При использовании проволочного полуволнового диполя на ВЧ КВ диапазонах требуется согласование с кабелем 50 Ом. Для нормальной высоты (не беру случаи совсем низкого подвеса т.к. такой диполь мало излучает под низкими зенитными углами и почти непригоден для DX связей) Ra составляет около 73 (65...90) Ом.

В этой статье мы рассмотрим способ широкополосного согласования такого диполя.

Для примера возьмем λ/2 диполь, настроенный на 28,25 MHz и подвешенный на высоте 8 м. Зависимости Rа(f) и JXа(f) показаны на рис.1, а КСВ(f) – на рис. 2. Всё в полосе 4 МГц.


Рис. 1.

Рис. 2.

Параметры, как мы видим, не блещут: JXa меняется от –100 до +100 Ом, полоса неширокая, КСВ на резонансе 1,5.

 

Ну, раз КСВ на резонансе плох, включим обычную и простейшую цепь согласования: параллельно диполю катушку, а конденсатор последовательно. Получим такие картинки (при тех же условиях, что и для предыдущей антенны): рис.3 – импеданс, рис. 4 – КСВ.


Рис. 3.

Рис. 4.

Тут всё гораздо лучше: реактивность меняется от –50 до +50 Ом, КСВ на резонансе равен 1 (собственно, затем мы и делали согласующую цепь), полоса по КСВ < 1,5 1,13 МГц.

 

Обратим внимание, что LC-цепь не только согласует на рабочей частоте, но и меняет размах и характер изменения Rа(f) и JXа(f). Возникает вопрос: нельзя ли сделать более сложную LC-цепь, которая кроме согласования будет выравнивать Ra и держать около нуля JXa в максимально широкой полосе?

Один из вариантов ответа (пропуская сложный вопрос синтеза такой цепи) показан на следующем рис. 5.


Рис. 5.

От предыдущей стандартной Г-образной схемы согласования он отличается парой дополнительных конденсаторов С2, С3. Это небольшое дополнение существенно изменяет зависимости Rа(f) и JXа(f), как показано на следующих рис.6 и рис.7.


Рис. 6.

Рис. 7.

Кривые Rа(f) и JXа(f) стали S-образными и колеблются около средних значений: JXa около 0, Ra около 50 Ом. В результате полоса по КСВ < 1,5 расширилась до 2,31 МГц, т.е. в два с половиной раза по сравнению с простым Г-согласованием.

 

Модель этой антенны вместе с согласованием приведена в этом файле. При пересчете на другие диаметры провода и высоты подвеса запускается многочастотная (окно "Источники по диапазонам") оптимизация всех четырех элементов согласующей цепи по единственному критерию КСВ. При пересчете на другие частоты, кроме автоматического изменения размеров, надо вручную изменить в отношение частот раз емкости и катушку.

Физическая настройка цепи рис.5 не сложнее обычного Г-согласования, т.к. большие конденсаторы С2 и С3 на антенне не подстраиваются, а меняются только два элемента: С1 и L1.



Bonn, 30.06.2013

На главную - Main page