Varianten der Zick-Zack-Antenne Kharchenko. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / UKW-Antennen

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Zu Beginn der 60er Jahre des letzten Jahrhunderts schlug unser Landsmann Kharchenko K.P. eine einfache flache Zickzack-Antenne (Z) mit guten Eigenschaften vor. Im Folgenden werden die möglichen Modifikationen betrachtet, darunter auch Varianten mit abgestimmtem Aktivreflektor.

Das Autorenzertifikat Nr. 138277 für eine Erfindung mit dem Namen „Bandrichtantenne“ wurde 1961 an Konstantin Pawlowitsch Chartschenko ausgestellt (gemäß seinem Antrag vom 16. Juni 1960). Im selben Jahr wurden in der Zeitschrift „Radio“ Materialien zur Wiederholung durch Funkamateure veröffentlicht [1, 2]. Und anschließend erinnerten die Herausgeber mehr als 50 Jahre lang immer wieder an diese Veröffentlichungen. Die Zickzack-Antenne (Z) von Kharchenko ist zu einem Meilenstein unter den besten Entwicklungen geworden. Es stellte sich heraus, dass es bei der Herstellung nicht auf Materialien und Abmessungen ankommt, es stimmt gut mit dem abgehenden Kabel überein. Es kombiniert erfolgreich mehrere Elemente eines Inphase-Antennenarrays mit einem einzigen Einspeisepunkt.

Trotz der hervorragenden elektrischen und betrieblichen Eigenschaften kam es nicht zu einem organisierten, weitverbreiteten Einsatz von Zick-Zack-Antennen. In unserem Land wurden zu dieser Zeit die weltweit anerkannten ausgedehnten und voluminösen Richt-Uda-Yaga-Antennen (sie werden auch „Wellenkanal“ genannt) bereits massiv genutzt, da sie

beherrscht die Produktion von Industrieunternehmen. Sie haben, wie man heute sagt, den Markt bereitgestellt. Die Einfachheit der Herstellung von Zick-Zack-Antennen und ihre attraktiven Eigenschaften sowie die Informationsunterstützung der Zeitschrift Radio und der Amateurfunkkommunikation machten diese Antenne jedoch auch für ungeübte Benutzer zugänglich.

Im Vorwort des 3 erschienenen Buches „VHF Antennas“ [1969] berichtete K. P. Kharchenko, dass viele Funkamateure mit Zickzackantennen Fernsehübertragungen im MV-Band empfingen, auch von Fernsehzentren mit einer Entfernung von 80, 120, 200 und sogar 300 km. Tatsächlich kann man aus der damaligen Technologiegeschichte lernen, dass in Gebieten abseits von Fernsehzentren Zickzackantennen „Wellenkanal“-Antennen und andere Strukturen ersetzten. Darüber hinaus erregten die Z-Antennen von Kharchenko auch die Aufmerksamkeit des Militärs, das sich ihre positiven Eigenschaften bei der Richtfunkkommunikation im UHF-Bereich zunutze machte.

In den letzten Jahren haben die Autoren umfangreiche Computersimulationen von Z-Antennen durchgeführt, unter anderem mithilfe des im Radio Journal vorgeschlagenen MMANA-Programms. Ihre konstruktive Umsetzung zeigte gute Ergebnisse. Die Antennen sind an das Subband IV des On-Air-Rundfunks im UHF-Bereich angepasst. Auf den Frequenzen 470 ... 582 MHz ist die analoge Fernsehübertragung am weitesten verbreitet und das digitale Fernsehen wird eingesetzt.

Die gebräuchlichste [3] Original-Zickzackantenne besteht aus einem Einzeldrahtgewebe mit seitlichem λ_vgl/4, dargestellt in Abb. 1a. Im angegebenen Fernsehbereich (mit einer der Einfachheit halber angenommenen Durchschnittsfrequenz von 525 MHz) weist es Strahlungsmuster in der horizontalen und vertikalen Ebene auf, die in Abb. 2a. Die Ergebnisse entsprechen der Platzierung der Antenne in einer Höhe von 15 m über dem Boden. Der Antennengewinn beträgt 10,9 dBi und das Stehwellenverhältnis beträgt 2,4. Ihre Veränderung im Teilbereich ist in Abb. dargestellt. 3a. Die Elevation, also die Höhe des maximalen Strahlungsmusters über dem Boden, beträgt 6°.

Fig. 1

Reis. 2 (zum Vergrößern anklicken)

Reis. 3 (zum Vergrößern anklicken)

Die Effizienz einer Zick-Zack-Antenne kann durch die Verbesserung der Richtwirkung durch Verwendung eines Reflektorschirms [3] erhöht werden, der um λ vom Hauptnetz beabstandet ist_vgl/4, wie in Abb. 1b. Dies führt zu einer Verstärkungssteigerung auf 14,6 dBi. Zum Vergleich sind in Abb. ähnliche Diagramme und Eigenschaften des modernisierten Designs dargestellt. 2b und 3b.

Eine spätere Version der ursprünglichen Zick-Zack-Antenne kann als doppelte dreieckige Zick-Zack-Antenne bezeichnet werden, wie in Abb. 1c dargestellt. Es handelt sich um eine der besten Z-förmigen Antennen [4], obwohl sie etwas schlechtere Eigenschaften aufweist, wie in Abb. 2, c und Abb. 3, in. Allerdings wird der Rückgang des Antennengewinns um nur 1,4 dBi in der Praxis durch die Einfachheit und Kompaktheit des Designs kompensiert.

Der Wunsch, die klassischen Versionen der Antenne weiter zu verbessern, veranlasste uns, uns den Designs anderer Frequenzintervalle zuzuwenden, insbesondere der Verwendung eines aktiven Reflektors. In komplexen abgestimmten Kurzwellenantennen mit linearen gleichphasigen horizontalen Komponenten werden identische aktive Reflektoren verwendet, die bei λ angeordnet sind_vgl/4 von der Hauptleinwand. Sie sind über Phasenschaltungen verbunden, die ihnen eine Phasenverschiebung der Ströme um 90° ermöglichen^о [5]. Die direkte Übertragung eines solchen Verfahrens auf Zick-Zack-Antennen führt lediglich zu einer Leistungsverschlechterung gegenüber einem passiven Reflektor.

Interessanter war die Verwendung einer doppelten dreieckigen Zick-Zack-Antenne mit doppelten Armgrößen für eine klassische Antenne als aktiver Reflektor, wie in Abb. 1d dargestellt. Diese Lösung sorgte für eine Erhöhung des Antennengewinns auf 14,83 dBi und eine Verringerung des Nebenkeulenpegels, wie in Abb. 2d, und eine deutliche Angleichung und Verbesserung des SWR, die in Abb. 3, g.

Aufgrund der zusätzlichen Modernisierung des aktiven Reflektors, wie in Abb. 1e ist es möglich, die Eigenschaften der vorgeschlagenen Lösung weiter zu verbessern, wie in Abb. 2d und 3d. Dies gilt insbesondere für die Erhöhung der Verstärkung und deren Ausgleich bei den oberen Frequenzen des Intervalls. Darüber hinaus weist die Antenne im gesamten Teilband ein SWR von weniger als zwei auf. Die Eigenproduktion eines innovativen Musters bereitet keine Schwierigkeiten, da seine Bestandteile bereits mehrfach beschrieben wurden.

Literatur

1. Kharchenko K. Zickzackantenne. - Radio, 1961, Nr. 3, p. 47, 48.
2. Kharchenko K. Antenne für den Fernfernsehempfang. – Radio, 1961, Nr. 4, S. 28, 29, 32.
3. Kharchenko K. P. UKW-Antennen. - M.: DOSAAF, 1969, p. 77-96.
4. Sidorov I. N. Idealer Fernsehempfang in einem Landhaus, auf einem Gartengrundstück, weit außerhalb der Stadt. - S.-Pb.: Lenizdat, 1998, S. 87-95.
5. Markov G. T. Antennen. - M.: Gosenergoizdat, 1960, p. 455-460.

Autoren: V. Milkin, N. Kalitenkov, V. Lebedev, A. Shulzhenko

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