VHF-Rahmenantenne aus Koaxialkabel. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Antennen. Messen, Justieren, Koordinieren

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Rahmenantennen werden manchmal aus dem Geflecht eines Koaxialkabels hergestellt. Eine der Möglichkeiten für eine solche Antenne steht im zweiten Teil meines Buches „HF- und VHF-Antennen“. Es hat nicht nur viele Vorteile (billig, große Bandbreite, Herstellungsgeschwindigkeit), sondern auch einen Nachteil.

Die Eingangsimpedanz eines runden oder quadratischen Rahmens beträgt etwa 120 Ohm, und die Einspeisung hat normalerweise eine charakteristische Impedanz von 50 Ohm. In diesem Fall gibt es nur zwei Möglichkeiten. Sie können den Rahmen zu einem schmalen Rechteck mit einem Seitenverhältnis von 1:2 strecken. Nur in dieser Form hat es eine Eingangsimpedanz von 50 Ohm. Aus konstruktiver Sicht ist diese Lösung jedoch ungünstig. Und bei einer bekannteren und bequemeren Rahmenform (Kreis, Quadrat) muss zum Anpassen ein passendes Gerät verwendet werden. Dies schmückt das Design auch nicht, da zusätzliche Elemente hinzugefügt werden müssen.

Der Artikel beschreibt eine praktische konstruktive Version des Rahmens und seines Anpassungsgeräts (für eine Eingangsimpedanz von 50 Ohm) aus einem einzigen Stück Koaxialkabel mit einer charakteristischen Impedanz von 75 Ohm.

Die Idee besteht darin, ein Stück Koaxialkabel mit einer charakteristischen Impedanz von 4 Ohm als λ/75-Anpassgerät zu verwenden, das 120 Ohm in 50 Ohm umwandelt. Und aus demselben Kabel wird der Antennenrahmen selbst hergestellt.

 
Fig. 1

Der resultierende Entwurf ist in Abb. dargestellt. 1. Die Antenne besteht aus einem Stück 75-Ohm-Kabel (z. B. RG-59, wie in dieser Abbildung). Seine Länge wird aus den folgenden Überlegungen ausgewählt.

Der elektrische Umfang des Rahmens selbst sollte 1,03 ... 1,05λ betragen – auf UKW sind aufgrund des großen (im Verhältnis zur Wellenlänge) Durchmessers des Rahmenleiters erhöhte Werte des Dehnungskoeffizienten erforderlich. In unserem Fall ist es jedoch oben mit einer ziemlich dicken Kunststoffschicht (Außenisolierung) bedeckt, die einen spürbaren Verkürzungseffekt hat und den Dehnungsfaktor ausgleicht. Daher beträgt der physische Umfang des Rahmens vom Kabel etwa 1λ.

Kleine Ungenauigkeiten (zum Beispiel durch die Streuung der Dielektrizitätskonstante der Kabelisolierung) sind kein Problem. Die Bandbreite der Antenne ist groß, was kleine Fehler bei der Herstellung verzeiht.

Die elektrische Länge des passenden Segments sollte R/4 betragen. Und der physikalische - im Verkürzungskoeffizienten Cook (intern, aus dem Kabelpass) mal weniger. Gesamtlänge des Kabelabschnitts

gleich der Summe der oben genannten Längen. Beispielsweise beträgt die Gesamtlänge für RG-59 mit einem Geschwindigkeitsfaktor von 0,66 1λ+0,66λ/4=1,165λ.

Diese Antenne ist so aufgebaut. Ein Stück Koaxialkabel mit einem Wellenwiderstand von 75 Ohm wird abgeschnitten – seine Länge sollte etwas größer sein als der oben berechnete Wert. An seinem oberen Ende wird das Geflecht auf eine Länge von mehreren Millimetern abgeschnitten und der Mittelleiter freigelegt.

Vom gespaltenen oberen Ende wird genau eine Wellenlänge zurückgezogen und an dieser Stelle die äußere Isolierung des Kabels vorsichtig geöffnet, ohne das Geflecht zu beschädigen, sodass sein Fragment zum Löten zur Verfügung steht. An dieser Stelle wird der Mittelleiter des oberen Endes mit dem Geflecht verlötet und diese Verbindung wasserdicht gemacht (z. B. mit Heißkleber). Die resultierende Schleife wird in die Form eines Kreises oder Quadrats geformt.

Das untere Ende des Kabels wird entweder direkt an die Antennenbuchse des Transceivers mit einer Ausgangsimpedanz von 50 Ohm oder an die Hauptspeisung mit einer charakteristischen Impedanz von 50 Ohm angeschlossen.

Nach dem oben beschriebenen Rezept wurde aus einem 290 m langen Stück RG-1,03-Koaxialkabel (59 λ) eine Messantenne für eine Frequenz von 1,2 MHz (λ = 1,165 m) hergestellt. Die Abhängigkeit des SWR dieser Antenne von der Frequenz ist in Abb. dargestellt. 2.

Fig. 2

Das Band im Hinblick auf SWR <1,5 betrug 30 MHz. Dies bedeutet, dass ähnliche Antennen mit großem Spielraum und niedrigem SWR die gesamten Amateurbänder 144 oder 430 MHz abdecken.

Die Herstellung der beschriebenen VHF-Rahmenantennen (Amateur-VHF-Bänder, WLAN, GPS, PMR usw.) erfordert nur eine halbe Stunde Zeit und geringe Kosten für die Anschaffung eines Kabels, Steckers und Schmelzklebers.

Autor: Igor Goncharenko

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