Антенна ВИНДОМ
Описание простейшей антенны, известной под названием «виндом»
Простейшая антенна (рис. 1), известная под названием «виндом». Резонансная длина этого полуволнового вибратора определяется по формуле:f[кгц].
Характерным для рассматриваемой антенны является то, что питание происходит по однопроводной линии любой длины.
Волновое сопротивление этой линии в первую очередь зависит от диаметра провода, а также в некоторой степени определяется окружающей обстановкой (дома, деревья и т. д.).
Рис. 1. Антенна "виндом"
При использовании провода диаметром около 1,5 мм волновое сопротивление линии равно приблизительно 600 ом. Необходимо подключить линию передачи к вибратору таким образом, чтобы она оказалась согласованной с входным сопротивлением антенны. Точка, подключения линии передачи, где входное сопротивление антенны приблизительно 600 ом, находится на расстоянии λ/6 — λ/7 от конца провода и уточняется экспериментально.
Простейший способ определения точки подключения линии передачи к антенне заключается в том, что линия передачи делается длиннее, чем это необходимо, по крайней мере на λ/4 и этот отрезок линии располагается таким образом, чтобы вдоль него удобно было производить измерение протекающего по нему высокочастотного тока. Соответственным образом перемещая точку подключения, добиваются того, чтобы высокочастотный ток имел одно и то же значение во всех точках измерения.
Сама величина тока не имеет значения, и поэтому не следует стремиться получить максимальное значение тока. В том случае, когда по линии передачи протекает какой-то средний ток, имеющий постоянную величину вдоль нее, можно считать, что в линии нет стоячих волн, убрать λ/4 отрезок и считать согласование однопроводной линии законченным.
Так как проводить измерение тока в нескольких точках не совсем удобно (это требует разрыва линии передачи), то можно измерять высокочастотное напряжение вдоль линии передачи с помощью высокочастотной головки лампового вольтметра; при этом не следует добиваться равенства напряжения во всех точках. Антенна «виндом» может быть связана с колебательным контуром оконечной ступени передатчика через емкость, подсоединенную к отводу от катушки индуктивности, но при таком виде связи происходит существенное излучение высших гармоник.
Поэтому рекомендуется применять для связи антенны с контуром оконечной ступени или промежуточный контур (рис. 2), или П-контур (рис. 4). Как в случае емкостной связи, так и в случае подключения линии питания к промежуточному контуру следует выбирать точку подключения таким образом, чтобы обеспечивалось согласование волнового сопротивления линии питания, равного 600 ом, с сопротивлением контура.
Поэтому в первую очередь путем перемещения точки подключения к контуру или же настройкой П-контура добиваются отсутствия стоячих волн в линии, а затем уже для точного согласования перемещают точку подключения линии к антенне, добиваясь устранения стоячих волн.
Рис. 2. Антенна "виндом" с промежуточным контуром и удлиняющей вставкой в линии передачи
Рис. 3. Антенна "виндом" со связью с колебательным контуром
оконечного каскада передатчика, с помощью лини связи
Рис. 4. Многодиапазонная антенна "виндом" (VS1AA)
Рис. 5. Многодиапазонная антенна "виндом" с уменьшенными размерами
Рассмотренные выше антенны «виндом» в основном применяются в тех случаях, когда передатчик находится в непосредственной близости от передающей антенны. В случае, если требуется провести линию питания через комнату и вообще когда требуется большая протяженность линии передачи, для того чтобы не происходило изменения волнового сопротивления линии (рис. 3), используется коаксиальный кабель (С и L3 имеют такие же параметры, что и антенна с промежуточным контуром; L2 = L4 [3 витка], диаметр катушки 30 мм; L2 с L1 и L4 с L3 имеют сильную индуктивную связь).
Антенна «виндом» в основном применяется как однодиапазонная, но одним из радиолюбителей была предложена многодиапазонная антенна «виндом». У такой антенны диаметр провода линии передачи меньше, чем диаметр провода антенны, — например, если провод, из которого сделана антенна, имеет диаметр 2 мм, то линия передачи 1 мм (соотношение диаметров 2 : 1). На рис. 4 изображена такая компромиссная антенна «виндом» со всеми необходимыми размерами. Эта антенна может применяться на всех любительских диапазонах, но следует учитывать некоторую неточность согласования.
Многодиапазонная антенна «виндом» в диапазоне 80 м работает как полуволновый вибратор; в 40 м диапазоне — как волновый вибратор; в диапазоне 20 м по длине вибратора умещается 2 длины волны; в 15 м диапазоне — 3 длины волны, и в диапазоне 10 м — 4 длины волны. При этом диаграмма направленности изменяется соответственно (рис. 6). Связь антенны с оконечным каскадом осуществляется через П-контур (рис. 4).
Рис. 6. Диаграмма направленности антенн в виде длинного провода, различной длины
Другая разновидность многодиапазонной антенны «виндом» показана на рис. 5. У этой антенны линия передачи должна иметь длину от 10 до 15 м, а связь с выходным каскадом осуществляется также при помощи П-контура. В диапазоне 80 м эта антенна работает не как антенна «виндом»; однопроводная линия питания в этом случае сама действует как четвертьволновый вибратор, малая протяженность которого в некоторой степени компенсируется удлиняющей емкостью горизонтального вибратора. П-контур дает возможность получить резонанс на рабочей частоте.
В диапазоне 80 м такая антенна имеет приблизительно круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. В диапазоне 40 м в горизонтальной плоскости антенна имеет диаграмму направленности в виде восьмерки, как и полуволновая антенна «виндом», а в диапазонах 20, 15 и 10 м (1λ; 1,5λ и 2λ) диаграмма направленности в горизонтальной плоскости соответствует рис. 6. Высота подвеса антенны «виндом» над идеальной землёй должна составлять по крайней мере λ/2. Линия передачи, по крайней мере, на расстоянии λ/4 должна висеть перпендикулярно проводу антенны. Точное согласование антенны может быть обеспечено только в том случае, когда поиск точки подключения линии передачи к антенне производится на окончательно выбранной высоте подвеса
Однопроводная линия питания антенны «виндом» является простейшим видом согласованной линии передачи. Её волновое сопротивление в большой мере зависит от внешних воздействий и поэтому не может быть точно определено. Поэтому для питания антенны по линиям передачи большой протяженности следует предпочитать двухпроводные линии передачи; правда, в этом случае согласование линии передачи с антенной может быть достигнуто только для одного из любительских диапазонов.
