3. Использование в качестве “земли” четвертьволновых противовесов.

“Лучевая” антенна, используемая для работы на радиостанциях типа Р105, изображена на рис.12. Она представляет собой провод длиной L, где L составляет около десяти длин волны, на которой работает радиостанция, к которой через резистор 400 Ом подключено несколько противовесов длиной в четверть волны. Несколько таких же противовесов подключено и к корпусу радиостанции.

Ток в такой антенне протекает за счет токов смещения в пространстве между противовесами (рис.13). Ток в почве в этом случае не играет большой роли, даже если земля идеальный проводник. В части, описывающей штыревые антенны (п.12) приведены значения сопротивления четвертьволновых противовесов. Этот параграф верен и для антенны Бевереджа. Тогда можно представить эквивалентную схему, антенны как показано на рис.14. Для увеличения КПД нужно стремиться к уменьшению сопротивления системы противовесов. При волновом сопротивлении антенны 400-600 Ом желательно использовать не менее 2 противовесов на стороне нагрузки и стороне питания.

При использовании антенны Бевереджа в разных диапазонах необходимо для каждого диапазона использовать не менее 2 противовесов длиной в четверть волны (рис.15). Антенна Бевереджа с четвертьволновыми противовесами уже не является классической антенной Бевереджа, но параметры такой антенны совпадают с параметрами антенны Бевереджа.

4. Нагрузка антенны Бевереджа.

Примерно от 50 до 30 % мощности передатчика рассеивается в нагрузке. Исходя из этого, нагрузочный резистор должен обеспечивать такую мощность рассеивания. Крайне важно, чтобы он был безиндукционным. При конструировании передающих антенн Бевереджа я использовал резисторы типа МЛТ-2 большого сопротивления (30-18 кОм), соединенных в параллель. Конструктивно они располагались как в кольцо, так и в линию (рис.16). При таком построении можно использовать только покраску такой нагрузки прочным лаком для защиты от атмосферных воздействий. При попадании на нагрузку влаги, она высохнет при работе антенны на передачу или днем под солнцем и ветром. Желательно исключить прямое попадание дождя на такую нагрузку, т.е. разместить ее под какой-либо крышкой. Обычно для антенны Бевереджа используют нагрузку около 300-600 Ом. Точно установить волновое сопротивление антенны трудно и на практике это можно сделать лишь изменением нагрузки и измерением при этом КСВ антенны.

5. Длина антенны Бевереджа.

Выше было сказано, что коэффициент усиления антенны Бевереджа зависит от ее длины, но лучшие результаты получаются, когда длина антенны кратна нечетному количеству длин полуволн:

L= n × l /2

где L - длина антенны,

n - целое, нечетное,

l /2 - рабочая длина волны радиостанции.

Для успешной работы длина антенны Бевереджа должна быть не менее длины волны, на которой работает передатчик.

6. Кпд антенны Бевереджа.

Коэффициент полезного действия определяет эффективность антенны как преобразователя ВЧ энергии передатчика в энергию электромагнитной волны при передаче и, наоборот, ЭМВ в ВЧ-мощность сигнала при приеме.

Рассмотрим КПД передающей антенны. Согласно теории взаимности параметры антенны одинаковы, работает она на прием или на передачу.

Рассмотрим, где происходят потери энергии.

Во-первых, это в R_н (рис.17). происходят потери на активном сопротивлении провода полотна, антенны R_an. Во-вторых, потери происходят в “земляном” проводе под полотном антенны Бевереджа. Чем длиннее антенна, тем интенсивнее излучение. Увеличить интенсивность излучения можно, так же подняв антенну Бевереджа над землей. На основе этого, КПД примерно можно определить по формуле :

КПД = (1/(R_н+R_an+R₃)) × (L/l ) × (H/l ³) × K

где R_н – сопротивление нагрузки антенны,

R_an – активное сопротивление антенны,

R_з – активное сопротивление земли,

L – длина антенны,

l – рабочая длина волны антенны,

H – высота антенны,

К – коэффициент эффективности.

Приняв во внимание, что обычно R_an и R_з по сравнению с R_н мало, а R_н равно волновому сопротивлению антенны R_w, то КПД будет равeн:

КПД = (1/R_w) × (L/l ) × (H/l ³) × K

Величина К зависит от многих параметров, в том числе, от длины L и высоты Н. В общем случае, радиолюбителями задача нахождения КПД может быть выполнена лишь качественно.

КПД антенны на рис.13 можно также определить по выведенной здесь формуле.

Для повышения КПД антенны Бевереджа используют параллельное включение полотен. Располагают их при этом как параллельно, так и последовательно (рис.18). Цифрой 1 обозначено согласующее устройство антенны. При расположении антенн так, как показано на рис.18 происходит и сложение их диаграммы направленности соответственно в горизонтальной (рис.18а) или в вертикальной (рис.18б) плоскости.

Для справки, КПД антенны Бевереджа длиной в одну волну с высотой подвеса около 0,005 длины волны не превышает 10%. Увеличение длины антенны до 6 длин волны повышает КПД примерно до 40%, затем рост КПД замедляется (рис.19).