Полуволновой и петлевой вибратор (рис. 21, 24)

Самый распространённый вид антенны (20 – 30 км). Он состоит из 2 линейных полуволновых вибраторов. Нижний разрез – для подключения коаксиального кабеля и симметрирующего устройства. Середина верхней дуги точка 0. В центре вибратора – центр напряжения (узел) – напряжение в этой точке равно нулю и сопротивление равно нулю, а ток равен максимуму. В этом месте можно крепить антенну к мачте и потерь не будет. Длина петлевого вибратора определяется и по той же формуле, что и для полуволнового вибратора, но коэффициент укорочения длины антенны рассчитывается для другого эффективного диаметра:

При изготовлении необходимо следить, чтобы концы вибратора, к которым подводится коаксиальный кабель, не были подведены близко к мачте, т.к. это увеличивает емкость между ними. Петлевой вибратор можно изготовить из прямоугольных трубок. Нужно помнить, что материалы антенны не должны делать гальванически несовмещенные пары металлов (алюминий и медь), но допустимые пары такие: алюминий, дюраль с железом и цинком, медь, латунью и бронзой с железом, свинцом и золотом, цинк с железом, алюминием, оловом и свинцом.

По электрическим параметрам полуволновой и петлевой вибратор равноценны, у них одинаковые диаграммы направленности, коэффициент усиления по напряжению, но частотный диапазон петлевого вибратора больше в 1,5 раза.

Петлевой вибратор легче крепится к мачте, т.к. здесь не нужны изоляторы, для них легче выполнить согласующие и симметрирующие устройства.

Согласующие и симметрирующие устройства

Они предназначены для соединения антенны с кабелем снижения и согласования их сопротивлений, т.е. выходное сопротивление антенны и волновое сопротивление кабеля. Согласование необходимо для того, чтобы мощность сигнала в ТВ была максимальна, причем сигнал должен идти без искажения из за многократных отражений в этой линии. В случае рассогласования волнового сопротивления кабеля и волнового сопротивления телевизора электромагнитная волна многократно отражается от входа телевизора и поглощается кабелем. В кабеле наблюдается стоячая волна, т.е. прямая волна многократно отраженная от входа ТВ. Такая же картина наблюдается на другом участке: антенна – кабель, т.е. если сопротивления не равны. То наблюдается также стоячая волна, электромагнитная волна запаздывает к входу телевизора, в результате на экране ТВ снижается четкость изображения. Таким образом, согласующее устройство преобразует входное сопротивление устройства или антенны таким образом, чтобы они были равны волновому сопротивлению кабеля. Очень важно согласование желательно выполнить на обоих концах фидера, но особенно это важно – антенна и кабель.

Симметрирующее устройство позволяет соединять симметричные устройства с несимметричными. Для симметрирования антенны следует ее правую и левую половины необходимо подключить к внутреннему проводу кабеля. Для этого между левой половиной вибратора и кабелем надо включать какое-либо симметрирующее устройство. Во всех схемах симметрирования полярность сигнала можно изменять путем сдвига на половину периода сигнала с помощью отрезка линии длиной .

Рис. 20. В этом случае в точку Б придут 2 сигнала от точек А и В, от точки А придет сигнал по маленькому отрезку, а от точки В по отрезку ¾ лямбда, причем первый сигнал от точки А будет другой полярности, чем от точки В. Эти сигналы слившись увеличивают выходной сигнал в точке Б – это и есть симметрирование половин вибратора относительно кабеля, т.е. в точке подключения кабеля окажутся одной полярности. Поэтому и идет сложение и усиления сигнала.

Виды согласующих устройств. Одним из вариантов является четвертьволновой стакан (рис.19). В нем коаксиальный кабель проходит через четвертьволновой стакан 25-40мм, кабель проходит через отверстие в шайбе 3, которая соединяет низ внешней трубки с оплеткой кабеля, длина стакана

Верх стакана закрывается шайбой из изоляционного материала. В таком согласующем устройстве получается четвертьволновая короткозамкнутая линия. Волновое сопротивление между А и Б очень велико. В результате точка Б изолирована от земли и ток внутри кабеля не ответвляется на его внешнюю оболочку. Стакан создает развязку между вибратором и наружной оболочкой кабеля.

Симметрирующие устройство типа U-колено (рис.20). Оно позволяет согласовать кабель с антенной если волновое сопротивление кабеля больше, чем сопротивление антенны. Применение этого устройства не вызывает нарушения симметрии антенны, т.к. обе половины вибратора включены по отношению к экрану кабеля одинаково (не имея контакта с экраном). В этой схеме внутренний провод кабеля через U-колено разветвляется к обеим половинам симметричного вибратора, причем длина пути тока к одной половине вибратора на половину волны больше, чем другой. Этим достигается противоположная полярность потенциалов в точках А и В вибратора и полная симметрия относительно земли выходного сигнала. Одновременно происходит и трансформация сопротивлений (согласование), которое зависит от L2. В точке Б участков линий L1 и L2, сопротивления равны между собой. Это и означает согласование антенны с фидером. Полная длин U-колена для симметричного вибратора равна средней длине волны ТВ кабеля.