Что такое ромбическая антенна?
Ромбическая антенна — это остронаправленная широкодиапазонная антенна, относящаяся к классу антенн бегущей волны. Её основное применение — организация магистральной связи на коротких волнах (КВ). Конструктивно она представляет собой проволочную рамку в форме ромба, что и дало название этому типу антенн.
История и развитие конструкции
Данная антенна стала результатом эволюции и усовершенствования антенны Бевереджа, предложив улучшенные параметры. Вскоре после её появления инженер Г. Айзенберг разработал более сложную версию — двойную ромбическую антенну. Эта конструкция состоит из двух отдельных ромбических антенн, пространственно разнесённых как по горизонтали, так и по вертикали, что позволяет улучшить диаграмму направленности и другие характеристики.
Принцип действия и конструктивные особенности
Ромбическая антенна выполняет функции как передающей, так и приёмной направленной антенны для радиовещания и связи, работая в метровом и дециметровом диапазонах волн. Её ключевые характеристики — коэффициент направленного действия и усиления — напрямую зависят от геометрических размеров.
Если рассматривать антенну детально, то она является симметричной линией, провода которой проложены по сторонам ромба. Питание подводится к одному из острых углов, а к противоположному углу подключается согласованная активная нагрузка (резистор). Сопротивление этой нагрузки равно волновому сопротивлению линии, что обеспечивает режим бегущей волны по всему полотну антенны и минимизирует отражения.
Оптимальные и неоптимальные варианты
Ромбические антенны принято делить на два основных типа:
- Оптимальная антенна: Высота её подвеса примерно равна длине рабочей волны. Сопротивление нагрузки составляет около 400 Ом, а КПД достигает высоких 90%. Важное преимущество — её характеристики остаются стабильными при переходе на более короткие волны.
- Неоптимальная антенна: Сторона ромба превышает половину длины волны, а высота подвеса меньше её четверти. Главный недостаток — низкий КПД (всего 10–20%), так как большая часть мощности рассеивается на нагрузочном резисторе. Однако такая антенна не требует точной настройки и может работать во всех любительских диапазонах. Интересно, что при переходе на более высокие частоты (верхние диапазоны) неоптимальная антенна может стать оптимальной.
Проблемы эксплуатации и защита
Из-за больших размеров и значительной высоты подвеса ромбические антенны особенно уязвимы к атмосферным явлениям: накоплению статического электричества и прямым попаданиям молнии. Накопленный статический заряд способен повредить входные цепи приёмной аппаратуры или выходные каскады передатчика.
Для защиты применяется следующая схема: полотно антенны заземляется через высокоомный резистор. Однако при ударе молнии этот резистор может быть разрушен. Для его защиты дополнительно устанавливаются разрядники (искровые промежутки) или настроенные конденсаторы, которые шунтируют импульс перенапряжения на землю.
Влияние на окружающую среду и другие антенны
Одним из существенных недостатков ромбической антенны является создание сильных радиопомех. Она излучает интенсивное электромагнитное поле с обеими поляризациями (горизонтальной и вертикальной). Это поле наводит паразитные токи не только в близлежащих проводах и конструкциях, но и в элементах других антенн — штыревых, рамочных, дипольных и т.д., что резко ухудшает их работу.
Минимальное взаимное влияние наблюдается только в том случае, если расстояние от полотна ромбической антенны до другой антенны меньше длины волны этой второй антенны. Поэтому идеальным местом для установки ромбической антенны является открытое, свободное от посторонних металлических предметов и построек пространство. При этом сама ромбическая антенна малочувствительна к наличию таких предметов вблизи себя.