Штыревая антенна представляет собой несимметричный вибратор, выполненный в виде жёсткого металлического стержня. Этот тип антенн широко используется в системах радиосвязи и радиовещания благодаря своей простоте и эффективности.
Области применения и конструктивные особенности
В коротковолновом диапазоне штыревые антенны часто входят в состав портативных и носимых комплектов связи, где их работа обеспечивается ручным или автоматическим тюнером. Конструктивно они могут иметь длину от одного до трёх метров и состоять из нескольких секций (обычно от двух до шести). Особенно ценятся такие антенны в сложных условиях — например, в лесистой или горной местности, где развёртывание полноразмерных антенн затруднено или невозможно. Для расширения рабочего диапазона частот к штыревой антенне может подключаться удлинительная катушка индуктивности.
Эволюция конструкции: от первых образцов к современным решениям
Исторически первые коротковолновые штыревые антенны были довольно громоздкими: они использовали крупные фарфоровые изоляторы, а настройка осуществлялась путём физического изменения длины вибратора. Современные модели лишены этих недостатков — они легко настраиваются и эффективно согласуются с передатчиком и фидерной линией без применения массивных изоляционных элементов.
Устройство штыревой антенны с гамма-согласованием
Одной из распространённых конструкций является штыревая антенна с гамма-согласующим устройством. В ней вибратор вставляется в специальную муфту, которая, в свою очередь, припаивается к металлической площадке. Иногда в качестве вибратора используются доступные материалы, например, оцинкованные водопроводные трубы, приваренные к муфтам с резьбой.
К другой муфте крепятся четыре ушка с пучками-противовесами, на концах которых установлены изоляторы. Эти пучки не только выполняют роль противовесов, но и могут служить оттяжками для мачты. С одной стороны площадки размещён сам вибратор, а с противоположной — опорный изолятор с трубкой гамма-согласователя. По этой трубке и трубе вибратора перемещается металлическая перемычка, что позволяет производить настройку.
Между узлом гамма-согласования и вибратором на площадке закрепляется металлическая коробка. В ней размещаются высокочастотный разъём и конденсатор переменной ёмкости, шунтированный постоянным конденсатором. Все токоведущие части тщательно изолируются от корпуса коробки.
В теле вибратора выполняются отверстия для крепления медного провода, который соединяется с антенными изоляторами. Эта конструкция формирует второй ярус оттяжек. Для защиты от атмосферных воздействий верхние отверстия вибратора и трубки гамма-согласователя закрываются деревянными заглушками.
Подключение и процесс настройки
К высокочастотному разъёму на коробке подключается коаксиальный кабель с заданным волновым сопротивлением. Его центральная жила через изоляцию соединяется со статорными пластинами конденсатора, а гибкий проводник от ротора конденсатора подключается к основанию трубки гамма-согласователя.
Настройка антенны выполняется с помощью прибора, измеряющего напряженность поля. Классический упрощённый метод предполагает включение теплового амперметра в разрыв цепи между ротором конденсатора и трубкой согласователя. Перемещая перемычку, добиваются максимального отклонения стрелки прибора, что соответствует наилучшему согласованию.
Окончательная настройка проводится при подключённом передатчике, работающем в среднем любительском диапазоне. Цель — достичь максимального уровня излучения. После нахождения оптимального положения перемычка надёжно фиксируется на вибраторе и трубке, а место крепления для дополнительной защиты может покрываться пластилином.