Под названием «Levy» мы понимаем все антенны с центральной запиткой и двухпроводной линией с любой длиной лучей и проводов линии.
Рассмотрим вначале антенну типа LW (рис.1). Длина луча должна быть не менее четверти длины волны самого низкочастотного из используемых диапазонов. Согласующее устройство поможет настроить его на любую частоту. LW можно представить, как половину антенны Levy.
Но этот вариант неудобен, поскольку токи ВЧ, текущие по лучу и согласующему устройству требуют хорошего заземления всей системы. Необходимо не размещать антенны телевидения в этом огромном «конденсаторе» (луч-земля), что вызывает очевидные трудности.
Антенна «Levy» (Двойная антенна Цепеллина) показана на рис. 2.
До сих пор говорилось, что излучающим проводам вибраторов необходимо иметь резонансные длины 41, 40 м или 20, 40 м. В действительности это условие не столь необходимо. Четверть волны — это минимальная длина, если вы хотите сохранить эффективность антенны, но достаточно хорошие результаты можно получить, используя и более короткие лучи.
Свойства двухпроводной линии допускают отводить ее от полотна антенны не перпендикулярно вниз, как это желательно для коаксиального кабеля. И в этом случае токи ВЧ компенсируются в согласующем устройстве (потенциал ВЧ всегда равен нулю по отношению к земле).
Эта симметрия по отношению к земле делает Levy не влияющей на прием TV. Длину двухпроводной линии выбирают наиболее короткую.
Можно придать антенне форму перевернутого V. Нижние концы антенны должны быть на высоте не менее 3 м , что диктуется соображениями безопасности, т.к. на концах антенны пучность напряжения.
Излучающая часть Levy не определяется лучами. Ее устройство согласования, двухпроводная линия, лучи — это элементы нераздельные.
Линия находится в режиме стоячих волн, и ошибочно будет называть эту линию «фидером». Настоящий фидер в Levy — это отрезок коаксиального кабеля, соединяющего выход трансивера с согласующим устройством антенны и КСВ-метром. Он работает в режиме бегущей волны с КСВ-1, что обеспечивается согласующим устройством. Согласующее устройство компенсирует реактивное сопротивление линии и излучающих проводов, а также трансформирует в 50 Ом полное сопротивление линии.
Антенна Levy возбуждается нечетным числом полуволн, что определяется общей длиной проводной части и реактивными сопротивлениями катушек и конденсаторов согласующего устройства.
Согласующие устройства для антенн Levy
Все не апериодические антенны хорошо настраиваются с колебательным контуром, но вибраторная нагрузка может резонировать на многих частотах, тогда как колебательный контур состоящий из катушки и конденсатора — лишь на одной частоте.
Большинство станции имеют устройства согласования, которые компенсируют реактивное сопротивление и трансформируют сопротивления. Рассмотрим несколько схем согласующих устройств. В устройстве, показанном на рис. 1, Balun на входе, имеющем 50 Ом, постоянно согласован с отношением 1:1, он питает двойную L с 50 Ом симметрично. Конденсаторы С1 и С2 одинаковы и вращаются одной ручкой.
Конструкция (рис.2) не требует использования Balun, но необходимо иметь сдвоенный КПК.
Поскольку имеется двойной контур она очень селективна, т.к. имеет острый резонанс. Это позволяет провести настройку антенны при приеме. Считают, что у Levy характеристики лучшие, чем у KB антенн с укорачивающими катушками, с теми же линейными размерами. Однако за добротность, позволяющую получить эти результаты, расплачиваются необходимостью подстройки согласования при QSY на кГц!
В зависимости от конкретного диапазона необходимо питать двухпроводную линию в узле тока или напряжения и переходить с помощью зажимов от последовательного колебательного контура к параллельному.
Схем очень много — наиболее легко выполнима конструкция с автотрансформаторной связью, но она вносит некоторую ассиметрию. Самая простая (рис.3) опубликована F3LG. Автотрансформаторный вариант (рис.4) представлен F9HJ.
Еще один вариант, где выходное сопротивление определяется конденсаторами, показан на рис.5
На всех KB диапазонах Levy, бесспорно, лучшая антенна: она проста и работает в нужных участках коротких волн, излучающее полотно одно и тоже для всех диапазонов. Благодаря симметрии и двухпроводной линии питания, она не дает TVI.
КОЕ-ЧТО ОБ АНТЕННАХ
Предлагаю Вашему вниманию интересные, на мой взгляд, сведения об антеннах и антенных усилителях, полученные из разных источников и в результате экспериментов.
Итак, знаете ли Вы, что:
-самый многоэлементный «волновой канал», описанный в радиолюбительской литературе — 34-элементная антенна на диапазон 1296 МГц, предложенная G8AZM, причем длина траверсы не такая уж и большая — 2м
-первое место по длине траверсы (16 метров!) занимает 24-элементная антенна (на 144 МГц) конструкции DJ40B, которая является и самой «мягкой» из «волновых каналов», так как при транспортировке может сворачиваться в рулон;
-длину траверсы около 10 метровимеет 22-элементный вариант антенны Шпиндлера на 144 МГц [2]. Эта конструкция в рулон не сворачивается!
-в антеннах «волновой канал» с простыми рефлекторами зависимость коэффициента защитного действия Кзд (т.е. отношения излучения «вперед/назад») от количества директоров имеет осциллирующий характер с экстремумами около -10 дБ и — 20 дБ. Наибольший Кзд имеют антенны с 2,5, 8 и т.д. директорами;
-при регулировке «волновых каналов» возможны два варианта: при настройке антенны на максимальное усиление Кзд может уменьшиться на 10 дБ и более, а при настройке на максимальный Кзд усиление снизится в пределах 0,5… 1 дБ;
-в антеннах с т.н. «поглощающим» элементом, расположенным позади основного рефлектора на расстоянии 0,18…0,25 длины волны, удается получать очень большие значения Кзд (свыше 70 дБ!), однако, в довольно узком секторе излучения;
-одной из причин ухудшения ДН как KB, так и УКВ антенн могут быть резонансные явления в несущей конструкции [6]. Устранить их можно разными способами: изоляцией главного элемента от траверсы, одеванием на траверсу ферритовых олец вблизи активного элемента или, проще всего, покрасив траверсу (но не элементы!) краской с добавлением порошка графита;
-при длинном питающем фидере улучшить симметрирование антенны и уменьшить местные помехи можно с помощью двух ферритовых колец. Одно устанавливается на фидер вблизи точек питания антенны, а другое — возле антенного входа/выхода устройства. В некоторых сложных случаях может потребоваться дополнительное размещение несколько ферритовых колец вдоль всего фидера и подбор расстояния между ними экспериментально;
-применив в качестве антенного усилителя (АУ) дифференциальный каскад, можно не только обеспечить широкополосное симметрирование антенны, но и значительно снизить местные помехи, в т.ч. и от автомобилей. В качестве дифференциального ТВ АУ для MB хорошо работает м/с К174ПС1.
-используя некоторые цифровые ЭСЛ м/с серии К500 (К100) в линейном режиме, можно изготовить дифференциальный АУ с полосой пропускания до 160… 180 МГц. Коэффициент усиления (обратно пропорциональный ширине полосы пропускания) такого АУ достигает 40 (!) дБ.