Зигзагообразные антенны: эффективные конструкции для приема телевизионного сигнала — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое зигзагообразные антенны. Как работают зигзагообразные антенны. Какие преимущества у зигзагообразных антенн. Какие виды зигзагообразных антенн существуют. Как изготовить зигзагообразную антенну своими руками. Какие характеристики у зигзагообразных антенн.

Содержание

Что такое зигзагообразные антенны и как они работают

Зигзагообразные антенны — это особый тип широкополосных антенн, которые имеют характерную зигзагообразную форму излучающего элемента. Принцип их работы основан на создании синфазной антенной решетки с одной точкой питания. Зигзагообразная форма позволяет уменьшить габариты антенны при сохранении ее эффективной электрической длины.

Основные особенности работы зигзагообразных антенн:

Широкополосность — способны эффективно работать в широком диапазоне частот
Направленность излучения — имеют выраженную диаграмму направленности
Хорошее согласование с кабелем без дополнительных устройств
Компактные размеры по сравнению с линейными антеннами

Зигзагообразная форма позволяет разместить антенну большой электрической длины на ограниченном пространстве. При этом сохраняются основные характеристики линейной антенны такой же длины.

Преимущества зигзагообразных антенн для приема телевизионного сигнала

Зигзагообразные антенны имеют ряд важных преимуществ, которые делают их отличным выбором для приема телевизионного сигнала:

Широкополосность — способны принимать сигналы нескольких телеканалов без перестройки
Компактность — меньшие габариты по сравнению с линейными антеннами
Простота изготовления — легко сделать своими руками из доступных материалов
Хорошее усиление сигнала — до 10-15 дБ в зависимости от конструкции
Направленность — позволяет принимать сигнал с определенного направления
Устойчивость к помехам за счет направленных свойств

Благодаря этим преимуществам зигзагообразные антенны отлично подходят для приема как аналогового, так и цифрового телевизионного сигнала, особенно в сложных условиях приема на значительном удалении от передатчика.

Основные виды конструкций зигзагообразных антенн

Существует несколько основных вариантов конструкций зигзагообразных антенн:

1. Классическая зигзагообразная антенна Харченко

Это базовая конструкция, предложенная К.П. Харченко в 1960 году. Представляет собой плоское полотно из проводника, изогнутого зигзагообразно. Обеспечивает хорошее усиление и направленность в широком диапазоне частот.

2. Зигзагообразная антенна с рефлектором

Усовершенствованный вариант с добавлением пассивного рефлектора позади основного полотна. Это позволяет увеличить коэффициент усиления и улучшить направленные свойства антенны.

3. Двойная треугольная зигзагообразная антенна

Модификация с двумя треугольными излучающими элементами. Обладает более компактными размерами при сохранении хороших электрических характеристик.

4. Кольцевая зигзагообразная антенна

Вариант с кольцевым расположением излучающего элемента. Обеспечивает прием сигналов в широком диапазоне частот при компактных размерах конструкции.

Каждый из этих видов имеет свои особенности и преимущества, позволяющие выбрать оптимальный вариант для конкретных условий приема.

Как изготовить простую зигзагообразную антенну своими руками

Изготовить базовую зигзагообразную антенну для приема ТВ сигнала можно самостоятельно, следуя этой инструкции:

Подготовьте деревянную мачту длиной около 1,5 м и сечением 60×60 мм.
Закрепите на мачте две поперечные рейки длиной 1 м под углом 90°.
Нарежьте медную проволоку диаметром 2-3 мм общей длиной около 3 м.
Натяните проволоку зигзагообразно между рейками, формируя 3-5 изгибов.
В центре подключите к проволоке коаксиальный кабель для подключения к телевизору.
Закрепите конструкцию на крыше или балконе, направив в сторону телевышки.

Такая простая конструкция позволит улучшить прием телевизионного сигнала в сложных условиях на расстоянии до 50-70 км от передатчика. При необходимости можно дополнить ее пассивным рефлектором для увеличения эффективности.

Характеристики и параметры современных зигзагообразных антенн

Современные модели зигзагообразных антенн обладают следующими типичными характеристиками:

Диапазон частот: 470-862 МГц (каналы 21-69 ДМВ)
Коэффициент усиления: 10-15 дБи
Ширина диаграммы направленности: 30-40° в горизонтальной плоскости
Входное сопротивление: 75 Ом
КСВ: не более 2,0 во всем рабочем диапазоне
Поляризация: горизонтальная
Габариты: 0,5-1 м в зависимости от конструкции

Эти параметры обеспечивают эффективный прием цифрового и аналогового ТВ сигнала в сложных условиях на значительном удалении от передатчика. При этом антенна имеет компактные размеры и простую конструкцию.

Сравнение зигзагообразных антенн с другими типами ТВ антенн

Зигзагообразные антенны имеют ряд преимуществ и недостатков по сравнению с другими распространенными типами телевизионных антенн:

Параметр	Зигзагообразная	Волновой канал	Логопериодическая
Широкополосность	Высокая	Низкая	Высокая
Усиление	Среднее	Высокое	Среднее
Компактность	Хорошая	Плохая	Средняя
Простота изготовления	Высокая	Средняя	Низкая
Стоимость	Низкая	Средняя	Высокая

Как видно из сравнения, зигзагообразные антенны обладают оптимальным сочетанием характеристик для приема ТВ сигнала в сложных условиях при невысокой стоимости и простоте конструкции.

Конструкции зигзагообразных телевизионных антенн

Если антенны типа «Волновой канал» и рамочные узкополосные, то зигзагообразные антенны широкополосные и могут работать в широком диапазоне частот.

В пределах того диапазона частот, на который рассчитана зигзагообразная антенна, она обладаетсравнительно постоянными параметрами, удовлетворительно согласуется с фидером, а ее коэффициент усиления изменяется в небольшой степени.

Еще одно из достоинств этих антенн — возможность легкого изготовления в домашних условиях, так как зигзагообразные антенны могут быть выполнены из подручных материалов.

Проволочная зигзагообразная антенна

Впервые зигзагообразная антенна описана в радиолюбительской литературе К.П. Харченко в журнале «Радио», 1961 г., № 3, а ее Разновидности многократно публиковались в последующие годы. Одна из простейших зигзагообразных антенн показана на рис. 1.

Рис. 1. Проволочная зигзагообразная антенна.

В качестве мачты 1 используется деревянный брусок сечением 60 х 60 мм, к которому крепятся под углом 90° две рейки 2, выполненные из деревянных брусков сечением 40×40 мм. Рейки необходимо врезать в мачту заподлицо, а затем скрепить с ней болтами с гайками.

В верхней и нижней частях мачты к ней, крепятся гвоздями или шурупами две планки 3 из листовой меди, латуни или белой жести размерами 20 х 300 мм. Еще четыре такие же планки устанавливаются на концах реек, но эти планки изолируют от реек прокладками из гетинакса. К мачте посредине между рейками крепится пластина 4 из гетинакса размерами 80 х 300 мм, а к, ней -две металлические пластинки 5 в форме сегментов радиусом 340 мм, хордой 300 мм и стрелой 35 мм. Ширина просвета между пластинками в наиболее узкой части должна получиться равной 10 мм.

Полотно антенны выполняется обмоточным, монтажным проводом или антенным канатиком произвольного диаметра, который в точках изгиба припаивается к планкам 3 и пластинкам 5. Полотно образовано тремя параллельными проводами с точками питания на пластинках 5.

Верхняя и нижняя планки при работе антенны оказываются в точках нулевого потенциала во всем диапазоне принимаемых волн, что позволяет не изолировать их от мачты и обойтись без ССУ при использовании в качестве фидера 75-омного коаксиального кабеля. Кабель проходит по мачте вверх до нижней планки, затем прокладывается между проводами левой части зигзага к точкам питания. Здесь оплетка кабеля припаивается, к левой пластинке, а центральная жила — к правой.

Размеры, показанные на рис. 1 без скобок, относятся к антенне, рассчитанной на прием телевизионного сигнала в диапазоне с первого по пятый телевизионный канал (диапазоны I и II). При этом согласование антенны с фидером характеризуется коэффициентом бегущей волны в фидере, превышающим 0,45, что соответствует передаче мощности сигнала к телевизору не менее 85 %. Коэффициент усиления антенны по диапазону изменяется в пределах« 4,3…7,9 дБ с максимумом вблизи 3-го частотного канала.

Такая же антенна может быть выполнена для приема сигнала в диапазоне III (6-12:й каналы). Размеры такой антенны показаны на рисунке в скобках. Длина планок берется равной 150 мм, изоляционная пластина 4 -размерами 80x 150 мм, а металлические пластины 5 в форме сегментов радиусом 97 мм, хордой 150 мм и стрелой 35 мм.

В связи с тем, что относительная ширина этого диапазона меньше,, согласование антенны с фидером получается, лучше: коэффициент бегущей, волны в фидере превышает 0,65 (к телевизору передается более 96 % принятой антенной мощности сигнала). Коэффициент усиления антенны изменяется по диапазону в пределах 4,8…6,9 дБ.

Антенна таких же размеров и с такими же характеристиками может быть получена, если вместо каждой из шести металлических планок установить на мачте и , рейках по три ролика от электропроводки. При этом у каждой группы роликов провода полотна необходимо замкнуть между собой припайкой проволочных перемычек.

Наконец, полотно антенны можно выполнить из металлической полосы шириной 120 мм (1-5-й каналы) или 70 мм (6-12-й каналы). Размеры антенны остаются прежними. Полотно этой конструкции может быть образовано из восьми полос, которые соединяются по углам зигзага пайкой, или одной длинной полосой, которая перегибается по углам зигзага. От реек полосы по-прежнему изолируются.

Кольцевая зигзагообразная антенна

Другой вариант зигзагообразной антенны показан на рис. 2. Антенна представляет собой металлическое кольцо или деревянный обруч с проложенным по поверхности обруча проволочным кольцом. Проволоку . можно закрепить к поверхности деревянного обруча скобками.

Рис. 2. Кольцевая зигзагообразная антенна.

Кольцо или обруч крепят на деревянной мачте. В центре кольца к мачте на изоляционном основании устанавливают две полукруглые металлические пластины, выполненные из листовой меди, латуни или белой жести радиусом 50 мм. Каждую пластину соединяют с кольцом пятью лучами, расположенными иод одинаковыми углами.

Затем лучи соединяют между собой пятью перемычками, расположенными также па одинаковом расстоянии одна от другой. Проволочное кольцо, лучи и перемычки можно изготовить из антенного канатика или медного провода диаметром 1,5…3,0 мм. Все соединения нужно тщательно пропаять.

Прокладка и подключение кабеля, которое производится также без ССУ, показаны на том же рисунке.

Кольцевая зигзагообразная антенна указанных размеров способна принимать сигналы всех 12 каналов метрового диапазона волн. Антенна удовлетворительно согласуется с 75-омным коаксиальным кабелем: на каналах с третьего по двенадцатый согласование хорошее, на первом и втором — несколько хуже.

Коэффициент усиления антенны плавно нарастает при увеличении номера, канала примерно от 0,5 дБ на первом канале дб 11,5 дБ на двенадцатом. Такое изменение коэффициента усиления соответствует необходимости, так как с уменьшением длины волны сигнала при постоянных напряженности поля и коэффициенте усиления антенны напряжение сигнала на выходе антенны должно пропорционально уменьшаться.

Рассмотренные конструкции зигзагообразных антенн имеют два одинаковых лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, максимумы которых направлены перпендикулярно плоскости полотна антенны. Таким образом, эти антенны принимают сигнал как спереди, так и сзади, подобно одиночному полуволновому вибратору, что создает опасность приема помех с заднего направления.

Зигзагообразная антенна с рефлектором

Значительно улучшить работу зигзагообразной антенны можно за счет ее усложнения добавлением рефлектора (рис. 3).

Рис. 3. Зигзагообразная антенна с рефлектором.

Рефлектор образован горизонтальными металлическими трубками, прикрепленными к мачте, а полотно антенны отодвинуто от плоскости рефлектора на некоторое расстояние А. В точках нулевого потенциала в верхней и нижней частях полотно антенны металлическими стойками крепят к мачте, которая также может быть металлической. В средней части такими же двумя стойками к мачте крепят изоляционную пластину, на которой закреплены углы полотна антенны в точках питания.

Диаметр трубок рефлектора можно выбирать произвольно, а их длина Р для антенны 1-5-го каналов должна составлять 3100 мм, для антенны 6-12-го каналов 890, мм, расстояние между полотном антенны и плоскостью рефлектора А для 1-5-го каналов 600 мм, для 6-12-го каналов — 340 мм, расстояние между трубками рефлектора Б для антенны 1-5-го каналов должно быть 290 мм, для антенны 6-12-го каналов 193 мм.

Размеры полотна антенны такие же, как на рис. 1. Таким образом, рефлектор содержит 14 трубок. Размеры изоляционной пластины выбирают произвольно.

Кабель к этой антенне прокладывают следующим образом: по мачте вверх, по нижней стойке, затем по левой части антенного полотна до точек питания.

Здесь оплетку припаивают к углу левой части полотна, а центральную жилу — к углу правой части. Диаграмма направленности этой антенны имеет только один главный лепесток, а задний практически отсутствует.

Согласование антенны 1-5-го каналов с фидером получается не очень хорошим, так как для его улучшения следовало бы увеличить расстояние А, но это конструктивно сложно. У антенны 6-12-го каналов согласование значительно лучше. Коэффициент усиления антенны 1-5-го каналов плавно нарастает от 7,8 дБ на первом канале до 14 дБ на пятом, а антенны 6-12-го каналов изменяются в меньших пределах от 7,8 до 10 дБ.

Зигзагообразная антенна с рамочным рефлектором

Еще одна зигзагообразная антенна показана на рис. 4. Она также содержит рефлектор и обладает такими же характеристиками, как и предыдущая, но рассчитана на’ вертикальную поляризацию сигнала.

Рис. 4. Зигзагообразная антенна с рефлектором.

Рефлектор этой антенны образован металлической рамой, закрепленной на металлической мачте. К раме припаивают 15 вертикально натянутых проводов диаметром 0,8…1,2 мм. Для улучшения согласования антенны с фидером ее размеры целесообразно выбирать конкретно для того частотного канала, сигнал которого будет приниматься этой антенной.

При выборе размеров антенны под конкретный канал удается также получить больший коэффициент усиления антенны, чем при выполнении широкополосной антенны. Это особенно важно для антенны вертикальной поляризации, где напряженность поля обычно бывает меньше, чем при горизонтальной поляризации. Размеры антенны, показанной на рис.

4, приведены в табл. 1.

Таблица 1. Размеры зигзагообразной антенны с рефлектором, мм.

Номер канала	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
В	1710	1450	1130	1025	950	510	485	465	450	430	415	400
Р	4830	4090	3190	2890	2650	1430	1360	1310	1260	1210	1160	1120
н	2600	2200	1800	1600	1500	900	800	750	700	650	625	600
а	870	725	570	500	455	240	230	220	210	205	200	195

Если полотно антенны выполнено из металлической трубки диаметром 8. ..16 мм для 1-5-го каналов и 4…8 мм для 6-12-го каналов, по данным К.П. Харченко коэффициент усиления антенны составляет 9 дБ.

Сравнение зигзагообразных антенн с рамочными позволяет сделать следующие выводы. Конструктивно зигзагообразные антенны проще легко могут быть изготовлены в домашних условиях из подручных материалов и не нуждаются в согласующем устройстве.

Основное достоинство зигзагообразных антенн в том, что они могут быть выполнены широкополосными для использования там, где возможен прием нескольких телевизионных программ. Однако рамочные антенны имеют значительно меньшие габариты и при сравнимых размерах более эффективны.

Никитин В.А., Соколов Б.Б., Щербаков В.Б. — 100 и одна конструкция антенн.

Варианты зигзагообразной антенны Харченко — RadioRadar

В самом начале 60-х годов прошлого века нашим соотечественником Харченко К. П. была предложена простая плоская зигзагообразная (Z) антенна с хорошими характеристиками. Ниже рассмотрены её возможные модификации, в том числе варианты с настроенным активным рефлектором.

Авторское свидетельство № 138277 на изобретение под названием «Диапазонная направленная антенна» Константину Павловичу Харченко было выдано в 1961 г. (по его заявлению от 16 июня 1960 г.). В том же году были опубликованы материалы в журнале «Радио» для повторения радиолюбителями [1, 2]. И впоследствии в течение более 50 лет редакция неоднократно вспоминала эти публикации. Зигзагообразная (Z) антенна Харченко стала знаменательным событием в ряду лучших разработок. Она оказалась не критичной к материалам и размерам при изготовлении, имеет хорошее согласование с отходящим кабелем. В ней удачно сочетаются кратные элементы синфазной антенной решётки с одной точкой питания.

Несмотря на прекрасные электрические и эксплуатационные характеристики, организованного широкого использования зигзагообразных антенн не произошло. У нас в стране в то время уже массово применяли признанные во всём мире протяжённые и объёмные директорные антенны Уда-Яги (их ещё называют «волновой канал»), так как их
освоили в производстве промышленные предприятия. Они, как сейчас говорят, обеспечивали рынок. Однако простота изготовления зигзагообразных антенн и их притягательные характеристики при информационной поддержке журнала «Радио» и радиолюбительских связей сделали эту антенну доступной даже для неподготовленных пользователей.

В предисловии книги «УКВ антенны» [3], выпущенной в 1969 г., К. П. Харченко сообщил, что многие радиолюбители, используя зигзагообразные антенны, вели приём телевизионных передач в диапазоне МВ, в том числе от телецентров, удалённых на 80, 120, 200 и даже 300 км. И действительно, из истории техники того времени можно узнать, что в удалённых от телецентров местностях зигзагообразные антенны вытесняли антенны «волновой канал» и другие конструкции. Кроме этого, Z-антенны Харченко были также удостоены внимания военных, воспользовавшихся их положительными качествами в радиорелейной связи диапазона ДМВ.

В последние годы авторы провели широкое компьютерное моделирование Z-антенн, в том числе с использованием программы MMANA, предложенной в журнале «Радио». Конструктивное их исполнение показало хорошие результаты. Антенны адаптированы к поддиапазону IV эфирного телевещания на ДМВ. Именно на частотах 470…582 МГц наиболее широко ведётся аналоговое телевизионное вещание и развёртывается цифровое телевидение.

Наиболее распространённая [3] исходная зигзагообразная антенна, выполненная однопроводным полотном со стороной λ_ср/4, изображена на рис.1,а. В указанном телевизионном диапазоне (с принятой для простоты средней частотой 525 МГц) она обладает диаграммами направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях, представленными на рис. 2,а. Результаты соответствуют размещению антенны на высоте 15 м над уровнем земли. Коэффициент усиления антенны равен 10,9 дБи, а коэффициент стоячей волны — 2,4. Их изменение в поддиапазоне показано на рис. 3,а. Элевация, т. е. возвышение максимума диаграммы направленности над уровнем земли, равна 6°.

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

Эффективность зигзагообразной антенны можно повысить за счёт улучшения направленности, применив экран-рефлектор [3], отстоящий от основного полотна на λ_ср/4, как это изображено на рис. 1,б. Это приводит к увеличению коэффициента усиления до 14,6 дБи. Для сравнения аналогичные диаграммы и характеристики модернизированной конструкции представлены на рис. 2,б и 3,б.

Более поздней версией исходной зигзагообразной антенны можно назвать двойную треугольную зигзагообразную антенну, изображённую на рис.1,в. Она — одна из лучших Z-образных антенн [4], хотя и обладает немного худшими характеристиками, показанными на рис. 2,в и рис. 3,в. Однако снижение коэффициента усиления антенны всего на 1,4 дБи компенсируется на практике простотой и компактностью конструкции.

Стремление к дальнейшему совершенствованию классических вариантов антенны побудило обратиться к конструкциям других интервалов частот, особенно к использованию активного рефлектора. В сложных коротковолновых настроенных антеннах с линейными синфазными горизонтальными составляющими применяют идентичные активные рефлекторы, расположенные на λ_ср/4 от основного полотна. Их подключают через фазирующие контуры, обеспечивающие в них опережающий сдвиг токов по фазе на 90^о [5]. Прямой перенос такого способа на зигзагообразные антенны приводит лишь к ухудшению характеристик по сравнению с пассивным рефлектором.

Более интересным оказалось использование для классической антенны в качестве активного рефлектора двойной треугольной зигзагообразной антенны с удвоенными размерами плеч, как изображено на рис.1,г. Такое решение обеспечило увеличение коэффициента усиления антенны до 14,83 дБи, уменьшение уровня боковых лепестков, как показано на рис. 2,г, и значительное выравнивание и улучшение КСВ, что можно видеть на рис. 3,г.

За счёт дополнительной модернизации активного рефлектора, как представлено на рис. 1 ,д, можно ещё больше улучшить характеристики предложенного решения, как показано на рис. 2,д и 3,д. Особенно это касается увеличения коэффициента усиления и его выравнивания на верхних частотах интервала. Кроме того, антенна во всём поддиапазоне имеет КСВ менее двух. Самостоятельное изготовление инновационного образца не предполагает затруднений, так как его составляющие многократно были описаны раньше.

Литература

1. Харченко К. Зигзагообразная антенна. — Радио, 1961, № 3, с. 47, 48.

2. Харченко К. Антенна для дальнего приёма телевидения. — Радио, 1961, № 4, с. 28, 29, 32.

3. Харченко К. П. УКВ антенны. — М.: ДОСААФ, 1969, с. 77-96.

4. Сидоров И. Н. Идеальный телеприём в дачном доме, на садовом участке, далеко за городом. — С.-Пб.: Лениздат, 1998, с. 87-95.

5. Марков Г. Т. Антенны. — М.: Госэнерго-издат, 1960, с. 455-460.

Авторы: В. Милкин, Н. Калитёнков, В. Лебедев, А. Шульженко, г. Мурманск

Зигзагообразный диполь-дуплет

Л. Б. Чебик, W4RNL

Один из старых мифов о проволочных антеннах состоит в том, что они должны быть прямыми. В идеале мы хотели бы, чтобы они были действительно линейными. Однако даже перекрученный провод вполне может выступать.

Рассмотрим сценарий, изображенный на Рис. 1

. Стандартный диполь 1/2 длины волны на 80 метров — около 135 футов в длину на высоте около 50 футов — будет выглядеть как верхний эскиз если бы у нас было место для провода длиной 67,5 футов с каждой стороны точка подачи. Однако предположим, что у нас нет места для полного длина проводов. Мы можем согласиться на более короткую проволочную антенну, но мы есть другой вариант, если доступны опоры: специальный зигзаг. Что мы сделали с размером A на верхнем рисунке, теперь мы сделаем с A + B на нижний рисунок.

Антенну можно было сделать в виде буквы U, но потеря усиления была бы несколько выше, чем при зигзаге — за счет частичной компенсации излучения от торцевых торцевых секций. Тем не менее, сумма достаточно мал, чтобы, если U — это все, чем вы можете управлять на сайте, используйте его.

Чтобы увидеть, что происходит, когда мы двигаем наш традиционный диполь зигзагообразно, я провел серию моделей, каждая из медных проводов №12 на средней почве.

Моделирование ограничено в том, что он предполагает чистую, ровную местность и поэтому не может принимать во внимание холмы, долины и беспорядок на земле типичной радиолюбительской установки. Тем не менее, тенденции весьма полезны для сравнительных целей.

Если антенна установлена на высоте 15 м, типичная дипольная диаграмма направленности на высоте угол около 20 градусов представляет собой овал под прямым углом к проволоке. Давайте посмотрите, что происходит, когда мы поворачиваем все больше и больше антенны в противоположный конец куски. Для примера я использовал 5% приращение половинной длины, таким образом укорачивая каждую сторону центра на 3 3/8 фута с каждым движением. Теоретически, концевая часть должна увеличиться на эту величину, чтобы антенна оставалась резонансной. На самом деле нам придется слегка удлинять концы при каждом изменении чтобы компенсировать сцепление между проводами возле углов.

В следующей таблице указаны длины проводов с каждой стороны от центра (A) с как рассчитанные, так и фактические наконечники (B) должны восстанавливать резонанс при 3,5 МГц. Также показан резистивный импеданс точки питания при резонансе, вместе с максимальным выигрышем. Окончательная цифра — это количество градусов от С другой стороны, рисунок наклоняется из-за зигзагообразных концов.

  Конец (B) Расчет. Действовать. Длина A Прирост Пэт. Наклонная подача R
  % футы футы футы дБи градусы Ом
  0 0 0 67,5 0,06 0 70,0
  5 3,4 3,7 64,2 0,06 0 67,6
 10 6,8 7,3 60,8 0,04 1 66,4
 15 10,1 11,0 57,4 0,02 1 64,920 13,5 14,5 54,0 -0,01 2 62,3
 25 16,9 18,2 50,6 -0,05 2 59,7
 30 20,3 21,7 47,3 -0,09 5 56,2

Общая потеря усиления в заданной ситуации составляет 0,15 дБ для весь разброс от линейного провода до антенны, повернутой на 30% с каждой стороны под прямым углом к основному проводу. Если зигзаг окажется более открытым чем прямой угол, использованный в примере как крайний случай, потери будут быть меньше. Однако он уже настолько низок, что его невозможно обнаружить в процессе эксплуатации.

Если бы мы согнули концы в форме буквы U, выигрыш в самом крайнем случае был бы были немного ниже, чем для зигзагообразного диполя, и поэтому — сопротивление источника в резонансе. Еще одно сравнение на заметку находится между 20%-ной зигзагообразной моделью и проводом длиной 108 футов и линейным — что-то близка к традиционной длине G5RV. G5RV показал бы около 0,1 усиление в дБ меньше, чем у зигзага, что было бы гораздо менее эффективно значительно, чем высокое емкостное сопротивление в точке питания. Однако, если мы запитаем антенну параллельным фидером и антенным тюнером, все эти различия относятся к числу тривиальных.

Чем больше количество антенн на зигзагообразных концах, тем длиннее провод должен быть для восстановления резонанса. Опять же, более открытый зигзаг будет показать меньшее количество необходимого удлинения. Так же и точка питания сопротивление падает быстрее по мере того, как зигзаг становится более экстремальным.

Величина наклона шаблона очень небольшая, даже на отметке 30% зигзага. На рис. 2 внизу показано наложение прямой проволоки и зигзагообразной азимута шаблоны для угла места 20 градусов. Опять же, в реальной эксплуатации разница будет незаметна. Обратите внимание, что наклон паттерна отклоняется от изогнутые концы.

Поскольку в зигзаге задействовано более 30% проволоки с каждой стороны от центра, наклон паттерна становится более экстремальным, превышая 10 градусов по мере увеличения длины А и Б приближаются друг к другу. Мы можем рассматривать эту величину тильта как недостатком, или мы можем использовать его. Предположим, основные опоры у нас есть разместит бортовую диаграмму направленности примерно на 10 градусов от цели для желаемого операция. Превращение антенны в зигзагообразный диполь может вернуть нас к цель.

Диполь становится дублетом

Если мы решим использовать зигзаг на других КВ диапазонах, что произойдет?

Первое, что происходит, это то, что антенна больше не является диполем. А диполь – это антенна с одним максимумом тока в центре и максимумы напряжения на его концах. Это диполь с центральным питанием в версии с которым мы работаем. Однако, поскольку его длина больше не будет соответствовать создадим условия тока и напряжения по его длине, как только мы увеличить частоту работы, это будет уже не диполь. Как правило, многополосный одиночный (простой) провод лучше всего называть «дуплетом». термин, который сам по себе ничего не говорит о токе и напряжении распределение по длине.

Второе, что происходит: точная длина больше не большое следствие. Наши первые тесты намеренно стремились к резонансу на 3,5 МГц, чтобы посмотреть, что произошло с длиной наконечников. В многодиапазонное использование с параллельными фидерами и антенным тюнером, длина не дольше критического. Шаблоны существенно не изменятся до 5% различия в общей длине, и резонанс антенны больше не является серьезной рассмотрение.

Третье явление — изменение узоров лепестков и нулей от те, которые мы привыкли ассоциировать с прямым дублетом. Чтобы увидеть что происходит, давайте использовать 40, 20, 15 и 10 метров в качестве тестовых диапазонов для сравнения узоры дуплета из прямой проволоки и нашего 30% зигзагообразного дуплета — оба из медной проволоки №12 длиной 50 футов вверх. Конечно, если мы используем меньшее количество зиг- зазубренность, то любые отклонения рисунков от нормального дублетного узора будет намного меньше.

В каждом из рисунков, показанных ниже, антенна проходит с одной стороны узор к другому. Зигзагообразные ножки сгибаются вниз (относительно стр.) слева и вверх справа. Поэтому большая часть узора наклон будет в верхний левый угол страницы, по крайней мере в нижний частоты.

На частоте 7,0 МГц зигзагообразный рисунок показывает наклон на 5 градусов относительно широкой стороны доли нормального дублета. Угол места максимального излучения равен все еще очень высока, поэтому для сравнение, чтобы отразить что-то, приближающееся к нормальным углам пропуска. Выигрыш зигзага немного меньше (примерно на 0,5 дБ), чем у прямого проволоки и сопровождается уширением ширины пучка как в направления. Поскольку длина антенны составляет около 1 мк, импеданс точки питания очень высок. Зигзагообразные боковые нули более мелкие, чем у нормальный дублет. Однако ни одно из этих различий вряд ли приведет к любые приобретенные или потерянные контакты.

Чтобы мы просто не предполагали, что оставшиеся КВ-диапазоны покажут существенно аналогичные параллели между прямым и зигзагообразным дублетом, операция антенн на частоте 14,0 МГц служит напоминанием о том, что разница может появляются на любой частоте. Угол места максимального излучения на 20 метров составляет 20 градусов с антенной на отметке 50 футов. Следовательно, узоры показать максимальный коэффициент усиления антенны. Дублет с прямой проволокой показывает знакомый 4-листный клевер типичен для проволоки длиной 2 сп.

Напротив, зигзагообразная антенна имеет гораздо больший наклон, с пиками примерно на 20 градусов отстоят от нормальных дублетов. Нули едва заметны, но за такое улучшенное покрытие приходится платить: лепестки слабее, чем у нормального дублета, примерно на 1,3 дБ.

На частоте 21 МГц нормальный и зигзагообразный узоры почти противоположны друг другу, с зигзагообразными лепестками, заполняющими нормальные нули, и наоборот. Еще раз, нормальный дублет показывает более высокое максимальное усиление (примерно на 1 дБ), но зигзагообразный дублет имеет тенденцию иметь более мелкие нули.

Одна из причин особенно сильных зигзагообразных лепестков на концах антенна заключается в том, что каждый изогнутый участок зигзага составляет примерно 1/2 длина 15 метров. Если бы длина зигзага «В» была укорочена, конец радиация быстро уменьшилась бы. При эксплуатации антенны на кратно его начальной частоте, текущая величина показывает число пики, а геометрическая конфигурация играет все более существенную роль. роль в окончательной сгенерированной диаграмме азимута.

На 10 метрах, на частоте 28 МГц, лепестков столько, что разница в эти два шаблона становятся менее значимыми в оперативном отношении. На самом деле есть нет существенной разницы в силе самых больших долей двух антенны. Тем не менее, мы можем заметить два небольших лепестка на конце зигзагообразной дуги. заг антенна. Потому что конец длины «B» больше не близок к 1/2 wl. длинные, у них развиваются меньшие доли. Некоторые варианты зигзага с более короткие размеры «B» вполне могут показать более сильное излучение от антенны. заканчивается.

Полное сопротивление обеих антенн в точке питания на четных гармониках первоначальная 1/2 частота антенны будет высокой. Точные цифры будут функциями точной длины антенны. На гармониках влияние зигзаг будет немного отличаться от полосы к полосе, и, следовательно, точка подачи импедансы не будут идентичны импедансам прямого провода. значения сопротивление в диапазоне от 1000 до 4000 Ом и значения реактивного сопротивления от 500 до 1200 Ом, вероятно, будут общими как для прямого провода, так и для зигзагообразные дублеты. Какие значения появятся на клеммах антенного тюнера, зависят не только от этих значений нагрузки, но и от характеристик и длина используемого фидера. Если тюнер не может обработать представленные значения на определенном диапазоне вставка короткого дополнительного фидера будет обычно исправляют ситуацию.

Другие модификации

Мы уже отмечали, что при загибании концов антенны в том же горизонтальном направлении, получившаяся U-образная антенна представляет собой лишь крошечную немного ниже в усилении, чем 30% зигзаг. Более распространенный сценарий — падение оба конца вниз. На основной частоте эта конфигурация стремится чтобы еще больше снизить усиление, так как концы ближе к земле. Однако результат далеко не катастрофический. На более высоких частотах во время работы концы могут давать значительное вертикально поляризованное излучение, но чистый эффект будет недостаточным, чтобы изменить основные горизонтальные поляризованные диаграммы для каждой полосы.

Возможно, главная польза зигзагообразного камзола в том, что он подходит для полных 80- метра в довольно ограниченный размер двора, как это предлагается в рис. 7 . провести антенну по диагонали через двор для доступного места и затем наклоните провода вдоль дворовых линий (при условии, что опоры установлены). доступный) может сделать многодиапазонный дублет доступным практически каждому.

Этот принцип также может быть применен к скрытым антеннам на крыше или чердаке. Концы можно спустить по стропилам и стропильным фермам при соответствующем уходе. берется, чтобы дать зазор к проводящим материалам.

Городской житель может действовать эффективно, даже если обстоятельства кажутся диктовать малогабаритные антенны. Ключ в том, чтобы мыслить дизайнерскими формами, в котором зигзаг является вечным победителем. Потери, по сравнению с традиционные прямолинейные конструкции могут быть намного меньше, чем изначально воображаемый.

Обновлено 01.01.2000. Л. Б. Чебик, W4RNL. Этот предмет появился в AntenneX , декабрь 1999 г. Данные могут быть использованы для личных целях, но не могут быть воспроизведены для публикации в печати или любой другой носитель без разрешения автора.

Перейти к основному индексу

Trio Manufacturing Company Zig-Zag Antenna, октябрь 1952 г.

Радиоэлектроника

Октябрь 1952 г. Радиоэлектроника

[Оглавление]

Восковая ностальгия и изучение истории ранней электроники. См. статьи из Радиоэлектроника , опубликовано 1930-1988 гг. Настоящим признаются все авторские права.

Эта реклама Zig-Zag Antenna, предлагаемая Trio Manufacturing, появившаяся в выпуске журнала за 1952 год. В журнале Radio-Electronics указано «заявка на патент заявлена». Когда я посмотрел «зиг-заг антенна» в Ведомстве США по патентам и товарным знакам (USPTO), самое раннее назначение Я мог найти для этой конфигурации было US3213457A, «Зигзаг» антенна», разработанная Джоном У. Карром и переданная Lockheed Corporation в 1961. Возможно, Трио так и не получил патента, или мои поиски были недостаточно тщательными. Претензии Известность дизайна Трио заключается в том, что зигзагообразный узор состоял из различных элементов длины, которые резонировали на определенных каналах, в то время как все остальные действовали как паразитные элементы. Я не знаю, совпадение это или намерение (скорее последнее), но есть двенадцать разделов, которые могут соответствовать каналам со 2 по 13. сегодня не так много (если вообще есть) зигзагообразных антенн, которые продаются компаниями для любительских целей. или другие виды использования. Очевидно, это была просто еще одна причуда, чтобы иметь что-то отличное от все остальное — и было много уникальных конфигураций телевизионных антенн еще в день, который обещал стянуть дальние станции, уменьшить призраки, шум и т. д.

Trio Manufacturing Company Зигзагообразная антенна

Trio объявляет о выпуске новой сенсационной антенны Zig-Zag

Патент заявлен

Усиление выше, чем у любого Яги!

Плюс

Всеканальное УКВ исполнение!

Это самый большой прогресс в телевизионных антеннах с тех пор, как Trio представила двойную антенну. канал Яги! Сенсационная новая антенна Trio Zig-Zag состоит из нескольких элементов. Антенна типа Yagi на каждом канале, еще одна двухсекционная антенна, а в некоторых моделях антенна с одним отсеком — перекрывает все каналы УКВ!

Эта сенсационная антенна имеет более острую направленность и более высокое отношение фронта к тылу. Он обеспечивает изображение без снега и звук без затухания даже в самых отдаленных местах. области.

Огромный прирост вперед достигается без длинных, громоздких массивов, которые работают только на одном канале. С новой моделью зигзагообразной антенны с краевыми зонами один отсек обеспечивает огромное усиление на всех низкочастотных каналах, со 2-го по 6-й, а другой отсек обеспечивает аналогичный высокий коэффициент усиления на каналах с 7 по 13.

Как работает эта удивительная антенна

Зигзагообразные антенны

Trio используют новый принцип, согласно которому решетка состоит из ряд элементов, один или несколько из которых резонируют в каком-либо одном канале, в то время как остальные элементы, не резонирующие на этом канале, дают паразитные напряжения, имеющие правильную фазу относительно постоянного напряжения. Они действуют как очень эффективные директора и рефлекторы. Все элементы напрямую подключены к фидерной линии.

Различные модели, перечисленные ниже, предназначены для простой установки. для всех направлений, от мегаполиса до крайней окраины. Модели с двумя отсеками, как и одноместные отсековые модели работают с одним вводом на 300 Ом, с менее чем коэффициент стоячей волны 3:1.

Прочная виброустойчивая конструкция

Надежная прочность заложена во всех моделях. Антенна поставляется со всем оборудованием крепится на стреле, за исключением мачтового зажима. Полная сборка состоит только цветных элементов, соответствующих цветовой маркировке стрелы и стяжных гаек. которые обеспечивают зажимное действие. Полная сборка выполняется за считанные минуты.

Для экстремального приема интерференционных полос — ZZ16H обеспечивает напряжение более 14 дБ усиления по сравнению с резонансным эталонным диполем на канале. с 7 по 13; и ZZ12L предоставлять. усиление от 12 до 14 дБ на канале. со 2 по 6. Усиление ZZ12L составляет 12 дБ на на каналах 2 и 3 и 14 на каналах 4, 5 и 6. Эти модели имеют самую узкую переднюю часть.