Вертикальная поляризация
радиоволн нередко используется в радиолюбительской связи на ультракоротких
волнах, а в последнее время находит все более широкое применение и для передачи
телевизионных программ. Создание направленных многоэлементных «волновых
каналов» с вертикальной поляризацией сопряжено с определенными трудностями. Они
обусловлены в первую очередь тем, что вертикальная металлическая мачта,
поддерживающая антенну, находится в плоскости поляризации волны и может
существенным образом исказить характеристики антенны.
На рисунке показана
четырехэлементная антенна с вертикальной поляризацией, предназначенная для
работы в любительском диапазоне 144 МГц. Ее особенность — использование в
качестве активного элемента так называемой «J-антенны», которая представляет
собой полуволновый вибратор, питаемый с одного из концов (в данном случае — с
нижнего) через четвертьволновое U-колено.
В целом такое сочетание напоминает латинскую букву J, откуда и пошло название
антенны. Такой излучатель легко согласуется с наиболее распространенным
несимметричным коаксиальным кабелем, но самое главное его достоинство состоит в
том, что нижняя точка U-колена находится под нулевым потенциалом и может быть
заземлена. Применительно к данной антенне это обозначает, что нет необходимости
вводить в мачту какие-либо изолирующие вставки и отделять собственно активный
элемент от мачты. Иными словами, мачта антенны может быть цельнометаллической,
а это удобно не только с конструктивной точки зрения, но и обеспечивает высокую
механическую прочность антенны в целом.
Активный элемент является
последним коленом мачты, поэтому он выполнен из достаточно толстой
дюралюминиевой трубки диаметром 12 мм. Для директоров и рефлектора использована
трубка диаметром 6 мм. Несущая траверса выполнена из диэлектрика (например, из
фиберглассового и стеклотекстолитового прутка диаметром 10...12 мм). Для
повышения механической прочности траверса подтянута к вершине антенны двумя
растяжками (показаны на рисунке пунктиром) из нейлонового шнура. Кроме того,
для лучшей балансировки антенны в вертикальной плоскости рефлектор удален от
активного элемента на расстояние примерно 0,2L.. Это несколько больше
оптимального (по коэффициенту усиления антенны) расстояния между этими
элементами, составляющего 0,16L..
U-колено образовано
отрезком дюралюминиевой трубы диаметром 12мм, которая в нижней своей части
присоединена к мачте (активному элементу) с помощью широкой дюралюминиевой
пластины, а в верхней — с помощью диэлектрической распорки. Питают антенну
коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Точки подключения кабеля
к U-колену определяют по, минимуму коэффициента стоящей волны.
«QST» (США), 1979 № 11.
Примечание
Указанные в статье размеры антенны соответствуют рабочей частоте 147 МГц. Для
изготовления антенны на другие частоты все ее размеры следует изменить
пропорционально отношению f/147 (f — требуемая рабочая частота в МГц).
Подробнее о J-антенне можно прочитать в книге К. Ротхаммеля «Антенны», МРБ,
вып. 637. М., «Энергия», 1967.