HELLORADIO.RU — интернет-магазин средств связи
EN FR DE CN JP

Питание двух антенн одним кабелем.

Питание двух антенн одним кабелем.

EW8AU
Владимир Приходько,
246027 Гомель а/я 68, Беларусь
Email - dmitry.by (at) tut.by

В технике связи, широкое применение нашли устройства сложения сигналов, частотное разделение, схемы многократного использования антенн (то есть использование одной антенны, для работы двух и более передатчиков одновременно). Кроме параллельного включения двух передатчиков на одну антенну возможны варианты многократного использования сложных антенн, при которых для каждого передатчика формируется своя фиксированная или управляемая диаграмма направленности. Для радиолюбителей может представлять интерес схема питания двух антенн разных диапазонов по одному кабелю, без переключающих устройств, а так же возможное объединение телевизионных антенн.
         Основным элементом схемы является составной комбинированный шлейф, выполненный из коаксиального кабеля. Рассмотрим две схемы питания антенн, первая с короткозамкнутыми шлейфами, вторая с разомкнутыми на концах шлейфами.

Схема с короткозамкнутыми шлейфами

Рис.1. Схема с короткозамкнутыми шлейфами

Основным элементом схемы является комбинированный шлейф рисунок 2 закороченный с обоих концов и присоединенный к фидеру в некоторой точке «6». Общая длина шлейфа равна целому числу полуволн одного из диапазонов. Обозначим один из диапазонов  лямбда 1. Присоединение шлейфа к фидеру производят таким образом, чтобы длина одной из его частей равнялась половине рабочей волны второго диапазона лямбда 2.

При таких соотношениях шлейф, если пренебречь его затуханием, представляет собой бесконечно большое сопротивление на волне лямбда1  и короткое замыкание на волне лямбда2

Рис. 2. Комбинированный шлейф

Рис. 2. Комбинированный шлейф

Рассмотрим работу схемы по рисунку 1. При работе на первую антенну, Ант.1 на волне лямбда1  шлейф abc длиной nлямбда1/2 имеет большое сопротивление и пропускает эту волну, практически не оказывая заметного влияния не нее. Отрезок de шлейфа def, длина которого лямбда1/2 закорачивает фидер второй антенны. Отрезок ре между точкой разветвления и шлейфом, длина которого равна лямбда1/4, трансформирует нулевое сопротивление в бесконечно большое, так что волна лямбда1 проходит к приемнику, не испытывая отражения в этой точке, и не проходит в фидер антенны Ант.2. При работе антенны Ант.2 на волне лямбда2 схема работает аналогично.

Сопротивление комбинированного шлейфа авс на волне лямбда1.

где Wш - волновое сопротивление шлейфа,
R1 - сопротивление на единицу длины шлейфа,
l - полная длина шлейфа,
l1 - длина любого из составляющих отрезков комбинированного шлейфа.

Чем меньше разница между лямбда1 и лямбда2, тем меньше множитель sin2*бета и следовательно меньше Zш . Так как Wш >> R1l1 то сопротивление шлейфа на волне лямбда1 получиется во много раз больше волнового сопротивления даже при небольшой разнице между лямбда1 и лямбда2. Практически достаточно, чтобы длины волн лямбда1 и лямбда2 отличались друг от друга на 8-10 %.

Если применить для изготовления шлейфов проводники с малыми потерями, то настройка системы возможна и при разнице в длинах волн лямбда1 и лямбда2, равной приблизительно 5 %. При малых разносах частот в комбинированных шлейфах возникают большие токи и напряжения, поэтому если тракт выполнен из кабеля РК-50, то шлейфы желательно изготовить из кабеля РК-75. При этом кабель шлейфа берут большего сечения, чем кабель в основном тракте.

Например в основном тракте кабель РК-50-7, в комбинированных шлейфах РК-75-9 (II). При этом потери всей системы будут определяться только потерями в длине применяемого кабеля. Развязка между антеннами не хуже 25 dB.

Рассмотрим схему с разомкнутыми на концах шлейфами рисунок 3. Такая схема расширяет полосу пропускания каждого из диапазонов и удобна при настройке, так как настаивая, нет необходимости после каждой коррекции длины шлейфа закорачивать его на конце.

Рис. 3

Рис. 4.

  1. Отрезки коаксиального кабеля РК-50 произвольной длины.
  2. Кабель РК-75 длиной лямбда1/2 - лямбда2/4 k;
  3. Кабель РК-75 длиной лямбда2/4 k;
  4. Кабель РК-50 длиной лямбда2/4 k;
  5. Кабель РК-50 длиной лямбда1/4 k;
  6. Кабель РК-75 длиной n лямбда2/2 - лямбда1/4 k
  7. Кабель РК-75 длиной лямбда1/4 k.

Если применяется кабель с полиэтиленовым заполнением k = 0,6578, для фторопластового кабеля k = 0,709. В центре устройства, там где сигнал выходит на основной кабель, поставить стандартный коаксиальный тройник. В местах подключения шлейфов изготовить узлы крепления кабеля рисунок 5. Крепление состоит из фторопластового или полиэтиленового кольца 1 и шайбы из фольгированного стеклотекстолита 2, кольцо к шайбе приклепать тонкими заклепками. Оплетка кабелей запаять к фольгированному стеклотекстолиту. После распайки кабелей узел крепления заполнить полиэтиленом.

После распайки кабелей узел крепления заполнить полиэтиленом.

Рис. 5

Незамкнутые концы шлейфов разделывают таким образом, чтобы оплетка РК-кабеля не доходила до края на 5-6 мм, чтобы при больших мощностях не произошел коронный разряд оплетки на центральную жилу кабеля. Рисунок 6.

Незамкнутые концы шлейфов разделывают таким образом, чтобы оплетка РК-кабеля не доходила до края на 5-6 мм

Рис. 6

После настройки и проверки на разомкнутые концы шлейфов наклеить полиэтиленовые колпачки. Пример расчета объединения двух антенн диапазонов 20 и 15 метров.

На рисунке 4. Шлейф №2. F1=14,150 мГц, F2=21,150 мГц.
Кабель РК-75 полиэтиленовый k=0,6578,
Длина шлейфа лямбда1/2 - лямбда2/4 k;
лямбда1 = 300 : 14,150 х 0,6578 = 13,946;
лямбда1/2 = 13,946 : 2 = 6,973 метров;
лямбда2 = 300 : 21,150 х 0,6578 = 9,330;
лямбда2/4 = 9,330 : 4 = 2,3323 метра
Длина шлейфа № 2 = лямбда1/2 - лямбда2/4 = 6,973 - 2,332 = 4,640 м;
Длина шлейфа № 3 = лямбда2/4 = 2,332 метра;
Шлейф № 7 = 3,486 метра;
Шлейф № 6 = лямбда2/2 - лямбда1/4 = 4,665 - 3,486 = 1,179 метра;
Шлейф № 4 РК-50 длина 2,332 метра;
Шлейф № 5 РК-50 длина 3,489 метра.

Рис. 7

При расчете шестого шлейфа лямбда2/2 - лямбда1/4 в зависимости от величины разноса частот первый член может оказаться меньше второго в этом случае первый член лямбда2/2 нужно взять кратно половины длины волны, то есть лямбда2 - лямбда2/2 = 1,5лямбда2, длина шлейфа при этом будет 1,5лямбда2 - лямбда1/4. К недостаткам данных схем, можно отнести большой расход коаксиального кабеля.

Литература: Г.З. Айзенберг, Г.А. Клигер, С.П. Белоусов, Э.М. Журбенко, А.Т. Курашов.

EW8AU
Владимир Приходько
246027 Гомель а/я 68
Беларусь

Другие схемы в этом разделе

Петлевой вибратор в антенне Inverted V Питание симметричных вибраторов

Партнеры