|
|
|
Широкополосные антенны для портативных радиостанций
Современные средства радиосвязи, в том числе портативные, работают в столь широкой полосе радиочастот, что принятое деление на диапазоны (ДКМВ, КВ, УКВ, ДМВ и т. д.) становится все более условным. В связи с этим появилась острая потребность в широкополосных и сверхширокополосных антеннах, которые при разумных габаритах могли бы обеспечивать достаточное усиление в рабочей полосе частот.
Среди зарубежных производителей средств радиосвязи наибольших успехов в разработке широкополосных антенн добились TRIVAL ANTENE (Словения), HARRIS (США), Hascall-Denke (США), Shakespeare (США), RACAL ANTENNAS LTD (Великобритания), COJOT (Финляндия), COMROD (Норвегия). При этом необходимо отметить, что производителей, как и моделей таких антенн, становится все больше, и технические характеристики продолжают совершенствоваться.
По электрическим параметрам, в частности по полосам рабочих частот антенн, сформировались некоторые «нормы», связанные с характеристиками самих средств связи. Так, основная часть современных профессиональных портативных радиостанций работает в полосе частот 30–512 МГц. Вместе с тем характеристики антенн, работающих во всем указанном диапазоне, еще не достигли того уровня, когда одна антенна имеет соотношение размеров и коэффициента усиления, свойственное узкополосным антеннам. Поэтому производители выпускают обычно линейку антенн с различными габаритами и, соответственно, с различным коэффициентом усиления. В подтверждение сказанного можно привести еще и тот факт, что в модельных рядах всех вышеперечисленных фирм присутствуют антенны с более узкими полосами частот, также уже устоявшимися. Это, как правило, 30–108 и 100–512 МГц. Естественно, что более узкополосные модели имеют лучшие электрические параметры по сравнению с широкополосными.
Hascall-Denke
Наиболее подробную информацию о параметрах антенн размещает на своем сайте фирма Hascall-Denke.
Компания выпускает антенны всех применений (для портативных, носимых, возимых и базовых радиостанций) на частоты 25–2500 МГц.
Фирма выпускает две основные модели антенн, работающие в диапазоне 30–512 МГц. Одна из них — MPMP30X17 — укороченная, длиной всего 370 мм, поэтому по электрическим параметрам не вызывает интереса. Это «стандартный» для такого размера коэффициент усиления от –30 до –2 дБи в диапазоне частот.
Вторая модель — MPMP25x20 — «полноразмерная». Ее КСВН (коэффициент стоячей волны по напряжению) на частотах 25–512 МГц не превышает 3,5:1 (рис. 1).
Рис. 1. КСВН на частотах 25–512 МГц
Коэффициент усиления в этом диапазоне меняется от –8 до –3 дБи.
Длина MPMP25x20 — 1,8 м. Антенна является одной из самых больших (среди моделей всех производителей) в указанном диапазоне частот, но при этом имеет весьма маленькую массу для своего размера — всего 560 г.
Внешний вид антенны (рис. 2) недвусмысленно «выдает» ее схемотехническое решение: в основании находится широкополосное согласующее устройство, которое работает совместно с RL-звеньями, распределенными по длине антенного полотна. Такое «разделенное» полотно улучшает диаграмму направленности на частотах свыше 200 МГц.
Рис. 2. Внешний вид антенны MPMP25x20
Патент на данную конструкцию получила американская фирма Shakespeare в 2002 г. Впрочем, владелец патента пока использует свое изобретение только в антеннах, предназначенных для установки на транспортные средства.
Hascall-Denke в справочных данных на антенну MPMP25x20 приводит диаграммы направленности на трех частотах, в нижней, средней и верхней части диапазона (рис. 3). Вид диаграмм впечатляет отсутствием заметных «провалов» в области верхних частот, чего было бы трудно добиться при использовании цельного полотна, без RL-вставок.
Рис. 3. Диаграммы направленности на трех частотах, в нижней, средней и верхней части диапазона
HARRIS
Следующий производитель — фирма HARRIS, которая выпускает антенны практически на все диапазоны частот и является одним из основных поставщиков средств связи для НАТО. В отличие от Hascall-Denke, эта компания, пожалуй, самая скрытная в части параметров своих изделий.
Антенна RF-3162-AT001 (рис. 4) также из ряда крупногабаритных (при этом, естественно, и эффективных), она предназначена для работы в составе портативной радиостанции AN/PRC-152.
Рис. 4. Внешний вид антенны RF-3162-AT001
Технические характеристики:
- диапазон частот 30–512 МГц;
- КСВН не более 3,5:1;
- коэффициент усиления меняется от –15 дБи в нижней части диапазона до +2 дБи в верхней части;
- длина антенны 1,7 м, вес 1,1 кг.
Такие массо-габаритные показатели довольно велики для применения в портативной радиостанции. Впрочем, антенна крепится на одежде оператора отдельно от радиостанции и подключается к последней специальным соединительным кабелем.
При помощи другого, более длинного кабеля, входящего в комплект, антенна может забрасываться на дерево. Также в комплекте имеются специальные приспособления для крепления к одежде (рис. 5).
Рис. 5. Варианты крепления антенны
Судя по внешнему виду, RF-3162-AT001 также построена с использованием RL-звеньев, распределенных по длине антенного полотна.
В качестве иллюстрации сказанного выше о несовершенстве параметров сверхширокополосных антенн можно привести тот факт, что в комплекте радиостанции AN/PRC-152 одновременно с RF-3162-AT001 имеются следующие антенны:
- 12011-2730-01 — диапазон 30–512 МГц, облегченная, длиной 1,14 м;
- 12011-2700-01 — диапазон 30–108 МГц, длина 1 м;
- 12031-2700-01 — диапазон 225–450 МГц, длина, скорее всего, 0,3–0,5 м (не указана производителем).
Обозначение указанных моделей антенн взято из перечня аксессуаров для AN/PRC-152, их подробные технические характеристики компания не приводит.
TRIVAL ANTENE
Интересны антенны фирмы TRIVAL ANTENE (Словения). Они имеют свою собственную схемотехнику и цельное (с точки зрения электрической схемы) полотно, выполненное из стальной пружинной ленты. Согласующее устройство антенн этого производителя целиком сосредоточено в основании (возле разъема), но так же, как описанные выше конструкции, имеет в своем составе резистор. Последнее обстоятельство является основной причиной относительно малого коэффициента усиления, особенно в нижней части рабочего диапазона частот. Именно эта часть диапазона наиболее трудно поддается широкополосному согласованию, что и заставляет прибегать к использованию активной нагрузки. Это справедливо для антенн всех зарубежных производителей.
TRIVAL ANTENE выпускает целую линейку антенн диапазона 30–512 МГц. Наиболее эффективная (она же и самая большая) — AD-25/CW-3512 (рис.
Рис. 6. Внешний вид антенны AD-25/CW-3512
Параметры изделия довольно «типовые» (рис. 7):
- диапазон частот 30–512 МГц;
- КСВН не более 3,5:1;
- коэффициент усиления меняется от –17 до –1 дБи.
Рис. 7. Параметры антенны AD-25/CW-3512
Длина антенны — 1,18 м при массе 320 г, что вообще-то неплохо. Антенна имеет в начале полотна гибкую часть, которая может оставаться в том положении, в каком ее изогнули. Этот специальный пружинный элемент встречается почти на всех аналогичных антеннах зарубежных производителей под жаргонным названием «гусиная шейка».
Если рассматривать более короткие антенны этой фирмы, работающие в диапазоне 30–512 МГц, то можно сразу взять самую компактную — AD-44/BW-AS-30-512. Длина антенны всего 380 мм при массе 100 г. Ее технические характеристики показаны на графиках, приведенных производителем.
Из зависимости коэффициента усиления от частоты (рис. 8) видно, что антенна будет работать более-менее эффективно только на частотах выше 130 МГц, где ее коэффициент усиления меняется от –20 до –1 дБи.
Рис. 8. Зависимость коэффициента усиления от частоты AD-44/BW-AS-30-512
У TRIVAL ANTENE есть еще антенны диапазона 30–512 МГц длиной 504 и 825 мм, которые по эффективности занимают промежуточные положения между самой короткой и самой длинной.
COMROD
Из европейских производителей можно выделить норвежскую фирму COMROD. Компания производит очень широкий спектр антенн для портативных, носимых, возимых и базовых радиостанций. Каждый частотный диапазон в конкретном применении представлен несколькими моделями. Как правило, модели отличаются не только параметрами, но и наличием дополнительной функции, например, связная антенна может иметь встроенную добавочную антенну для навигации.
Антенна VHF30512HH/L (рис. 9) при длине 800 мм имеет коэффициент усиления от –14 до 0 дБи в диапазоне частот 30–512 МГц. Вес антенны — всего 200 г.
Рис. 9. Внешний вид антенны VHF30512HH/L
Необходимо также отметить интересное решение этой фирмы по конструкции гибкого держателя «гусиная шейка» (рис. 10), который выполнен отдельным универсальным изделием для подключения через него различных антенн. Держатель, помимо своей основной функции, имеет еще и установленную на нем активную антенну GPS. Антенна подключается к радиостанции коротким кабелем с разъемом SMA на конце.
Рис. 10. Вид антенны с держателем «гусиная шейка»
Общие свойства и отличия
Несмотря на значительные отличия в устройстве и параметрах антенн разных производителей, в большинстве из них есть несколько общих деталей, формирующих механическую основу конструкции. Как правило, в основании антенны находится широкополосное согласующее устройство, объединенное с разъемом при помощи жесткого корпуса (втулки). Выше установлен гибкий держатель «гусиная шейка», к которому уже крепится основное полотно антенны.
Полотно тоже устроено примерно одинаково. Оно представляет собой набор отдельных профилированных по длине лент, снаружи полотна расположены наиболее длинные отрезки ленты, внутри — убывающие по длине к продольной оси полотна.
Наружная оболочка полотна — термоусаживаемая полиолефиновая трубка.
Характеристики рассмотренных антенн одного класса («полноразмерные») приведены в таблице.
Модель антенны | КСВН, ед. | Коэффициент усиления, дБи в диапазоне частот | Длина, м | Масса, г |
MPMP25x20, Hascall-Denke | 3,5:1 | от –8 до –3 | 1,8 | 560 |
RF-3162-AT001, HARRIS | 3,5:1 | от –15 до +2 | 1,7 | 1100 |
AD-25/CW-3512, TRIVAL ANTENE | 3,5:1 | от –17 до –1 | 1,18 | 320 |
VHF30512HH/L, COMROD | 3,5:1 | от –14 до 0 | 0,8 | 200 |
В электрических параметрах перечисленных и большинства других антенн при всех различиях тоже есть одно общее значение. Максимальная величина КСВН составляет 3,5:1. Здесь нет ничего удивительного. Уже упоминалось, что во всех согласующих устройствах сверхширокополосных антенн применяются активные нагрузки, т. е. резисторы. Резистор выбирается таким, чтобы КСВН не превышал указанного значения на трудно поддающихся согласованию участках диапазона. Как правило, это самая низкочастотная область. Величина КСВН 3,5:1 считается близкой к предельной для нормального согласования антенны с передатчиком. При этом значении передатчик развивает около 70% от мощности, которую он способен отдать в идеально согласованную антенну.
Все современные сверхширокополосные антенны портативных радиосредств имеют низкий коэффициент усиления. Указываемое производителями значение этого важнейшего параметра в самой низкочастотной области лежит в диапазоне от –20 до –10 дБи в направлении горизонта, а на большей части рабочего диапазона колеблется от –5 до +3 дБи. Как правило, низкие значения коэффициента усиления связаны с применением в цепях согласования резистивной нагрузки, а на нижних частотах диапазона являются еще и следствием слишком малых размеров антенн по сравнению с длиной волны. Размеры антенн, в свою очередь, ограничиваются требованиями заказчиков средств радиосвязи. Но чем «полноразмернее» антенна, тем больше ее эффективность.
Однако не всегда такие ухудшения параметров антенн влекут за собой уменьшение дальности связи в целом.
Дело в том, что антенна с резистором в согласующем устройстве менее чувствительна к наличию в непосредственной близости от нее различных предметов. График КСВН во всей полосе изменяется незначительно даже при расположении такой антенны горизонтально на грунте. Этот эффект полезен для современных радиосредств, которые реализуют высокоскоростную цифровую передачу информации, предъявляющую повышенные требования к качеству нагрузки передатчиков, т. е. к стабильности импеданса антенн. А в антеннах портативных и носимых радиосредств эту задачу проще всего решить применением резистивной нагрузки в цепях согласования.
В итоге потребители вынуждены мириться с уменьшением эффективности антенн в угоду требованиям современной цифровой радиосвязи.
Выводы
Насколько можно судить по открытым источникам (сайты разработчиков и производителей), лучшей на сегодня в диапазоне частот 30–512 МГц (основной диапазон для портативных широкополосных радиостанций) является антенна MPMP25x20 фирмы Hascall-Denke. Она имеет намного более высокий коэффициент усиления в области низких частот, чем у других производителей. Несмотря на некоторую сдачу позиций на высоких частотах, в целом усиление антенны более равномерное по диапазону, что тоже немаловажно.
По соотношению длина–эффективность лучшей антенной можно признать VHF30512HH/L норвежской фирмы COMROD.
Разработка и производство антенно-фидерных устройств, особенно сверхширокополосных, — новое направление деятельности для ОАО «Ангстрем». Специалисты этой фирмы досконально изучили опыт мировых производителей средств радиосвязи, что помогло избежать некоторых ошибок, совершенных зарубежными разработчиками. В результате компания имеет собственные разработки антенн для портативных радиостанций, которые по техническим характеристикам не только не уступают зарубежным, но и превосходят их в части основных параметров. Так, например, у портативной антенны максимальное значение КСВН в диапазоне частот 27–520 МГц составляет 3:1, в отличие от 3,5:1 у зарубежных аналогов, при этом нашим разработчикам удалось избежать применения активных нагрузок (резисторов) в схеме согласования. А это означает отсутствие потерь на нагревание и, как следствие, более высокий коэффициент усиления антенны по сравнению со всеми зарубежными аналогами. Несмотря на новизну направления, «Ангстрем» уже обладает уникальными возможностями в разработке и производстве антенн для портативных радиостанций в диапазоне частот 27–2700 МГц, превосходящих по основным техническим характеристикам продукцию ведущих мировых производителей средств связи.
Литература
- Алексеев Д. М., Балдин А. М., Бонч-Бруевич А. М., Боровик-Романов А. С., Вайнштейн Б. К., Вонсовский С. В., Гапонов-Грехов А. В., Герштейн С. С., Гуревич И. И., Гусев А. А., Ельяшевич М. А., Жаботинский М. Е., Зубарев Д. Н., Кадомцев Б. Б., Шапиро И. С., Ширков Д. В.; под общ. ред. А. М. Прохорова. Физическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. 1988—1998.
- hascall-denke.com
- rf.harris.com
- trivalantene.si
- comrod.com
- racalantennas.com
- shakespeare-military.com
- United States Patent No US6,429,821 B1, Aug. 6, 2002
- rami.com
- cojot.com
HF Широкополосная многопроволочная дипольная антенна
Загрузить PDF-версию текста | | | Версия для печати |
КВ Широкополосная многопроводная дипольная антенна BBA-500
BBA-500 КВ Широкополосная многопроводная антенна с основанием. 500 Вт PEP. Прочная конструкция из нержавеющей стали и стекловолокна, может быть установлена горизонтально или в виде перевернутой буквы V. Поставляется с 30-метровым коаксиальным кабелем и инструкциями.
Антенный тюнер не требуется!
Technical specifications
Frequency Range | 2-30MHz | |
Impedance | 50 Ohms | |
Power Rating | 750 Watts PEP | |
VSWR | Better чем 2:1 поперечная лента | |
Разъем | UHF | |
Общая длина | 28M | |
Высота монтажа | 10 м минимум | |
. до 55°C окружающей среды Опция -40 +60 | ||
Транспортировочный вес | 10 кг | |
Размер доставки | 135 x 32 x 24 см |
Опции
- Коакс. Дипольная антенна BBA-500E
BBA-500E Версия BBA 500 увеличенной длины для повышения производительности на частотах 2–3 МГц.
Антенный тюнер не требуется!
Технические характеристики
Frequency Range 2-30MHz Impedance 50 Ohms
Power Rating 750 Watts PEP VSWR Better than 2:1 cross band
Соединитель UHF Общая длина 52 м
Высота монтажа 10M Минимум Оценка ветра *210 километров в час
TEMP -30 до 55 ° C.
Вес в упаковке 12 кг Размер в упаковке 135 x 32 x 24 см
Опции- Коаксиальный кабель: коаксиальный кабель RG213, 30 м
- ВЧ-разъем: N или другой тип
Широкополосная многопроводная дипольная антенна ВЧ BPA-1000
BBA-1000 Широкополосная многопроводная антенна P1 для EP. Прочная конструкция из нержавеющей стали и стекловолокна, может быть установлена горизонтально или в виде перевернутой буквы V. Поставляется с 30-метровым коаксиальным кабелем и инструкциями.
Антенный тюнер не требуется!
Технические характеристики
Frequency Range 2-22MHz Impedance 50 Ohms
Power Rating 1500 Watts PEP
VSWR Better than 2:1 cross Лента
Соединитель Тип N Общая длина 28m
Высота монтажа 5M Минимум Оценка ветра *210 км на час
4. 6018 -5. 6018 -5. 6018 -5. 6018 -5. 6018 -5. Вес в упаковке 20 кг Размер в упаковке 135 x 32 x 30 см
Опции- Коаксовый кабель: 30M RG213 Coax Cable
HF широкополосная дипольная антенна BBA-1000E
BBA-1000.
Антенный тюнер не требуется!
Технические характеристики
Диапазон частот 2–22 МГц Полное сопротивление 50 Ом
Рейтинг питания 1500 Вт. 52 м Высота установки Минимум 10 м Ветровая нагрузка *210 километров в час
ТЕМПЕР ДЕЙСТВИЯ -30 до 55 ° C Опция по окружающей среде -40 +60
. x 30 см
Опции- Коаксиальный кабель: 30 м коаксиальный кабель RG213
Широкополосная дипольная антенна
BDP-230 ВЧ Фиксированная широкополосная дипольная антенна Всенаправленная 2–30 МГц
Antenna Products («нас», «мы» или «наш») управляет http://www.antennas.com. Эта страница информирует вас о нашей политике в отношении сбора, использования и раскрытия Личной информации, которую мы получаем от пользователей Сайта. Мы используем вашу Личную информацию только для предоставления и улучшения Сайта. Используя Сайт, вы соглашаетесь на сбор и использование информации в соответствии с этой политикой.
Сбор и использование информации
При использовании нашего Сайта мы можем попросить вас предоставить нам определенную личную информацию, которая может быть использована для связи или идентификации вас. Личная информация может включать, помимо прочего, ваше имя («Личная информация»).Данные журнала
Как и многие операторы сайта, мы собираем информацию, которую ваш браузер отправляет каждый раз, когда вы посещаете наш Сайт («Данные журнала»). Эти данные журнала могут включать в себя такую информацию, как адрес интернет-протокола («IP») вашего компьютера, тип браузера, версия браузера, страницы нашего сайта, которые вы посещаете, время и дата вашего посещения, время, проведенное на этих страницах, и другую информацию. статистика.Связь
Мы можем использовать вашу личную информацию для связи с вами с информационными бюллетенями, маркетинговыми или рекламными материалами и другими материалами.Файлы cookie
Файлы cookie — это файлы с небольшим объемом данных, которые могут включать анонимный уникальный идентификатор. Файлы cookie отправляются в ваш браузер с веб-сайта и сохраняются на жестком диске вашего компьютера. Как и многие сайты, мы используем файлы cookie для сбора информации. Вы можете указать своему браузеру отказаться от всех файлов cookie или указать, когда файл cookie отправляется. Однако, если вы не принимаете файлы cookie, вы не сможете использовать некоторые разделы нашего Сайта.Безопасность
Безопасность вашей личной информации важна для нас, но помните, что ни один метод передачи через Интернет или метод электронного хранения не является безопасным на 100%. Хотя мы стремимся использовать коммерчески приемлемые средства для защиты вашей Личной информации, мы не можем гарантировать ее абсолютную безопасность.Изменения в настоящей Политике конфиденциальности
Настоящая Политика конфиденциальности вступает в силу с (01.01.21) и будет оставаться в силе, за исключением любых изменений в ее положениях в будущем, которые вступят в силу сразу после публикации на эта страница. Мы оставляем за собой право обновлять или изменять нашу Политику конфиденциальности в любое время, и вам следует периодически проверять эту Политику конфиденциальности.