УКВ антенна с вертикальной поляризацией

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.

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.