Клеточное антенное устройство: конструкция и применение.
Cage aerial
Клеточное антенное устройство: улучшение радиоантенн параллельными проводами. Повышение эффективности, расширение полосы пропускания, снижение сопротивления.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Тип радиоантенны
Type of radio antenna
Клетчатая антенна (британская антенная клетка) — это радиоантенна, в которой традиционная конструкция усилена заменой одного длинного проводника несколькими параллельными проводами, соединенными на концах и удерживаемыми в заданном положении кольцевыми распорками или опорными стойками, установленными на центральной мачте (при наличии). "Клетка" может быть установлена вокруг центральной мачты (проводящей или непроводящей) или подвешена к воздушным проводам.
A cage antenna (British cage aerial) is a radio antenna where a conventional design has been augmented by replacing a single long conductor with several parallel wires, connected at their ends, and held in position by ring spacers or support struts mounted on a central mast (if any). The "cage" is either mounted around a central mast (either conducting or non conducting) or suspended from overhead wires.
Цель
Клетка может улучшить любую конструкцию антенны, заменив один провод в любом участке, несущем большой несбалансированный (излучающий) ток; вопрос лишь в том, будет ли это улучшение достаточно существенным, чтобы оправдать дополнительные усилия. Множественные параллельные провода электрически имитируют один толстый провод, приблизительно эквивалентный проводу с диаметром, равным половине расстояния между проводами клетки, что обеспечивает модифицированной антенне более высокое сопротивление излучению, пониженное сопротивление проводника и расширенную полосу пропускания без такого веса и ветрового сопротивления, как у эквивалентного толстого провода. Антенны с клетками были построены в различных вариантах для вещательных станций в длинноволновом и средневолновом диапазонах. При использовании в качестве основной части вертикальной антенны клетка обычно изготавливается длиной в одну четверть рабочей длины волны и окружает всю длину центральной мачты. Если мачта заземлена, провода клетки должны быть электрически изолированы от мачты на всей своей длине и, опционально, соединены сверху, если это необходимо. Питание проводов клетки осуществляется всегда на кольцо, соединяющее нижний край клетки, а другая сторона точки питания всегда подключается к системе заземления, независимо от того, заземлена ли сама мачта. В совершенно необязательном случае, когда клетка электрически соединена вблизи вершины мачты, а основание мачты закорочено на плоскость земли, электрическая функция антенны изменяется на "свернутый униполь". При такой конфигурации, как свернутый униполь, провода клетки называют "юбочными проводами". Свернутый униполь может как получить, так и не получить расширенную полосу пропускания, ожидаемую от антенны с клеткой, в зависимости от того, как несбалансированный ток распределяется между мачтой и юбкой. Пример: При частоте 1000 кГц длина волны составляет 300 метров (1000 футов). Следовательно, минимальная высота антенны с клеткой составляет чуть менее 75 метров (250 футов) для самой клетки, плюс около 2 метров (6 футов) для поднятия нижнего конца клетки над землей (в зависимости от схемы питания антенны, нижний конец клетки может нести очень высокое радиочастотное напряжение).
A cage can improve any antenna design by replacing a single wire in any section that carries large, unbalanced (radiating) current; the only issue is whether the improvement will be substantial enough to warrant the extra effort. The multiple parallel wires electrically simulate a single fat wire, roughly equivalent to a wire with a diameter half as wide as the distance separating the cage wires, giving the modified antenna higher radiation resistance, lowered conductor resistance, and a wider bandwidth without as much weight and wind resistance as the equivalent fat wire would entail. Cage aerials have been built in different variants for broadcast stations in the longwave and mediumwave bands. When used as the main section of a vertical antenna, the cage is usually built to have a length one quarter of the operating wavelength, and to surround the entire length of the central mast. If the tower is grounded, the cage wires must be electrically insulated from the tower for their entire length, and only optionally connected at the top, if at all. The cage wires are always fed at the ring connecting the cage's lower edge, with the other electrical side of the feedpoint always being the ground system, regardless of whether or not the tower itself is grounded. In the entirely optional case that the cage is electrically connected near the top of a mast and that mast's base is shorted to the ground plane, then the electrical function of antenna changes to a "folded unipole". When configured as a folded unipole, the cage wires are instead called "skirt wires". A folded unipole might or might not obtain the wider bandwidth expected of a cage antenna, depending on how the unbalanced current splits between the mast and the skirt. Example At 1,000 kHz the wavelength is 300 metres (1000′). Therefore, the minimum wave height of the cage antenna is a bit less than 75 metres (250′) for the cage, plus about 2 metres (6′) to raise the lower end of the cage out of reach from the ground (depending on the details of the antenna feed, the lower end of the cage can carry a very high RF voltage).