Антенны. Т. 1 (3000,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

Стр.9

Стр.10

Стр.11

ANTENNENBUCH ROTHAMMELS vollkommen neu bearbeitet und erweitert von Dipl.Ing. Alois Krischke 11., aktualisierte und erweiterte Auflage FranckhKosmos VerlagsGmbH&Co., Stuttgart

Стр.3

АНТЕННЫ ТОМ 1 КАРЛ РОТХАММЕЛЬ 12-е издание, электронное Москва 2022

Стр.4

ББК 32.973-04 Р58 Р58 Ротхаммель, Карл. Антенны. Том 1/ К. Ротхаммель, А. Кришке ; пер. с нем. — 12-е изд., эл. — 1 файл pdf : 434 с. — ДМК Пресс, 2022. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный. ISBN 978-5-89818-241-0 Настоящее издание является переводом книги известного немецкого радиолюбителя К. Ротхаммеля (12-е издание). Содержание книги по сравнению с предыдущим выпуском расширено и дополнено за счет новейших технических разработок; при этом сохранено прежнее разделение по трем главным направлениям: основные понятия, типы антенн и их конструкции. Во всех главах обновлены списки литературы, а в сведения о патентах включен год подачи заявки (дата приоритета). Книга предназначена для радиолюбителей, желающих расширить свои знания в области построения и практического использования антенных устройств. ББК 32.973-04 В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации. ISBN 978-5-89818-241-0 © Franckh-Kosmos Verlags-GmbH&Co., Stuttgart © ДМК Пресс

Стр.5

Содержание Предисловие ................................................................................................................................................. 11 1. Электромагнитные волны .................................................................................................................. 13 1.1. Электромагнитное поле ............................................................................................................... 14 1.1.1. Электрическое поле ............................................................................................................ 14 1.1.2. Магнитное поле ................................................................................................................... 15 1.1.3. Зависимость между электрическим и магнитным полями ....................................... 15 1.1.4. Переменное электромагнитное поле .............................................................................. 15 1.1.5. Плоские волны ...................................................................................................................... 16 1.1.6. Напряженность электрического поля ............................................................................ 16 1.1.7. Поляризация электромагнитных волн ........................................................................... 17 1.1.8. Классификация радиоволн ................................................................................................ 18 2. Распространение электромагнитных волн ................................................................................. 19 2.1. Атмосфера Земли .......................................................................................................................... 19 2.1.1. Тропосфера ........................................................................................................................... 19 2.1.2. Стратосфера ...................................................................................................................... 20 2.1.3. Ионосфера ............................................................................................................................ 20 2.2. Поверхностная и пространственная волны .......................................................................... 21 2.2.1. Распространение поверхностной волны ........................................................................ 21 2.2.2. Распространение пространственной волны ................................................................. 21 2.3. Распространение коротких волн .............................................................................................. 25 2.3.1. Солнечная активность ...................................................................................................... 25 2.3.2. Солнечная активность и ионосфера .............................................................................. 28 2.3.3. Распространение волн любительских КВ диапазонов ................................................ 32 2.4. Распространение метровых волн ............................................................................................. 34 2.4.1. Квазиоптическое распространение волн ....................................................................... 34 2.4.2. Сверхдальняя связь ............................................................................................................. 35 2.5. Распространение сверхдлинных радиоволн ........................................................................ 39 2.6. Отражение, рефракция и дифракция ..................................................................................... 39 2.7. Замирание (фединг) ..................................................................................................................... 40 2.8. Разнесение ........................................................................................................................................ 40 3. Принцип действия и характеристики антенн ............................................................................ 43 3.1. Полуволновый вибратор ............................................................................................................. 43 3.1.1. Распределение тока и напряжения в полуволновом вибраторе ............................... 43 3.1.2. Импеданс антенны ............................................................................................................. 45 3.1.3. Сопротивление излучения ................................................................................................. 46 3.1.4. Полуволновый вибратор как колебательный контур ................................................. 46 3.1.5. Коэффициент укорочения ................................................................................................ 47 3.1.6. Эффективные длина и высота полуволнового вибратора ......................................... 49 3.3. Шумы антенн .................................................................................................................................. 62 3.4. Петлевой вибратор ........................................................................................................................ 64 3.5. Волновый вибратор....................................................................................................................... 66 3.2. Направленность и усиление антенны..................................................................................... 50 3.2.1. Диаграмма направленности ............................................................................................. 50 3.2.2. Закономерности излучения полуволнового вибратора ............................................... 52 3.2.3. Усиление и коэффициент направленности .................................................................... 57

Стр.6

6 Содержание 4. Типы антенн ............................................................................................................................................ 69 4.1. Введение ............................................................................................................................................ 69 4.2. Классификация антенн ................................................................................................................ 69 4.3. Элементы излучателей ................................................................................................................ 70 4.3.1. Простейшие излучатели ................................................................................................... 70 4.3.2. Линейные антенны ............................................................................................................. 70 4.3.3. Фигурные антенны ............................................................................................................. 70 4.3.4. Рамочные антенны ............................................................................................................. 71 4.3.5. Щелевые антенны ............................................................................................................... 71 4.3.6. Активные антенны ............................................................................................................ 71 4.4. Групповые излучатели ................................................................................................................. 71 4.4.1. Линейные группы ................................................................................................................. 72 4.4.2. Плоскостные группы .......................................................................................................... 72 4.4.3. Пространственные группы .............................................................................................. 72 4.4.4. Группы с сетевым питанием ............................................................................................ 72 4.5. Строение излучателей ................................................................................................................. 72 4.5.1. Плоские структуры ........................................................................................................... 73 4.5.2. Пространственные структуры ...................................................................................... 73 4.6. Апертурные излучатели .............................................................................................................. 73 4.6.1. Рефлекторные антенны .................................................................................................... 73 4.6.2. Рупорные антенны ............................................................................................................. 73 4.6.3. Линзовые антенны .............................................................................................................. 73 4.6.4. Диэлектрические антенны ............................................................................................... 74 4.6.5. Антенны на рассеянных волнах ....................................................................................... 74 5. Питание антенн ...................................................................................................................................... 76 5.1. Фидеры .............................................................................................................................................. 76 5.1.1. Волновое сопротивление проводника .............................................................................. 76 5.1.2. Двухпроводная линия ........................................................................................................ 80 5.1.3. Коаксиальный кабель ......................................................................................................... 81 5.1.4. Затухание в высокочастотных линиях ......................................................................... 82 5.1.5. Рекомендации по применению высокочастотных линий ........................................... 84 5.1.6. Характеристики высокочастотных линий .................................................................. 85 5.1.7. Однопроводный фидер ....................................................................................................... 86 5.3. Способы питания антенн ............................................................................................................ 96 5.3.1. Согласованный фидер ......................................................................................................... 96 5.3.2. Настроенный фидер ........................................................................................................... 97 5.2. Физические свойства высокочастотных линий.................................................................. 88 5.2.1. Распределение напряжения в двухпроводной линии .................................................... 88 5.2.2. Добавочные потери в линии вследствие стоячих волн ............................................... 90 5.2.3. Двухпроводная линия в качестве согласующего элемента ........................................ 93 6. Согласующие и трансформирующие элементы ..................................................................... 101 6.1. Дельтасогласование ................................................................................................................... 101 6.2. Согласующий Ттрансформатор ............................................................................................ 102 6.3. Гаммасогласование .................................................................................................................... 103 6.4. Омегасогласование .................................................................................................................... 104 6.5. Четвертьволновый трансформатор ....................................................................................... 105 6.6. Согласующий шлейф ................................................................................................................. 107 6.7. Согласование с помощью дискретных радиокомпонентов........................................... 112 6.7.1. Гобразный элемент ......................................................................................................... 112 6.7.2. Мост Бушеро в качестве согласующего элемента .................................................... 114 6.7.3. Тобразный элемент ......................................................................................................... 115 6.7.4. Побразный элемент ........................................................................................................ 115 6.7.5. Резонансное преобразование ........................................................................................... 115 6.8. Широкополосный трансформатор ........................................................................................ 116 7. Симметрирующие и запирающие цепи ...................................................................................... 118 7.1. Введение .......................................................................................................................................... 118 7.2. Основные принципы .................................................................................................................. 119

Стр.7

Содержание 7 7.3. Симметрирующие цепи ............................................................................................................. 120 7.3.1. Трансформаторы .............................................................................................................. 120 7.3.2. Петлевые шлейфы ............................................................................................................ 123 7.3.3. Симметрирующие шлейфы ............................................................................................. 125 7.3.4. Симметрирующие мосты ............................................................................................... 129 7.3.5. Симметрирующие объемные контуры ......................................................................... 130 7.4. Блокирующие цепи ..................................................................................................................... 132 7.4.1. Резонансные фильтры ..................................................................................................... 132 7.4.2. Широкополосные затворы .............................................................................................. 134 7.4.3. Поглотители ...................................................................................................................... 136 7.5. Специальные способы ................................................................................................................ 138 7.5.1. Симметрирование подбором сопротивлений .............................................................. 138 7.5.2. Схема X/2 ........................................................................................................................... 139 7.5.3. Симметрирование по электрическому полю .............................................................. 139 7.5.4. Симметрирование с помощью резонатора ................................................................. 139 7.5.5. Симметрирование с помощью объемного контура .................................................... 139 7.5.6. Клинообразные симметрирующие трансформаторы .............................................. 140 7.5.7. Трансформатор на ответвителях ................................................................................ 140 7.5.8. Полуволновый барьер ....................................................................................................... 140 7.5.9. Симметрирующий трансформатор на базе петлевого вибратора ...................... 141 7.5.10. Гаммасогласование ........................................................................................................ 141 7.5.11. Омегасогласование ........................................................................................................ 141 7.5.12. Lсогласование ................................................................................................................. 141 7.5.13. Емкостный трансформатор ........................................................................................ 142 8. Связь фидера с оконечным каскадом передатчика .............................................................. 145 8.1. Подключение согласованных фидеров ................................................................................ 146 8.1.1. Подключение коаксиальных кабелей ............................................................................. 146 8.1.2. Подключение симметричного согласованного фидера .............................................. 149 8.2. Подключение согласованных фидеров ................................................................................ 151 8.3. Согласование передатчика с фидером ................................................................................. 155 8.3.1. Базовый СЛП ...................................................................................................................... 155 8.3.2. Тобразный СЛП ................................................................................................................ 155 8.3.3. СЛП на последовательнопараллельных емкостях ................................................... 155 8.4. Промышленное согласование антенн ................................................................................... 156 8.5. Применение согласующих устройств ................................................................................... 157 9. Практика высокочастотных антенн ............................................................................................ 159 9.1. Обзор ................................................................................................................................................ 159 9.1.1. Полуволновый излучатель ............................................................................................... 159 9.1.2. Длиннопроводные антенны ............................................................................................. 160 9.1.3. Поперечные (рамочные) излучатели ............................................................................ 160 9.1.4. Вращающийся направленный излучатель ................................................................... 161 9.1.5. Вертикальные антенны .................................................................................................. 161 9.2. Лучшая антенна дальней связи............................................................................................... 163 9.3. Доказательность оценок усиления ........................................................................................ 164 9.4. Затраты на направленные антенны ....................................................................................... 165 10. Полуволновые излучатели ........................................................................................................... 167 10.1. Однодиапазонные вибраторы ............................................................................................... 167 10.1.1. Yобразная антенна ....................................................................................................... 167 10.1.2. Вибратор с коаксиальным фидером ........................................................................... 167 10.1.3. Суррогатный вибратор ................................................................................................ 168 10.1.4. Петлевой вибратор ....................................................................................................... 168 10.2. Многодиапазонные вибраторы............................................................................................. 169 10.2.1. Антенны типа «Цеппелин» .......................................................................................... 169 10.2.2. Антенна Виндома ........................................................................................................... 172 10.2.3. Согласованный трехдиапазонный вибратор ........................................................... 178 10.2.4. Согласованный четырехдиапазонный вибратор ..................................................... 178 10.2.5. Многодиапазонный вибратор ...................................................................................... 179

Стр.8

8 Содержание 10.2.6. Многодиапазонная антенна G5RV ............................................................................. 181 10.2.7. Вибраторы с запирающим контуром ........................................................................ 184 10.3. Компактные антенны ............................................................................................................... 189 10.3.1. Вложенные многодиапазонные вибраторы ............................................................... 189 10.3.2. Укороченные вибраторы ............................................................................................... 190 10.3.3. Проволочная пирамида .................................................................................................. 191 10.4. Угловые вибраторы ................................................................................................................... 192 10.4.1. Волновый угловой вибратор с круговой диаграммой направленности ................ 193 10.5. Наклонные антенны ................................................................................................................. 194 10.6. Широкополосные вибраторы ................................................................................................ 194 10.6.1. Волновые вибраторы ...................................................................................................... 194 10.6.2. Антенна T2FD ................................................................................................................. 195 10.6.3. Замкнутый широкополосный вибратор ................................................................... 197 10.7. Антенны особой формы .......................................................................................................... 198 10.7.1. Оптимизированный вибратор .................................................................................... 198 10.7.2. Удлиненный вибратор .................................................................................................... 198 10.8. Настройка вибратора ............................................................................................................... 199 11. Длиннопроводные антенны .......................................................................................................... 202 11.1. Гобразные антенны .................................................................................................................. 204 11.2. Антенна Фукса ........................................................................................................................... 206 11.3. Многодиапазонная антенна DL7AB ................................................................................... 207 11.4. Vобразная антенна................................................................................................................... 208 11.4.1. Звезда из Vобразных антенн ...................................................................................... 210 11.4.2. Составные Vобразные антенны ................................................................................ 211 11.4.3. Тупоугольная Vобразная антенна ............................................................................. 211 12. Апериодические длиннопроводные антенны ........................................................................ 217 12.1. Замкнутая длиннопроводная антенна ............................................................................... 217 12.2. Однопроводная антенна бегущей волны .......................................................................... 218 12.3. Замкнутые Vобразные антенны ......................................................................................... 220 12.4. Замкнутые ромбические антенны ....................................................................................... 221 12.4.1. Питание ромбической антенны .................................................................................. 222 12.4.2. Нагрузочное сопротивление ......................................................................................... 222 12.4.3. Устройство ромбической антенны ............................................................................. 223 12.4.4. Многодиапазонный режим ............................................................................................ 224 12.4.5. Специальные типы ромбических антенн ...................................................................................................... 224 13. Излучатели с поперечным излучением ................................................................................... 227 13.1. Вибраторные ряды .................................................................................................................... 227 13.2. Вибраторный столбец .............................................................................................................. 229 13.3. Вибраторные группы ................................................................................................................ 230 13.4. Практические варианты проволочных направленных антенн .................................. 231 13.4.1. Двухэлементный коллинеарный вибратор ............................................................... 231 13.4.2. Антенна Франклина ...................................................................................................... 232 13.4.3. Синфазная горизонтальная антенна ........................................................................ 233 13.4.4. Квадратная рамочная антенна DJ4VM .................................................................... 235 13.4.5. Двусторонний излучатель ............................................................................................ 236 13.4.6. Многоэтажный волновый вибратор .......................................................................... 238 13.4.7. Шестиэлементная антенна ....................................................................................... 238 13.4.8. Антенна Брюса ............................................................................................................... 239 13.4.9. Антенна Стербы ............................................................................................................ 239 14. Продольные излучатели ................................................................................................................ 242 14.1. Направленная антенна W8JK ............................................................................................... 243 14.2. Однонаправленные продольные излучатели .................................................................. 246 11.5. Открытая ромбическая антенна ........................................................................................... 212 11.6. Удлиненный двойной «Цеппелин» ..................................................................................... 212 11.7. Длиннопроводная шестидиапазонная антенна K4EF .................................................. 214

Стр.9

Содержание 9 14.2.1. Остронаправленная антенна ZL ................................................................................ 246 14.2.2. Антенна HB9CV .............................................................................................................. 248 14.2.3. Переключаемый двухэлементный направленный излучатель .............................. 251 15. Направленные антенны с волновыми петлевыми вибраторами .................................... 253 15.1. Квадратная рамка как элемент антенны............................................................................ 253 15.2. Горизонтальный прямоугольник ......................................................................................... 255 15.3. Дельтообразная рамка .............................................................................................................. 256 15.4. Волновые рамки с рефлекторами ........................................................................................ 258 15.4.1. Квадратный куб .............................................................................................................. 258 15.4.2. Кольцевая остронаправленная антенна ................................................................... 262 15.4.3. Антенна «птичья клетка» ........................................................................................... 263 15.4.4. Волновые рамочные антенны с активным рефлектором ...................................... 265 15.4.5. Направленные антенны с дельтообразными рамками .......................................... 269 15.5. Сравнение волновых петлевых излучателей ................................................................... 272 16. Направленные поворотные излучатели с пассивными элементами ............................ 274 16.1. О расходах на создание направленных поворотных антенн ...................................... 276 16.2. Горизонтальный двухэлементный поворотный направленный излучатель ........ 278 16.3. Горизонтальная трехэлементная директорная антенна ............................................... 279 16.4. Питание направленных вращающихся антенн ............................................................... 280 16.5. Несущая траверса антенны .................................................................................................... 281 16.6. Монтаж направленной антенны на несущей опоре....................................................... 281 16.7. Особые типы однодиапазонных направленных вращающихся антенн ................. 282 16.7.1. Хобразная направленная антенна ............................................................................ 282 16.7.2. Антенна G3LDO ............................................................................................................. 283 17.Направленные антенны с укороченными элементами ........................................................ 286 17.1. Миниатюрная направленная антенна VK2AOU ............................................................ 287 17.2. Миниатюрная направленная антенна W8YIN ................................................................ 289 17.3. Укороченный излучатель 10метрового диапазона на удилищах ............................ 290 17.4. Укороченная рамочная антенна ........................................................................................... 290 18. Многодиапазонные направленные излучатели .................................................................... 293 18.1. Трехдиапазонная направленная поворотная антенна G4ZU ..................................... 293 18.1.1. Образец для копирования остронаправленной трехдиапазонной антенны G4ZU ................................................................................................................ 297 18.1.2. Модификация антенны G4ZU ..................................................................................... 300 18.2. Трехдиапазонная остронаправленная антенна VK2AOU ........................................... 301 18.3. Трехдиапазонная остронаправленная антенна DL1FK ............................................... 304 18.4. Трехдиапазонная остронаправленная антенна W3DZZ .............................................. 307 18.5. Трехдиапазонная рамочная антенна VK2AOU ............................................................... 309 18.6. Многодиапазонная рамочная антенна DJ4VM ............................................................... 313 18.7. Многодиапазонные антенны DeltaLoop с простыми рамками ................................ 317 18.7.1. Укороченная двухдиапазонная антенна DeltaLoop ............................................... 317 18.7.2. Трехдиапазонная антенна DeltaLoop ....................................................................... 317 18.7.3. Многодиапазонная антенна DeltaLoop HB9ADQ .................................................. 318 18.8.3. Двухдиапазонная директорная антенна с вложенными элементами W4KFC на 15 и 10 м .......................................................................................................... 321 18.8.4. Конструкция остронаправленной антенны VK2ABQ ........................................... 321 18.8. Вложенные многодиапазонные директорные антенны ............................................... 320 18.8.1. Двухдиапазонная директорная антенна KH6OR на 20 и 15 м ............................ 320 18.8.2. Двухдиапазонная директорная антенна с вложенными элементами W8FYR на 20 и 15 м .......................................................................................................... 321 18.9. Вложенные трехдиапазонные двойные рамочные антенны ....................................... 324 18.9.1. Трехдиапазонная рамочная антенна W4NNQ ......................................................... 324 18.9.2. Трехдиапазонная рамочная антенна CQPA ............................................................ 327 18.9.3. Вантовая трехдиапазонная рамочная антенна ..................................................... 329 18.9.4. Многодиапазонные рамочные антенны с директорами ........................................ 332 18.9.5. Трехдиапазонная антенна типа «птичья клетка» ................................................ 336

Стр.10

10 Содержание 18.10. Прочие многодиапазонные антенны DeltaLoop ......................................................... 337 18.10.1. Вложенные многодиапазонные дельтообразные антенны .................................. 337 18.10.2. Комбинированная многодиапазонная антенна DeltaLoop ................................. 338 18.11. Рамка с низким цоколем ....................................................................................................... 340 18.12. Логопериодические антенны .............................................................................................. 341 18.12.1. Введение .......................................................................................................................... 341 18.12.2. Логопериодические вибраторные антенны ........................................................... 341 18.12.3. Логопериодические директорные антенны ............................................................ 347 18.12.4. Логопериодические антенны с уголковыми вибраторами ................................... 348 19. Коротковолновые антенны вертикальной поляризации .................................................. 351 19.1. Высокочастотное заземление ................................................................................................ 351 19.1.1. Сеть заземления ............................................................................................................. 352 19.1.2. Противовес ....................................................................................................................... 354 19.2. Параметры вертикальных антенн ........................................................................................ 354 19.3. Свойства излучения вертикальных антенн...................................................................... 356 19.4. Конструкции вертикальных антенн с круговым излучением ................................... 359 19.4.1. Антенна Groundplane .................................................................................................... 359 19.4.2. Вертикальные полуволновые излучатели и вибраторные ряды .......................... 372 19.4.3. Т и Гобразные антенны вертикальной поляризации ........................................... 376 19.4.4. Коаксиальные вертикальные антенны ...................................................................... 378 19.4.5. Двухдиапазонная Тобразная антенна ...................................................................... 379 19.5.2. Переключаемые многодиапазонные вертикальные антенны ............................... 383 19.5.3. Многодиапазонные вертикальные антенны без переключений ........................... 386 19.5.4. Вертикальные многодиапазонные антенны с многодиапазонными контурами .... 388 19.5.5. Двухдиапазонная вертикальная антенна W1JF для 30 и 12 м ............................. 392 19.5. Вертикально поляризованные антенны для работы в многодиапазонном режиме ......................................................................... 380 19.5.1. Многодиапазонные антенны Groundplane с переключаемыми удлиняющими катушками ........................................................ 380 19.6. Вертикально поляризованные кольцевые антенны ...................................................... 393 19.6.1. Антенна DDRR ............................................................................................................... 393 19.6.2. Полуволновая кольцевая антенна ............................................................................... 396 19.7. Вертикально поляризованные широкополосные антенны......................................... 396 19.7.1. Вертикальная многодиапазонная антенна T2FD ................................................... 397 19.7.2. Дискоконусная антенна ............................................................................................... 397 19.7.3. Двухконусные широкополосные антенны .................................................................. 402 19.9. Направленные антенны вертикальной поляризации ................................................... 406 19.9.1. Двухэлементная вертикальная антенна со сменными элементами .................. 407 19.9.2. Остронаправленная антенна с быстрой сменой ориентации ............................. 408 19.9.3. Двухэлементная антенна DeltaLoop на 3,5 МГц ................................................... 409 19.8. Антенны DeltaLoop вертикальной поляризации ......................................................... 403 19.8.1. Антенна DeltaLoop с концевой емкостью (антенна TLDL) ................................ 404 19.8.2. Половинчатая антенна DeltaLoop ............................................................................ 405 19.10. Специальные типы антенн ................................................................................................... 412 19.10.1. Коротковолновые спиральные антенны .................................................................. 412

Стр.11