Varianti dell'antenna a zigzag Kharchenko. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Antenne VHF

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All'inizio degli anni '60 del secolo scorso, il nostro connazionale Kharchenko K.P. propose una semplice antenna piatta a zigzag (Z) con buone caratteristiche. Le sue possibili modifiche sono discusse di seguito, comprese le opzioni con un riflettore attivo personalizzato.

Il certificato di copyright n. 138277 per un'invenzione denominata "Antenna direzionale a banda" è stato rilasciato a Konstantin Pavlovich Kharchenko nel 1961 (secondo la sua domanda datata 16 giugno 1960). Nello stesso anno furono pubblicati materiali sulla rivista "Radio" per la ripetizione da parte dei radioamatori [1, 2]. E successivamente, per più di 50 anni, gli editori hanno ripetutamente ricordato queste pubblicazioni. L'antenna a zigzag (Z) di Kharchenko è diventata un evento significativo tra i migliori sviluppi. Si è rivelato non critico per materiali e dimensioni durante la produzione e ha un buon coordinamento con il cavo in uscita. Combina con successo più elementi di un array di antenne in modalità comune con un singolo punto di alimentazione.

Nonostante le eccellenti caratteristiche elettriche e operative, non vi è stato un uso diffuso e organizzato delle antenne a zigzag. Nel nostro paese a quel tempo, le antenne direttrici Uda-Yaga estese e volumetriche riconosciute a livello internazionale (sono anche chiamate "canale d'onda") erano già ampiamente utilizzate, poiché

le imprese industriali hanno dominato la produzione. Loro, come si dice adesso, hanno fornito il mercato. Tuttavia, la facilità di produzione delle antenne a zigzag e le loro caratteristiche attraenti, con il supporto informativo della rivista Radio e delle comunicazioni radioamatoriali, hanno reso questa antenna accessibile anche agli utenti inesperti.

Nella prefazione del libro "Antenne VHF" [3], pubblicato nel 1969, K. P. Kharchenko riferì che molti radioamatori, utilizzando antenne a zigzag, ricevevano trasmissioni televisive nella gamma HF, anche da centri televisivi distanti 80, 120, 200 e persino 300 km. In effetti, dalla storia della tecnologia di quel tempo si può apprendere che nelle aree lontane dai centri televisivi, le antenne a zigzag sostituivano le antenne del "canale d'onda" e altri progetti. Inoltre, le antenne Z di Kharchenko hanno attirato l'attenzione anche dei militari, che hanno sfruttato le loro qualità positive nelle comunicazioni con relè radio nella gamma UHF.

Negli ultimi anni, gli autori hanno effettuato estese simulazioni al computer delle antenne Z, utilizzando anche il programma MMANA proposto sulla rivista Radio. La loro implementazione costruttiva ha mostrato buoni risultati. Le antenne sono adatte alla sottobanda IV delle trasmissioni televisive terrestri in UHF. È alle frequenze di 470...582 MHz che la trasmissione televisiva analogica è più diffusa e si sta diffondendo la televisione digitale.

L'antenna originale a zigzag [3] più comune, costituita da un foglio a filo singolo con lato λ_cf./4, mostrato in Fig. 1, a. Nella gamma televisiva indicata (con una frequenza media di 525 MHz adottata per semplicità), si presentano diagrammi di radiazione nei piani orizzontale e verticale mostrati in Fig. 2, a. I risultati corrispondono al posizionamento dell'antenna ad un'altezza di 15 m sopra il livello del suolo. Il guadagno dell'antenna è 10,9 dBi e il rapporto delle onde stazionarie è 2,4. La loro variazione nel sottointervallo è mostrata in Fig. 3, a. L'elevazione, cioè l'elevazione del massimo del diagramma di radiazione rispetto al livello del suolo, è di 6°.

Fig. 1

Riso. 2 (clicca per ingrandire)

Riso. 3 (clicca per ingrandire)

L'efficienza di un'antenna a zigzag può essere aumentata migliorando la direttività utilizzando uno schermo riflettente [3] distanziato dalla tela principale di λ_cf./4, come mostrato in Fig. 1, b. Ciò si traduce in un aumento del guadagno a 14,6 dBi. Per confronto, diagrammi e caratteristiche simili del design modernizzato sono presentati in Fig. 2, b e 3, b.

Una versione successiva dell'antenna a zigzag originale può essere chiamata antenna a zigzag doppia triangolare, mostrata in Fig. 1c. È una delle migliori antenne a forma di Z [4], sebbene abbia caratteristiche leggermente peggiori, mostrate in Fig. 2,c e fig. 3, c. Tuttavia, la riduzione del guadagno dell'antenna di soli 1,4 dBi è compensata in pratica dalla semplicità e dalla compattezza del design.

Il desiderio di migliorare ulteriormente le opzioni classiche dell'antenna ci ha spinto a rivolgerci a progetti in altre gamme di frequenza, in particolare all'uso di un riflettore attivo. Nelle complesse antenne sintonizzate a onde corte con componenti orizzontali lineari in fase, vengono utilizzati riflettori attivi identici situati a λ_cf./4 dalla tela principale. Sono collegati tramite circuiti di fasatura, che forniscono loro uno sfasamento anticipato delle correnti di 90^о [5]. Il trasferimento diretto di questo metodo alle antenne a zigzag porta solo a prestazioni peggiori rispetto a un riflettore passivo.

Più interessante è stato l'uso di una doppia antenna triangolare a zigzag con dimensioni di doppio braccio come riflettore attivo per un'antenna classica, come mostrato in Fig. 1d. Questa soluzione ha garantito un aumento del guadagno dell'antenna a 14,83 dBi e una diminuzione del livello dei lobi laterali, come mostrato in Fig. 2d, e un significativo livellamento e miglioramento dell'SWR, che può essere visto in Fig. 3, g.

Grazie all'ulteriore modernizzazione del riflettore attivo, come mostrato in Fig. 1d, le prestazioni della soluzione proposta possono essere ulteriormente migliorate, come mostrato in Fig. 2, d e 3, d. Ciò è particolarmente vero per aumentare il guadagno e livellarlo alle frequenze più alte dell'intervallo. Inoltre, l'antenna ha un SWR inferiore a due in tutta la sottobanda. La produzione indipendente di un campione innovativo non comporta difficoltà, poiché i suoi componenti sono stati descritti molte volte in precedenza.

Letteratura

1. Antenna Kharchenko K. Zigzag. - Radio, 1961, n. 3, p. 47, 48.
2. Kharchenko K. Antenna per la ricezione televisiva a lunga distanza. - Radio, 1961, n. 4, pag. 28, 29, 32.
3. Antenne VHF Kharchenko K.P. - M.: DOSAAF, 1969, pag. 77-96.
4. Sidorov I. N. Una ricezione televisiva ideale in una casa di campagna, su un terreno giardino, lontano dalla città. - San Pietroburgo: Lenizdat, 1998, p. 87-95.
5. Antenne Markov GT. - M.: Gosenergoizdat, 1960, p. 455-460.

Autori: V. Milkin, N. Kalitenkov, V. Lebedev, A. Shulzhenko

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