Главная / Консультации / Антенна Уда Яги

Антенна Уда Яги

Содержание

1 Большая Энциклопедия Нефти и Газа
2 УДА — ЯГИ АНТЕННА
3 Антенна Уда-Яги или волновой она устроена и работает
4 Антенна Уда Яги Расчет
5 Записки программиста
6 Расчет антенны Uda-yagi конструкции DL6WU
7 Система из двух диполей
8 Антенна Яги – Уда

Напоследок об очень важной теме. Мобильные устройства носят в кармане и вопрос грозозащиты для них равносилен грозозащите для самого владельца. Нормальный человек не пойдет на высокое место в грозу, ни с телефоном, ни без него. Однако нормальная антенна – это совсем другое дело. При уличной установке ей грозит много чего: от прямого попадания молнии, до коронного разряда. В обеих случаях, аппаратура, подключенная к такой антенне, гарантированно отправляется в ремонт и – во многих случаях, – вообще, на свалку.

Рефлектор делается из жести, тонкого алюминия, даже из фольги для мяса, наклеенной на картон, с сгибается приблизительно по форме параболоида, так, чтобы фокус был в точке расположения модема. Такая антенна дает усиление около 10–12 dB (реально 9–10). Между прочим, эта копеечная самоделка, ее полный аналог, ну, разве что красиво сделанный, продавался в магазинах за 900–1000 рублей!

Правильно собранная антенна дает усиление не меньше 15 dBi. Кстати, и о том, что это такое. Децибел – это логарифмическая величина, десятичный логарифм десятой степени отношения каких-либо величин. Такими единицами пользуются в акустике и радиотехнике, где имеют дело с огромными динамическими диапазонами сигналов.

Длина всех вибраторов и расстояния между ними должны выдерживаться с большой точностью, ведь цель антенны – выловить максимум мощности без потерь в условиях слабого сигнала. Из-за малой длины волны размеры всех активных элементов тоже становятся малыми. Диаметр трубок также выбран не случайно, от него зависит полоса пропускания антенны, а она достаточно велика для заданного диапазона. Антенну можно было бы «заточить» под одного определенного оператора: МТС, Мегафон и др., так как они делят между собой частоты, и взять трубки меньшей толщины, но в таком случае антенна становится менее универсальной.

Антенна состоит из нескольких параллельных вибраторов, лежащих в одной плоскости. Каждый вибратор изготовлен из металлической трубки диаметром 8 мм. На рисунке есть шкала для точной расстановки вибраторов на несущей стреле. Вибратор с координатой 0 называется рефлектором. За ним следует активный полуволновый вибратор. Следующие за активным вибратором элементы называются директорами (направляющими вибраторами).

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

В принципе антенна напоминает известную антенну Уда-Яги , правда, отличается от последней тем, что направление максимального излучения ориентировано на рефлектор. Роль рефлектора — персотразить падаюшш ] па пего п / гок алсктромапштнсш энергии п излучить его в направлении обратим первоначальному направлению. [6]

Одни из первых измерений были выполнены Миллсом ( Mills, 1953), использовавшим на частоте 101 МГц интерферометр, в котором небольшая перемещаемая решетка, состоящая из элементов Уда-Яги , могла быть удалена от большой антенны на расстояние до 10 км. Сигнал от этой подвижной антенны передавался обратно по радиолинии для формирования интерференционных лепестков. Смит ( Smith, 1952b c) в Кембридже ( Англия), также измерял изменение амплитуды интерференционных лепестков в зависимости от расстояния между антеннами, но использовал более короткие длины баз по сравнению с Миллсом, и сосредоточился на точных измерениях малых изменений амплитуды интерференционного сигнала. [13]

Усиление антенны обратного излучения должно примерно на 6 дБ превышать усиление антенны Уда-Яги , водбуждающей анализируемую антенну. Отметим, что эта оценка относится к реАлек — тору не очень больших размеров. Для рефлектора больших размеров усиление несколько уменьшается ( до 4 5 дБ), что, по-видимому, объясняется появлением на рефлекторе противофазно возбужденных областей, размещенных на краях рефлектора. [10]

Коэффициент замедления волны определяется геометрическим, точнее, электрическими параметрами системы, а именно: d /, l / K и S / K, что иллюстрируется графиками, приведенными на рис. 6.27. При проектировании удлиненных антенн типа антенны Уда-Яги можно также пользоваться графиками, приведенными на рис. 6.28. На рис. — 18 6.28 а показана уже известная нам зависимость усиления от расетоя — — нпя R-W. [15]

УДА — ЯГИ АНТЕННА

антенна типа “волновой канал” — антенна типа “волновой канал” директорная антенна Называется антенной Яги Уда по имени японских изобретателей, впервые описавших ее. Антенна типа “волновой канал” состоит из одного активного полуволнового вибратора и… … Справочник технического переводчика

Щелевая антенна — антенна, выполненная в виде металлического радиоволновода, жёсткой коаксиальной линии, объёмного резонатора или плоского металлического листа (экрана), в проводящей поверхности которых прорезаны отверстия (щели), служащие для излучения (или… … Википедия

Зеркальная антенна — Зеркальная антенна антенна, у которой электромагнитное поле в раскрыве образуется за счет отражения электромагнитной волны от металлической поверхности специального зеркала (рефлектора). В качестве источника волны обычно выступает небольшой … Википедия

Плазменная антенна — Плазменная антенна разрабатываемый тип радиоантенн, в которых вместо металлических проводников для приёма и передачи радиоволн используется ионизированный газ плазма[1][2]. Несмотря на то, что плазменные антенны только появляются,… … Википедия

Активный вибратор, подпитываемый током, вызывает напряжение также и в рефлекторе. В результате происходит усиление напряжения и начинается излучение электромагнитной волны в сторону активного вибратора. Директоры же в этом случае дополнительно усиливают сигнал.

Антенна Уда-Яги была создана в начале 20-го века двумя японцами и, соответственно, называется их именами. Она активно использовалась уже во время Второй Мировой Войны. Правда, в большинстве своем, использовалась не японцами, а американцами, так как работы японских ученых были опубликованы на английском языке.

В русской литературе данную антенну называют волновым каналом.

Сегодня любая деятельность связанна с интенсивной эксплуатацией компьютерной оргтехники. Для нормального ее функционирования предлагаем у нас купить и обслуживать лазерные картриджи самсунг , что даст вам гарантию надежной работы и значительно сниженную стоимость эксплуатации.

Антенна Уда-Яги или волновой она устроена и работает

Эти элементы расположены на штанге(траверса,стрела,бум) параллельно друг другу,причем электрически все могут быть соединены со штангой,т.к. штанга находится перпендикулярно электрической составляющей радиоволны.Сама антенна может быть симметричным диполем,состоящим из двух трубок.К антенне подключена коробочка АСУ-антенно согласующее устройство.Сзади диполя-антенны находится рефлектор,который имеет длину чуть больше длины диполя,а спереди диполя находится директор,чуть меньшей длины чем диполь.Директоров может быть больше десяти,а рефлектор в основном это 1-3 трубки.Сколько всего трубок будет на антенне,столько их будет в названии(11-элементный волновой канал,3-элементный и т.д.).

На крышах домов и других построек,на телецентрах и др. можно увидеть антенны,состоящие из непонятных трубок.Название этих антенн УДА-ЯГИ или волновой канал,есть еще название директорная антенна.Это направленная антенна,применяется для приема и для передачи радиоволн на КВ,УКВ диапазонах волн.Все подобные антенны,содержат три главных элемента:рефлектор,диполь и директор.

Просто подключить коаксиальный кабель к антенне не выйдет,по причине волнового сопротивления кабеля(50 Ом или 75 Ом) и сопротивления антенны,несимметричности кабеля и симметричности антенны.Сопротивление полуволнового разрезного симметричного диполя-73Ом,к нему можно напрямую подключить кабель 75 Ом. Но если около диполя будут металлические трубки(рефлектор,директор) то его сопротивление изменится.

Работает эта антенна так.На диполь я подаю сигнал с передатчика.Этот сигнал(синусоида) наводится на рефлекторе и директоре.Рефлектор имеет длину больше диполя и его сопротивление сигналу имеет индуктивный характер и напряжение сигнала рефлектора отстает по фазе на 270 градусов от сигнала диполя.В итоге излучение сигнала сзади рефлектора находится в противофазе сигналу диполя,а спереди в фазе.Сигнал увеличивается вдвое в одном направлении диполя и уменьшается позади рефлектора.Это как к лампе накаливания установить рефлектор-зеркало и луч света будет излучаться в одну сторону.Излучение директоров(имеют емкостное сопротивление) тоже складываются по фазе с сигналом диполя и сигнал еще сильнее усиливается в направлении директоров.Диаграмма направленности антенны при этом становится узкой,чем больше директоров тем она будет еще уже.

Подобные антенны можно изготавливать самому,есть сайты-калькуляторы ,которые помогут рассчитать длину всех элементов.Но есть много нюансов.Чем большего диаметра будут трубки,тем антенна будет широкополосней. Материал-медь,алюминий.Концы трубок,чтобы не свистели на крыше загибают.Трехэлементную антенну можно настроить сдвиганием-раздвиганием рефлектора и директора,но с десятью директорами это будет очень проблематично.Без приборов для настройки,такую антенну трудно настроить по фазе сигнала.

Иллюстрация прямого усиления двухэлементной решетки Яги – Уда с использованием только ведомого элемента (слева) и директора (справа). Волна (зеленая) от ведомого элемента возбуждает ток в пассивном директоре, который повторно излучает волну (синюю) с определенным фазовым сдвигом (см. Пояснение в тексте). Сложение этих волн (внизу) увеличивается в прямом направлении, но приводит к отмене в обратном направлении.

Удобно, что дипольные паразитные элементы имеют узел (точка нуля РФ Напряжение) в их центре, поэтому они могут быть прикреплены к проводящей металлической опоре в этой точке без необходимости изоляции, не нарушая их электрическую работу. [4] Они, как правило, болты или приварены к центральной штанге поддержки антенны. [4] Ведомый элемент подается по центру, поэтому две его половины должны быть изолированы там, где их поддерживает стрела.

Хотя приведенное выше качественное объяснение полезно для понимания того, как паразитные элементы могут усиливать излучение ведомых элементов в одном направлении за счет другого, используемые допущения довольно неточны. Поскольку так называемый рефлектор, более длинный паразитный элемент, имеет ток, фаза которого отстает от фазы ведомого элемента, можно ожидать, что направленность будет в направлении рефлектора, противоположном фактической диаграмме направленности антенны Яги-Уда. . Фактически, это было бы так, если бы мы построили фазированную решетку с довольно близко расположенными элементами, все управляемые напряжением в фазе, как мы утверждали.

Распределение тока вдоль реального антенного элемента только приблизительно дается обычным предположением о классической стоячей волне, требующей решения Интегральное уравнение Халлена с учетом остальных проводников. Такой полный точный анализ, учитывая все упомянутые взаимодействия, довольно сложен, и приближения неизбежны на пути к поиску пригодной для использования антенны. Следовательно, эти антенны часто представляют собой эмпирические конструкции с использованием элемента методом проб и ошибок, часто начиная с существующего дизайна, измененного по своему усмотрению. Результат может быть проверен прямым измерением или компьютерным моделированием.

С другой стороны, в обратном направлении дополнительная задержка волны от директора (синий) из-за расстояния между двумя элементами (около 35 ° фазовой задержки, пройденной дважды) приводит к тому, что она составляет около 180 ° (110 ° + 2 × 35 °) в противофазе с волной от ведомого элемента (зеленый). Чистый эффект этих двух волн, если добавить их (внизу слева), почти полностью отменит. Комбинация положения директора и меньшей длины, таким образом, дает однонаправленный, а не двунаправленный отклик одного ведомого элемента (полуволнового диполя).

Антенна Уда Яги Расчет

Величина этой коррекции зависит от толщины бума в длинах волны, формы сечения бума, способа крепления элемента (соединен с бумом или изолирован), толщины стенок бума. Точных расчетных формул, описывающие физику этого явления, на сегодняшний день (10.02.2023) не существует.

Yagi Calculator is a program to assist with the design of long yagi antennas. It uses the graphs and principles developed by DL6WU and printed originally in the German Radio Magazine VHF Communications (March 1982). The article was titled Extremely Long Yagi Antennas. For best front to back ratio it is recommended that a yagi be constructed with one of the following numbers of elements — 10,14,19,24. Yagi builders are reminded that DL6WU designs are primarily for long yagis. A boom length of 2 wavelengths (or 10 elements) would be a minimum sized antenna. On the other hand, yagis with as few as 8 elements have used the design and worked very well.

На фото выше антенна излучает вертикально-поляризованную волну.
Эксперименты показывают, что при наклоне антенны от 0 до 45 градусов вбок от вертикали, приём вертикально-поляризованной волны на штырь ещё возможен (со снижением уровня сигнала).
Когда антенну выставляем горизонтально (а-ля телевизионные) — с вертикальным штырём связь пропадает полностью.

Команда юристов — Русслидсюрист пишет Вам. Мы рассказываем свой опыт и знания, которого в совокупности у нас больше 43 лет, это дает возможность нам давать правильные ответы, на то, что может потребоваться в различных жизненных ситуациях и в данный момент рассмотрим — Антенна Уда Яги Расчет. Если в Вашем случае требуется мгновенный ответ в вашем городе или же онлайн, то, конечно, в этом случае лучше воспользоваться помощью на сайте. Или же спросить в комментариях у людей, которые ранее сталкивались с таким же вопросом.

The work of David VK3AUU (AR Feb 1988) in developing some equations to fit DL6WU’s graphs was very valuable. The reflector calculations are based on a Basic program written by KY4Z and W6NBI and with suggestions by DL6WU. The ARRL Antenna Handbook provided information, as did various sources on the Internet. K5OE’s site at http://members.aol.com/K5OE is a particularly useful one.

Записки программиста

Практика состоит в следующем. Если взять антенну inverted-V (активный элемент) и на некотором расстоянии от нее разместить полотно примерно такой же антенны, только немного длиннее (рефлектор), то получится простейший волновой канал. Осталось только выяснить, на каком расстоянии разместить рефлектор, и какова должна быть его длина. Еще желательно, чтобы входное сопротивление антенны составило 50 Ом. Поскольку это моя первая направленная антенна, мне не хотелось лишний раз думать о согласовании. Наконец, с учетом всех озвученных условий, хотелось бы получить не самое позорное усиление.

Как теперь проверить, что антенна действительно имеет какое-то усиление в диапазоне 20 метров, и притом в требуемом направлении? Для этого я воспользовался индикатором напряженности поля и приемной антенной на расстоянии около десяти метров на запад от волнового канала. Приемная антенна также должна иметь горизонтальную поляризацию, и поднять ее по возможности стоит повыше. С опущенным рефлектором видим 0 попугаев при мощности 5 Вт, 5 попугаев при мощности 10 Вт и 14 попугаев при мощности 20 Вт. Возвращаем рефлектор и видим 1 попугая при 5 Вт, 9 попугаев при 10 Вт и 21 попугая при 20 Вт. Выглядит так, как если бы антенна имела какое-то усиление. При желании можно проверить и F/B, а также подстроить антенну по F/B или усилению. Я лично этого делать не стал, поскольку не посчитал попугаев моего индикатора настолько показательными, чтобы ориентироваться на них при оптимизации антенны.

Для изготовления антенны использовался тот же акустический кабель толщиной 20 AWG, из которого в прошлый раз мы делали inverted-V на диапазон 20 метров. Размеры активного элемента были оставлены без изменений, 490 см длина одного плеча, 758 см длина λ/2 линии запитки. Рефлектор был сделан на 4% длиннее, 509.5 см каждое плечо. Антенна была установлена на паре 10-иметровых телескопических удочек, в направлении на запад:

Как видно, антенна почти идеально согласована на 20 метрах. И правильно — мы делаем серьезную антенну, тут не до компромиссов! При желании, поигравшись с размерами элементов и их формой, КСВ можно вогнать ровно в единицу. Но я настолько заморачиваться не стал. Как и оригинальная inverted-V, данная антенна позволяет худо-бедно выйти на 15 метров (проверено). Но никакой эффективностью или направленностью в этом диапазоне, конечно же, не пахнет:

Ну что же, выходим в эфир. Мой скромный улов за первые сутки использования антенны в режиме FT8: Канарские острова (5000 км), 4 QSO с Соединенными Штатами (7100-8000 км), 2 QSO с Бразилией (11500 км), а также одна радиосвязь с Аргентиной (13600 км). Отмечу, что почти все упомянутые радиосвязи были проведены в течение 3-4 часов после захода солнца. В дневное время было проведено немало интересных радиосвязей с Европой, в основном в SSB. Но Европа уверенно отвечает и на inverted-V, потому не так интересна.

Антенны «волновой канал» широко применяются в качестве приёмных телевизионных, в качестве приёмных и передающих в системах беспроводной передачи данных, в радиолюбительской связи, в прочих системах связи, в радиолокации. Широкому их распространению способствуют высокое усиление, хорошая направленность, компактность, простота, небольшая масса. Антенну применяют на диапазонах, начиная с коротких волн, в диапазонах метровых и дециметровых волн и на более высоких частотах. В частности, известно несколько вариантов наноантенн Уда — Яги для оптического диапазона электромагнитных волн [1] .

Антенна «волновой канал», известная также как антенна Яги — Уда, или антенна Яги (англ. Yagi antenna ), — антенна, состоящая из расположенных вдоль линии излучения параллельно друг другу активного и нескольких пассивных вибраторов. Волновой канал относится к классу антенн бегущей волны. В советской литературе применялось название «волновой канал», которое и осталось распространённым в русскоязычной литературе; в англоязычной литературе используют названия по именам изобретателей.

Трёхэлементный волновой канал имеет усиление около 5—6 dBd, шестиэлементный — около 9 dBd , десятиэлементный — около 11 dBd . Для длинных (более 15 элементов) антенн можно считать, что усиление увеличивается примерно на 2,2 dB на каждое удвоение длины антенны. Антенна обладает высоким коэффициентом направленного действия, при этом достаточно проста, имеет относительно небольшую массу, а отсутствие сплошных поверхностей обеспечивает малую парусность.

Излучение антенны можно рассматривать как сумму излучений всех составляющих её вибраторов. Ток, наведённый излучением активного вибратора в рефлекторе, наводит в нём напряжение. Для рефлектора, сопротивление которого носит индуктивный характер за счёт длины, большей 0,5 λ , напряжение отстаёт по фазе от напряжения в активном вибраторе на 270°. В результате излучение активного вибратора и рефлектора в направлении рефлектора складывается в противофазе, а в направлении активного вибратора — в фазе, что приводит к усилению излучения в направлении активного вибратора приблизительно вдвое. Аналогично рефлектору работают директоры, однако из-за ёмкостного характера их сопротивления (что определяется их меньшей длиной) излучение усиливается в направлении директоров. Каждый дополнительный рефлектор или директор дают прибавку усиления, но меньшую, чем предыдущий рефлектор и директор, причём для рефлектора эффект ослабления действия дополнительных элементов намного более выражен, поэтому более одного рефлектора применяют достаточно редко.

Антенна «волновой канал» была изобретена в 1926 году Синтаро Уда из Университета Тохоку, расположенного в городе Сендай в Японии, в работе принимал участие также Хидэцугу Яги, его коллега. Яги опубликовал первое описание антенны на английском языке, в связи с чем в западных странах она стала ассоциироваться с его именем. Яги, впрочем, всегда упоминал принципиально важную роль Уда в изобретении антенны, в связи с чем правильное название — «антенна Яги — Уда».

Расчет антенны Uda-yagi конструкции DL6WU

Вибратор антенны — линейный разрезной. Схемы согласования вибратора с фидером снижения можно посмотреть здесь. Одна из возможных схем согласования с помощью петли для линейного вибратора (3λ/4+λ/4) рассчитывается в этом калькуляторе. Необходимо только выбрать материал внутренней изоляции кабеля.

Можно ли заменить линейный разрезной диполь на петлевой? Этот вопрос в настоящее время является дискуссионным. Ясно, что все элементы антенны являются взаимозависимыми и механическая замена разрезного диполя на петлевой той же длины приводит к расстройке антенны и появлению высокой реактивности в ее входном сопротивлении. Коэффициент укорочения петлевого вибратора больше чем линейного и, по идее, его надо делать короче, но некоторые радиолюбители, в частности автор программы Yagi Calculator VK5DJ, предлагают при замене использовать петлевой вибратор примерно на 2% длиннее линейного. И это подтверждается анализом в MMANA моделей, которые выдает программа от VK5DJ, а также экспериментальными практическими измерениями самого DL6WU. Вывод из этих противоречивых советов? Для создания оптимальной Uda-Yagi с петлевым вибратором необходимо использовать MMANA с последующей бумкоррекцией длин элементов, а корректировку размеров самого вибратора — по методике RA6FOO (смотрите ссылки ниже). Однако лучшим вариантом следует признать оптимизацию результатов в HFSS, поскольку эта программа не имеет недостатков присущих MMANA и позволяет непосредственно учесть бкмкоррекцию.

Калькулятор рассчитывает антенну волновой канал конструкции DL6WU с бумкоррекцией (поправка на влияние несущей стрелы). Расчет по методу из второго тома К. Ротхаммеля стр 44. 52. Антенна оптимизирована по критерию максимального усиления. Особенность конструкции DL6WU состоит в том, что число пассивных элементов можно увеличивать/уменьшать без заметного ухудшения КСВ, что и позволило создать подобный калькулятор. Считается, что антенны DL6WU, обладая весьма высоким коэффициентом усиления, менее капризны к наличию вблизи них посторонних предметов и сохраняют свои характеристики при любых метеоусловиях.

Отдельно обратим внимание на бумкоррекцию. При металлическом буме происходит локальное утолщение элементов антенны в месте монтажа на траверсе. Это приводит к уменьшению погонной индуктивности в этом месте, что эквивалентно укорочению элемента. Чтобы сохранить его электрическую длину, необходимо элемент физически удлинить. Это и называется коррекцией на влияние траверсы (бума) или бумкоррекцией. Программы моделирования проволочных антенн, основанные на ядре NEC, например MMANA не умеют учитывать эту поправку, что является одной из проблем в проектировании антенны Uda-Yagi. Приходится прибегать к эмпирическим методам и формулам в расчете бумкоррекции, основанным на больших массивах практических измерений реальных антенн, что и проделал в свое время DL6WU. Очень хорошо проблема расчета бумкоррекции описана в статье DL2KQ, формулы из которой и используются этим калькулятором.

Элементы проходят через середину металлического бума и электрически соединены с ним путем опрессовки или пайки. В этом случае величина бумкоррекции максимальна (вариант1).
Элементы проходят через середину металлического бума, но электрически изолированы от него, например с помощью пластмассовых вставок. В этом случае величина бумкоррекции составляет примерно 50% от значения первого варианта. На столько же уменьшается бумкоррекция и при монтаже элементов на траверсе сверху, что дает возможность выделить эти два способа монтажа в один отдельный вариант (вариант2).
Элементы монтируются на диэлектрической траверсе (например на сосновом бруске) или вставлены в нее, либо на металлической, но отделены от нее диэлектрической прокладкой с толщиной не менее половины толщины траверсы. В этом случае влиянием бума можно пренебречь и величина бумкоррекции принимается равной нулю (вариант3).Поскольку вибратор должен быть изолирован от бума, он рассчитывается по второму варианту, если для остальных элементов имеет место первый вариант монтажа.

Вот так легко и неспешно можно сделать хорошую антенну. В планах собрать волновой канал на пять элементов, но его длина выходит порядка двух метров. Я не знаю какой вес конструкции получится, но однозначно, что подвешивать его придётся не на ПВХ-трубках, а алюминиевом буме или стеклопластиковом. В общем, время покажет.

И так, что делать если дальности действия штатной антеннки вашей рации вас не удовлетворяет? Конечно же можно пойти в магазин и купить более длинную антенну, но это не всегда даст нужный выигрыш по расстоянию. Чтобы получить большую дистанцию, нам необходимо взять направленную антенну, либо очень длинную. Но длинная антенна это потенциальная ловушка для молний. В любом случае о высокой мобильности с большой внешней антенной можно забыть. Лично мне нравится вариант исполнения антенны типа Удо-Яги, она даёт хорошее усиление, хорошую направленность, при этом обладает малой парусностью. Изготавливается в течении пары часов, если не отвлекаться на поиск обжимки, клещей и прочей мелочи. К сожалению, фотографии испытаний нет, так как самое ответственное я забыл сфотографировать. Но есть фотография после повторной сборки на кухне. Так, что результат вот такой.

Пластиковая труба 3/4 (2 метра),
алюминиевая трубка (2 метра),
стеновое крепление для пластиковых труб на 3/4 (3 штуки),
кусок оргстекла или прочной пластиковой основы (10 сантиметров),
болт диаметром 4 миллиметра (5 штук),
гайка диаметром 4 миллиметра (5 штук),
шайба диаметром 4 миллиметра (10 штук),
шайба-грови (5 штук),
коаксиальный кабель 50 Ом (5 метров),
разъём для радиостанции на кабель,
жёлтая или чёрная изолента (1 моток),
короткий саморез (2 штуки).

Далее были прикручены дальние кончики антенны к пластиковому креплению. Продёрнут кабель и прикручен железными болтами к трубкам вибратора. при креплении будьте осторожны и не забывайте, что плохое крепление может привести к выходу из строя вашей радиостанции. Обрыв или короткое замыкание выводит из строя транзисторы подключаемые к антенному разъёму внутри радиостанции.

После прикручивания вибратора возник резонный вопрос о том, как же всё-таки пропустить кабель внутри бума. Для этого пришлось пропилить отверстие в конце бума. хорошо, что это был двух элементный вариант так как у трёх элементного пришлось бы искать другие варианты решения данной проблемы.

Система из двух диполей

Если вторичное поле имеет сдвиг по фазе на угол φ относительно первичного поля, то и токи, наведенные этими полями, также будут иметь между собой фазовый сдвиг φ . Следовательно, оба тока складываются геометрически. В этом случае усиление будет меньше, чем в случае, когда фазы токов совпадали между собой.

Таким образом, усиление зависит от фазовых соотношений между токами, которые, в свою очередь, определяются как длиной элементов, так и их взаимным расположением. Чем ближе к вибратору находится пассивный элемент, тем сильнее его влияние на результирующее поле и наведенный в вибраторе ток. Однако существует граничное расстояние, при переходе через которое сближение пассивного элемента и вибратора приводит к падению усиления, что иллюстрируется графиком на рис. 5.85. Из этого графика следует, что дополнительное усиление антенны, состоящей из вибратора и пассивного элемента, длина которого подобрана так, чтобы первичное и вторичное ноля совпадали по фазе, зависит от расстояния между элементами. Теоретически дополнительное усиление может достигать 6 дБ, но из-за наличия потерь практически удается получить несколько меньший выигрыш в усилении.

Влияние изменения расстояния между элементами на усиление антенны, ее характеристики направленности и сопротивление излучения рассмотрим на относительно простом примере, когда пассивный элемент имеет ту же длину, что и вибратор. Выводы, вытекающие из данного рассмотрения, пригодны и для анализа более сложной антенны.

Схема двухэлементной антенны, выполненной в виде вибратора и директора, дает несколько лучшие результаты, чем схема антенны с пассивным элементом в виде рефлектора. Поэтому на практике первая из схем получила большее распространение Настройка директора на максимум усиления позволяет получить в этой антенне усиление около 5 дБ по сравнению с полуволновым диполем, а отношение F/B составляет только 5,5 дБ. Незначительное укорочение директора приводит к незначительному падению усиления (до 4 дБ), а отношение F/B увеличивается до 17 дБ. В этой антенне подбором расстояния S можно получить или максимальное значение усиления, или максимальное отношение F/B (рис. 5.89).

Отметим, что длины пассивных элементов можно выбирать с позиций оптимизации по другим параметрам антенны, например с целью получения максимального отношения F/B , требуемого усиления в основном и противоположном направлениях или достижения большей широкополосности антенны. Как правило, конструируют антенну, в которой достигается компромисс между этими достаточно противоречивыми требованиями.

Антенна Яги – Уда

Рассмотрим Яги-Уда, состоящий из отражателя, ведомого элемента и одного директора, как показано здесь. Ведомый элемент обычно представляет собой диполь 1 ⁄ 2 λ или сложенный диполь и является единственным элементом конструкции, который непосредственно возбуждается (электрически соединен с линией питания ). Все остальные элементы считаются паразитическими . То есть они повторно излучают энергию, которую получают от ведомого элемента (они также взаимодействуют друг с другом).

При наличии только ведомого элемента полное сопротивление ведущей точки было бы просто Z ₁₁ , но теперь оно было изменено наличием паразитного элемента. И теперь, зная фазу (и амплитуду) I ₂ по отношению к I _1, как вычислено выше, мы можем определить диаграмму направленности (усиление как функцию направления) из-за токов, протекающих в этих двух элементах. Решение такой антенны с более чем двумя элементами происходит по тем же самым направлениям, устанавливая каждый V _j = 0 для всех, кроме ведомого элемента, и вычисляя токи в каждом элементе (и напряжение V _{1 в} точке питания). [12]

Однако эти элементы не управляются как таковые, а получают свою энергию от поля, создаваемого управляемым элементом, поэтому мы обнаружим, что верно почти обратное. А пока предположим, что паразитный элемент также имеет длину λ / 2. Снова посмотрев на паразитный элемент как на диполь, который был закорочен в точке питания, мы можем увидеть, что если паразитный элемент должен был реагировать на ведомый элемент напряжением разомкнутой цепи в фазе с напряжением, приложенным к ведомому элементу (которое предположим пока) то отраженныйволна от короткого замыкания будет индуцировать ток, сдвинутый по фазе на 180 ° с током в ведомом элементе. Это будет иметь тенденцию гасить излучение ведомого элемента. Однако из-за реактивного сопротивления, вызванного разницей в длине, фазовая задержка тока в отражателе, добавленная к этой задержке на 180 °, приводит к фазовому опережению , и наоборот для директора. Таким образом, решетка действительно направлена в сторону директора.

Хотя приведенное выше качественное объяснение полезно для понимания того, как паразитные элементы могут усиливать излучение ведомых элементов в одном направлении за счет другого, используемые допущения довольно неточны. Поскольку так называемый отражатель, более длинный паразитный элемент, имеет ток, фаза которого отстает от фазы ведомого элемента, можно ожидать, что направленность будет в направлении отражателя, противоположном фактической диаграмме направленности антенны Яги-Уда. . Фактически, это было бы так, если бы мы построили фазированную решетку с довольно близко расположенными элементами, все управляемые напряжениями в фазе, как мы утверждали.

Антенны Яги-Уда, используемые для любительского радио , иногда предназначены для работы в нескольких диапазонах. Эти сложные конструкции создают электрические разрывы вдоль каждого элемента (с обеих сторон), в который вставляется параллельная LC- цепь ( катушка индуктивности и конденсатор ). Эта так называемая ловушка имеет эффект усечения элемента в более высокой полосе частот, что делает ее примерно половиной длины волны. На более низкой частоте весь элемент (включая оставшуюся индуктивность из-за ловушки) близок к полуволновому резонансу, реализуя другойАнтенна Яги – Уда. Используя второй набор ловушек, трехдиапазонная антенна может резонировать на трех различных диапазонах. Учитывая связанные с этим затраты на установку системы антенны и поворотного устройства над вышкой, сочетание антенн для трех любительских диапазонов в одном устройстве является очень практичным решением. Однако использование ловушек не лишено недостатков, поскольку они уменьшают полосу пропускания антенны на отдельных диапазонах и снижают ее электрический КПД, а также подвергают антенну дополнительным механическим воздействиям (ветровая нагрузка, попадание воды и попадания насекомых).

На самом деле, оба человека совсем не специализировались на радио, а просто преподавали физику в Вузах. Как говорит история, Шинтаро Уда предложил добавить к диполю несколько пассивных элементов в направлении излучения. Таким образом, и получился волновой канал. А вот продажей и продвижением модели (получением патентов) уже стал заниматься Хидецугу Яги. Со временем, имя настоящего изобретателя стали забывать, оставляя для простоты только одну фамилию Яги.

Сегодня исполняется 90 лет со дня изобретения знаменитой антенны Уда-яги (uda-yagi). Правильный технический термин, именующий эту антенну — волновой канал. В радиолюбительском эфире и жаргоне эта антенна получила название “Яги” или “Яга”. Хотя, реально, изобретением антенны занимались два человека Шинтаро Уда и Хидецугу Яги.

Классической моделью у радиолюбителей считается трех элементная модель, состоящая из директора, вибратора и рефлектора. Увеличение количества директоров в антенне позволяет существенно повысить усиление антенны и эффективность ее работы. Правда, необходимо заменить, что полуволновый диполь диапазона 20 метров имеет длину 10 метров, а, следовательно, три последовательных элемента будут представлять собой конструкцию из трех трубок по 10 метров длинной расположенных параллельно друг другу на расстоянии примерно по три метра. Причем, такую конструкцию еще необходимо и вращать.

Современные технологии и изыскания радиолюбителей позволили реализовать конструкции антенны типа “яги” со сменной длиной элементов с дистанционным управлением. В них вместо элементов используется медная лента, которая движется внутри стеклопластиковой трубки, а ее длина задается шаговым двигателем, управляемым дистанционно. Таким образом, удалось решить проблему узкополосности антенн яги и формально реализовать антенну на любую рабочую частоту с любыми требуемыми характеристиками.

13 Мар 2022 klasterlaw 240