Obserwując dyskusję i stawiane pytania na grupie PK UKF oraz przymierzając się do uruchomienia beaconu na 10GHz, autor doszedł do wniosku, że warto zrobić przegląd literatury na temat prostych anten dla pasma 3 cm.

Falowód
W zakresie częstotliwości 10 GHz energię w.cz. przesyła się głównie za pomocą falowodów, gdyż przewody współosiowe wprowadzają znaczne tłumienie oraz stwarzają trudności przy przemianie typu fali. Dla amatorów, z różnych powodów, w rachubę wchodzą tylko falowody jednego typu (R 100). W ostateczności mogą być stosowane także falowody R 120.
Falowód składa się z rury prostokątnej (może być także okrągła, eliptyczna) wykonanej z metalu, a więc z przewodzącymi ściankami. Na rysunku 1 pokazano podstawowe wymiary a x b falowodu prostokątnego. Falowody mosiężne mają tłumienie zależne od częstotliwości, w granicach 14-20dB/100m, zaś aluminiowe 12-17dB/100m [3]. Dla zrozumienia sposobu przepływu energii w.cz. wzdłuż falowodu wyobraźmy sobie kołek albo maleńką kulkę w środku otworu falowodu, do której przyłożono napięcie stałe (DC), drugim biegunem jest metalowy falowód. Z podstaw elektrotechniki wiemy, że utworzy się pole elektrostatyczne. Od dodatniej kulki przebiegają linie sił pola, dochodzące do ścianek falowodu pod kątem prostym. Wzdłuż takiej linii potencjał maleje do zera (na powierzchni ścianki). W kierunku wzdłuż falowodu pole elektrostatyczne jest coraz słabsze. Pole to można opisać liniami o stałym potencjale - tzw. ekwipotencjalnymi.

Przejście falowód prostokątny - linia współosiowa
Przejście z linii koncentrycznej do falowodu i odwrotnie, z falowodu do linii koncentrycznej, można wykonać sondą elektryczną lub magnetyczną. Dla najskuteczniejszego wzbudzenia podstawowego rodzaju pola, sonda powinna być umieszczona w środku szerszej ścianki w odległości ćwierć fali od zwartego końca falowodu. Sondę można umieścić także w odległości 3/4 długości fali. Wielkość sondy powinna zapewniać dobre dopasowanie do impedancji kabla. W tym celu dobiera się jej długość i grubość. Grubsze sondy są bardziej szerokopasmowe (do 20%).

Rodzaje anten tubowych
Antena tubowa może być traktowana jako wybuchowe rozszerzenie falowodu. Zadaniem tuby jest wytworzenie jednolitego frontu fazowego z większą aperturą niż ma falowód i przez to większą kierunkowość. Pierwszą antenę piramidalną skonstruował Jagadis Chandra Bose w 1897 [7].
Do zalet anten tubowych można zaliczyć: duży zysk energetyczny (kilkanaście dB), mały WFS, względnie szerokie pasmo pracy (ok. 50%), mały ciężar i prostotę konstrukcji. Obliczenia teoretyczne zgadzają się bardzo dobrze z pomiarami prototypów anten. Dlatego anteny tubowe są chętnie wykorzystywane jako anteny wzorcowe o znanym zysku energetycznym, a także jako źródło oświetlania innego rodzaju anten (np. paraboliczne). ...

Zdzisław Bieńkowski SP6LB

ŚR 01/2007
Pobierz pełny tekst artykułu (sms)