Бесплатный фрагмент - Новые спирально-вибраторные антенны от Кучина. Альманах

Предисловие

Понятие спирально-вибраторная антенна родилось у автора в 2001 — 2002 годах. Автор в эти годы занимался системой радиосигнализации для предприятия водоканала в г. Бор, Нижегородской области. И оказалось, что почва в данной лесной и заболоченной местности содержит незначительное количество окиси железа. Это приводило к тому, что оптимальные плоскости поляризации сигнала для приема и для передачи в диапазоне 170 МГц оказывались разными. Расхождение достигало 45 градусов. Кроме того, антенны крепились на крышах одноэтажных технических бункеров, в которых размещалось оборудование водоканала. Высота установки антенн не превышала 6—7 метров, что при стандартных связных антеннах, будь-то типа «Уда — Яги», либо коллинеарных, создавало в данной конкретной местности зависимость качества связи от уровня влажности почвы, и связь на предельной дальности оказывалась нестабильной. А улучшение качества связи путем увеличения мощности излучения было выполнить невозможно по условиям выделения связных радиочастот.

Казалось, что создать в данном конкретном случае систему надежной радиосвязи и радиосигнализации невозможно. Однако, после проведения множества (нескольких сотен) лабораторных и натурных экспериментов автору удалось найти абсолютно новое техническое решение в виде спирально-вибраторных антенн, на работу которых окружающая среда оказывает минимальное воздействие.

Пример одних из первых спирально-вибраторных антенн, установленных на крыше аппаратной водоканала, и имеющих вертикальную плоскость поляризации, показан на Рис. 1. При этом спирально-вибраторная антенна состоит из сигнального вибратора и вибратора «земляного». На Рис. 1 сигнальный вибратор у верхней антенны промаркирован полоской белой изоленты. И при настройке выяснилось, что оптимальное пространственное расположение спирально-вибраторной антенны оказалось при нахождении «земляного» вибратора в нижней полусфере.

При расположении подобных спирально-вибраторных антенн в помещениях «земляной» вибратор может быть не обязательно направлен в сторону пола помещения, вполне возможно, что оптимальная связь будет достигнута при направлении «земляного» вибратора в сторону потолка помещения.

Три главные особенности созданных автором спирально-вибраторных антенн:

— радиопрозрачность,

— слабое влияние окружающих предметов на технические параметры антенны,

— широкий диапазон условий эксплуатации, как по температурным, так и по влажностным режимам.

Слабое влияние окружающих предметов на пластиковую спирально-вибраторную антенну позволяет размещать ее достаточно близко над поверхностью земли, а также размещать и антенные модули близко друг от друга, что, однако не будет приводить к их рассогласованию, что весьма типично для стандартных металлических антенных решеток. Низкое расположение над поверхностью земли обеспечивает формирование радиолуча буквально «стелющегося» над земной поверхностью. Близкое и в радиотехническом смысле независимое расположение антенных модулей делает очень простым ремонт оборудования в полевых условиях — ремонт сведется к отсоединению неисправного элемента и установке на его место нового элемента, без каких либо комплексных настроек и проверок. При этом просто необходимо закрепить антенну в той плоскости поляризации, которая была найдена при начальной настройке оборудования.

Основной тип спирально-вибраторной антенны, которая испытывалась и находилась в опытной и промышленной эксплуатации на множестве объектов на просторах России описан авторами Кучиным В. С., Беловым А. А., Щитовым И. А. в патенте «Спирально-вибраторная симметричная антенна «РАВЭЛ-С», патент РФ №2325018, начало действия патента 21.09.2006.

Спирально-вибраторная антенна с двумя вибраторами представлена авторами Кучиным В. С., Беловым А. А., Щитовым И. А., Строителевой Л. Е. в патенте на полезную модель «Фазовая антенная решетка «РАВЭЛ-СВР» №68189, начало действия патента на полезную модель 26 июня 2007 г.

В 2014 г. Кучин В. С. опубликовал в журналах статьи, рассказывающие о практическом опыте изготовления спирально-вибраторных антенн в радиолюбительских условиях:

— статья «Спирально-вибраторные антенны», журнал «Радиолюбитель» №1, 2014 г., г. Минск, Беларусь;