Антенны. Том 2

Карл Ротхаммель
Антенны
Том 2

ROTHAMMELS
ANTENNENBUCH



vollkommen neu bearbeitet und erweitert von Dipl.-Ing. Alois Krischke



11., aktualisierte und erweiterte Auflage


















Franckh-Kosmos
Verlags-GmbH&Co., Stuttgart

КАРЛ РОТХАММЕЛЬ
АНТЕННЫ
ТОМ 2

12-е издание, электронное











Москва
2022

ББК32.973-04 Р58









     Ротхаммель, Карл.
Р58 Антенны. Том 2 / К. Ротхаммель, А. Кришке ; пер. с нем. — 12-е изд., эл. — 1 файл pdf : 416 с. — Москва : ДМК Пресс, 2022. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный.
        ISBN 978-5-89818-242-7
        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 978-5-89818-242-7

                          © Franckh-Kosmos Verlags-GmbH&Co., Stuttgart
                                                  © ДМК Пресс

            Содержание









20. Рамочные антенны .....................................................11
   20.1. Принцип действия рамочных антенн................................11
   20.2. Практика создания рамочных антенн...............................16
   20.3. Электрически-магнитная антенна Groundplane......................19
   20.4. Преимущества рамочных антенн....................................21
   20.5. Особенности излучения рамочных антенн...........................22
   20.6. Указания по проектированию рамочных антенн......................22


21. Активные антенны...................................................25
   21.1. Введение....................................................  25
   21.2. Принципиальные положения......................................25
   21.3. Применение....................................................28
   21.4. Заключение....................................................29
   21.5. Рекомендации по разработке..................................  29


22. Практика применения антенн метрового и дециметрового диапазонов.......34
   22.1. Поляризация антенн УКВ и ДМВ диапазонов..........................34
   22.2. Рекомендации по устройству и монтажу антенн УКВ и ДМВ диапазонов.35
   22.3. Рациональный выбор антенны для УКВ и ДМВ диапазонов..............36
   22.4. УКВ и ДМВ антенны: мифы и реальность...........................  37
   22.5. Эталонные антенны для диапазонов УКВ и ДМВ.............’.........39


42
42
42
42
44
44
47
53
53
57
58
66
69

23.  Продольные излучатели для УКВ и ДМВ диапазонов.........................
   23.1. Направленные УКВ и ДМВ антенны с двумя элементами..................
        23ЛЛ. Двухэлементная антенна для диапазона 2м.......................
        23.1.2. Антенны HB9CVдля диапазонов2ми 70см_________________________
   23.2. Директорные антенны для диапазонов УКВ и ДМВ.......................
        23.2.1. Принцип действия и усиление антенны «волновой канал»-.......
        23.2.2. Советы по самостоятельному изготовлению директорных антенн..
   23.3. Короткие и длинные директорные антенны........................_....
        23.3.1. Короткие директорные антенны для диапазона 2 м.............
        23.3.2. Короткие директорные антенны для диапазона 70 см............
        23.3.3. Длинные директорные антенны для двухметрового диапазона.....
        23.3.4. Длинные директорные антенны для диапазона 70 см.............
   23.4. Квадратно-рамочные директорные антенны.............................


24.  Антенные решетки и многоэтажные директорные антенны для УКВ и ДМВ диапазонов...................................................72
   24.1. Антенные решетки...............................................  72
        24.1.1. Питание антенных решеток..................................73
        24.1.2. Антенные решетки с рефлекторами......:.................’...  78
        24.1.3. Антенные решетки с рефлекторным палатном.•„...............78
        24.1.4. Практика антенных решеток.................................79
   24.2. Многоэтажные директорные антенны...............................  85
        24.2.1. Принцип суперпозиции......................................86
        24.2.2. Формирование антенных групп с оптимальными расстояниями...87
        24.2.3. Возбуждение групповых директорных антенн..................89
        24.2.4. Практика построения групповых директорных антенн...........91
        24.2.5. Особые типы многоэтажных директорных антенн...............96

Антенны

25.  Антенны кругового излучения для УКВ и ДМВ диапазонов............
   25.1.  Круговой УКВ излучатель вертикальной поляризации...........
        25.1.1. Коаксиальная антенна--------------------------------        25.1.2. J-образная антенна...................................
        25.1.3. Вертикальная антенна длиной 5Л/8.....................
        25.1.4. Многоэтажный круговой излучатель вертикальной поляризации
        25.1.5. Многоэтажный излучатель длиной 5Х/8-----------------        25.1.6. Антенна DDRR на частоту 145 МГц______________________
        25.1.7. Дискднусный широкополосный круговой излучатель_______:...
   25.2.  УКВ и ДМВ круговые излучатели горизонтальной поляризации....
        25.2.1. Кольцевой вибратор...................................
        25.2.2. Угловой вибратор.......................................
        25.2.3. Турникетная антенна..................................
        25.2.4. Рамочная антенна Алфорда_______________________________
        25.2Л.  Антенна ^мальтийский крест»............................
        25.2.6. Антенна Big Wheel....................  ..............
        25.2.7. Антенна Batwing и супертурникетная антенна----------        25.2.8. Антенна кругового излучения с парной спиралью-------        25.2.9. Круговой излучатель с двойной рамкой DL7QZ...........


..... 102
...102 ..... 103 ..„103
..... 106 .107 .....ИЗ .115 .115 .116 .116 .117 .119 ...„119 .120 ...122 .125 .„..126 ...„127

26.  Особые типы антенн для УКВ и ДМВ диапазонов ...........................130
   26.1. Плоские вибраторы и их комбинации..................................130
        26.1.1. Плоский вибратор „..........................................130
        26.1.2. Веерный вибратор........................................    131
        26.1.3. Угловой плоский вибратор....................................132
   26.2. Антенны с отражателем............................................  133
        26.2.1. Широкополосные антенны с отражателем .......................134
        26.2.2. Многоэтажные широкополосные вибраторы с отражателями........135
        26.23.  Уголковый отражатель........................................136
   26.3. Особые типы продольных излучателей.................................138
        26.3.1. Двухзеркальная антенна--------------------------------------139
        26.3.2. Короткая двухзеркальная антенна.............................140
   26.4. Щелевые антенны....................................................142

143
144
149
155
161
162
162

   26.5. Антенны круговой поляризации....................................
        265.1. Спиральная антенна........................................
        26.5.2 . Директорные антенны круговой поляризации________________
   26.6. Логопериодические антенны для УКВ и ДМВ диапазонов..............
   26.7. Спиральные антенны..............................................
   26.8. Двойная спиральная антенна......................................
   26.9. Антенна Helikon..........  .'...................................


27.  КВ антенны в диапазонах УКВ и ДМВ.....................................165
   27.1. Двухъярусная V-образная УКВ антенна...............................165
   27.2. Ромбические антенны УКВ и ДМВ диапазонов........................  166
   27.3. Двойной квадрат для УКВ.........................».................168
        27.3.1. Простой двойной квадрат....................................168
        27.3.2. Многоэтажный двойной квадрат....................................169
        27.3.3. Многовибратарная антенна из двойных квадратов диапазона 2 м —...169
        27.3.4. Двойной квадрат и гибридный двойной квадрат DL7KM...............170
        27.3.5. Четырехэтажный двойной квадрат............~.....................174
   27.4. Многопроводная квадратно-рамочная антенна „.....................  175
   27.5. Многоэлементные квадратно-рамочные антенны.............................177
        27.5.1. Антенна Qpagi....................  -.......................177
        27.5.2. Квадратно-рамочная антенна с Х-образными элементами-------------177
   27.6. Остронаправленная кольцевая УКВ антенна................................178
   27.7' . Двухдиапазонная оконная рамка........................................179


28. Любительские антенны для мобильной связи.........................  180
   28.1. Антенны портативных радиостанций..............................180
   28.2. КВ антенны для мобильной связи................................181

Содержание 7

        28.2.1. Механическое исполнение укороченных вертикальных антенн.„..........181
        28.2.2. Электрические свойства укороченных вертикальных антенн ..........  182
    28.3. УКВ антенны для мобильной связи........................................  189
        28.3.1. Мобильные УКВ антенны вертикальной поляризации____________________190
    28.4. Антенны для сохоты на Лис»...........................................    191
        28.4  .1. Пеленгаторные антенны 80-метрового диапазона ................... 191
        284.2.  Пеленгаторные антенны для чохоты на лис* в двухметровом диапазоне_194
    28.5. Антенны Си-Би связи....................................................  196
        28.5.1. Антенны для карманных радиотелефонов 11-метрового диапазона..........—198
        28.5.2. Антенны для автомобильных радиотелефонов на длину волны 11 м _____198
        28.5.3. Антенны для стационарных радиотелефонов 11-метрового диапазона ....199
        283.4.  Остронаправленная мини-антенна 11-метрового диапазона...._________200

29.  Антенны для приема теле- и радиовещания.......................................203
    29.1. Распространение волн в диапазонах АМ вещания...........................  203
        29.1.1. Особенности распространения коротких волн____________________.....204
        29.1.2. Особенности распространения средних волн ..................... ....204
        29.13.  Особенности распространения длинных волн.......................---204
    29.2. Радиовещательные приемные антенны коротких, средних и длинных волн.....205
        29.2.1. Высокие антенны___________________________________________________205
        29.2.2. Антенны на ферритовых стержнях___________________'..______________208
        29.2.3. Автомобильные антенны_____________________________________________209
    29.3. Антенны для приема телевизионных передач...............................  210
        29.3.1. Одноэлементная антенна__________________________________.---------212
        29.3.2. Двухэлементная антенна ..... _____________________________________212
        29.3.3. 1}>ехэлементная директорная антенна_______________________________212
        29.3.4. Четырехэлементная директорная антенна ..--------------------------212
        293.5.  Шестиэлементная многоканальная директорная антенна----------------213
        29.3.6. Восьмиэлементная диреюпорная антенна------------------------------214
        293.7.  Девятиэлементная директорная антенна------------------------------214
        293.8.13   -элементная многоканальная директорная антенна_________________215
        293.9.20   -элементная многоканальная директорная антенна............\.___217
        293.10.  Телевизионные антенные решетки.._________________________________217
        293.11.  Многоэтажные телевизионные директорные антенны___________________217
        29.3.12. Телевизионные антенны дециметрового диапазона--------------------221
    29.4. Приемные антенны УКВ ЧМ диапазона....................................... 227
    29.5. Приемные антенны спутникового телевидения_______________________________227
        29.5  .1. Введение —......_______________________________________________  227
        293.2.  Искусственные спутники Земли-------------------------------------  229
        2933. Антенны__________________________________________________________    230


30.  Защита от радиопомех..............................................................  234
    30.1.  Общие мероприятия по подавлению помех.........................................234
    30.2.  Фильтры...................................................................... 235
         30.2.1.  Фильтр нижних Частот...................................................236
         30.2.2.  Фильтр верхних частот__________________________________________________237
         30.2.3.  Полосовой фильтр....................................................   237
         30.2.4.  Режекторный фильтр.....................................................238
    303.   Антенный фильтр для любительского передатчика.................................239
         303.1.   Фильтр нижних частот для передатчика QRP...........................;---239
         30.3.2  . Сдвоенный ФНЧ________________________________________......__.........240

        30.3.3 . Трехсекционный ФНЧ........................................
        303.4. Блокировка поверхностных волн...............................
        303.5. ФНЧ для передатчика УКВ.....................................
   30.4  . Практические реализации фильтров для бытовой электроники........
        30.4.1 . Фильтры верхних частот....................................
        30.4.2 . Высокочастотный разделительный трансформатор..............
        30.43. Высокочастотный шлейф.......................................
        30.4.4 . Фильтры нижних частот............™........................
        30.4.5 . Дополнительные средства защиты от помех...................


241
242

242
245
245
246
248
248
249

Антенны

31.  Измерительные приборы и измерения характеристик антенн
   31.1. Приборы.............................................
        31.1.1. Индикаторы тока и напряжения.................
        31.1.2. Индикатор резонанса..........................
        31.1.3. КСВ-метры....................................
        31.1.4. Измерители полного внутреннего сопротивления.
        31.1.5. Измерительная линия..........................
        31.1.6. Измерители напряженности поля................
   31.2. Измерения...........................................
        31.2.1. Измерения резонанса..........................
        31.2.2. Измерения согласования.......................
        31.2.3. Измерение входного сопротивления.............
        31.2.4. Измерения характеристик линий передачи.......
        31.2.5. Измерение усиления ................„.........
        31.2.6. Измерения на моделях.........................
   31.3. Принадлежности.................................
        31.3.1. Эквивалентные нагрузки.......„...............
        31.3.2. Аттенюаторы..................................


.„'.252 ....252 ....252 ....253 ....259 ....266 ....272 ....273 ....275 ....275 ....277 ....277 ....280 ....281 ....283 ....284 ....284 ....285

32.  Символьные методы и круговая диаграмма полных сопротивлений..................  289
    32.1. Комплексное представление переменных величин..............................289
         32.1.1. Временной ход гармонической переменной величины....................289
         31.1.2. Комплексные числа.................X................................289
         32.1.3. Комплексное представление синусоидальных переменных величин..................... 291
         32.1.4. Комплексное сопротивление..........................................291
    32.2.  Амплитудно-фазовые характеристики........................................292
   .32.3. Круговая диаграмма полных сопротивлений.................................  293
         32.3.1. Гауссова числовая плоскость и диаграмма Смита......................294
         32.3.2. Представление комплексных сопротивлений и проводимостей на диаграмме Смита.........................................................294
         32.3.3. Преобразование сопротивлений в проводимости........................295
         32.3.4. Преобразование сопротивлений с помощью диаграммы Смита_____________296
         32.3.5. Преобразование сопротивления с помощью двух реактивных сопротивлений.... 298
         32.3.6. Диаграмма Смита для линий передачи.................................300


304
304
304
305
308
308
309
310
311
312
312
314
314
315
316
316
317
318
319
319
319
320

33.  Практика создания антенн...............................................
   33.1.  Материалы для изготовления антенн.................................
        33.1.1. Антенный канатик............................................
        33.1.2. Натяжные тросы...............................................
        33.1.3. Трубы для антенн............................................
        33.1.4. Принадлежности..............................................
   33.2. Мачты для антенн...................................................
        33.2.1. Мачты и трубы...............................................
        33.2.2. Прочность...................................................
        33.2.3. Принадлежности..............................................
   33.3.  Материалы.........................................................
   33.4.  Коррозия..........................................................
   33.5. Поворотные устройства..............................................
   33.6. Высокочастотные разъемы............................................
   33.7. Грозозащита и заземление...........................................
        33.7.1. Общие положения.............................................
        33.7.2. Основные понятия............................................
        33.7.3. Защита от перегрузок по напряжению..........................
   33.8. Стандарты антенн...................................................
   33.9. Сооружение антенн и правила........................................
        33.9.1. Разрешения....................:.............................
        33.9.2. Заявка......................................................

Содержание

9

34.  Стационарные специальные антенны.......>.................................324
   34.1. Радиовещательные передающие антенны..................................324
        34.1.1. Длинно- и средневолновые передающие антенны...................324
        34.1.2. Передающие КВ антенны.........................................326
        34.1.3. Передающие УКВ и телевизионные антенны.......................328
   34.2. Антенны направленной радиосвязи......................................330
        34.2.1. Антенны на частоты от 200 МГц до 2 ГГц........................330
        34.2.2. Антенны для диапазона 2-22 ГГц................................331


35.  Специальные мобильные антенны.............................................335
   35.1. Автомобильные радиоантенны............................................335
        35.1.1. Сотовая и транкинговая радиосвязь..............................335
        35.1.2. Антенны........................................................335
   35.2. Судовые антенны.......................................................337
        35.2.1. Радиосвязь на море.............................................337
        35.2.2. Антенны для связи..:...........................................337
   35.3. Самолетные антенны....................................................340
        35.3.1. Авиационная радиосвязь.........................................340
        35.3.2. Антенны........................................................341


36.  Микроволновые антенны................................................343
   36.1. Введение.........................................................343
   36.2. Многовибраторные антенны.........................................343
        36.2.1. Директорная антенна для диапазона 23 см —<................343
        36.2.2. 40-элементная антенная решетка для диапазона 23 см........343
        36.2.3. Рамочно-директорная антенна для диапазона 23 см...........344
   36.3. Спиральные антенны...............................................344
        36.3.1. Спиральная антенна для диапазона 23 см................... 344
        36.3.2. Квадрифилярная спиральная антенна.........................345
   36.4. Антенны с отражателем............................................346
        36.4.1. Антенна с уголковым отражателем...........................346
        36.4.2. Параболическая антенна....................................346


37.  Антенные усилители......................................................349
   37.1. Введение..........................................................  349
   37.2. Определения.......................................................  349
        37.2.1. Шумы.......................................................  349
        37.2.2. Взаимная модуляция...........................................352
        37.2.3. Точка пересечения............................................353
   37.3. Рекомендации по созданию антенных усилителей........................354


38. Опасность электромагнитного излучения..............................356
   38.1. Введение......................................................356
   38.2. Основные понятия..............................................356
   38.3. Эффекты электромагнитных волн.................................357
   38.4. Предельно допустимые значения и минимальные расстояния........358
   38.5. Заключение................................'...................358


39.  Программы и программное обеспечение...................................361
   39.1. Общие сведения...,..............................................  361
   39.2. Программы для расчета антенн......................................361
        39.2.1. Программы МККРдля расчета антенн...........................362
        39.2.2. Антенные программы MININEC.................................362
        39.2.3. Прочие программы для расчета антенн........................364
        39.2.4. Профессиональные программы для расчета антенн...............365

Антенны

   39.3. Программы для расчета распространения радиоволн................  365

40.  Указатель литературы..............................................369
   40.1. Общие замечания.............................................  369
   40.2. Книги об антеннах............„................................369
   40.3. Сообщения об антеннах........................................ 376
   40.4. Специализированные технические журналы....................... 379
   40.5. Журналы для радиолюбителей....................................381

41.  Приложения......................................................  383
   41.1. Частотные диапазоны........................................„..383
   41.2. Длины антенн..................................................384
   41.3. Коаксиальные кабели...........................................384
   41.4. Единицы измерений..............................—..............384
   41.5. Пересчет величин и параметров.................................393
   41.6. Перевод англосаксонских мер...................................395
   41.7. Диаграммы.....................................................403

Предметный указатель...................................................408