2-27. Антена "швейцарський подвійний квадрат"
Ця конструкція антени «швейцарський подвійний квадрат» була запропонована радіоаматором HB 9 CV.
Антена "швейцарський подвійний квадрат" (рис. 2-65) складається з двох паралельних квадратів зі сторонами λ/4, відстань між ними від 0,075 до 0,1 λ. Середні частини горизонтальних елементів антени зігнуті під кутом 45°, і таким чином обидві середні точки кожної площини антени кріпляться до щогли.
У точці перетину трубчастих елементів антени протікає максимальний струм, і тому особливо ретельно має бути виконане електричне з'єднання елементів антени. Так як напруга мінімальна (вузол напруги), то можна заземлити цю точку антени, приєднавши її електрично до несучої щогли.
Так як в відрізках трубчастих елементів, що перетинаються, антени струми протікають у протифазі, то практично ці відрізки елементів антени не випромінюють.
Відмінною рисою «швейцарського подвійного квадрата» є одночасне безпосереднє збудження вібратора та рефлектора (рефлектор при цьому збуджується за рахунок зв'язку через випромінювання з вібратором). Такий спосіб збудження призводить до того, що енергія рівномірно розподіляється по всіх чотирьох вібраторах і опір випромінювання в цьому випадку 30-40 ом.
Живлення антени можна здійснювати як у верхній, так і в нижній площині. Симетрична лінія живлення може бути узгоджена за допомогою подвійної Т-подібної схеми (рис. 2-66, а), коаксіальний кабель-за допомогою подвійної γ-подібної схеми узгодження (рис. 2-66, б). З рис. 2-66 видно, що обидва елементи збуджуються протифазі. Особливо цікаво те, що для отримання одностороннього випромінювання антени в даному випадку не потрібно невеликого зсуву фаз від 180 °, так як в даній конструкції вінвиходить безпосередньо в самій антені за рахунок 5% різниці в лінійних розмірах обох квадратів. При цьому менший квадрат є директором, а більший квадрат рефлектором антени. При безпосередньому збудженні двох електрично рівноцінних квадратів у рефлектора збільшується індуктивна складова повного вхідного опору, а директора — ємнісна складова. Це призводить до того, що резонансна частота антени, виміряна з боку лінії передачі, лежить приблизно посередині між власними резонансними частотами рефлектора і директора.
При збільшенні різниці в лінійних розмірах рефлектора і директора більше ніж на 5% збільшується ширина основної пелюстки діаграми спрямованості та зменшується коефіцієнт посилення антени, а при різниці менше ніж 5% значно збільшується рівень бічних пелюсток діаграми спрямованості антени. Особливо важливо відзначити те, що, з практичної точки зору, така складна антенна система, як «швейцарський подвійний квадрат», при 5% різниці в лінійних розмірах рефлектора і директора з точки зору споживання енергії і зв'язку з лінією передачі поводиться приблизно так як і простий напівхвильовий вібратор.
Практично перевірені лінійні розміри антени «швейцарський подвійний квадрат» такі: периметр директора – 1,092? периметр рефлектора - 1,148λ; відстань директор – рефлектор – 0,075–0,1λ.
| 10 (28 500 кгц) | 295 | 309 | 280 | 105 |
| 15 (21 200 кгц) | 396 | 416 | 376 | 141 |
| 20 (14 150 кгц) | 594 | 623 | 564 | 212 |
Виходячи з конструктивних міркувань, різниця в лінійних розмірах рефлектора та директора зазвичай виходить за рахунок різної довжини горизонтальних елементів конструкції, а вертикальні елементи мають однакову довжину. Точки підключення - і Т-подібної схем узгодження вибираються безпосередньо при узгодженні лінії передачі з антеною.
У табл. 2-15 наведено розміри практичних конструкцій антени для високочастотних радіоаматорських діапазонів.
Під висотою антени розуміється довжина вертикальних провідників антени; під шириною - Довжина конструкції від одного кінця до іншого в горизонтальній площині (без урахування згину елементів антени).
Нижче наведено електричні параметри антени, отримані за численними результатами вимірювань у діапазонах 145 МГц та 21 МГц (коефіцієнт посилення потужності розрахований по відношенню до напівхвильового вібратора); пряме випромінювання на невеликій відстані - 6-7,9 дБ, при далеких зв'язках (короткі хвилі) 12-14 дБ; коефіцієнт спрямованості антени на відстані 15 км. мінімум бічного випромінювання близько 80 ° від напрямку основного випромінювання (-32 до -40 дБ); ширина основної пелюстки діаграми спрямованості - за половинним значенням потужності 60 °.
Загальний вид діаграми спрямованості дано на рис. 2-67.