Рис. 1.
Название и подзаголовок противоречат известному положению, о принципиальной невозможности запитать с самого конца полуволновой диполь без противовесов и\или ВЧ-заземления (хотя бы очень маленьких и неявно выраженных, типа согласующего отрезка в J-антенне или оплетки кабеля при LC согласовании).
Конечно, это положение остается незыблемым. Но в описываемой ниже конструкции фокус в том, что физически питание происходит не с самого конца полуволнового диполя. Конструктивный токовый трансформатор возбуждает последние примерно 0,1l длины. Поэтому все законы остаются на месте. Но внешне это выглядит почти как питание с диполя с конца и без противовесов, чем данная антенна и любопытна.
Антенна показана на рис.1 и в файле модели.
Петля связи располагается у конца диполя. Длинная сторона петли находится совсем близко к полотну диполя (9 мм для диапазона 14 МГц). Поэтому между ними возникает сильная токовая связь (как между обмотками в трансформаторе) и ток в петле (от источника) возбуждает ток в диполе (полезный ток излучения антенны).
Подбирая размеры и положение петли можно добиться активной части входного импеданса 50 Ом. Получившуюся при этом индуктивную составляющую компенсируют последовательные конденсаторы в точке питания.
Петля связи (ее индуктивность) вместе с настроечными конденсаторами образует последовательный LC-контур, а диполь, питаемый параллельно, эквивалентен последовательному контуру. Происходит взаимная компенсация реактивностей, что приводит к расширению полосы, что показано на двух следующих рисунках.
На рис. 3 отчетливо видна S-образность зависимости JX(f), что и говорит о взаимной компенсации реактивностей и расширении полосы согласования.
Поскольку петля связи увеличивает концевую емкость вибратора, то диполь надо соответственно укоротить. Коэффициент укорочения составляет 0,9 ... 0,93.
На конце диполя высокое напряжение. И хотя мы подключаемся к нему не прямо, а через петлю связи, за счет емкости между диполем и петлей на точке питания оказывается заметное напряжение относительно земли. Оно намного меньше, чем на самом конце диполя, но вполне ощутимо. Чтобы избежать паразитного синфазного тока по внешней стороне оплетки питающего коаксиала, в точке питания должен быть установлен развязывающий дроссель с JX > J2000 Ом.
Для уменьшения синфазного тока оплетка кабеля должна быть присоединена к тому конденсатору (выводу петли), который находится дальше от конца диполя.
Для удобства размещения отрезок диполя, вдоль которого идет петля связи, может быть загнут под прямым углом вниз иди даже согнут в виде круга или квадрата.
Не собирался ничего доказывать ретроградам, сомневающихся в результатах моделирования (ибо это бессмысленное занятие). Но потребовалась измерительная дипольная антенна на 120 МГц и я решил совместить полезное с приятным, сделав ее вышеописанным образом.
Эта антенна показана на следующем фото. Вернее, там показана не вся антенна, а только конец диполя и узел запитки (не влезшая в фото правая часть диполя ничем ни примечательна - просто кусок проволоки).
>Поскольку расчетное расстояние между диполем и петлей связи для частоты 120 МГц получилось около 1 мм, то для петли использован изолированный провод, непосредственно притянутый пластиковыми стяжками к диполю.
Зависимость КСВ от частоты приведена на рис. 5.
График импеданса показан на рис. 6. Отчетливо видно, что антенна имеет компенсацию JX, расширяющую полосу. Видно это по форме кривой на диаграмме Смита. У обычной (некомпенсированной) антенны эта кривая является частью окружности. А у компенсированной она состоит из двух секторов разных окружностей (при переводе из полярной в линейную систему координат это даст S - образный вид).
Bonn - Dimona, сентябрь 2012