Кубическая четырехъядерная антенна

Кубическая четырехъядерная антенна

Кубическая счетверенная антенна имеет преимущества перед традиционными антеннами. Узнайте, что такое кубическая четверная антенна, как она работает, принцип работы, конструкция и т. д.

Антенна Cubical Quad или Quad традиционно не использовалась так широко, как ее более популярный родственник Yagi. Однако кубическая четырехлучевая антенна способна обеспечить некоторые преимущества в ряде обстоятельств. С момента своего первого появления в 1940-х годах счетверенная антенна нашла применение в ряде областей. Он использовался для некоторых телевизионных антенн, но также нашел широкое применение в радиолюбительских приложениях для использования на КВ и ОВЧ/УВЧ. Хотя кубическая счетверенная антенна не так широко используется, как Yagi, она все же имеет преимущества и может быть использована с хорошим эффектом во многих случаях.

Основы четырехъядерной антенны

Можно видеть, что основной счетверенный элемент состоит из двух дипольных элементов, расположенных друг над другом и питаемых в фазе. Такое расположение само по себе дает усиление из-за фазирующего эффекта между двумя диполями. Следующим этапом эволюции является сохранение двух отдельных диполей, но сгибание их концов вместе. Установлено, что напряжения на концах антенн находятся в фазе друг с другом. В результате можно соединить эти концы вместе и удалить один из фидеров, чтобы создать базовый четырехъядерный элемент. Таким образом, петля, образующая элемент, представляет собой полную длину волны, каждая сторона которой составляет четверть длины волны.

Разработка кубической счетверенной антенны

Часто кубический четырехугольник строится из X-образной рамы, сделанной из изоляционного материала, даже из дерева, а затем используется для поддержки провода или трубки, образующих проводящий излучающий элемент. В некоторых случаях, когда антенны достаточно малы, а трубка достаточно прочная, можно полагаться только на прочность трубки для обеспечения механической прочности. Обычно это достигается только на УКВ или еще лучше на УВЧ.

Базовая кубическая счетверенная антенна

Хотя формат горизонтального квадрата для кубического четырехугольника является более очевидным и более распространенным форматом, также возможно повернуть квадратный формат на 45°. При использовании этого формата следует помнить, что ширина антенны равна диагонали квадрата, тогда как при использовании горизонтального квадрата ширина равна только нижней части квадрата.

Форматы кубических четырехъядерных антенн

Иногда ромбовидная конструкция может стать привлекательным вариантом для строительства. При использовании этой конфигурации следует отметить, что две боковые точки крепления проводов, обозначенные буквой «а», находятся в точках максимального напряжения. Баллы, отмеченные буквой «b», составляют текущее максимальное количество баллов. Для более высоких уровней мощности может потребоваться использование какого-либо надлежащего изолятора в точках максимума напряжения. Как ромбовидная, так и привычная горизонтальная квадратная версия кубической счетверенной антенны производят сигнал с горизонтальной поляризацией. Для формирования вертикально поляризованного сигнала всю антенну необходимо повернуть на девяносто градусов так, чтобы точка питания находилась в центральной точке вертикального сечения «квадратной» версии или в одном из «боковых» углов «ромбовидной» версии.

Распределение тока и напряжения четырех антенн

Из разработки основного счетверенного элемента довольно легко сделать вывод, где будут максимумы тока и напряжения. Поскольку текущий максимум находится в точке подачи, то же самое верно и для квадроцикла. Также имеется еще один максимум тока на противоположной стороне контура от точки питания, т. е. там, где была вторая точка питания. Максимумы напряжения появляются в точках, удаленных на четверть длины волны от точки подачи, то есть там, где должны были быть два конца диполя. Ввиду расположения точек напряжения часто рекомендуется не размещать какие-либо крепления в этих точках.

Преимущества и недостатки кубического квадроцикла

С момента появления кубической четырехлучевой антенны всегда велись серьезные споры о ее преимуществах по сравнению с более привычной Yagi. Как и у любой антенны, у нее всегда есть преимущества и недостатки, которые необходимо взвесить, чтобы найти наиболее привлекательный вариант для любой конкретной ситуации.

Преимущества кубического квадроцикла:

Усиление: кубическая четырехлучевая антенна дает около 2 дБ по сравнению с Yagi аналогичной длины. Это означает, что квадрокоптер сравнивается с парой сложенных друг на друга Yagi, поскольку всегда есть некоторые потери в схемах подачи для соединения двух антенн друг с другом.
Излучение под малым углом: тот факт, что четырехъядерная антенна фактически представляет собой пару сложенных диполей, обеспечивает меньший угол излучения, чем у одиночного Yagi. Его можно сравнить с парой сложенных Яги.
Воздействие близких объектов: на четырехъядерную антенну меньше влияют близлежащие объекты, что дает ей преимущество перед Yagi во многих установках, особенно в тех, которые находятся внутри, возможно, на чердаке или чердаке.
Внутреннее наращивание: одно из преимуществ кубической счетверенной антенны заключается в том, что при некоторых обстоятельствах можно внутренне складывать отдельные четверные антенны для нескольких диапазонов. Этот вариант используется в основном на КВ диапазонах.

Недостатки кубического квадроцикла:

Конструкция. Конструкция четырехъядерной антенны не так проста, как у простой Yagi. Он требует более сложной формы конструкции.
Стоимость: более сложная конструкция часто приводит к более высоким затратам на квадроцикл, чем на Yagi. Это означает, что для коммерческой работы в диапазоне ОВЧ/УВЧ он редко используется. Тем не менее, для работы любительского радио на ВЧ это позволило сделать домашнюю конструкцию с проводом, чтобы обеспечить некоторые экономичные установки.
Надежность: четырехъядерная антенна больше, чем ее аналог Yagi, а схема «паука», используемая на многих КВ-диапазонах, часто не так надежна, как Yagi.

Характеристики кубического квадроцикла означают, что он используется в ряде ситуаций. Несколько лет назад он был популярен как телевизионная антенна УВЧ, но сейчас он менее распространен. Он по-прежнему используется для радиолюбительских операций как на ВЧ, так и на УКВ/УВЧ, где его характеристики дают ряд преимуществ.