Один из путей решения данной проблемы – это использование на ограниченной площади укороченных антенн на НЧ диапазоны. Это диполи длиной меньше чем 0,5 λ (лямбда). Практически доказано, что КПД этих антенн остается очень высоким, если физическая длина излучателя будет не меньше 0,2 λ. Так же следует сказать и о одном минусе укороченных антенн: рабочая полоса частот у них значительно меньше, чем у полноразмерных.
Известно, что если уменьшать длину диполя от значения 0,5 λ, то появиться емкостная составляющая полного входного сопротивления антенны. И вместе с этим заметно падает его активная составляющая (примерно пропорционально квадрату коэффициента укорачивания антенны). Емкостную составляющую можно компенсировать, если включить в лучи укороченной антенны по удлиняющей катушки индуктивности. В этом случае КПД антенны возрастает, и тем больше чем ближе к концам диполя находятся удлиняющие катушки.
Рассчитать индуктивность катушек можно по приведенным ниже формулам. При этом учитывается произвольное включение катушек, но обязательно катушки находятся симметрично относительно точки запитки. Здесь в формулах:
F1- резонансная частота антенны МГц.
А – длина полотна излучателя (метры)
В – расстояние от точки питания антенны до точки включения катушки в полотно антенны (метры)
D – диаметр провода мм
Поскольку эти катушки используются в передающей антенне, где действуют значительные токи и напряжения, и , кроме того катушки подвергаются воздействию атмосферной влаги, практически верхняя составляющая их индуктивности лежит в пределах 50..100 мкГн. Более того при значении параметра В/А больше 0,7 рост КПД антенны замедляется, и получаемый от этого выигрыш уже не оправдывает технические сложности связанные с изготовлением катушек индуктивности высокой индуктивности.
В начале статьи был сделан акцент на применение укороченного диполя на низкочастотных КВ диапазонах. Однако подобные антенны (и соответственно методику расчета) можно использовать и на высокочастотных КВ диапазонах.
