Полоса пропускания антенны

Полоса пропускания антенны — важный параметр. Все антенны эффективно работают в диапазоне частот, близких к их номинальной расчётной частоте. За пределами полосы пропускания характеристики антенны значительно ухудшаются, что делает её использование нецелесообразным.

Некоторые типы антенн обладают относительно широкой полосой пропускания, охватывающей несколько октав. Такие антенны известны как широкополосные. К наиболее известным широкополосным антеннам относятся логопериодическая дипольная решётка (LPDA), дисконусная антенна, двойная дисконусная антенна, антенны бегущей волны, такие как ромбическая, антенна Beverage и др.

Однако большинство популярных и известных антенн являются резонансными антеннами стоячей волны, имеющими довольно ограниченную полосу пропускания.

Типичная полоса пропускания КСВ резонансного диполя в диапазоне 20 м

Независимо от типа антенны, её полоса пропускания характеризуется способностью максимально и эффективно передавать на себя мощность, поступающую от передатчика. Максимальная передача мощности от источника к нагрузке происходит только тогда, когда импедансы источника и нагрузки совпадают.

На практике небольшое несоответствие импедансов может быть допустимо, но значительное несоответствие может быть не только неприемлемо неэффективным, но и иметь катастрофические последствия для всей радиостанции.

Величина несоответствия импедансов между источником и нагрузкой определяется параметром, называемым коэффициентом стоячей волны по напряжению (КСВ), который также называют просто КСВ. КСВ равен отношению импедансов нагрузки и источника и выражается в виде отношения, например, 1:1, 1,5:1 или любого другого. Хотя некоторые радиопередатчики и системы линий передачи менее устойчивы к КСВ, большинство современного оборудования для любительской радиосвязи может безопасно работать с КСВ до 2:1.

Однако более высокие значения КСВ можно компенсировать с помощью согласующего/настроечного блока антенны, часто называемого ATU. ATU фактически не решает проблему КСВ как таковую, а лишь маскирует её негативные последствия и создаёт иллюзию, заставляющую передатчик думать, что всё в порядке.

Использование антенных тюнеров для подавления негативных последствий высокого КСВ нецелесообразно, особенно при использовании коаксиальных кабелей передачи, поскольку это может серьёзно ухудшить общую производительность антенной системы. Тем не менее, многие радиолюбители используют антенные тюнеры без разбора.

Пока предположим, что максимальное КСВ 2:1 является допустимым верхним пределом. На типичной расчётной центральной частоте КСВ хорошо спроектированной и качественно изготовленной антенны очень близок к оптимальному значению 1:1.

При отклонении от этой частоты в любом направлении частотной шкалы импеданс точки питания антенны начинает изменяться как по амплитуде, так и по фазе, в то время как импеданс источника остается постоянным. В результате КСВ в точке питания антенны начинает возрастать.

В определённый момент, при изменении частоты передачи, КСВ достигает 2:1 и продолжает расти. Частоты по обе стороны от центральной частоты антенны, где КСВ достигает 2:1, считаются максимальными рекомендуемыми пределами, до которых антенна должна работать в соответствии со спецификациями. Диапазон частот между пределами КСВ 2:1 на обоих концах называется полосой пропускания антенны.

Многие популярные КВ-антенны ограничены полосой пропускания КСВ и часто не способны охватить весь доступный диапазон частот выбранного КВ-диапазона для любительской радиосвязи. Поэтому мы часто слышим о том, как радиолюбители выбирают интересующий их сегмент диапазона и настраивают свои антенны соответствующим образом, в то время как им приходится идти на компромисс с производительностью антенны в остальной части диапазона.

VU2NSB