Войти
Штыревая антенна на автомобиле A штыревая антенна - это антенна, состоящая из прямого гибкого провода или стержня. Нижний конец хлыста подключается к радиоприемнику или передатчику. Антенна спроектирована так, чтобы быть гибкой, чтобы ее нелегко сломать, и название происходит от хлыста -подобного движения, которое она проявляет при трении. Штыревые антенны для портативных радиоприемников часто изготавливаются из ряда взаимосвязанных телескопических металлических трубок, поэтому их можно убрать, когда они не используются. Более длинные, предназначенные для установки на транспортных средствах и конструкциях, изготавливаются из гибкого стержня из стекловолокна вокруг сердечника провода и могут иметь длину до 35 футов (10 м). Длина штыревой антенны определяется длиной радиоволн, с которыми она используется. Самый распространенный тип - это четвертьволновая штыревая антенна, длина которой составляет примерно четверть длины волны . Штыри являются наиболее распространенным типом несимметричной антенны и используются в более высоких частотах HF, VHF и UHF радиодиапазонах. Они широко используются в качестве антенн для портативных радиостанций, беспроводных телефонов, раций, FM-радио, бумбоксов, и устройства с поддержкой Wi-Fi и прикреплены к транспортным средствам в качестве антенн для автомобильных радиоприемников и двусторонних радиоприемников для колесных транспортных средств и самолетов. Более крупные версии, устанавливаемые на крышах, балконах и радиомачтах, используются в качестве базовой станции антенн для любительской радиосвязи, а также диспетчеров полиции, пожарных, скорой помощи, такси и других транспортных средств.
Три больших хлыста из стекловолокна, установленных на мачте. 
Хлыст из стекловолокна для любительских радиодиапазонов 2 м и 70 см, с радиальными элементами заземления Хлыст Антенна представляет собой несимметричную антенну и, как и вертикальный диполь, имеет всенаправленную диаграмму направленности, излучающую одинаковую мощность радиосигнала во всех азимутальных направлениях (перпендикулярных оси антенны), при этом излучаемая мощность спадает с углом места до нуля на оси антенны. Штыревые антенны длиной менее половины длины волны, включая обычный четвертьволновой штырь, имеют один главный лепесток , а с идеально проводящей заземляющей поверхностью под ним максимальная напряженность поля находится в горизонтальном направлении, монотонно снижаясь до нуля. на оси. С небольшой или плохо проводящей заземляющей пластиной или без заземляющей пластины под ней, общий результат заключается в наклоне главного лепестка вверх, так что максимальная мощность больше не излучается горизонтально, а под углом в небо.
Антенны длиной более половины длины волны имеют структуру, состоящую из нескольких конических «лепестков»; с максимумами излучения на нескольких углах места; чем больше электрическая длина антенны, тем больше лепестков имеет диаграмма направленности.
Вертикальные штыревые антенны широко используются для ненаправленной радиосвязи на поверхности Земли, где направление на передатчик (или приемник) неизвестно или постоянно меняется, например, в портативных устройствах. FM-радио приемники, рации и рации двусторонней связи в транспортных средствах. Это связано с тем, что они одинаково хорошо передают (или принимают) во всех горизонтальных направлениях, при этом излучая небольшое количество радиоэнергии вверх в небо, где она тратится впустую.
Штыревые антенны обычно проектируются как резонансные антенны; стержень действует как резонатор для радиоволн, при этом стоячие волны напряжения и тока отражаются назад и вперед от его концов. Следовательно, длина стержня антенны определяется длиной используемых радиоволн. Наиболее распространенная длина составляет примерно четверть длины волны, она называется «четвертьволновой хлыст» (хотя его часто сокращают за счет использования загрузочной катушки ; см. Электрически короткие хлысты ниже). Например, обычные четвертьволновые штыревые антенны, используемые в FM-радиостанциях в США, имеют длину примерно 75 см, что составляет примерно четверть длины радиоволн в диапазоне FM-радио, которые составляют от 2,78 до 3,41 метра в длину. Полуволновые антенны также распространены.
Четвертьволновая вертикальная антенна, работающая против идеальной бесконечной земли, будет иметь усиление 5,19 дБи и сопротивление излучения около 36,8 Ом. Кнуты, установленные на транспортных средствах, используют металлическую обшивку транспортного средства в качестве плоскости заземления. В портативных устройствах обычно не предусмотрено явное заземление, а сторона заземления питающей линии антенны просто подключается к земле на печатной плате устройства. Таким образом, само радио и, возможно, рука пользователя служат элементарной заземляющей поверхностью. Поскольку они не больше, чем размер самой антенны, комбинация штыревой антенны и радиомодуля часто работает больше как асимметричная дипольная антенна, чем как монопольная антенна. Коэффициент усиления несколько пострадает по сравнению с полуволновым металлическим диполем или штырем с четко определенной заземляющей поверхностью.
Антенна на земле В штыревой антенне, не установленной на проводящей поверхности, например, на мачте, отсутствие отраженных радиоволн от плоскости заземления приводит к появлению лепестка диаграммы направленности должны быть наклонены вверх к небу, чтобы меньше энергии излучалось в горизонтальных направлениях, что нежелательно для наземной связи. Кроме того, несимметричный импеданс монопольного элемента вызывает ВЧ тока в опорной мачте и на внешней стороне основных экранирующего проводника коаксиального фидера. Чтобы предотвратить это, со стационарными хлыстами, установленными на конструкциях, часто используется искусственная «заземляющая плоскость», состоящая из трех или четырех стержней длиной в четверть длины волны, соединенных с противоположной стороной линии подачи, проходящей горизонтально от основания хлыста. Это называется заземленной антенной. Эти несколько коротких проволочных элементов служат для приема тока смещения от ведомого элемента и возврата его к заземляющему проводнику линии передачи, заставляя антенну вести себя так, как если бы под ней была сплошная проводящая плоскость. Часто (см. Рисунки) стержни заземляющего заземления наклонены вниз, чтобы опустить главный лепесток диаграммы направленности ближе к горизонтали и увеличить нормальное сопротивление излучения 36,8 Ом ближе к 50 Ом для обеспечения лучшего согласования импеданса с стандартный 50 Ом коаксиальный кабель фидер.
A резиновая антенна-утенок, распространенный тип электрически коротких штырей, на портативном УВЧ CB приемопередатчике. С удаленной резиновой оболочкой (слева). Чтобы уменьшить длину штыревой антенны и сделать ее менее громоздкой, часто последовательно с ней добавляется индуктор (нагрузочная катушка ).. Это позволяет сделать антенну намного короче, чем нормальная длина четверти длины волны, и при этом оставаться резонансной за счет компенсации емкостного реактивного сопротивления короткой антенны. Катушка добавляется у основания хлыста (называемого хлыстом с базовой нагрузкой) или иногда посередине (хлыст с центральной загрузкой). В наиболее широко используемой форме, резиновой антенны «утка», загрузочная катушка интегрирована с самой антенной путем изготовления стержня из узкой спирали пружинящей проволоки. Спираль распределяет индуктивность по длине антенны, улучшая диаграмму направленности, а также делает ее более гибкой. Другой альтернативой, иногда используемой для укорачивания антенны, является добавление на конце «шляпы емкости», металлического экрана или излучающих проводов. Однако все эти электрически короткие хлысты имеют меньшее усиление, чем полноразмерные четвертьволновые хлысты.
Многодиапазонная работа возможна с катушками примерно на половину или одну треть и две трети, которые не сильно влияют на антенну на самом нижнем диапазоне, но создают эффект пакетированных диполей на более высоком диапазон (обычно × 2 или × 3 частоты).
На более высоких частотах (2,4 ГГц, но существуют военные кнуты для диапазона от 50 до 80 МГц, которые являются стандартной проблемой для радиостанции SINCGARS в диапазоне 30–88 МГц), подача коаксиальный кабель может подниматься по центру трубки. Изолированный переход трубки и шнура питается от коаксиального кабеля, и нижний конец трубки, куда входит коаксиальный кабель, имеет изолированное крепление. Этот вид вертикального штыря представляет собой полный диполь и поэтому не требует заземления. Как правило, он лучше работает на нескольких длинах волн над землей, отсюда обычно ограничение на микроволновые диапазоны.
Штыревые антенны на транспортных средствах могут быть повреждены автоматическим оборудованием для мойки автомобилей, особенно тем, в котором используются вращающиеся щетки для абразивного удаления грязи с внешней стороны кузова автомобиля. Поскольку щетки должны соприкасаться с поверхностью автомобиля, они могут погнуться или полностью сломать штыревые антенны. Эти антенны обычно рекомендуется снимать или убирать, чтобы щетки не соприкасались, или владельцу транспортного средства следует использовать только автоматическую мойку с «бесконтактной» струей воды.
Штыревая антенна мобильного телефона с базовой нагрузочной катушкой на автомобиле. 
Коллекция раций с электрически коротким кнуты. Блоки на концах и маленький на переднем плане имеют антенны типа «резиновая уточка» 
Штыревая антенна FM на портативном приемнике 
Привязанная кнутом из стекловолокна военный джип 