что такое вибратор антенны
Теория радиоволн: антенны
Помимо свойств радиоволн, необходимо тщательно подбирать антенны, для достижения максимальных показателей при приеме/передаче сигнала.
Давайте ближе познакомимся с различными типами антенн и их предназначением.
Антенны — преобразуют энергию высокочастотного колебания от передатчика в электромагнитную волну, способную распространяться в пространстве. Или в случае приема, производит обратное преобразование — электромагнитную волну, в ВЧ колебания.
Диаграмма направленности — графическое представление коэффициента усиления антенны, в зависимости от ориентации антенны в пространстве.
Антенны
Симметричный вибратор
В простейшем случае состоит из двух токопроводящих отрезков, каждый из которых равен 1/4 длины волны.
Широко применяется для приема телевизионных передач, как самостоятельно, так и в составе комбинированных антенн.
Так, к примеру, если диапазон метровых волн телепередач проходит через отметку 200 МГц, то длина волны будет равна 1,5 м.
Каждый отрезок симметричного вибратора будет равен 0,375 метра.
Диаграмма направленности симметричного вибратора
В идеальных условиях, диаграмма направленности горизонтальной плоскости, представляет собой вытянутую восьмерку, расположенную перпендикулярно антенне. В вертикальной плоскости, диаграмма представляет собой окружность.
В реальных условиях, на горизонтальной диаграмме присутствуют четыре небольших лепестка, расположенных под углом 90 градусов друг к другу.
Из диаграммы можем сделать вывод о том, как располагать антенну, для достижения максимального усиления.
В случае не правильно подобранной длины вибратора, диаграмма направленности примет следующий вид:
Основное применение, в диапазонах коротких, метровых и дециметровых волн.
Несимметричный вибратор
Или попросту штыревая антенна, представляет из себя «половину» симметричного вибратора, установленного вертикально.
В качестве длины вибратора, применяют 1, 1/2 или 1/4 длины волны.
Диаграмма направленности следующая:
Представляет собой рассеченную вдоль «восьмерку». За счет того, что вторая половина «восьмерки» поглощается землей, коэффициент направленного действия у несимметричного вибратора в два раза больше, чем у симметричного, за счет того, что вся мощность излучается в более узком направлении.
Основное применение, в диапазонах ДВ, КВ, СВ, активно устанавливаются в качестве антенн на транспорте.
Наклонная V-образная
Конструкция не жесткая, собирается путем растягивания токопроводящих элемементов на кольях.
Имеет смещение диаграммы направленности в стороны противоположную острию буквы V
Применяется для связи в КВ диапазоне. Является штатной антенной военных радиостанций.
Антенна бегущей волны
Также имеет название — антенна наклонный луч.
Представляет из себя наклонную растяжку, длина которой в несколько раз больше длины волны. Высота подвеса антенны от 1 до 5 метров, в зависимости от диапазона работы.
Диаграмма направленности имеет ярко выраженный направленный лепесток, что говорит о хорошем усилении антенны.
Широко применяется в военных радиостанциях в КВ диапазоне.
В развернутом и свернутом состоянии выглядит так:
Антенна волновой канал
Здесь: 1 — фидер, 2 — рефлектор, 3 — директоры, 4 — активный вибратор.
Антенна с параллельными вибраторами и директорами, близкими к 0,5 длины волны, расположенными вдоль линии максимального излучения. Вибратор — активный, к нему подводятся ВЧ колебания, в директорах, наводятся ВЧ токи за счет поглощения ЭМ волны. Расстояние между рифлектором и директорами подпирается таким образом, чтобы при совпадении фаз ВЧ токов образовывался эффект бегущей волны.
За счет такой конструкции, антенна имеет явную направленность:
Рамочная антенна
Применяется для приема ТВ программ дециметрового диапазона.
Как разновидность — рамочная антенна с рефлектором:
Логопериодическая антенна
Свойства усиления большинства антенн сильно меняются в зависимости от длины волны. Одной из антенн, с постоянной диаграммой направленности на разных частотах, является ЛПА.
Отношение максимальной к минимальной длине волн для таких антенн превышает 10 — это довольно высокий коэффициент.
Такой эффект достигается применением разных по длине вибраторов, закрепленных на параллельных несущих.
Диаграмма направленности следующая:
Активно применяется в сотовой связи при строительстве репитеров, используя способность антенн, принимать сигналы сразу в нескольких частотных диапазонах: 900, 1800 и 2100 МГц.
Поляризация
Поляризация — это направленность вектора электрической составляющей электромагнитной волны в пространстве.
Различают: вертикальную, горизонтальную и круговую поляризацию.
Поляризация зависит от типа антенны и ее расположения.
К примеру, вертикально расположенный несимметричный вибратор, дает вертикальную поляризацию, а горизонтально расположенный — горизонтальную.
Антенны горизонтальной поляризации дают больший эффект, т.к. природные и индустриальные помехи, имеют в основном вертикальную поляризацию.
Горизонтально поляризованные волны, отражаются от препятствий менее интенсивно, чем вертикально.
При распространении вертикально поляризованных волн, земная поверхность поглощает на 25% меньше их энергии.
При прохождении ионосферы, происходит вращение плоскости поляризации, как следствие, на приемной стороне не совпадает вектор поляризации и КПД приемной части падает. Для решения проблемы, применяют круговую поляризацию.
Все эти факторы факторы следует учитывать при расчете радиолиний с максимальной эффективностью.
Ликбез: основы теории по антеннам
Предисловие
В цикле статей «Ликбез по антеннам» планируется рассмотрение различного типа антенн, которые широко используются в беспроводной передачи данных. При описании антенн планируется разработка их электродинамической модели в распространенных программных пакетах, а также анализ их достоинств, недостатков и перспектив использования на беспроводных сетях будущего. В процессе прочтения данных статей читатели могут высказывать свои пожелания по дальнейшему рассмотрению тех или иных типов антенн. Все теоретические сведения будут приведены максимально наглядно без излишнего математического описания (насколько это возможно для теории антенн).
Введение
Таким образом, в систему излучения электромагнитного поля входят: генератор колебаний, фидер и излучатель. Конечно, сам фидер и генератор непосредственно в излучении не участвуют (или точнее – не должны участвовать, если они правильно сконструированы), рисунок 1.
Рисунок 1 – Элементы системы излучения электромагнитного поля
Любая антенна обладает так называемым принципом «двойственности», который говорит о том, что любая антенна может быть как передающей (то есть преобразовывать волны линии передачи в расходящиеся волны окружающего пространства), так и приемной (осуществлять обратное преобразование).
Вне зависимости от реализации и вида антенны, она характеризуется следующими основными параметрами:
Диаграмма направленности (ДН). Это распределение напряженности (или энергии) поля в пространстве, показывает в каких направлениях и с какой мощностью излучает антенная система. Строится эта зависимость, как правило, в сферической системе координат. В зависимости от вида диаграммы (от того, насколько диаграмма «острая») различают изотропные антенны, слабонаправленные, высоконаправленные. От вида диаграммы направленности зависят такие важные характеристики антенны как коэффициент направленного действия (КНД) и коэффициент усилении (КУ). Ниже мы рассмотрим вид диаграммы направленности, а также КНД и КУ одной из самой простых антенн в разных плоскостях.
Коэффициент полезного действия антенны. Он должен быть достаточно высоким, а потери – малыми, именно по этой причине при реализации антенн используют металлические конструкции, обладающие высокой проводимостью и диэлектрики с малыми потерями.
Согласование линии передачи с нагрузкой. Так как и передающая и приемная антенны соединяются с линией питания, то ее входное сопротивление должно быть согласовано с волновым сопротивлением линии. Иначе будет возникать нежелательное возникновение отраженных волн, а наличие последних – это всегда уменьшение излучаемой мощности и источник дополнительных помех.
Вес и габариты. Ясно, что при реализации любого устройства нужно стремиться к получению его наименьших массогабаритных размеров, однако, отметим, что размеры антенны однозначно связаны с основной длиной волны, на которой работает антенна. Вообще в антенной технике не существует понятия «большая» и «маленькая» антенна. Размеры антенны принято характеризовать в длинах волн. Если а – это диаметр зеркала (например, зеркальной антенны), то ее размер можно записать так: это значит, что в диаметр зеркала укладывается 8 длин волн. Если такое зеркало работает в диапазоне 2.4 ГГц (длина волны 12,5 см), то его диаметр будет составлять 1 метр, а если это диапазон 900 МГц (длина волны 33 см) – то диаметр уже больше 2.5 метров.
Принцип работы передающей антенны
Рассмотрим принцип действия простейшего излучающего устройства. Если взять простую двухпроводную симметричную линию, то излучать в пространство она не будет, несмотря на то, что в ней текут токи высокой частоты, рисунок 2.
Рисунок 2 – Двухпроводная линия
Излучение будет отсутствовать за счет того, что токи I и I’ находятся в противофазе, что приводит их к взаимной компенсации. Для получения излучения можно развести концы двухпроводной линии, чтобы поля от токов I, I’ не могла компенсировать друг друга, рисунок 3.
Рисунок 3 – Разомкнутая двухпроводная линия
Такая антенна получила название симметричного вибратора. Распределение тока в вибраторе остается таким же, каким оно было на соответствующем участке двухпроводной линии. Для исследования поля, излученного антеннами из проводов, удобно представлять такую антенну в виде совокупности элементарных электрических вибраторов (ЭЭВ) малой длины (малой по сравнению с длиной волны). В пределах каждого такого элементарного вибратора амплитуду и фазу тока можно считать неизменными. В конечном итоге общее поле, излученное антенной, можно рассчитать как сумму полей, излученных отдельными элементарными вибраторами (в теории это называется принцип суперпозиции).
На практике ЭЭВ реализуется в виде диполя Герца. Это антенна является первым реализованным излучателем электромагнитных колебаний, рисунок 4.
Рисунок 4 – Диполь герца
Такой излучатель можно сделать, если на концах тонких проводов (длиной L, меньшей длины волны) установить проводящие тела с большой емкостью (например, металлические шары). Заряженные шары создают токи, которые значительно выше емкостных токов между проводами. Так обеспечивается равномерное распределение тока вдоль проводника. Отметим, что на практике диполь Герца практически не используется.
Характеристики антенны на примере симметричного вибратора
Рисунок 5 – Симметричный вибратор
Cама антенна представляет собой развернутую двухпроводную линию, рассмотренную выше, в которой устанавливается режим стоячих волн.
В зависимости от того, какое отношение имеет длина вибратора L к длине волны λ, может формироваться различная геометрия диаграммы направленности. Для отношения 4L/λ=1 симметричный вибратор формирует диаграмму, показанную на рисунке 6:
Рисунок 6 – Трехмерная ДН симметричного вибратора длиной 4L/λ=2
Та же самая диаграмма, только нормированная и в вертикальной плоскости полярной системы координат:
Очевидно, что в горизонтальной плоскости диаграмма направленности будет иметь форму шара. Для наглядности вы можете себе представить, что посмотрите на трехмерный вид рисунка 6 сверху (на плоскость Phi).
Если отношение длины вибратора и длины волны 4L/λ=2, что соответствует увеличению частоты колебаний в 2 раза, то диаграмма направленности становится более «плоской» в вертикальной плоскости и как следствие имеет более высокий коэффициент усиления (примерно в 1.5 раза):
Рисунок 6 – Трехмерная ДН симметричного вибратора длиной 4L/λ=1
Дальнейшее увеличение частоты колебаний приводит к расщеплению диаграммы направленности:
Рисунок 7 – Расщепление диаграммы симметричного вибратора при увеличении частоты колебаний в 3 (слева) и 5 (справа) раз
Симметричный вибратор, несмотря на простоту, очень часто присутствует в качестве частей конструкции более сложных антенн. В заключении отметим, что все конструктивные реализации антенн создаются для того, чтобы создать направленность излучения в определенном направлении (или направлениях). Можно выделить два крупных класса способов реализации направленного излучения: это геометрическое воздействие на источник излучения (например, источник помещается в фокус параболоида или перед проводящим экраном) и воздействие токами, когда группа токов, сдвинутых по фазе, образуют суммарную направленную диаграмму (примером могут служить фазированные антенные решетки).
В дальнейшем будут рассмотрены различные модели антенн, перечисленных в аннотации.
Теория и практика радиолюбительских антенн
Выбор антенн
Проблемы широкополосных или многодиапазонных антенн в декаметровом диапазоне частот 1-30 мГц связаны с интенсивностью индустриальных помех. Реальное предпочтение нужно отдавать узкополосным однодиапазонным антеннам.
Экспериментально было обнаружено, что уменьшение ширины диаграммы направленности антенны до некоторого угла приводит к линейному росту мощности принимаемого сигнала, обусловленного рассеянной волной. Если и далее уменьшать ширину диаграммы направленности антенны, то уже не будет наблюдаться линейный прирост мощности принятого сигнала. В начале мощность сигнала будет еще несколько возрастать, а начиная с некоторого угла практически остается неизменной.Это явление получило название потерь усиления антенн. Зная особенности распространения радиоволн на каждом любительском диапазоне, нужно разумно этим пользоваться. Ведь это не самоцель провести связь с данным корреспондентом, данным регионом пли континентом именно на этом диапазоне, без yчета условий прохождения радиоволн данное время. Радиолюбителям поэтому и дана такая широкая сетка частот, чтобы обеспечить устойчивую связь в данное время с нужным корреспондентом, выбрав соответствующий диапазон, на котором вероятность связи будет максимальна.
Прежде чем искать в литературе (лучшую) антенну, нужно разобраться какие требования мы предъявляем к антенне:
Есть примеры, когда на крыше пятиэтажного панельного дома устанавливают УНЖУ. Не имея понятия какую нагрузку может выдержать панель перекрытия. Площадь опоры мала, в панелях бывают скрытые дефекты. Представьте, что произойдет, если лопнет перекрытие. УНЖА проколет дом до основания. Поэтому к установке антенны нужно подходить серьезно, неплохо бы было
посоветоваться у специалистов строителей. И так, исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, такой антенны, которая бы удовлетворяла всем выше перечисленным требованиям не существует. Нужно искать разумный компромисс. Первое с чего нужно начать, это определить для себя приоритетный диапазон для которого подбирается наилучший вариант будущей антенны, антенны других диапазонов могут быть компромиссными. Затем осмотреть и оценить место установки, в каких условиях антенна будет эксплуатироваться.
Рассмотрим два варианта.
Вариант первый.
Антенна будет находиться в условиях: Крупный промышленный город, высотное здание, горизонт чист, то есть нет объектов закрывающих горизонт. Это оптимальные условия для размещения любых антенн. Идеальная антенная система для этих условий, это базированная антенная решетка с разносом этажей по вертикали. Выбирая тип антенны для антенной решетки, не стоит гнаться за большим количеством элементов. Настройка сложной многоэлементной антенны требует определенных знаний и занимает даже для специалиста очень много времени. А так как настройку антенны нужно проводить на высоте ее постоянной эксплуатации, это создает больше проблемы с подъемом и опусканием антенны или с установкой быстросъемных лесов. Одновременно с увеличением элементов, сужается полоса пропускания и неоправданно растут линейные размеры антенны. Оптимальное количество элементов 3:4. Хорошие результаты могут быть получены применяя в каждом этаже антенны типа тройной квадрат. Антенны должны быть настроены на максимальное усиление вперед. Подавление заднего лепестка лучше осуществить фазовым методом, сместив антенны в этажах относительно друг друга на 0,25 лямбда. При этом мы не теряем усиления и имеем хорошее подавление заднего лепестка.
Активные элементы рамок (если антенны типа квадрат) желательно выполнить легким РК кабелем, это во первых расширит полосу пропускания антенны, а во вторых позволит осуществить идеальное симметрирование см. Рис.1. Размещение в квадратах других антенн на другие диапазоны нецелесообразно, так как измерения показали, что при внесении в рамку металлических или диэлектрических (с разной диэлектрической проницаемостью) предметов ухудшает К.П.Д. антенны. Не надо путать с расстройкой антенны, уход от резонанса и изменение входного сопротивления излучения, так как последние две величины всегда можно скомпенсировать при настройке антенны.
Допустим мы построили такую антенну, сейчас чтобы не испортить всех тех преимуществ, которые мы получили от данной антенной системы, антенны остальных любительских диапазонов необходимо расположить или ниже или на уровне противовесов главной антенны. Исключение составляют вертикальные антенны которые нужно разнести как можно дальше от основной антенны и в качестве оттяжек применять диэлектрические оттяжки например: пропитанные воском капроновые шнуры или еще лучше оттяжки из материала КЕВЛАР.
Кевларовые оттяжки можно заказать через дилеров на фирмах которые занимаются изготовлением, и продажей радиолюбительских антенн, например германская фирма TITANEX.
Теперь рассмотрим второй вариант.
Малоэтажное здание, горизонт закрыт высотными зданиями, промышленными объектами. В этом случае наилучшим решением в выборе антенны является антенна Уда-Яги. Таже синфазная решетка из двух антенн, но антенны разнести по горизонтали. Антенны настроить на максимальное усиление вперед. Смещать антенны одна относительно другой на 0,25 лямбда не нужно. Исходя из условий эксплуатации антенны, нет смысла дополнительно подавлять задний лепесток, так как сигнал пришедший сзади отразится от объектов стоящих впереди и попадет в антенну уже спереди. Сужение диаграммы направленности в горизонтальной плоскости позволит работать в просветах между объектами. А также существенно снизить уровень отраженного сигнала от стоящих впереди зданий. В вертикальной плоскости диаграмма направленности нашей антенны шире в данном случае это даже помогает, луч нижним краем скользит по крышам впереди стоящих здании, также как и в оптическом диапазоне происходит дифракция.
За препятствием существует, как и в оптике, области тени и полутени. Наличие поля в этих областях обусловлено явлением дифракции. Это явление можно объяснить, используя принцип Гюйгенса. Согласно этому принципу каждая точка фронта волны над препятствием, включая и сам край, является источником новой, вторичной сферической волны, которая распространяется за препятствием. Мешающее препятствие становится как бы пассивным ретранслятором.
Далее следует поварьировать в небольших пределах высотой подвеса антенны над землей (экраном). Если рассмотреть зависимость диаграммы направленности от высоты подвеса, мы заметим, что задний лепесток диаграммы направленности антенны всегда имеет меньший угол, в вертикальной плоскости, чем передний лепесток. Определив по горизонту, какой угол в вертикальной плоскости нам необходим, чтобы основной луч антенны скользил по краям крыш впереди стоящих зданий находим оптимальную точку подвеса антенны. Так как задний лепесток диаграммы направленности принимает или излучает под меньшими углами, то все препятствия на горизонте помогают нам подавить сигнал пришедший сзади антенны.
При изготовлении четвертьволновых трансформаторов следует учитывать коэффициент укорочения коаксиальных кабелей, который в среднем составляет около 0,66, то есть следует брать отрезок кабеля длиной лямбда 4 • 0,66. Для более точного расчета нужно знать диэлектрическую постоянную изоляционного материала применяемого в данном кабеле.
Пример. Для частоты = 14 МГц длина волны в свободном пространстве с/лямбдаl = 21,45м. При распространении этой волны в среде с диэлектрической проницаемостью Ег = 2,3 получаем:
h = квадратный корень из (Er) = 1,52 k = 1/h = 0,66
Следовательно для диэлектрика с Ег = 2,3 ( полистирол ) коэффициент укорочения равен 0,66.
Симметричный полуволновой вибратор
Для правильной настройки антенны и получения минимального КСВ нужно обязательно применить симметрирующий мостик. Смотрите Рис.1. Выполняется он из коаксиального кабеля. Два отрезка кабеля длинной 0,246 лямбда располагаются параллельно друг другу на расстоянии 20-30 мм. Уменьшение этого расстояния улучшает симметрирование, но приводит к росту потерь в диэлектрических защитных оболочках кабеля. Очень важно сохранить постоянство расстояния между кабелями. В качестве направляющих распорок применять хороший диэлектрик например: оргстекло, фторопласт. Кабель должен заходить в отверстие направляющих пластинок с натягом. Тогда распорки хорошо держатся на кабеле не сползая вниз, без дополнительного крепежа. Симметрирующий трансформатор желательно выполнить из светлых по цвету кабелей. Так как в черном полиэтилене в качестве красителя может использоваться сажа газовая. В симметрирующем трансформаторе ток протекает по наружной оплетке кабеля, (в одном из плеч и по внутренней жиле). Естественно, если работает внешняя оболочка, то существуют потери в диэлектрике. Поэтому кабель со светлым полиэтиленовым покрытием будет иметь меньшие потери в диэлектрике, особенно на высоких частотах. В диапазоне УKB мостик изготавливают из медных или алюминиевых трубок. В нижней части симметрирующего мостика, где оплетки спаиваются между собой обратить внимание на хороший контакт. А также желательно в одно из плеч внизу поставить кабельный коаксиальный разъем. Ни в коем случае при пайке не применять активный флюс, он проникает по оплетке глубоко под оболочку и со временем произойдет разрушение наружной оплетки кабеля.
Двигая перемычку добиваемся минимального значения КСВ. Путём подстройки мостика мы получили КСВ = 1,1. Если мы хотим ещё улучшить КСВ, (с практической стороны оно уже приемлемо) чтобы понять физику процесса настройки, нужно опять попробовать удлинить или укоротить концы диполя. Только теперь удлиняя или укорачивая диполь, мы должны делать это с меньшим шагом например по + 5мм. После корректировки размеров диполя, еще раз скорректировать длину мостика. При корректировке мостика можно не снимать изоляционное покрытие кабеля. Сначала нужно попробовать укорачивать мостик при помощи самодельного конденсатора. Возьмем тонкую пластинку фольги (медь, алюминий или белая жесть) достаточно мягкой не пружинящей размером = 100 х 100 мм, наложим её внизу симметрично на два кабеля симметрирующего мостика. Выступающие края пластинки слева и справа обвернём вокруг левого и правого кабеля. Получилась широкая подвижная перемычка, которая замкнет (по переменному току) нашу двухпроводную линию, как конденсатор. Перемещая её вверх вниз по мостику, мы как бы будем увеличивать или уменьшать длину мостика, настраивая его в резонанс и компенсируя реактивность диполя. Найдя нужное место после настройки надежно закрепить края пластинки к кабелю наложив бандаж. Практически реализовать КСВ = 1 не составляет труда, с одной оговоркой, прибор которым мы измеряем не является прибором, так как он например самодельный и не аттестован. Его можно назвать индикатором. И если глубже вникнуть в эту проблему, то любое соединение кабеля сращивание при помощи коаксиальных разъёмов уже вносит неоднородности в тракт.
Смотрим Рис. 2. А. Статорная пластина представляет из себя круг с отверстием в середине, пластина крепится через изолятор к подшипнику мачты. К этой пластине припаивается центральный проводник фидера. Круг с одной стороны разрезан с зазором около 4 мм, чтобы исключить короткозамкнутый виток. В. Ротор, состоящий из двух секторов. Две пластины ротора выбраны не случайно, при повороте антенны перекосы в плоскости вращения. В нашем случае перекос ротора относительно статора не влечёт за собой изменения ёмкости конденсатора, так как ёмкости имеют небольшие значения (например для диапазона 14 МГц она ровна 150пф) конденсатор получается небольших размеров. Регулировка ёмкости производится отодвиганием ротора от оси влево или вправо.
Зазор между пластинами около 12 мм, в нижней пластине ротора нужно просверлить несколько отверстий или наклонить под небольшим углом для стока воды, чтобы в зимнее время не образовывался лёд. Сверху на роторную пластину можно прикрепить лёгкий диск из диэлектрика, например из тонкого оргстекла. Гладкая поверхность оргстекла и плохая теплопроводность предохраняет от налипания снега.
Антенна типа «квадрат»
Антенны типа одиночный квадрат, двойной или тройной квадрат, пользуются большой популярностью у радиолюбителей. Антенны такого типа подробно описаны во многих издания. Обратим внимание на вопросы связанные с симметрированием и согласованием. В литературе, посвященной радиолюбительским антеннам, мало внимания уделяется симметрированию антенн. Независимо от того, простая антенна или сложная, применение симметрирующего устройства необходимо. Наличие асимметрии приводит к искажению диаграммы направленности, к росту уровня бокового излучения, изменению формы главного лепестка диаграммы направленности. Отраженная волна создает напряжение на корпусе передатчика, даже в том случае, если он заземлен. Симметрирующее устройство устраняет затекание тока по внешней оболочке кабеля. Без симметрирующего устройства антенна вместе с кабелем имеет сложный вид поляризации. Например: антенна может иметь горизонтальную поляризации, а кабель снижения вертикальную. Такая система более
Питание рамки таким способом обеспечивает симметрирование антенны, а так же понижает сопротивление рамки до 46 Ом. Происходит это следующим образом, сторона рамки, отрезок С.В.А. имеет длину 0,5 в самом кабеле, с учетом укорочения, 0,5 лямбда — зто отрезок С.В.Е. Сопротивление рамки в точках CD 110 Ом отрезок С.В.Е. является полуволновым повторителем, значит в точке Е сопротивление 110 Ом, а вот отрезок Е.А. входящий в полотно рамки является фазовращателем или трансформатором сопротивлений, поэтому в точке А, мы имеем сопротивление 46 Ом. Для согласования по сопротивлению такой рамки, с кабелем питания 50 Ом необходимо согласно Рис.5 изменить форму рамки, то есть сжать ее по вертикали до нужного нам сопротивления. В точке А оплетки кабеля левой и правой стороны рамки спаять вместе. Удобнее поставить два СР разъема и тройник. См. Рис.6. В правом отрезке кабеля к разъему припаять только оплетку кабеля. Центральная жила РК кабеля не запаивается, а из самого разъема удалить центральный контакт. Если требуется сохранить входное сопротивление рамки в пределах 110 Ом, симметрирующee устройство можно выполнить двухпроводной линией с волновым сопротивлением 110 Ом.
Теперь представим себе квадрат, стоящий на вершине см. Рис.7. Для придания конструкции механической прочности такую антенну нужно расчалить оттяжками. Полотно антенны и оттяжки, можно выполнить из одного и того же провода, например биметалл или антенный канатик. Четвертьволновые шлейфы выполнены в виде двухпроводной линии, расстояние между проводниками выдерживается с помощью изоляторов. Эти шлейфы образуют нижние стороны квадрата. Отрезки проводников B.F.D.G. являются дополнительными полуволновыми вибраторами. Точки F и G крепятся через изоляторы дополнительными диэлектрическими оттяжками. Вместо диэлектрических оттяжек можно применить провод часто разбитый изоляторами Рис.7.
Дополнительные полуволновые вибраторы (оттяжки) удобно настраивать в резонанс короткими шлейфами, которые расположены в середине каждого вибратора. Такие оттяжки (вибраторы) можно применять в одно и двух элементных антеннах, двухэлементных с переключаемой диаграммой направленности типа G4ZU. Если снабдить малые шлейфы вибраторов переключателями применив реле, то это даст возможность при переключении диаграммы направленности основной антенны, переключать дополнительные вибраторы антенны, делая из них директор или рефлектор, укорачивая или удлиняя шлейфы. Реле располагается на шлейфе, а провод управления реле проводится параллельно вибратору к точке В и опускается вниз к точке А, вдоль провода шлейфа В.А. (управляющий провод в изоляции). Второй провод питания реле общий земляной, для всех реле. Точка А. является точкой нулевого потенциала. В точке А. провод питания реле, должен быть разбит дросселем и шунтирован с двух сторон емкостями на землю. То же самое сделать и с остальными проводами питания реле. Это предотвратит наводки на провода управления. Симметрирование и согласование такого квадрата с трансформацией сопротивления можно сделать по схеме см. Рис.4, как для одиночного, так и для двойного квадрата с переключаемой диаграммой направленности.
