Mała kwadratowa antena. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Mała kwadratowa antena. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny HF

Komentarze do artykułu

Wśród problemów, z którymi borykają się krótkofalowcy, być może głównym jest problem z wytworzeniem wystarczająco skutecznej, a jednocześnie niezbyt skomplikowanej pod względem konstrukcyjnym anteny. Nie ma wątpliwości, że obrotowa antena kierunkowa może zapewnić najlepsze rezultaty. Jednak prawie wszystkie anteny końcowego typu są dość nieporęczne i złożone konstrukcyjnie, co utrudnia korzystanie z nich wielu amatorom.

W opublikowanym poniżej artykule zaproponowano metodę znacznego zmniejszenia wymiarów geometrycznych przy zachowaniu odpowiednio wysokiej wydajności anten, co niewątpliwie zainteresuje pracowników krótkofalowych.

Autor celowo nie podaje konkretnej konstrukcji anteny, gdyż ma nadzieję, że szeroka gama krótkofalówek przetestuje opisaną metodę na antenach o różnym stopniu redukcji, przeznaczonych dla różnych zasięgów, o różnej konstrukcji.

W ostatnich latach na łamach prasy krótkofalowej pojawiło się wiele opisów różnych anten krótkofalowych o małych rozmiarach, w których elektryczne wydłużenie do długości rezonansowej uzyskuje się za pomocą elementów reaktywnych (indukcyjności, pojemności, odcinki linii). Zmniejszenie wymiarów geometrycznych ułatwia instalację anteny i upraszcza konstrukcję urządzeń podtrzymujących.

Niektórzy radioamatorzy traktują takie anteny z pewnym sceptycyzmem, tłumacząc, że każda antena geometrycznie zredukowana działa gorzej niż antena pełnowymiarowa. Nie można się z tym nie zgodzić. Rzeczywiście, przy każdym rodzaju skrócenia wibratora zmniejsza się obszar ograniczony wykresem rozkładu przepływającego przez niego prądu (zwany dalej „obszarem prądu”), a w konsekwencji wydajność anteny. Jednak stopień redukcji sprawności zależy nie tylko od stopnia redukcji geometrycznej, ale także od sposobu elektrycznego przedłużenia anteny. Dodatkowo czasami okazuje się, że mniejsza antena w rzeczywistych warunkach sprawdza się nawet lepiej niż pełnowymiarowa ze względu na redystrybucję strat energii i promieniowania np. gdy mniejsza antena jest zamontowana na znacznie większej wysokości nad otoczeniem powierzchnia. Oczywiście małe anteny mogą również przyciągnąć uwagę radioamatorów, którzy z jakiegoś powodu nie mają możliwości zainstalowania pełnowymiarowej anteny.

Fig. 1a przedstawia pełnowymiarowy wibrator półfalowy; 1c - wibrator, którego wydłużenie elektryczne osiąga się dzięki obciążeniu pojemnościowemu na końcach. Dla każdego wibratora pokazany jest bieżący rozkład wzdłuż niego. Jak widać na rysunkach, maksymalny obszar prądu jest obserwowany dla pełnowymiarowego wibratora.

Mała kwadratowa antena
Ris.1

W przypadku pozostałych dwóch wibratorów widzimy, że przy znacznym stopniu wydłużenia elektrycznego obszar prądu ma tendencję do prostokąta o wysokości Imax w przypadku włączenia pojemności, a w drugim przypadku do trójkąta o wysokości I

Rysunek 2a pokazuje kwadratowy wibrator z jednym z jego rogów skierowanym w dół. Jeśli antena jest zasilana symetrycznie w punkcie A lub B, anty-węzeł napięciowy będzie w punktach C i D, a prądowy w punktach A i B. Wibrator można wydłużyć elektrycznie, łącznie z indukcyjnością w zerwaniu drutu w punkcie A lub B, lub pojemność pomiędzy punktami C i D. Ta ostatnia metoda jest również w tym przypadku bardziej korzystna. W efekcie otrzymujemy wibrator w postaci pokazanej na rys. 2b o wymiarach geometrycznych mniejszych niż kwadrat z rys. 2a, ale o tej samej częstotliwości rezonansowej.

Mała kwadratowa antena
Ris.2

W celu praktycznej weryfikacji możliwości elektrycznego przedłużenia anteny kwadratowej za pomocą pojemności, przeprowadzono eksperyment na modelu zredukowanym przy częstotliwości około 100 MHz. Kwadrat wykonany jest z drutu o średnicy 1,2 mm. Wielkość boku kwadratu wynosi 76 cm, wyniki eksperymentu przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1
a, patrz S, pf fres, MHz
0 0 102
10 0 101
20 0 98
30 0 97
40 0 96
50 0 94
50 8 65
50 15 54
50 20 50

Jak widać z tabeli, wraz ze wzrostem długości drutu a (ryc. 2, b) częstotliwość rezonansowa kwadratu maleje, chociaż pojemność C nie jest jeszcze podłączona. Wynika to z faktu, że same poziome przewody elektrycznie wydłużają antenę ze względu na dodatkową pojemność, którą tworzą. Przy podłączeniu pojemności C równej 20 pF częstotliwość rezonansowa wibratora została zmniejszona o połowę w stosunku do oryginału.

Szacunkowe wartości sprawności w zależności od stosunku wymiarów anteny małogabarytowej do wymiarów konwencjonalnej, bez uwzględnienia strat w izolatorach, przedstawia tabela 2.

Tabela 2
Stosunek wielkości efektywność antena małogabarytowa w stosunku do pełnowymiarowej, %
Rozszerzenie elektryczne z pojemnością Przedłużenie elektryczne za pomocą indukcyjności
0,9 ~ 99 85
0.8 95 70
0.7 90 55
0,65 85 50
0,6 80 40
0 55 75 35
0,5 70 30

Wibratory wydłużane elektrycznie to elementy, z których można zmontować antenę wieloelementową. Poniżej rozważamy konstrukcję „podwójnego kwadratu” złożonego z elementów elektrycznie wydłużanych pojemnością.

Jeśli punkt zasilania anteny zostanie wybrany w wierzchołku A, to w przypadku symetrii elektrycznej anteny napięcie w punkcie B będzie wynosić 0. Napięcie w punkcie A będzie zależeć od obwodu zasilania anteny. Więc. podczas korzystania ze schematu dopasowywania g, który jest powszechny wśród radioamatorów, napięcie w punkcie A również będzie bliskie zeru. Ogólnie rzecz biorąc, pozwala to na użycie metalowej rury jako pionowego pręta, który nie jest izolowany od drutów wibratora. Jednak przy niewielkim naruszeniu symetrii w pionowym pręcie pojawi się prąd, który zakłóci normalne działanie anteny.

Rolę poziomej części wibratora może pełnić metalowy pręt podtrzymujący, ale musi on być złamany w środku i odizolowany od pionowego pręta. Zmienny kondensator jest podłączony do tego samego punktu na poziomym pręcie. Szkic takiej konstrukcji pokazano na rys. 3a.

Mała kwadratowa antena
Ris.3

Rysunek 3b pokazuje konstrukcję, w której zastosowano dwa kondensatory (C1 i C2) Rama jest zasilana kablem bez pasującego urządzenia. Wirniki kondensatorów mają niewielki potencjał bliski zera, gdy antena jest symetryczna. Zmieniając stosunek pomiędzy pojemnościami C1 i C2 możliwa jest symetryczność anteny. Jeśli nie ma takiej potrzeby, jako kondensatory zmienne można zastosować podwójny blok.

Wartość pojemności kondensatorów zależy od zasięgu, na jaki antena jest zaprojektowana oraz od stopnia jej wydłużenia elektrycznego. We wszystkich praktycznych przypadkach wystarczająca jest maksymalna wartość pojemności 50 pF.

Szczególną uwagę należy zwrócić na izolatory, ponieważ wchodzą one w skład antywęzłów napięciowych i decydują głównie o wielkości strat energii wysokiej częstotliwości.Należy stosować izolatory wykonane z materiałów niskostratnych (porcelana, polistyren, fluoroplastik itp.).

W podobny sposób wykonywany jest pasywny element anteny. Odstęp między wibratorami pozostaje taki sam jak w przypadku anten pełnowymiarowych. Widok ogólny anteny dwuelementowej pokazano na rys.4.

Mała kwadratowa antena
Ris.4

Nie podano konkretnych wymiarów anteny dla konkretnego pasma amatorskiego, ponieważ zależą one od pożądanego stopnia redukcji wymiarów geometrycznych i wymiarów wspierających detali konstrukcyjnych.

Ewentualny błąd podczas oznaczania długości przewodu można łatwo skompensować podczas strojenia anteny kondensatorem C.

Autor: Inż.S. Bunimowicz (UB5UN); Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru

Zobacz inne artykuły Sekcja Anteny HF.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Drukarka paragonów Citizen CT-S310IILAN 06.02.2016

Citizen Systems Europe, producent rozwiązań do drukowania, wypuścił nową, przystępną cenowo drukarkę paragonów, która łączy stylową i kompaktową konstrukcję z interfejsem LAN, dzięki czemu jest kompatybilna z szeroką gamą urządzeń peryferyjnych. Oprócz interfejsu USB, wysokowydajny CT-S310II LAN jest również wyposażony w interfejs Ethernet. Pozwala to użytkownikom na łatwą integrację drukarki z firmową siecią lokalną (LAN) i bardziej elastyczną obsługę drukarki.

Wyposażony we wszystkie niezbędne funkcje, które sprawiają, że idealnie nadaje się do drukowania paragonów handlowych i hotelowych, kuponów i biletów, CT-S310II LAN jest dostępny w dwóch kolorach: czarnym i nowym, śnieżnobiałym. Ta nowa oferta kolorystyczna wychodzi naprzeciw potrzebom klientów, uwzględniając najnowsze trendy w rozwoju urządzeń użytkowych zarówno z komercyjnego, jak i technicznego punktu widzenia.

Drukarka LAN CT-S310II to ulepszona wersja najlepiej sprzedającej się drukarki Citizen CT-S310II, która oferuje nie tylko wysoką prędkość drukowania do 160 mm na sekundę, ale także łatwe ładowanie papieru, a także druk o długiej żywotności (LLP) ).

CT-S310II LAN bezproblemowo integruje się z infrastrukturą POS i jest energooszczędnym rozwiązaniem do drukowania. Osiąga się to dzięki innowacyjnej funkcji oszczędzania papieru (funkcja oszczędzania papieru) i zasilaczowi z certyfikatem Energy Star z zaawansowanymi funkcjami zarządzania energią. Obudowa została zaprojektowana z materiałów nadających się do recyklingu bez użycia halogenów. Użytkownik może wybrać papier o szerokości 80 mm lub 56 mm, co zapewnia ogólną łatwość konserwacji drukarki.

„Firmy zorientowane na klienta wymagają prostych rozwiązań, które spełniają szereg potrzeb, od dobrego wyglądu i łatwości obsługi po jakość druku, szybkość i łatwość konserwacji, szybkość, stylowy wygląd i lepszą łączność” — powiedział Yorck Schussler, kierownik Citizen.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Solar Impulse 2 kończy lot dookoła świata

▪ Niebezpieczeństwa dla produkcji wina

▪ Przycisk śmierci w procesorze Qualcomm Snapdragon 810

▪ Korzyści z edukacji dla zachowania pamięci

▪ Inteligentna sadzarka PAU

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Narzędzia i mechanizmy dla rolnictwa. Wybór artykułu

▪ artykuł Ręce precz! Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czy na Marsie jest życie? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Praca w szkółkach leśnych. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ Artykuł UZCH oparty na chipie A2030. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Najprostsze obwody przetwornic jednocyklowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn