Obliczanie pionowej anteny ćwierćfalowej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny HF

 Komentarze do artykułu

Jednym z głównych sposobów zmniejszenia zakłóceń odbioru telewizji z nadajników amatorskich jest zastosowanie anten nadawczych o polaryzacji pionowej. Najbardziej powszechna wśród fal krótkich jest pionowa antena ćwierćfalowa („płaszczyzna gruntu”). Antena ta składa się z pionowego pręta, którego długość jest zwykle nieco mniejsza niż jedna czwarta długości fali roboczej emitowanej przez nadajnik, oraz przeciwwagi. Składa się z kilku poziomych wiązek ćwierćfalowych połączonych z osłoną kabla koncentrycznego, przez który z nadajnika dostarczana jest energia o wysokiej częstotliwości.

Rezystancja promieniowania takiej anteny ćwierćfalowej wynosi 28-32 omów (w zależności od zewnętrznej średnicy metalowych rurek, z których jest zbudowana). Dlatego podłączenie anteny do kabla koncentrycznego 50 lub 75 omów spowoduje wprowadzenie fal stojących do kabla i marnowanie energii. Aby dopasować szpilkę pionową do kabla, konieczne jest zastosowanie dodatkowych elementów - cewek indukcyjnych, kondensatorów lub odcinków kabla o określonych parametrach.

Poniżej opisano uproszczoną metodę obliczeń dla anteny „Ground plane” z przeciwwagą poziomą i pasującym do niej odcinkiem kabla. Anteny zbudowane według tego wyliczenia dobrze pracują na jednym paśmie amatorskim (np. 14 MHz) i jednocześnie emitują całkiem zadowalająco na dwóch sąsiednich pasmach (21 i 7 MHz).

Podamy obliczenia na przykładzie numerycznym dla pasma 14 MHz. Połączenie pinu z przewodem zasilającym go i pasującym do niego segmentem kabla oraz oznaczenia ich rozmiarów pokazano na rys.1. jeden.

Ris.1

Do obliczeń konieczna jest znajomość średnicy metalowych rurek lub przewodów, z których będzie wykonany szpilka anteny i belki przeciwwagi. Załóżmy, że do produkcji anteny wykorzystamy rurkę o średnicy zewnętrznej 30 mm,

a przeciwwagę wykonamy z drutu o średnicy 2 mm. Wyznaczamy współczynnik M, który charakteryzuje stosunek długości dipola półfalowego oddalonego od ziemi do średnicy anteny. Stosujemy formułę:

M=150000/(f_(MHz)D_(mm))

Tutaj: f jest średnią częstotliwością zakresu,

D to średnica rurek. Przy f=14,2 MHz i D=30 mm otrzymujemy:

M=150000/(14,2*30)=352

Korzystając ze współczynnika M, określamy na podstawie wykresu (ryc. 2) rezystancję promieniowania anteny ćwierćfalowej R rad (dla częstotliwości rezonansowej): R rad \u30,8d XNUMX oma.

Ris.2

Teraz trzeba obliczyć rzeczywistą rezystancję promieniowania Ry skróconej anteny, którą zbudujemy; ze względu na wpływ ziemi i przeciwwagi różni się od Rizla i wynosi:

Ry=Rizl-Z/4Rizl

Tutaj Z jest impedancją falową kabla koncentrycznego, z którego wykonany jest podajnik. W naszym przykładzie przyjmijmy, że jest równe 75 omów. Następnie:

Ry=30,8-75/4*30,8=30,2 Ом.

Aby obliczyć długość pionowego kołka L, potrzebujesz zgodnie z wykresem na ryc. 3 do wyznaczenia jeszcze dwóch współczynników pomocniczych: Kc, który charakteryzuje zmianę rezystancji anteny wraz ze zmianą jej długości, oraz Kz, który uwzględnia wpływ przeciwwagi i powierzchni ziemi. Otrzymujemy: Kc=535, Kz=0,97.

Ris.3

Wykres do wyznaczania współczynnika K można wykorzystać tylko wtedy, gdy długość anteny zmienia się o nie więcej niż 10%. Jeśli antena jest dłuższa od rezonansowej, to jej impedancja ma charakter indukcyjny, jeśli krótsza, to jest pojemnościowa.

Długość kołka (w mm) określa wzór:

Mamy;

Aby określić długość belek przeciwwagi Lnp, wykonanych z drutu o średnicy 2 mm, obliczamy M:

M=150000/14,2*2=5280 i zgodnie z wykresem na ryc. 3 znajdujemy Ky=0,978. Następnie

Skrócona antena oprócz aktywnej ma także reaktancję pojemnościową. Aby to zrekompensować, zwarty na końcu odcinek kabla jest podłączony równolegle do anteny; jego długość jest dobrana tak, aby jego reaktancja miała charakter indukcyjny o wymaganej wartości. Tę reaktancję indukcyjną definiujemy:

Xc=Z/S=75/1,22=61,5 om

Stosując suwak logarytmiczny lub tabelę stycznych, znajdujemy kąt a, którego tangens jest liczbowo równy stosunkowi uzyskanej wartości Xc do impedancji falowej Zc kabla, z którego będzie wykonany segment dopasowujący. Przy Zc=75 omów:

Xc/Z=61,5/75=0,82 i a=39,4°

Długość skróconego segmentu to:

Lc=(833ab)/f, mm

W tym wzorze b jest współczynnikiem charakteryzującym prędkość propagacji energii wzdłuż kabla. Dla zwykłych kabli z wypełnieniem pełnym (RK-1, RK-3) b=0,67.

W związku z tym,

Lc=(833*38,4*0,67)/114,2=154,9 мм

W obliczeniach opisanych powyżej uwzględniono, że belki przeciwwagi są umieszczone poziomo; jednakże nawet przy ich nachyleniu (pod kątem 30-40° do podłoża) niedopasowanie jest nieznaczne.

Współczynnik fali stojącej (SWR) w podajniku można zmierzyć montując prosty wskaźnik SWR typu mostkowego, którego obwód pokazano na ryc. 4. Tutaj rezystancje R1, R2, R3 i rezystancja promieniowania anteny tworzą most. Jedna z jego przekątnych jest zasilana energią o wysokiej częstotliwości z nadajnika (na złącze). Dioda D1 typu D2E znajduje się na drugiej przekątnej.

Ris.4

Rezystancja R4 służy do zmniejszenia rezystancji wyjściowej źródła energii (nadajnika). Cewka (Dr1) zamyka obwód składowej stałej prądu wyprostowanego; jest to konieczne, jeśli obwód anteny nie ma przewodności galwanicznej.

Gdy równowaga mostu, strzałka urządzenia nie odbiega. Niedopasowanie anteny i kabla powoduje pojawienie się woli stojącej, na co wskazuje odchylenie strzałki. Procedura pomiaru SWR jest następująca:

1. Dostrój nadajnik z anteną na pełną moc promieniowania.

2. Zmniejsz moc do zera, blokując na przykład jedną z lamp wstępnych z ujemnym nastawieniem i odłącz antenę.

3. Połącz wejście nadajnika i złącze Per za pomocą kawałka kabla. na indeksie SW.

4. Stopniowo, bardzo płynnie, aby nie spalić rezystancji R4, zwiększaj moc energii dostarczanej do wskaźnika SWR, aż strzałka instrumentu odchyli się do końca skali.

5. Aby sprawdzić równowagę mostka, tymczasowo podłącz rezystancję 75 omów do złącza Ant; wskazówka miliamperomierza powinna wtedy zejść do zera.

6. Łączenie się z mrówką. kabla koncentrycznego zasilającego antenę, zaznaczamy prąd na skali i wyznaczamy SWR z krzywej pokazanej na rys.5. XNUMX.

Ris.5

Jeżeli zasilacz antenowy nie powoduje znacznych strat, np. jest wykonany z kabla RK-1 lub RK-3 i ma długość nie większą niż 15-20 m, to KSW wynoszący 2, a nawet 2,5 jest całkiem akceptowalny. Suma strat (suma strat w zasilaczu i strat na skutek niedopasowania) w tym przypadku nie przekroczy 0,5 dB. Taki spadek mocy na stacji odbiorczej nie będzie zauważalny dla ucha. Zauważalny spadek głośności odbioru (o 1-2 punkty) można zaobserwować dopiero przy VSWR rzędu 5-8.

W przypadku, gdy zbudowana antena ma nadmierny SWR lub jej wymiary są większe lub mniejsze niż powinny, konieczne jest empiryczne wyregulowanie anteny za pomocą wskaźnika SWR. Antena dłuższa niż to konieczne może być skrócona elektrycznie przez kondensator połączony szeregowo z częścią pionową (rys. 6a). Antenę, która jest za krótka, można przedłużyć elektrycznie, dodając do niej indukcyjność (rys. 6b). W takim przypadku antena jest strojona naprzemiennie, wybierając położenie obu zacisków na cewce. Tutaj część cewki między zaciskami 1 i 2 służy do przedłużenia pionowej części anteny, a dolna część (2-3) zastępuje pasujący zwarty odcinek kabla (rys. 1).

Ris.6

Podsumowując, zauważamy, że na antenie opisanego typu gromadzą się ładunki elektryczności statycznej, szczególnie podczas bliskiej burzy. Dlatego zaleca się stosowanie anten ze zwartymi odcinkami kabla (rys. 1) lub indukcyjnościowych bocznikujących kabel (rys. 6 b) i niezawodne uziemienie powłoki kabla.

Autor: Yu Prozorovsky (UA3AW); Publikacja: N. Bolshakov, 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 Cząsteczki ciemnej materii mogą być ultralekkie 15.03.2015 Do wyjaśnienia cech ruchu galaktyk zaproponowano ciemną materię, która oddziałuje z materią tylko grawitacyjnie i dlatego jest niewidoczna. Jednak nikomu jeszcze nie udało się znaleźć cząstki ciemnej materii. Co więcej, nie jest nawet jasne, gdzie szukać. Większość fizyków uważa, że ​​są to ciężkie cząstki i ma nadzieję znaleźć je w eksperymentach z potężnymi akceleratorami. Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, aby ciemne cząsteczki były jasne. To była lekka cząstka, ważąca jedną setną masy elektronu, którą James Batman z University of Southampton wraz z kolegami zasugerował poszukiwania. Takiej cząstki nie znajdziesz w zderzaczu. Co więcej, jest bardzo prawdopodobne, że w ogóle nie można go znaleźć na Ziemi: ze względu na małą masę nie powinien spaść na naszą planetę - zapobiegnie temu ruch termiczny materii atmosferycznej. Oznacza to, że takie cząstki nie powinny tworzyć skrzepu wewnątrz kosmicznego ciała, o czym spierają się niektórzy badacze, ale chmurę zewnętrzną, rodzaj górnej warstwy atmosfery. W tym celu konieczne jest, aby grawitacja ciała tłumiła energię kinetyczną cząstek kosmicznego strumienia. (Nikt nie wydaje się wątpić, że przez Układ Słoneczny przepływają ciemne cząstki.) W tym przepływie proponuje się łowienie długo oczekiwanej ofiary. Można to zrobić w obiekcie orbitalnym stworzonym przez konsorcjum badawcze MAQRO (Macrscopic Quantum Resonators). Zakłada się, że jeśli chmura najlżejszych nanocząstek substancji znajdzie się na drodze przepływu jasnych ciemnych cząstek, to po zderzeniu z nimi nanocząstki zaczną się poruszać, co można zmierzyć ultraprecyzyjnym urządzeniem . Kiedy taki eksperyment zostanie przeprowadzony, fizycy zbliżą się do rozwiązania zagadki ciemnej materii i będą zadowoleni zarówno z pozytywnego, jak i negatywnego wyniku. Jeśli ciemne cząstki rzeczywiście okażą się ultralekkie, pojawi się nowe pytanie: na jakiej wysokości znajduje się ich chmura i jak zmienia się w czasie?

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Izraelski dron motylkowy

▪ Naukowcy wyjaśnili biel śniegu

▪ Tesla stworzy własnego drona

▪ Mechaniczne klawiatury do gier

▪ Komórki dziecka pozostają w mózgu matki

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki. Wybór artykułów

▪ artykuł Prawa - nie dawaj, prawa - bierz. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Dlaczego jesteśmy spragnieni? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Unabiego. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Urządzenie do wyznaczania konkluzji, budowy i współczynnika przenikania prądu tranzystorów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Obciążenie pozorne do testowania zasilaczy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

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

www.diagram.com.ua
2000-2024