|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Efekt anteny podajnika. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny. Teoria Normalne działanie ścieżki antenowej w dużej mierze determinuje skuteczność amatorskiej stacji radiowej jako całości. Omawiany w tym artykule efekt może go znacznie zmniejszyć, ponieważ przejawia się on w większości praktycznych konstrukcji anten (w tym fabrycznych). W pierwszej części artykułu przedstawiono przyczyny powstawania efektu anteny dosyłowej i jej wpływ na pracę toru antena-odnośnik. W drugiej części podane zostaną praktyczne zalecenia dotyczące wyeliminowania tego wpływu. Prawie każdy krótkofalowiec doskonale zdaje sobie sprawę z sytuacji, w której praca nadawcza zakłócona jest przez sprzęt elektroniczny w domu - neon świeci po doprowadzeniu do korpusu włączonego nadajnika, a odbiorowi towarzyszą silne zakłócenia pochodzenia lokalnego. Są to najbardziej uderzające przejawy znanego od dawna, ale stosunkowo mało zbadanego efektu antenowego podajnika, którego istotę i cechy opisano w artykule. Istota i przyczyny efektu antenowego podajnika Efekt antenowy zwyczajowo nazywa się zjawiskiem promieniowania lub odbioru fal radiowych przez obiekty do tego nieprzeznaczone. Linia zasilająca powinna być używana tylko do przesyłania energii o wysokiej częstotliwości z nadajnika do anteny lub z anteny do odbiornika. Rozważanie przyczyn efektu anteny podajnika (AEF) rozpoczniemy od trybu nadawania. Jak wiecie, pole elektromagnetyczne emitowane przez antenę jest tworzone przez prądy przemienne przepływające przez jej przewodniki. Prawie zawsze antena nie znajduje się w wolnej przestrzeni. W jego bezpośrednim sąsiedztwie (na przykład w zakresie długości fali l) może znajdować się wiele obiektów. Są to przewody zasilające, nadawcze i komunikacyjne, maszty przewodzące, podpory i odciągi, rury, olinowanie, armatura, nadwozia i kadłuby pojazdów, dachy i ściany budynków, nadwozie operatora i nawierzchnia. Jeśli prądy w jakiś sposób powstaną w obiektach otoczenia (indukowane na przykład przez bliskie pole anteny), to pole promieniowania wytworzone przez te prądy sumuje się z polem z prądów anteny. Antena wraz z otoczeniem będzie nazywana systemem antenowym (AS). W takich warunkach charakterystyka głośników może znacznie różnić się od obliczonej charakterystyki samej anteny. Aby charakterystyka głośników była mniej zależna od otoczenia, starają się podnieść antenę wyżej, zainstalować ją dalej od konstrukcji przewodzących, wykonać niemetalowe maszty, usztywnienia. Jednym z najbliższych i zasadniczo nieusuwalnych obiektów otoczenia anteny jest podajnik, który ją zasila. Najprostszym podajnikiem jest otwarta linia dwuprzewodowa. W idealnym przypadku chwilowe wartości prądów w przewodach linii w dowolnym odcinku podajnika i w dowolnym momencie są takie same pod względem wielkości i przeciwne w kierunku, tj. suma prądów obu drutów podajnika w dowolnej sekcji jest równa zeru. Takie prądy nazwiemy antyfazą. Otwarta linia dwuprzewodowa będzie promieniować nawet w tych warunkach, powodem tego jest skończona odległość d między przewodami linii. Linia pionowa promieniuje w płaszczyźnie poziomej fale spolaryzowane pionowo z maksimami w płaszczyźnie linii i fale spolaryzowane poziomo z maksimami prostopadłymi do tej płaszczyzny. Pole promieniowania jest proporcjonalne do stosunku d/l. Promieniowanie linii dwuprzewodowej jest minimalne przy dopasowanym obciążeniu linii i wyraźnie wzrasta wraz z niedopasowaniem, gdy pojawiają się stojące fale prądu. Opisane zjawisko (pod warunkiem występowania prądów stricte przeciwfazowych w układzie przewodowym podajnika) nazywamy efektem antenowym podajnika II rodzaju (AEF-2) [2]. W praktyce objawia się to bardzo słabo. Na przykład przy częstotliwości 1 MHz linia z kabla telewizyjnego KATV (lub KATP) o długości l / 145 przy d \u2d 10 mm promieniuje pole około 50 razy słabsze z powodu tego efektu niż półfala wibrator pętlowy podłączony do tej linii. Istnieje wiele powodów, dla których suma prądów wszystkich drutów w przekroju linii zasilającej może być różna od zera. Z wykresu wektorowego (rys. 1) wynika, że przy dowolnej różnicy faz i amplitud prądów I1 i I2 w oddzielnych przewodach prądy te można przedstawić jako sumę przeciwfazy I1p = -I2p i w fazie I1c = I2c składniki (te ostatnie są czasami nazywane jednym cyklem). Pola wytwarzane przez prądy wspólne różnych przewodów nie są kompensowane (jako przeciwfazowe), ale sumowane. Jeśli długość podajnika jest porównywalna do l, to ich suma może wytworzyć duże dodatkowe promieniowanie. Zjawisko to nazywane jest efektem antenowym podajnika I rodzaju (AEF-1) [1]. Jest zauważalnie poważniejszy niż AEF-1, o czym będzie mowa poniżej.
Ponieważ AEF pierwszego rodzaju (dalej po prostu AEF) jest związany z prądami w trybie wspólnym, problem określenia jego przyczyn można sprowadzić do znalezienia przyczyn pojawienia się prądów w trybie wspólnym linii zasilającej w trybie transmisji (w tryb odbioru, takie prądy zawsze powstają pod wpływem zewnętrznych pól elektromagnetycznych). Rozważ poziomą antenę dipolową z dwuprzewodowym podajnikiem bez uwzględniania „ziemi”. Założymy, że AU składa się tylko z anteny i podajnika. Pole promieniowania AS w każdym punkcie przestrzeni jest sumą wektorów pól wytworzonych przez prądy wszystkich przewodników AS. Całkowite pole w każdym punkcie zależy od rozkładu prądów wzdłuż przewodów systemu. Ten rozkład przy danej częstotliwości jest jednoznacznie określony przez kształt, rozmiar i rozmieszczenie przewodów prądu przemiennego, a także metodę wzbudzenia. Wystarczająco oczywiste rozważania prowadzą do wniosku (potwierdzonego obliczeniami i praktyką), że przy geometrycznej symetrii AU i symetrycznym (ściśle przeciwfazie) wzbudzeniu, rozkład prądów będzie również symetryczny zarówno wzdłuż przewodów antenowych, jak i wzdłuż przewodów zasilających. W takim przypadku suma prądów wspólnych wszystkich przewodów podajnika będzie równa zeru. Przykład takiego przypadku pokazano na modelu na rys. 2a. Prądy przewodów podajnika symetrycznego są takie same pod względem amplitudy i antyfazy, o czym decyduje symetria ramion anteny wibracyjnej i symetryczne położenie podajnika symetrycznego względem tych ramion, a także symetryczne połączenie generator do początku linii zasilającej.
Każda z następujących przyczyn może prowadzić do pojawienia się prądów w trybie wspólnym: asymetria anteny (asymetria geometryczna ramion, zasilanie nie jest pośrodku, ryc. 2, b); asymetria podajnika (różne średnice lub długości drutów, ryc. 2, c); asymetria SS jako całości (asymetryczne względne położenie anteny i podajnika, ryc. 2, d). Biorąc pod uwagę „ziemię”, asymetrię geometryczną AS względem „ziemia” (ryc. 2e) i asymetrię elektryczną źródła względem „ziemia” (Z1 nie jest równa Z2, ryc. 2f ) zostanie tutaj dodany. Jeśli w poprzedniej sytuacji możliwa jest w zasadzie pełna symetria, to przy zasilaniu anteny symetrycznej przez zasilacz koncentryczny (zasadniczo asymetryczny) bez podejmowania specjalnych środków, AEF-1 jest po prostu nieunikniony, chociaż taki zasilacz jest wolny od AEF-2. Cechą linii koncentrycznej jest to, że przy wysokich częstotliwościach radiowych można ją uznać nie za linię dwuprzewodową, ale jako linię trzyprzewodową. Prądy na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni osłony kabla mogą się różnić ze względu na efekt naskórkowości. Aby przeanalizować prądy w trybie wspólnym w modelu, można przedstawić zewnętrzną powierzchnię osłony kabla za pomocą jednego przewodu i podłączyć generator bezpośrednio do anteny. W przypadku, gdy żyła środkowa kabla jest podłączona do jednego ramienia anteny symetrycznej, a oplot do drugiego (model - rys. 3,a), to nawet przy geometrycznie symetrycznym położeniu kabla względem anteny , w głośniku pojawi się AEF. Powodem jest elektryczna asymetria podłączenia źródła ekwiwalentnego do geometrycznie symetrycznego głośnika (źródło ma być źródłem punktowym i jest włączone dokładnie na środku anteny, ale po lewej jest jedno ramię anteny, a po prawej to druga plus zewnętrzna powierzchnia osłony kabla!). W tym przypadku rozkład prądu silnie zależy od długości elektrycznej zewnętrznej powierzchni osłony kabla (ze względu na izolację zewnętrzną jest ona o około 1% większa niż długość geometryczna). Przy długości rezonansowej (całkowita liczba połówek fali zawierająca długość uziemienia dla uziemionego dolnego końca lub całkowita liczba półfal plus l/4 dla nieuziemionego końca kabla, jak w naszym przypadku) maksymalna amplituda prądu wspólnego Ic kabla jest maksymalna i może osiągnąć 43% maksymalnej amplitudy prądu l1 lewego ramienia anteny (rys. 3b).
W tym przykładzie wygodnie jest pokazać uproszczony „mechanizm” indukcji prądu wzdłuż zewnętrznej powierzchni oplotu, co pomoże wyraźniej przedstawić procesy fizyczne prowadzące do AEF. Jedna z przyczyn prądu wspólnego jest oczywista: jest to równoważne źródło wzbudzenia, do którego jednego z zacisków podłączony jest przewód zewnętrzny. Jednak ten przewodnik znajduje się również w bliskim polu ramion antenowych, w którym prądy nie są takie same. W rezultacie istnieje inny powód prądów w trybie wspólnym: asymetryczne, a zatem nieskompensowane w lokalizacji podajnika, bliskie pole samej anteny. Taki pomysł jest oczywiście bardzo prymitywny, ale czasami w praktyce zwalczania AEF z jakiegoś powodu ten drugi powód w ogóle nie jest brany pod uwagę. Znacznie asymetryczne w stosunku do „ziemi” (lub dachu) są anteny o polaryzacji pionowej umieszczone na niewielkiej wysokości. Nawet jeśli zapewnimy formalną symetrię względną anteny i podajnika (dipol pionowy przy zasilaniu z boku), AEF jest nieuniknione. W związku z tym podczas pracy transmisyjnej prądy współbieżne mogą wystąpić z jednego z następujących głównych powodów: - asymetria elektryczna źródła wzbudzenia AC lub równoważnego źródła wzbudzenia anteny; - geometryczna asymetria systemu antenowego jako całości: samodzielnie i względem podłoża. W trybie odbioru, pod działaniem zewnętrznych pól elektromagnetycznych na linii zasilającej, w jej przewodach mogą występować zarówno prądy przeciwfazowe, jak i wspólne. Powstają pierwsi w otwartych liniach dwuprzewodowych i bezpośrednio wpływa na wejście odbiornika (AEF drugiego rodzaju). W każdej linii zasilającej występują prądy wspólne. Zgodnie z zasadą wzajemności wpływ tych prądów na wejście odbiornika (AEF I rodzaju) jest tym silniejszy, im większe jest względne natężenie prądów współbieżnych zasilacza tego SZR w transmisji tryb. Tylko prądy przeciwfazowe zasilacza mogą działać bezpośrednio na prawidłowo wykonane wejście odbiornika. „Mechanizm” przetwarzania prądów wspólnych w trybie odbioru na prądy przeciwfazowe jest podobny do opisanego powyżej dla zasilacza koncentrycznego w trybie nadawania. Jednym ze sposobów jest połączenie zewnętrznej powierzchni oplotu z wewnętrzną w miejscu połączenia anteny, a drugim - poprzez antenę za pomocą prądów bliskiego pola wspólnego, które są asymetryczne dla różnych ramion anteny, z głośnikiem asymetrycznym. Charakterystyki AU, z uwzględnieniem podajnika jako jego części, różnią się od obliczonych charakterystyk anteny bez uwzględnienia wpływu podajnika. Tak więc AEF to nie tylko odbiór lub transmisja bezpośrednio przez podajnik, więc koncepcję można rozszerzyć. AEF w szerokim znaczeniu to wpływ podajnika na charakterystykę systemu antenowego (zarówno podczas odbioru jak i nadawania). Rozważmy ten wpływ bardziej szczegółowo. Manifestacje efektu antenowego podajnika Najbardziej uderzające objawy AEF zostały odnotowane powyżej. Rozważmy te i możliwe inne znaczące przejawy AEF bardziej szczegółowo. Jako przykłady weźmy poziomy wibrator półfalowy i dobrze znaną antenę pionową GP o wysokości l/4 z trzema przeciwwagami o tej samej długości, montowanymi pod kątem 135" do grzejnika. Impedancja wejściowa takiej antena w wolnej przestrzeni i bez uwzględnienia wpływu podajnika jest czysto aktywna i wynosi około 50 Ohm Wzór pionowy (DN) i rozkład prądów przez przewody kołka (I4) i przeciwwagi (I1 - I2) dla tego przypadku pokazano na rys. 4. Wszystkie podane tu charakterystyki uzyskano za pomocą symulacji komputerowych bez uwzględniania strat.
Podczas transmisji mogą wystąpić następujące objawy AEF. 1. Pojawienie się promieniowania AS o polaryzacji niepodstawowej. Jeśli główna polaryzacja anteny jest pionowa, a podajnik nie jest pionowy, promieniowanie podajnika pojawi się ze składową poziomą. Jeśli główna polaryzacja anteny jest pozioma, a podajnik nie jest poziomy, promieniowanie podajnika pojawi się ze składową pionową. Przykład - DN w płaszczyźnie pionowej rys. 5 dla dipola poziomego. Składowa pionowa pola EQze względu na AEF wynosi około 30% użytecznej poziomej Ej. A to bardzo niepożądany efekt, na przykład przy odbiorze telewizji. 2. Zmiana RP z główną polaryzacją. Promieniowanie podajnika z główną polaryzacją może prowadzić do znacznej zmiany głównego RP (na przykład dla anten pionowych w płaszczyźnie pionowej): współczynnik kierunkowości zmienia się w głównym kierunku (może to być spadek lub wzrost ), niechciane płaty pojawiają się w innych kierunkach. Przykładem jest ryc. 6 dla anteny GP z nieuziemionym kablem o długości 9l/4. Jeżeli kabel o polaryzacji głównej nie promieniuje, to na skutek naruszenia symetrii wzbudzenia może nastąpić zmiana wzoru (rys. 7 dla Eph dipola poziomego).
3. Zmiana złożonej rezystancji wejściowej. W przypadku anteny GP, w zależności od długości zasilacza koncentrycznego, składnik aktywny R rezystancji zespolonej w punktach wzbudzenia Zin = R + jX może wynosić od 42 do 100 omów, a składnik reaktywny X - od -40 do + 17 omów. 4. Zmiana rezystancji wejściowej związana jest ze zmianą współczynnika fali stojącej (SWR) w linii zasilającej. Na ryc. Rysunek 8 przedstawia zależności SWR dla anteny GP przy l=10,9 m: 1 - przy "normalnym" połączeniu kablowym z anteną; 2 - z doskonałą „izolacją” zewnętrznej powierzchni oplotu w miejscu połączenia z anteną. Jak widać z wykresów SWR w obu przypadkach zależy od długości zasilacza, co nie powinno wystąpić przy braku prądów wspólnych (AEF) i strat w zasilaczu [2]. Zauważamy tutaj, że to prądy w trybie wspólnym prowadzą do zmiany SWR (poprzez Zin), ale nie odwrotnie! Zależność AEF-2 od SWR ma inny „mechanizm”.
5. Słaby SWR oznacza obecność znacznej części fal stojących w prądach zasilających, które nie biorą udziału w przekazywaniu energii RF. W prawdziwym kablu straty wzrastają, w wyniku czego spada sprawność układu antenowo-dosyłowego. Same prądy współbieżne również prowadzą do dodatkowych strat energii dostarczanej do AC. 6. Pogorszenie DN i SWR, spadek sprawności zmniejszają potencjał energetyczny łącza radiowego. Zmniejsza się zasięg niezawodnego odbioru, a do osiągnięcia obliczonej jakości komunikacji wymagane jest zwiększenie mocy. A to dodatkowy koszt energii. Jednocześnie zaostrzają się problemy w punktach 7-9. 7. Zmiana wzoru prowadzi do pojawienia się promieniowania w nieprzewidzianych kierunkach, co może powodować intensywne zakłócenia lub poziomy pola niedopuszczalne zgodnie z normami sanitarnymi. 8. Jeżeli zasilacz znajduje się w pobliżu innych linii, na przykład linii energetycznych lub telefonicznych, obecność z nimi połączenia indukcyjnego w obecności AEF może prowadzić do poważnych trudności w zapewnieniu wspólnej pracy radiostacji z innymi środkami elektronicznymi (silne wzajemne zakłócenia podczas nadawania i odbioru). 9. W pobliżu podajnika urządzenia nadawczego może powstać zauważalne pole elektromagnetyczne, porównywalne z polami w pobliżu aktywnych części AU. Wszystko, co dotyczy zmian w ogólnej charakterystyce głośników nadawczych, dotyczy w równym stopniu głośników odbiorczych (DN, impedancja wejściowa, SWR, sprawność). Zewnętrzne źródła zakłóceń z polaryzacją niepierwotną lub w obszarze dodatkowych listków wzorca promieniowania lub w pobliżu podajnika, w obecności AEF, będą tworzyć dodatkowe tło zakłóceń podczas odbioru. Zwracamy uwagę na kilka ogólnych cech manifestacji AEF: 1. AEF silniej objawia się wymiarami rezonansowymi podajnika, a słabiej wymiarami nierezonansowymi. 2. Charakter zmiany RP w obecności AEF zależy od długości podajnika. Im dłuższy podajnik pionowy, tym większe wcięcie DN w płaszczyźnie pionowej. 3. Wzmocnienie AS w głównym kierunku w obecności AEF może być zarówno większe, jak i mniejsze niż bez uwzględnienia AEF. 4. AEF objawia się tym silniejszy, im silniejsze pole bliskie anteny jest podajnikiem. W tym sensie rozważana antena GP jest jedną z najbardziej wrażliwych. 5. W przypadku anten wibracyjnych (dipolowych) AEF jest bardziej wyraźny niż w przypadku anten pętlowych. 6. W przypadku anten o polaryzacji pionowej AEF pojawia się częściej i jest silniejszy niż w przypadku anten o polaryzacji poziomej. 7. Wpływ podajnika na charakterystykę AU jest tym silniejszy, im mniejsza jest antena i im mniejsza jest jej sprawność. Dlatego AEF jest bardzo niebezpieczny dla małych elektrycznie anten. 8. AEF jest szczególnie niebezpieczny dla anten wysokokierunkowych, aw szczególności anten DF. 9. Manifestacja AEF podczas odbierania AS jest nie mniejsza, ale nawet poważniejsza niż podczas nadawania. To właśnie dla głośników odbiorczych pojawił się ten problem po raz pierwszy. Środki zapobiegawcze i łagodzące AEF Sposoby osłabienia AEF są w dużej mierze zdeterminowane przyczynami, które je powodują. Zostały one omówione w pierwszej części artykułu. Zauważ, że AEF można całkowicie wyeliminować tylko teoretycznie. Dlatego terminy „zapobieganie” i „tłumienie” należy rozumieć jako różne sposoby zmniejszenia szkodliwych skutków AEF, odpowiednio, na etapach przed i po instalacji anteny. W tej samej kolejności środki łagodzące są wymienione ogólnie i dla każdej konkretnej sytuacji: projekt - instalacja - eksploatacja. W przypadku symetrycznych podajników dwuprzewodowych w symetrycznym AS z symetrycznym połączeniem (w przypadku braku prądów wspólnych), AEF drugiego rodzaju można znacznie osłabić na różne sposoby i ich kombinacje:
Dla dowolnych podajników walka z AEF pierwszego rodzaju jest bardziej znacząca, szczególnie niebezpieczna i związana z obecnością prądów w trybie wspólnym w podajniku. Najpierw podajemy krótki przegląd środków technicznych odpowiednich do eliminacji AEF pierwszego rodzaju. W istocie jest to walka albo z pojawieniem się prądów w trybie wspólnym w trybie nadawania, albo z ich przekształceniem w prądy przeciwfazowe w trybie odbioru. Urządzenia równoważące lub urządzenia do łączenia systemów symetrycznych z asymetrycznymi (dla zwięzłości użyjemy angielskiego skrótu BALUN - od zbalansowanego do niezrównoważonego). W trybie transmisji warunki symetrii elektrycznej [3] są określone przez równości (rys. 10): Z1=Z2; (jeden) U1=U2; (2) l1=2; (3) la = funt; (cztery) lc=0. (pięć)
Istnieje ponad 100 [3] odmian BALUNów i wiele różnych klasyfikacji, spośród których najprostsza jest najbardziej interesująca dla naszych celów. Większość z tych urządzeń można podzielić na dwie grupy [4]: pierwsza – zapewniająca U1=U2 (napięcie BALUN, V-BALUN); drugi - podanie I1=I2 (aktualny BALUN, C-BALUN). Do pierwszej grupy należą np. znane, małogabarytowe transformatory typu U-bend [5] na ferrytowych rdzeniach magnetycznych (rys. 11, a), druga grupa to urządzenia blokujące tryb wspólny. Są zarówno rezonansowe (szkło ćwierćfalowe), jak i aperiodyczne (typ dławika). Te ostatnie są również czasami wykonywane na ferrytowych rdzeniach magnetycznych (rys. 11b, patrz [6]). Ściśle mówiąc, te pierwsze zapewniają równość pola elektromagnetycznego w obwodach z Z1 i Z2, więc warunek (2) obowiązuje tylko wtedy, gdy spełniony jest warunek (1). Dla systemów symetrycznych warunek (1) jest spełniony. Ale te ostatnie reprezentują po prostu duży opór dla prądu Ic (i tylko dla niego). Dlatego możemy założyć, że prąd Ic w miejscu podłączenia kabla do anteny jest bliski zeru, stąd I1~I2. Wyeliminowaliśmy jednak tylko jedną przyczynę prądów wspólnych. W głośniku asymetrycznym (z asymetrią geometryczną lub wzbudzeniem asymetrycznym) wciąż nieskompensowane pole bliskie anteny działa na zewnętrzną powierzchnię oplotu.
Urządzenia izolujące (Line Isolator, LI) służą do elektrycznego rozdzielenia zewnętrznej powierzchni osłony podajnika na sekcje nierezonansowe w celu tłumienia prądów wspólnych indukowanych przez pole bliskie w niezrównoważonym głośniku. Aby to zrobić, na ścieżce prądów w trybie wspólnym konieczne jest zapewnienie dużej rezystancji w kilku miejscach w odstępie l / 4. Jako LI można stosować zarówno dławiki rezonansowe, jak i aperiodyczne typu C-BALUN 1:1 (rys. 11, b i c). W rzeczywistości C-BALUN 1:1 jest izolatorem liniowym używanym do wyważania. Ustalono, że dla dobrej sprawności aperiodycznego LI impedancja uzwojenia cewki indukcyjnej musi wynosić co najmniej 2 ... 3 kiloomy. Jeśli z grubego kabla nie można wykonać kompaktowej cewki indukcyjnej na pierścieniu ferrytowym, można wykonać cewkę z kabla bez obwodu magnetycznego lub włożyć małą cewkę indukcyjną w przerwę kabla (zarówno środkowy przewodnik, jak i oplot!) 11b, nawinięty linią dwuprzewodową odpowiadającą impedancji falowej kabla i mocy nadajnika. Takie urządzenie nie prowadzi do dużych strat, ponieważ przy dużej rezystancji prąd w trybie wspólnym jest znikomy. Obwód magnetyczny w tym przypadku nie jest silnie namagnesowany, co jest jednak typowe dla wszystkich tego typu urządzeń LI i wyważających. Pochłaniacze fal powierzchniowych prądu wspólnego na zasilaczu koncentrycznym są wykonane z powłok ferromagnetycznych lub stratnych materiałów dielektrycznych. Przykładem jest instalacja pierścieni lub rurek ferrytowych na podajniku współosiowym. Dla dobrego tłumienia na pasmach KB wymagane są pierścienie ferrytowe 50-70 (rys. 12) o początkowej przenikalności magnetycznej m=400...1000. Szczelina między osłoną kabla a pierścieniem powinna być jak najmniejsza. Absorber tego rodzaju można traktować jako izolator liniowy o rozłożonym układzie ze stratami.
Znaczne osłabienie prądu wspólnego występuje również wtedy, gdy wokół kabla występuje stratny dielektryk (woda, gleba, beton). Możesz to sprawdzić nawet owijając palcami miejsce kabla z antywęzłem napięcia. W tym sensie wskazane jest prowadzenie kabla nie w wolnej przestrzeni, ale w kanale wentylacyjnym (wzdłuż ściany, w ziemi itp.), nie wspominając o specjalnych powłokach kabla z związkami zawierającymi grafit. Rozważ możliwe środki i środki zwalczania AEF-1 w różnych sytuacjach. 1. Antena symetryczna, podajnik symetryczny: - zapewnienie geometrycznej symetrii JA względem podłoża; - zapewnienie symetrii elektrycznej podłączenia AU (podajnika) do radiostacji (w szczególności BALUN pomiędzy zasilaczem a radiostacją, jeśli nie przewidziano podłączenia zasilacza symetrycznego do stacji). 2. Antena symetryczna, zasilacz niesymetryczny (koncentryczny): - urządzenia wyważające: V-BALUN z geometrycznie symetrycznym głośnikiem (ryc. 13, a), jednak przy znacznie asymetrycznym głośniku to nie pomoże (ryc. 13, b) i będzie wymagany C-BALUN;
- Izolacja HF zewnętrznej powierzchni oplotu zasilacza w miejscu podłączenia do anteny - jest to właściwie C-BALUN (rys. 13, c dla długości kabla nierezonansowego; rys. 13, d dla rezonansowego) ; - rozdrobnienie zewnętrznej powierzchni oplotu zasilacza wzdłuż HF (seria izolatorów liniowych HF LI, co najmniej dwa, o skoku l/4, zaczynając od anteny); - Pochłaniacze fal w trybie wspólnym (pierścienie ferrytowe); - geometryczne wyważanie AU (w obecności urządzenia równoważącego); - dobór długości nierezonansowej podajnika (rys. 13, c). 3. Antena niezbalansowana, zasilacz zbalansowany (nie często, ale używany): - zapewnienie geometrycznej symetrii UA; - zapewnienie symetrycznego połączenia podajnika z obu stron. 4. Antena niezbalansowana, zasilacz niezbalansowany (jedna z najczęstszych kombinacji i najbardziej wrażliwych urządzeń balansujących typu V-BALUN nie zapisuje tutaj): - C-BALUN w funkcji izolatora linii w miejscu podłączenia zasilacza do anteny (zapewnia w tym miejscu lc=0 - pomiar tutaj jest konieczny, ale najczęściej niewystarczający); - przeciwwagi ćwierćfalowe, tuleje na powłoce kabla, dławiki blokujące, pętle kablowe i cewki; - rozdrobnienie zewnętrznej powierzchni oplotu zasilającego wzdłuż HF (seria izolatorów liniowych HF LI w możliwych antywęzłach prądowych przez l/4); - absorbery fali prądu wspólnego (pierścienie ferrytowe); - dobór nierezonansowej długości podajnika. Kilka przykładów charakterystyk anteny GP podano na rysunku 14:
a - bez tłumienia AEF, długość rezonansowa; b - efekt doboru długości kabla nierezonansowego; c - C-BALUN na długości rezonansowej; d - C-BALUN plus LI; e - C-BALUN plus dwa LI (porównaj z rys. 4 bez AEF). Uziemienie może znacznie osłabić AEF, ale nie zawsze, ale tylko wtedy, gdy nastąpi przejście na nierezonansową długość linii zasilającej + przewodu uziemiającego. Jeśli przy braku uziemienia twój kabel ma już długość nierezonansową (co samo w sobie nie zapewnia braku AEF), to w obecności uziemienia efektywna długość linii zasilających i uziemiających może być bliższa rezonansowy. Ponadto w przypadkach, gdy jest on oddalony od ziemi lub przewód uziemiający jest używany do innych urządzeń, zaleca się całkowitą rezygnację z uziemienia RF, pozostawiając jedynie uziemienie ochronne (w celu ochrony przed skutkami zwarć i elektryczności statycznej). Najprostszym narzędziem do dobrego odsprzęgnięcia RF od linii zasilającej i uziemiającej jest dławik filtrujący na pierścieniu ferrytowym od równoległych przewodów sieci i uziemienia (rys. 15).
Na ryc. 16 przedstawia ogólny schemat tłumienia AEF środkami technicznymi omówionymi powyżej.
Wymieniamy ogólne kierunki walki z AEF: - przewidywać i eliminować możliwość wystąpienia AEF na etapie planowania; - podjąć rozsądne maksymalne środki, aby zapobiec jego wystąpieniu; - dobre tłumienie AEF zapewnia łączne zastosowanie kilku z powyższych środków; - po zainstalowaniu AU sprawdź obecność AEF i, jeśli to konieczne, osłabij go za pomocą dostępnych środków; - prowadzenie ciągłego lub okresowego monitorowania AEF w trakcie eksploatacji; - bezwzględnie konieczne jest tłumienie AEF ze względów bezpieczeństwa, gdy moc nadajnika przekracza 100W. Kontrole AEF pierwszego rodzaju Do testowania, monitorowania i prowadzenia prac mających na celu tłumienie AEF potrzebne są narzędzia kontrolne. W trybie transmisji sterowanie odbywa się za pomocą najprostszych wskaźników. Najprostszym z nich jest żarówka neonowa. Wskaźnik prądów wspólnych można wykonać na podstawie przekładnika prądowego na pierścieniowym obwodzie magnetycznym wykonanym z ferrytu gatunku M55NN-1, rozmiar K65x40x6 (ryc. 17, a). Uzwojenie pierwotne to kabel wkręcony w pierścień, uzwojenie wtórne - L1 ma 10 zwojów drutu PEV-2 o średnicy 0,15 mm. Pożądane jest, aby czułość głowicy pomiarowej była regulowana. Pierścień przesuwa się wzdłuż kabla tak, aby zawsze znajdował się na środku pierścienia (ryc. 18, a)
Wskaźnik pola elektrycznego (patrz ryc. 17, b) jest dość prosty do wykonania. Długość ramion WA1, WA2 anteny nie przekracza 20 cm Podczas przesuwania końca jednego z ramion wzdłuż kabla (ryc. 18, a) należy upewnić się, że odległość między tym końcem a kablem nie zmienia. Oczywiście możliwe są również inne rodzaje wskaźników: z odłączanym obwodem magnetycznym, z ekranem elektrostatycznym, rezonansowym lub szerokopasmowym, ze wzmacniaczem, światłem lub dźwiękiem itp. Przesuwając wskaźnik wzdłuż podajnika w trybie transmisji obserwuj jego reakcję. W obecności AEF możliwe jest określenie położenia i ocena poziomów antywęzłów (maksimum) prądu lub napięcia. Kontrola AEF w trybie transmisji odbywa się również za pomocą instrumentów, przy użyciu generatora laboratoryjnego (GSS) i odbiornika (ryc. 18, a). Jednak wynik może nie odpowiadać rzeczywistemu AEF, jeśli generator sygnału jest zlokalizowany i uziemiony inaczej niż nadajnik. O wiele wygodniej jest kontrolować AEF w trybie odbioru (ryc. 18,6). Tutaj antena jest podłączona do jego odbiornika, wystarczy upewnić się, że jeśli generator nie jest podłączony do kabla, sygnał z generatora nie wchodzi do odbiornika przez antenę.
Korzystanie z AEF Ogólnie uważa się, że AEF jest zawsze zły dla wszystkich. Ale czasami, za pomocą sztucznie stworzonego rozkładu prądu wspólnego zasilacza, można poprawić niektóre cechy AU (z reguły kosztem pogorszenia innych). Używanie AEF do poprawy SWR poprzez wybór długości podajnika. Wysoki SWR może uszkodzić nadajnik, jeśli nie ma on automatycznej ochrony (niska moc lub po prostu wyłączenie). Radioamatorzy od dawna zauważyli, że czasami można osiągnąć poprawę SWR poprzez zmianę długości podajnika. Jednak nie wszyscy poprawnie reprezentują naturę takiego zjawiska. Wyjaśnia to zależność złożonej impedancji wejściowej głośnika, a tym samym SWR, od długości podajnika w obecności AEF (patrz rys. 8 w pierwszej części artykułu). W szczególności spadek SWR może wystąpić przy zmianie długości kabla rezonansowego na nierezonansowy (co można łatwo sprawdzić za pomocą wskaźnika). Możliwe, że najlepszym wyjściem w tym przypadku byłoby wyeliminowanie przyczyn AEF w bardziej skuteczny sposób, który opisano powyżej. Używanie DEF do poprawy charakterystyki promieniowania. Analizując zależności wzmocnienia anten pionowych od długości podajnika można zauważyć, że AEF nie zawsze prowadzi do pogorszenia. Jeśli pole w odpowiednim kierunku i przy właściwej polaryzacji z prądów zasilających dodamy w fazie z polem z prądów antenowych, można uzyskać dodatkowe wzmocnienie. Najbardziej uderzającym i użytecznym przykładem tego ulepszenia jest stworzenie symetrycznej przeciwwagi z sekcji podajnika w celu utworzenia pionowych anten o łącznej długości 2xl/4, 2xl/2 i 2x5l/8. W najprostszym przypadku odbywa się to za pomocą dławika odcinającego o rezystancji indukcyjnej co najmniej 2000 omów. Aby dobrze osłabić prądy płynące przez podajnik w jego „nieużywanej” części, wskazane jest zainstalowanie jednego lub dwóch takich dławików poniżej głównego w odstępach l/4. W rezultacie możesz zbliżyć się do idealnych diagramów w płaszczyźnie pionowej (ryc. 19). W przypadku anten pionowych jest to prawdopodobnie najłatwiejszy sposób na poprawę wydajności głośników, gdy są one zasilane od dołu. Trzeba tylko upewnić się, że nie ma pasożytniczych rezonansów masztu i odciągów.
Brak zauważalnego AEF jest pierwszym i głównym wymogiem dla każdego systemu antenowego [8]. Antena instalacji radiowej powinna być jedynym źródłem i odbiornikiem emisji radiowej. Problemy związane z AEF są dość poważne i należy je rozwiązać już na etapie projektowania urządzeń antenowo-dosyłowych. Podczas opracowywania anten należy zapewnić urządzenia do zmniejszania AEF. Producenci anten powinni opracować odpowiednie wytyczne dotyczące instalacji anteny i lokalizacji zasilacza. Ważne jest, aby użytkownicy znali przyczyny i objawy AEF, aby byli w stanie im zapobiegać i kontrolować oraz radzić sobie z nimi. Przy określaniu bezpieczeństwa elektromagnetycznego, sporządzaniu paszportu sanitarnego należy wziąć pod uwagę możliwość pojawienia się silnych pól w pobliżu podajnika. literatura 1. Pistohlkors A. A. Anteny odbiorcze. - M.: Svyaztekhizdat, 1937.
Autorzy: Anatolij Greczikhin (UA3TZ), Dmitrij Proskuriakow, Niżny Nowogród; Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Stonehenge na południowym niebie ▪ Nowy system plików dla Windows 8 ▪ Przekształcenie zwykłego materiału w magnes
▪ sekcja strony Dokumentacja normatywna dotycząca ochrony pracy. Wybór artykułu ▪ artykuł Dokładność (dokładność) - dzięki uprzejmości królów. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Co to jest Derby? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Marcina. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Spawarka z silnikiem elektrycznym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony