|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Kierunkowe anteny odbiorcze pasm niskich częstotliwości. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny HF Operatorzy na niskich pasmach 160 i 80 metrów nieustannie dążą do poprawy odbioru na swoich stacjach. Problem polega na tym, że anteny, które są skuteczne w transmisji (na przykład wysoki pionowy maszt) zbierają zbyt dużo zakłóceń podczas odbioru. Wydajność anteny odbiorczej nie jest krytyczna, ponieważ poziom zarówno sygnałów, jak i zakłóceń w pasmach niskich częstotliwości jest bardzo wysoki, a poza tym nie jest trudno zastosować niskoszumny przedwzmacniacz tranzystorowy. Ferrytowa antena magnetyczna nie jest pod tym względem zbyt dobra, chociaż ma pewną kierunkowość, mając dwa zera w swojej charakterystyce promieniowania (RP) w postaci lemniskatu (podobnie jak „ósemka”). Antena ferrytowa musi być umieszczona w pomieszczeniu, w którym poziom zakłóceń jest wysoki. Zewnętrzna antena pętlowa jest pod tym względem nieco lepsza, ale jej RP jest taka sama, aw najlepszym razie pozwala jedynie na tłumienie zakłóceń ze zdalnego zlokalizowanego źródła poprzez skierowanie na nie zerowego RP. Prawdziwie kierunkową anteną odbiorczą o niskiej częstotliwości jest antena Beverage Traveling Wave Antenna (TWA), która jest przewodem o długości kilku długości fal, umieszczonym nisko nad ziemią. Jednak niewielu radioamatorów ma luksus zbudowania kilku anten o długości pół kilometra, rozciągniętych w różnych kierunkach! Zagadnienia tworzenia przeciwzakłóceniowych kierunkowych anten odbiorczych w zakresach VLF i LW zostały omówione w pracy zasadniczej [1]. W szczególności wykazano, że połączenie pętli i anteny „statycznej” (pionowej dookólnej) daje charakterystykę kardioidalną. W związku z osłabieniem odbioru z niektórych kierunków nastąpił znaczny spadek poziomu zakłóceń. Antena EWE. W związku z powyższym duże zainteresowanie wzbudziła publikacja WA2WVL dotycząca anteny o nazwie EWE [2]. Przy niewielkich rozmiarach i wzroście ma jednak bardzo dobre RP, zbliżone do kardioidy. W ciągu około roku wielu krótkofalowców zbudowało antenę EWE, zebrało dobre recenzje, a WB2P zasugerowało użycie czterech takich anten, połączonych w punkcie zasilania, do przełączania RP w różnych kierunkach. W kolejnej publikacji [3] WA2WVL wykorzystał ten pomysł budując antenę pokazaną na rys. 1.
Odbiornik jest podłączony do anteny kablem koncentrycznym 50 omów poprzez transformator dopasowujący T1 o współczynniku transformacji 3, dzięki czemu impedancja wejściowa podajnika od strony anteny wzrasta 9-krotnie, do 450 omów. Za pomocą czterech przekaźników, których normalnie otwarte styki pokazano na rysunku, jedna z czterech anten ustawionych w pożądanym kierunku jest podłączona do transformatora. Każda z anten jest prostokątem o wysokości 3 metrów i długości 15 metrów, z transformatorem podłączonym do jednego z pionowych boków i rezystorem do drugiego. Drugie zaciski transformatora i rezystora są uziemione. Konstrukcja jest bardzo podobna do mniejszej kopii anteny Beverage, z tą różnicą, że wymiary anteny są znacznie mniejsze niż długość fali. Ponadto maksymalny odbiór jest po stronie transformatora, a nie rezystora. Schemat anteny, obliczony z uwzględnieniem obecności trzech innych odłączonych anten, pokazano na ryc. 2: a - w płaszczyźnie pionowej; b - w poziomie. Ten wzór jest typowy dla wszystkich takich anten, w tym opisanych poniżej. Maksymalne tłumienie odbioru od tyłu, od strony rezystora, uzyskuje się poprzez jego dokładny dobór. Rezystancja rezystora może wahać się od 400 omów do kilku kiloomów. Antena jest bardzo szerokopasmowa, jej charakterystyka i impedancja wejściowa są utrzymywane w ponad czterokrotnie większym paśmie częstotliwości. Antena nie sprawdza się dobrze w transmisji ze względu na niską wydajność.
W wersji autorskiej antena została zamontowana na pięciu drewnianych słupach, do uziemienia użyto metalowych rurek wbitych w ziemię na około 1,2 m. Autor twierdzi, że ze względu na dużą impedancję anteny rezystancje uziemienia praktycznie nie wpływają na jej operacja. Transformator T1 został nawinięty na pierścień o średnicy około 12,5 mm wykonany z ferrytu o przenikalności magnetycznej 850. Uzwojenie zawierało 11 zwojów drutu złożonego na trzy części. Trzy powstałe uzwojenia połączono szeregowo, jak pokazano na ryc. 1, a do pierwszego z odczepów podłączono złącze koncentryczne zasilacza XW1. Nieco później autor zbudował inny podobny system antenowy około 60 metrów od pierwszego i włączył je jako fazowany układ antenowy, uzyskując jeszcze większy współczynnik kierunkowości (DPC) w zasięgu 160 metrów. Więcej na ten temat opisano w [3]. Ramki K9AY. Eksperymentując z kierunkowymi antenami odbiorczymi w amatorskich pasmach niskich częstotliwości i modelując anteny na komputerze, Gary Breed (K9AY) zaproponował bardzo zwartą konstrukcję dwóch obciążonych ram podniesionych na jednym maszcie [4]. Za pomocą przekaźników zainstalowanych u podstawy masztu możliwe jest przełączanie charakterystyki kardioidalnej w czterech różnych kierunkach. Porównawcze wymiary systemu antenowego czterech EWE o długości wiązki 12 m i ramkach K9AY przedstawiono na rys. 3. Same ramy mają kształt delty, jednak jak podaje autor, kształt i wymiary nie są zbyt krytyczne. U podstawy masztu ramy są uziemione, co zapewnia ochronę odgromową i zmniejsza poziom zakłóceń. Uziom z powodzeniem służy jako podstawa masztu, przy czym preferowane jest wykonanie go z materiału izolacyjnego.
Szkic jednej ramy pokazano na ryc. 4, wysokość najwyższego punktu wynosi 7,5 m, boki są narysowane na 4,5 m, a rogi znajdują się na wysokości 1,5 m. Jak pokazano na rysunku, można w ogóle obejść się bez masztu, zawieszając górny punkt systemu antenowego przez gałąź drzewa, na przykład za pomocą liny. Wygodne jest stosowanie izolatorów nakrętek z otworami w rogach ramy. Dolne końce drutów ramek dociągamy do pręta uziemiającego również za pomocą nakrętek izolacyjnych, końce drutów pozostałe po związaniu izolatorów przesyłamy do wodoszczelnej skrzynki z przekaźnikiem i transformatorem dopasowującym podobnym do opisanego powyżej. Wyjaśniając zasadę działania anteny, autor zwraca uwagę na jej podobieństwo do sprzęgaczy kierunkowych szeroko stosowanych w technice RF i mikrofalowej, w szczególności w miernikach SWR. Jeśli antena EWE jest półramką, której przewodem powrotnym jest ziemia, to pętla K9AY jest pełną ramką, ale ich zasada działania jest bardzo podobna. Anteny reagują zarówno na składową elektryczną E, jak i magnetyczną H przychodzącego pola elektromagnetycznego. W przypadku składowej elektrycznej pola anteny zachowują się jak krótkie anteny pionowe, wytwarzając pewne napięcie w punkcie podłączenia zasilacza. Jak można się spodziewać po antenie pionowej, wzór pola E jest dookólny. Inaczej jest w przypadku składowej magnetycznej pola H: przecinając płaszczyznę anteny, wytwarza się prąd krążący po obwodzie ramki. Prąd ten przepływając przez rezystor obciążenia wytwarza również pewne napięcie, które sumuje się z napięciem z pola E. Jeśli fala pochodzi od strony punktu podłączenia zasilacza, oba napięcia sumują się. Jeśli fala pochodzi od strony rezystora obciążenia, napięcia są odejmowane, ponieważ kierunek pola H przenikającego przez ramę jest odwrócony. Zmieniając rezystancję rezystora obciążenia, możliwe jest zrównoważenie obu napięć, tak aby były równe. DN w tym przypadku ma postać kardioidy z pojedynczym zerem. Tłumienie sygnałów pochodzących z rezystora terminującego może przekroczyć 40 dB, czyli więcej niż 6 jednostek S na skali siły sygnału! Punkt zerowy RP nie znajduje się w płaszczyźnie uziemienia, ale, jak wykazały symulacje komputerowe, jest podniesiony o kąt od 20 do 55°, w zależności od konfiguracji anteny i właściwości gruntu. Krótka i wysoka pętla daje zerową DN przy kącie elewacji 30...40°. Przyczynia się to do tłumienia QRM ze stacji lokalnych. Istotnym i niezbędnym elementem anteny K9AY jest uziemienie. W zależności od parametrów gruntu może być konieczne nieznaczne dostosowanie rezystancji rezystora obciążającego. Masa nie musi być stratna, jak w przypadku anteny Beverage. Rama jest kierunkowa nawet po doskonale przewodzącym podłożu. Oznacza to, że antena sprawdza się w niemal każdych warunkach glebowych. W komentarzach, które nastąpiły po opublikowaniu artykułu [3], W6FA poinformowało, że za protoplastę wszystkich obciążonych anten pętlowych należy uznać tego samego Harolda Beverage'a, który opatentował podobną antenę w 1938 roku, znacznie później niż jego słynna „antena falowa”, lub, jak się je obecnie nazywa, anteny falowe. Patent Beverage opisuje kompletną antenę pętlową, która nie wymaga uziemienia do swojego działania i posiada rezystor obciążenia o wartości około 700 omów, umieszczony w punkcie przeciwnym do punktu zasilania. Ta antena szerokopasmowa miała już służyć do odbioru telewizji. Flaga anteny, proporzec itp.. Intensywne modelowanie anten przez radioamatorów za pomocą programów komputerowych doprowadziło do powstania szeregu anten [5], podobnych do opisanej. Anteny to trójkątna, kwadratowa, prostokątna lub rombowa ramka umieszczona w płaszczyźnie pionowej. Możliwe konfiguracje tych anten pętlowych pokazano na ryc. 5. Jasne kółko wskazuje źródło (odbiornik), ciemne kółko oznacza rezystor obciążenia o rezystancji 400 omów i więcej, zwykle około 900 omów. Otrzymuje się w przybliżeniu to samo i impedancję wejściową anteny. Wzór kierunkowy - kardioidalny, kierunek odbioru - od źródła.
Do pracy w zasięgu 160 metrów anteny flagowej (Flag) obie wersje Pennant (Vympel) i Diamond (Diamond) mierzą 4,3 m wysokości i 8,8 m długości. Antena Delta (Delta) ma wysokość 5,2 m i długość 8,4 m. W porównaniu z pętlą EWE i K9AY anteny te mają zasadniczą różnicę - nie wymagają uziemienia, mimo że znajdują się stosunkowo nisko, na wysokości około 2 m nad ziemią. Zmniejszenie wysokości do 0,3 m ma niewielki wpływ na charakterystykę anten. Anteny zostały wykonane w różnych wersjach i rozmiarach, np. JF1DMQ zmniejszył rozmiar do 1 x 5 m. Anteny dobrze pracują również na 80 i 40 metrach. Szczególnie radioamatorzy zwracają uwagę na niski poziom szumów tych anten. Jako przykład rozważ trójkątną „deltę” używaną przez FO0AAA do odbioru 160 m [6]. Dolny drut poziomy miał długość 8,54 m i znajdował się na wysokości 0,9 m nad ziemią. Wysokość trójkątnej ramy wynosiła 5,2 m od dolnego drutu (6,1 m od podłoża). W sumie zajęło to około 22 m drutu o średnicy 1,63 mm. Rezystor obciążenia 950 omów i transformator mocy zostały umieszczone w dolnych rogach ramy, przekształcając rezystancję podajnika 50 omów na 950 omów. Przy częstotliwości 1830 kHz stosunek promieniowania przód/tył okazał się lepszy niż 40 dB, natomiast zysk anteny w porównaniu z promiennikiem izotropowym okazał się tylko -34,5 dB, co świadczy o niskiej sprawności i konieczności używaj przedwzmacniacza o niskim poziomie szumów w połączeniu z tą anteną. Rama została zainstalowana na jednym maszcie dielektrycznym, dolne końce „delty” zostały rozciągnięte na kołkach namiotowych. Antena została zorientowana w bardzo prosty sposób: poprzez przestawienie kołków. Podsumowując przegląd, możemy stwierdzić, że do dyspozycji radioamatorów pojawiła się nowa klasa odbiorczych szerokopasmowych anten kierunkowych o niskim poziomie szumów i niewielkich gabarytach. literatura
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
▪ Polska tworzy narodową agencję kosmiczną ▪ Dyski flash przewyższają dyski twarde pod względem gęstości zapisu ▪ Panele słoneczne nad kanałami wodnymi
▪ sekcja serwisu Dla początkującego radioamatora. Wybór artykułu ▪ artykuł o pługu silnikowym. Rysunek, opis ▪ artykuł Co to jest trąd? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Ferula Karelina. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Dopasowanie kolorów. Sekret ostrości
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