Skrócona antena VHF. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny VHF

 Komentarze do artykułu

Książka „Amatorskie anteny fal krótkich i ultrakrótkich” autorstwa Z. Benkovsky'ego i E. Lipinsky'ego [1] jest książką biurkową dla wielu radioamatorów. W dziale anten dipolowych VHF jego autorzy wyróżniają trzy główne grupy: skrócone anteny typu Uda-Yagi, wydłużone anteny typu Uda-Yagi oraz systemy antenowe, których elementy wykonane są z anten dipolowych.

Odnosząc się do praktyki, autorzy wyznają zasadę, że jeżeli wymagane są anteny o zysku 6...8 dB, to wskazane jest stosowanie anten skróconych, których długość wynosi (l) jest mniejsza niż długość fali (λ). Takie anteny mogą zawierać od dwóch do pięciu elementów. Prawidłowo wykonane anteny dwuelementowe mają zysk 3...4 dB, trzyelementowe - 4...6 dB, pięcioelementowe - 6...8 dB.

W praktyce często to konstrukcje kompromisowe dają maksymalne rezultaty, czyli anteny kierunkowe typu „wave channel” (wspomniane już anteny Uda-Yaga). Anteny te nie posiadają specjalnych linii zbiorczych, lecz stanowią zestaw elementów: wibratory aktywne i pasywne - odbłyśnik oraz jeden lub więcej direktorów, które są instalowane na jednej wspólnej podstawie przechodzącej przez punkty zerowych potencjałów elementów składowych. Anteny tego typu są dość kompaktowe i zapewniają stosunkowo duży zysk oraz inne akceptowalne parametry przy stosunkowo niewielkich gabarytach.

W literaturze publikowane są opisy większości wariantów takich anten o różnej liczbie kombinacji elementów i ich rozmieszczeniu. Spośród wszystkich rodzajów anten okazały się najbardziej dostępne do kompleksowego wdrożenia na poziomie przemysłowym i wysoce skuteczne „produkty domowej roboty” dla radioamatorów.

Z kolei nie tylko wibrator Hertz jest używany jako pojedyncze elementy, ale także elementy rosyjskich wynalazców - dipol Nadenenko i wibrator pętlowy Pistol-Korsa lub anteny pętlowe i ich interpretacje.

Autorzy artykułu zwracają uwagę radioamatorów na skuteczniejsze, ale jeszcze niewłaściwie zaprezentowane, niestandardowe rozwiązanie techniczne urządzenia antenowego z odstępstwem od praktyki stosowania jednorodnych elementów aktywnych. Kompromisami mogą być nie tylko kompleksowo zsyntetyzowane układy antenowe z klasycznych wibratorów, ale także wibratory, które je tworzą.

Tym właśnie jest proponowane urządzenie - anteną z trójkątną pętlą (TLA). Przeznaczona jest do stosowania zarówno jako niezależna antena, jak i jako część złożonych urządzeń antenowych. Wykonany jest w postaci kombinacji pętli odmiennych wibratorów. W tym przypadku, w zależności od zastosowanego zakresu częstotliwości, antena może być przewodowa, sztywna lub wykonana na płytce drukowanej. Zaproponowane rozwiązanie techniczne jest uniwersalne i może być stosowane nie tylko przez radioamatorów, ale także w urządzeniach profesjonalnego sprzętu antenowego do pracy do centymetrowego zasięgu zarówno w radiokomunikacji, jak i w szeroko rozpowszechnionych biurowych i domowych sieciach bezprzewodowych oraz innych systemach radiowych, w których anteny o wymagane jest promieniowanie jednokierunkowe.

Punktem wyjścia do badań porównawczych możliwości syntezy nowej anteny może być dobrze znany symetryczny w postaci dwóch równoległych liniowych przewodników leżących w tej samej płaszczyźnie i mających połączone końce, wibrator pętlowy Pistohlkorsa [2].

Równoległe przewodniki tworzą symetryczne półpętle - ramiona wibratora względem osi symetrii przechodzącej przez środek liniowych przewodników. Ich całkowita długość jest proporcjonalna do długości fali (λ_niewolnik), a długość ramion wynosi około jednej czwartej (0,25λ_niewolnik). Węzłem zasilającym wibratora pętlowego są końce przewodów w odcinku środkowej części jednego z przewodów liniowych, a punkt zerowy w środku drugiego przewodu zapewnia zamocowanie urządzenia bez użycia izolator. Wibrator pętlowy o wszystkich dodatnich właściwościach ma wzmocnienie równe jedności i izotropowy wzór promieniowania w płaszczyźnie prostopadłej do równoległych przewodników.

Znana transformacja wibratora pętlowego w kwadrat lub inne formy ramek o obwodzie równym długości fali (λ_niewolnik), z niższą impedancją wejściową i większym wzmocnieniem w porównaniu z wibratorem pętlowym. Potwierdzają to dane w tabeli „Parametry ramek o różnych kształtach”, gdzie w przypadku kształtu okrągłego wzmocnienie wynosi 3,49 dB [3]. Anteny pętlowe o podobnych konstrukcjach, w przeciwieństwie do wibratora pętlowego, zapewniają dwukierunkową kierunkowość promieniowania osiowego, prostopadłą do płaszczyzny pętli. Mają zwiększony zysk ze względu na większą aperturę - „obszar przechwytywania” przestrzeni dzięki konstrukcji sieci anteny.

Jednocześnie znane są bardziej złożone urządzenia antenowe w połączeniu z kilkoma jednorodnymi aktywnymi wibratorami ramowymi. Konstrukcje anten zygzakowatych (anten Z) autorstwa Kharchenko, na przykład z dwóch ramek trójkątnych lub rombowych, mają zwiększoną wydajność. Przewodniki ramion tych anten mają długość proporcjonalną do 0,25λ_niewolnik, a ich całkowita długość jest porównywalna z λ_niewolnik. Jednocześnie w przypadku konwencjonalnych jednofazowych układów wibracyjnych, w których liczba par punktów zasilania jest równa liczbie wibratorów wchodzących w skład zespołu, pojawiają się trudności w ich koordynacji z podajnikiem zasilającym. Antena Z posiada jedną parę punktów zasilających, do których bezpośrednio podłączony jest zasilacz [4]. W przeciwieństwie do konwencjonalnych klasycznych anten wibracyjnych, specjalny przestrzenny odstęp przewodów zygzakowatej sieci antenowej zasilanej z jednego zintegrowanego węzła energetycznego, do którego bezpośrednio podłączony jest zasilacz, tworzy rodzaj płaskiego układu w fazie i specjalnego wzbudzenia prądów w swoich przewodnikach.

Wzbudzenie prądów w przewodach charakterystyczne dla anteny zygzakowatej zapewnia pracę anteny z jednym wyraźnym typem polaryzacji i rozszerzonym pasmem częstotliwości roboczej. Zwiększona apertura anteny planarnej zapewnia duży zysk przy dwukierunkowej kierunkowości promieniowania wzdłuż jej osi, prostopadłej do płaszczyzny ramek i równoległym połączeniu wibratorów, których obwód jest równy λ_niewolnik, do węzła zasilającego zmniejsza impedancję wejściową anteny do wartości współmiernych do impedancji falowych zastosowanych koncentrycznych kabli zasilających RF.

Pokazano na ryc. 1 niestandardowa kombinacja wibratorów pętlowych i ramowych zapewnia wdrożenie nowej anteny z trójkątną pętlą, ale już jednostronnego promieniowania. Jednocześnie na szczególną uwagę zasługują inne cechy proponowanego innowacyjnego rozwiązania technicznego.

Ryż. 1. Niestandardowa kombinacja wibratorów pętlowych i ramowych

W porównaniu ze skróconymi antenami dipolowymi, ROV ma mniejsze wymiary wzdłuż osi podłużnej i zwiększony zysk.

Projekt zapewnia pracę nad promieniowaniem wszystkich przewodów urządzenia antenowego. Pierwszy wibrator pętlowy od strony kierunku odbioru i nadawania ROV wykonany jest w formie trójkąta równoramiennego z punktami zasilania u góry, z podstawą o długości 0,4λ_niewolnik io bokach 0,3λ_niewolnik każdy. Drugi wibrator pętlowy wykonany jest w postaci wibratora pętlowego Pistohlkorsa o długości przewodów liniowych współmiernej do λ_niewolnik. Wibratory pętlowe są umieszczone w tej samej płaszczyźnie, a połączenie z węzłem mocy przewodów boków wibratora trójkątnego odbywa się poprzez ich skrzyżowanie, tj. Poza fazą. Koncentryczny kabel zasilający o sztywnej konstrukcji, na przykład w rurowej wersji przewodów, układany jest z wejściem przez punkt zerowy, tj. Środek liniowego nieprzeciętego przewodu wibratora pętlowego Pistohlkorsa. W węźle elektroenergetycznym oplot kablowy podłączony jest na odcinku do końca jednego przewodu, a rdzeń środkowy do końca drugiego.

Antena działa w następujący sposób. Kiedy generator wysokiej częstotliwości (patrz ryc. 1) jest podłączony do punktów mocy „a” i „b” jednostki zasilającej 7, prądy płyną odwrotnie proporcjonalnie do rezystancji obwodu. W przewodzie 2 będzie płynął zwiększony prąd w stosunku do przewodów 3 i 1 ze względu na niższą rezystancję wejściową wibratora ramowego 5 niż wibratora pętlowego 6, ale promieniowanie tego ostatniego będzie zwiększone z powodu dwóch blisko rozmieszczonych przewodów 4 i 2 Jednocześnie ze względu na to, że w wibratorze pętlowym 5 przewody 6 i 1 znajdują się blisko siebie, aw trójkącie równoramiennym 4 przewód 5 jest połączony między przewodami skrzyżowanych boków 6 , to prądy w przewodach 4 i 5 będą zgodne w fazie z różnicą faz względem przewodu 6. Zapewnia to przy przełączaniu krzyżowym zbliżenie fazowe do prądów, podobnie jak prądy w reflektorze i wibratorze aktywnym lub w wibratorze aktywnym i wibratorze pierwszy dyrektor anten Uda-Yagi, ale całkowicie dzięki prądom przewodzenia, w przeciwieństwie do indukowanych, czyli słabszych prądów w pasywnych wibratorach antenowych Uda Yagi. Biorąc pod uwagę fakt, że przewody wibratora pętlowego 1 i 2 oddalone są w przestrzeni o odległość proporcjonalną do 3λ_niewolnik, od przewodu 2 do wysokości trójkąta równoramiennego i są równoległe, to utworzony przestrzenny układ przewodów promieniujących szyku antenowego wytwarza ukierunkowane promieniowanie pola elektromagnetycznego wzdłuż osi 8, prostopadłej do położenia tych przewodów.

Oprócz tego prądy w przewodach 3, rozmieszczonych symetrycznie, ale pod kątem do tej osi, również wypromieniowują pole elektromagnetyczne w przestrzeń, ale z wzajemną kompensacją przeciwległych składowych podłużnych i jednostronnie skierowanych składowych poprzecznych, integrujących się w całkowite wypromieniowane pole elektromagnetyczne. Tym samym, w przeciwieństwie do układów promieniujących z liniami łączącymi, w proponowanym rozwiązaniu technicznym wszystkie przewody 2, 3, 5 i 6 uczestniczą w promieniowaniu pola elektromagnetycznego, zapewniając łączny wzrost współczynnika kierunkowego układu i sprawności jego działanie.

Działanie proponowanej anteny symulowano w programie MMANA (Rys. 2 i Rys. 3) przy częstotliwości 300 MHz (długość fali - 1 metr) dla uproszczenia i przejrzystości podczas modelowania i późniejszej normalizacji wielkości. Wtryskarka o długości współmiernej do 0,2λ_niewolnik, ma kierunkowość sektorową o różnej szerokości charakterystyki promieniowania w płaszczyźnie przewodów wibratorów iw płaszczyźnie do niej prostopadłej, ze zwiększonym wzmocnieniem. Stosunek promieniowania do przodu do tyłu charakteryzuje się poprawioną selektywnością przestrzenną odpowiadającą sześcioelementowym antenom Uda-Yaga o dwukrotnie większej długości trawersu. Punkty zerowe obu wibratorów można podłączyć do uziemionej metalowej belki nośnej, która zapewnia ochronę przed wyładowaniami elektrostatycznymi i odgromową.

Ryż. 2. Praca anteny modelowana w programie MMANA na częstotliwości 300 MHz i długości fali 1 metra

Ryż. Rys. 3. Praca anteny modelowana w programie MMANA na częstotliwości 300 MHz i długości fali 1 metra

Dla zastosowania anten na pasmach radioamatorskich 144 i 432 MHz dokonano wizualnego porównania konfiguracji i proporcji rozmiarów skróconej anteny dwuelementowej rozważanej przez autorów książki [1] (rys. 4) z wersjami proponowanego ROV (Rys. 5) oraz ROV z wewnętrznie zainstalowanym reżyserem (Rys. 6). Wartości liczbowe parametrów tych anten podsumowano w tabeli, a graficznie, najwyraźniej, charakterystyki elektryczne są wyświetlane w postaci wzorców promieniowania (odpowiednio, ryc. 7-9).

Ryż. 4. Skrócona antena dwuelementowa

Ryż. 5. Skrócona antena VHF

Ryż. 6. Wtryskiwacz z wewnętrznie zainstalowanym dyrektorem

Ryż. 7. Wzór anteny

Ryż. 8. Wzór anteny

 
Ryż. 9. Wzór anteny

Praktyczna realizacja projektu w postaci niezależnej anteny jest podobna do wielokrotnie opisywanej anteny dwuelementowej „kanał falowy”, tylko z wibratorem pętlowym rozmieszczonym w płaszczyźnie urządzeń wibracyjnych.

stół

Produkcja wersji anteny z reżyserem odbywa się również podobnie do opisanej. Pomiędzy pętlą a wibratorami liniowymi umieszcza się dodatkowy przewód, ściśle przestrzegając jego przekroju, miejsca instalacji i długości. W przypadku zastosowania innych materiałów należy przeprowadzić symulację możliwości anteny w programie MMANA.

Pliki programu MMANA dla anten przedstawionych w tabeli można pobrać z ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/07/maa.zip.

literatura

1. Benkovsky Z., Lipinsky E. Amatorskie anteny fal krótkich i ultrakrótkich: Per. z języka polskiego / wyd. OP Frolova. - M.: Radio i komunikacja, 1983. - 480 s., il.
2. Anteny UKF. Pod. wyd. GZ Aizenberg. O godzinie 2:1 Część 1977. - M .: Komunikacja, 169, s. 13.5, ryc. XNUMX.
3. Grigorov I. N. Wszystko o antenach. - M.: DKM Press, 2009, s. 66-69.
4. Anteny Kharchenko K. P. VHF. - M.: IP RadioSoft, 2009, s. 79-95, ryc. 51, 63.

Autorzy: V. Milkin, N. Kalitenkov, V. Lebedev, A. Shulzhenko

Zobacz inne artykuły Sekcja Anteny VHF.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Stróż nocny – zawód dla Internetu 18.02.2010 W Wielkiej Brytanii w budynkach, ulicach i drogach zainstalowano 4,2 miliona kamer monitorujących, aby chronić je przed przestępczością. Przeciętny Anglik jest łapany przez jedną lub drugą kamerę 300 razy dziennie. Gdyby obserwator siedział za monitorem każdej kamery, praca ta musiałaby być zajęta przez całą zdrową populację Londynu. W rzeczywistości w każdej chwili ktoś monitoruje obraz tylko jednej kamery na tysiąc. Tymczasem przestępczość w Anglii rośnie. Trzech Brytyjczyków wpadło na pomysł: umieścić w Internecie obraz z kamer bezpieczeństwa, gdzie zawsze będzie wystarczająca liczba użytkowników, którzy nie mając nic do roboty, są gotowi przez chwilę śledzić to, co dzieje się na ulicach Anglii. Po zarejestrowaniu się na specjalnej stronie musisz udać się do dowolnej kamery podłączonej do Internetu w dogodnym dla siebie czasie i, dopóki się nie znudzisz, pilnuj, czy w jej polu widzenia łamane są prawa. Po zauważeniu naruszenia należy kliknąć myszką, a właściciel kamery otrzyma sygnał alarmowy z ustaloną ramką naruszenia. Za każdy taki przypadek użytkownik zdobywa określoną liczbę punktów, a na koniec miesiąca może uczestniczyć w losowaniu nagrody - 1000 funtów szterlingów. Punkty są odejmowane za fałszywe alarmy. W zamian właściciel kamery płaci 20 funtów tygodniowo za połączenie z systemem, czyli znacznie mniej niż zwykła opłata za obsługę monitora.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Meduza starożytnych mórz

▪ Łódź podwodna popłynie na Tytan

▪ Bezzałogowe autobusy WEpod

▪ Spam przez telewizory i lodówki

▪ Małe urządzenia dostarczą lekarstwo do ludzkiego ciała

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Detektory natężenia pola. Wybór artykułu

▪ artykuł System budżetowy Federacji Rosyjskiej. Kołyska

▪ artykuł Jak patelnie pomogły pierwszemu francuskiemu kompozytorowi? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł z sizalu. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Instalacja liczników elektrycznych i przewodów elektrycznych do nich. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Prosta wiertarka o niewielkich rozmiarach. 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