Ile przeciwwag potrzebujesz? Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

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

Ile przeciwwag potrzebujesz? Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny HF

Komentarze do artykułu

Anteny pionowe, które wymagają niewielkiej powierzchni montażowej, są bardzo popularne wśród krótkofalowców. Jednak ich skuteczność zasadniczo zależy od sztucznej „ziemi” – przeciwwag. Ogólne zalecenie „im więcej, tym lepiej” nie zawsze jest do przyjęcia. Należy zauważyć, że w odniesieniu do przeciwwag istnieją dwie zasadniczo różne sytuacje. Jeden z nich powstaje, gdy możliwe jest podniesienie anteny na odpowiednią wysokość i usunięcie przeciwwag z „gruntu” (dach budynku itp.). Jest to typowe dla pasm VHF. Tutaj liczba przeciwwag w zasadzie nie jest ważna: od jednego do trzech lub czterech. W pierwszym przypadku (z jedną pionową przeciwwagą) uzyskuje się prosty pionowy dipol. W drugim przeciwwagi są instalowane pod pewnym kątem do emitera, umieszczając je równomiernie na obwodzie, aby zapewnić kołową charakterystykę promieniowania. Ale obie opcje łączy fakt, że wpływ „gruntu” na działanie przeciwwag jest znikomy.

Inną sprawą jest to, że przeciwwagi muszą być umieszczone bardzo blisko „ziemi”. Jest to częsta sytuacja na pasmach KF, gdy wagi są od „gruntu” w odległości znacznie mniejszej niż długość fali. Niewystarczająca ich liczba doprowadzi do znacznych strat w słabo przewodzącym „ziemia” (gleba, dachy budynków itp.), A co za tym idzie, do zauważalnego spadku wydajności anteny.

Analizę wymaganej w tym przypadku liczby przeciwwag przeprowadziło wówczas W2FMI (Jerry Sevick. Short Ground-Radial System for Short Verticals. - QST, 1978, kwiecień, s. 18). Z wyników analizy wynikają dwa wnioski. Po pierwsze, dla danej liczby przeciwwag istnieje granica ich długości, której przekroczenie nie prowadzi już do zwiększenia skuteczności przeciwwag.

Po drugie przy danej długości przeciwwag istnieje granica ich ilości, której przekroczenie również nie przyczynia się do wzrostu wydajności. Pojęcie „granica”, które pojawia się w tych wnioskach jest dość niejasne – wydajność zmienia się płynnie w zależności od liczby przeciwwag i ich długości.

Rozwijając powyższe punkty zaczerpnięte z prac W2FMI, G3SEK zaproponował (John White. In Practice. - RadCom. 1999, luty, s. 45) proste praktyczne kryterium określania długości i liczby przeciwwag, które łączy w sobie oba wnioski z W2FMI w jednym stosunku. Według jego szacunków długość przeciwwag i ich liczba powinny być takie, aby odległość między końcami przeciwwag (patrz rysunek) wynosiła kl, a wartość k mogła mieścić się w granicach 0,02 ... 0,05. Jeśli k jest większe niż 0,05, strata będzie znacząca. Zmniejszenie k do 0,02 naprawdę poprawia wydajność anteny. Jednak dalszy spadek k nie daje już zauważalnego efektu.

Ile przeciwwag potrzebujesz?

W opisach wielu anten pojawiają się „rezonansowe” przeciwwagi o długości l/4, umieszczone na niewielkiej wysokości nad dachem. Na podstawie kryterium G3SEK można stwierdzić, że takie przeciwwagi staną się skuteczne, jeśli ich liczba wyniesie co najmniej 30. Wszystkie powyższe współczynniki obowiązują dla przeciwwag o tej samej długości.

Omówione w tym materiale stosunki wyznaczają rozsądne granice dla kombinacji „liczba przeciwwag – długość przeciwwag”. Oczywiście pod warunkiem spełnienia tych proporcji, najlepszym z dwóch systemów dla danej anteny nadal będzie ten, który ma dużą długość przeciwwag.

Publikacja ta („Radio”, 1999, nr 6) wzbudziła zainteresowanie czytelników magazynu, ponieważ antena GP jest zawsze popularna wśród fal krótkich. Oto bardziej szczegółowe informacje o wynikach uzyskanych przez W2FMI (Jerry Sevick. Short Ground-Radial System for Short Verticals. - QST, 1978, kwiecień, s. 30-33) w badaniu wpływu liczby przeciwwag i ich długości na efektywność anteny.

Mówimy o antenie HF instalowanej blisko ziemi (praktycznie bez masztu). W tych doświadczeniach gleba pod anteną według pomiarów W2FMI była „przeciętna”, czyli miała przewodność 15...30 mS/m (wyższe wartości dotyczą gleby po deszczu, niższe wartości do wyschnięcia gleba). „Źle” na anteny po deszczu, mniejsze – do wyschnięcia). „Zła” dla anten to gleba, która ma przewodność mniejszą niż 5 mS/m (kamienista, piaskowa), a „bardzo dobra” – około 100. Żelbetowy dach nowoczesnego budynku niestety najprawdopodobniej odnosi się do „złego gleba".

Na rysunku 1 przedstawiono zależność impedancji wejściowej anteny przy częstotliwości rezonansowej od liczby przeciwwag uzyskanych metodą W2FMI. Obejmuje odporność na promieniowanie (część użyteczna) i odporność na straty. Obliczona wartość impedancji wejściowej dla użytej średnicy przetwornika W2FMI i idealnej (bezstratnej) masy wyniosła 35 omów.

Ile przeciwwag potrzebujesz?

Jak widać z rys. 1 wartość rezystancji zbliżoną do tej rezystancji wejściowej uzyskuje się tylko wtedy, gdy liczba wag jest większa niż 50. Innymi słowy, przy małej liczbie wag, znaczna część mocy nadajnika nie jest emitowana przez antenę, lecz dosłownie schodzi na „ziemię”. W przypadku najpopularniejszej wersji GP z trzema lub czterema przeciwwagami impedancja wejściowa wyniesie około 70 omów, a zatem wydajność anteny wyniesie około 50%.

Z danych przedstawionych na ryc. 1 wynika również, że długość przeciwwag nie wpływa znacząco na efektywność anteny.

Ten problem został szczegółowo zbadany przez W2FMI. Wyniki pomiarów przedstawiono na ryc. 2, na którym przedstawiono zależność sprawności anteny od liczby przeciwwag dla trzech wariantów ich długości – l/4, l/8 i l/16. Analiza tych krzywych pozwala wyciągnąć kilka wniosków.

Ile przeciwwag potrzebujesz?

Po pierwsze, im dłuższe przeciwwagi, tym ogólnie rzecz biorąc, są skuteczniejsze.

Po drugie, przy niewielkiej liczbie przeciwwag ich długość ma niewielki wpływ na wydajność, więc wysiłek i środki włożone w produkcję długich przeciwwag mogą nie dać zauważalnego efektu w tym przypadku.

Po trzecie, w pewnych warunkach krótkie (mniej niż l/4) przeciwwagi mogą zapewnić taką samą skuteczność anteny jak długie.

Wyjaśnijmy to drugie bardziej szczegółowo. z ryc. 2 widać, że taką samą skuteczność zapewniają cztery przeciwwagi o długości 4/8, pięć lub sześć przeciwwag o długości 16/16 i siedem przeciwwag o długości 4/XNUMX. Co więcej, dwadzieścia przeciwwag o długości l/XNUMX zapewnia taką samą wydajność jak osiem przeciwwag o długości l/XNUMX. A zalety konstrukcyjne wynikające z zastosowania krótkich przeciwwag (zwłaszcza w zakresie niskich częstotliwości) są oczywiste.

Autor: Jerry Sevick

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

Elektryczność z grzybów i drewnianej podłogi 01.04.2021

Drewno składa się z włókien celulozy i polimerów hemicelulozowych w matrycy ligniny. Celuloza w składzie drewna może być amorficzna i krystaliczna. Obecność tych ostatnich sprawia, że drewno jest materiałem piezoelektrycznym - materiałem, w którym pod wpływem odkształcenia powstają ładunki elektryczne. Kiedy krystality celulozy są ściskane, środki ciężkości ładunków dodatnich i ujemnych rozchodzą się w przestrzeni, a ładunki powstają na powierzchni krystalitu, aby utrzymać równowagę elektrostatyczną. Właściwości piezoelektryczne drewna znane są od lat pięćdziesiątych, jednak nikt nie wykonał komercyjnych materiałów i urządzeń do wytwarzania z niego energii elektrycznej – ze względu na niski moduł piezoelektryczny i odkształcalność drewna uznano to za nieopłacalne.

Szwajcarskim naukowcom pod kierunkiem Ingo Burgerta z ETH Zurich udało się poprawić właściwości piezoelektryczne drewna. Burgert i jego koledzy od dawna potrafią zmieniać właściwości drewna i uzyskiwać na jego podstawie różne materiały funkcjonalne. Na przykład w zeszłym roku przekształcili drewno balsy w materiał świecący, rozpuszczając ligninę i zastępując ją roztworem luminescencyjnych kropek kwantowych. Aby drewno było dobrym piezoelektrykiem, trzeba również rozpuścić ligninę, wtedy drewno stanie się luźniejsze i łatwiej będzie je odkształcić. Aby przeprowadzić rozpuszczanie delikatnie, bez uszkodzenia szkieletu celulozowego, Burgert i jego koledzy zaproponowali nieoczekiwane rozwiązanie - potraktowali drewno grzybami z wydziału podstawczaków.

Jako podstawę materiału naukowcy ponownie wzięli jasne drewno balsy (Ochroma pyramidale) o gęstości 94,8 kilogramów na metr sześcienny. Do rozpuszczania ligniny użyto trzech rodzajów grzybów: Phanerochaete chrysosporium, Ganoderma adspersum i Ganoderma applanatum. Drewno pocięto na cienkie płytki, suszono w temperaturze 100 stopni w ciągu dnia, na powierzchnię nałożono świeżo przygotowaną kulturę grzybową i pozostawiono w wilgotnej atmosferze na okres od 4 do 12 tygodni.

Aby kontrolować, ile ligniny grzyby zdążyły wchłonąć, próbki drewna były dokładnie czyszczone i ponownie suszone przez jeden dzień, a następnie ważone. Najszybszą utratę ligniny zapewniał grzyb Ganoderma applanatum. Za optymalny czas obróbki Burgert i jego koledzy rozważali osiem tygodni (odpowiada to utracie wagi o 45 procent głównie z powodu ligniny) - przy dłuższej obróbce drewno stawało się zbyt luźne i znacznie traciło na wytrzymałości. Spektroskopia Fouriera w podczerwieni potwierdziła, że grzyby preferencyjnie absorbowały ligninę, zaobserwowano również niewielki ubytek hemicelulozy. Ale celulozowa rama z drewna pozostała praktycznie niezmieniona po obróbce - było to wyraźnie widoczne nie tylko w widmach IR, ale także na obrazach skaningowej mikroskopii elektronowej.

Drewno wolne od ligniny miało lepszą ściśliwość. W rezultacie przesunięcie środków ciężkości ładunku w krystalitach celulozy wystąpiło z większą amplitudą, a efekt piezoelektryczny również się zwiększył. Sześcian z obrobionego drewna o wymiarach 15 x 15 x 13,2 milimetra generował napięcie 0,87 wolta i prąd 13,3 nanoamperów. To pięćdziesiąt pięć razy więcej niż niezmodyfikowane drewno w tych samych warunkach. Łącząc szeregowo dziewięć takich kostek, autorzy uzyskali energię elektryczną wystarczającą do zasilenia diody elektroluminescencyjnej.

Z nowego materiału autorzy proponują wykonanie wykładziny podłogowej, która będzie wytwarzać energię elektryczną pod ciężarem ludzkich kroków. Taka powłoka mogłaby być umieszczona w domach osób starszych i zasilana czujnikami, które aktywują się, gdy osoba upadnie. Są bardziej egzotyczne pomysły na zastosowanie piezoelektrycznych podłóg drewnianych w salach do tańca i aerobiku. Zauważmy, że do tej pory Burgert i jego koledzy pozyskiwali materiał piezoelektryczny wyłącznie z drewna balsy - lekki i o dużej ilości porów. W przyszłości zamierzają dostosować tę metodę do gęstszych i cięższych gatunków drewna.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Pomijanie śniadania jest niebezpieczne dla serca

▪ Dyski SSD firmy Verbatim Seria Verbatim Vi3000 i Vi560 S3

▪ Ryby też mówią

▪ Infineon TLT807 - Regulator liniowy do autobusów samochodowych 24V

▪ Silnik odrzutowy gasi pożary

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki. Wybór artykułów

▪ artykuł Katastrofy spowodowane przez człowieka. Podstawy bezpiecznego życia

▪ artykuł Dlaczego tak nazywa się wyspa Barbados? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Udzielanie pierwszej pomocy przy utonięciu

▪ artykuł Sygnały odniesienia częstotliwości i czasu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Prefiks wow bez pedałów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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