Szkieletowa antena szczelinowa: mity i rzeczywistość. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny VHF

Komentarze do artykułu

Sądząc po zagranicznej literaturze amatorskiej, antena szczelinowo-szkieletowa jest popularna na częstotliwościach powyżej 20 MHz. W opublikowanym artykule podjęto próbę odpowiedzi na pytanie, w jakim stopniu podawany w literaturze współczynnik jej kierunkowości odpowiada rzeczywistości.

W książkach o antenach VHF wielokrotnie opisywana była tzw. antena szczelinowa szkieletowa, a wszystkie bez wyjątku publikacje podawały jej bardzo wysokie parametry, duży współczynnik kierunkowości (CND), szerokie pasmo częstotliwości i łatwość strojenia. Pomysł anteny został zaproponowany przez J. Ramseya już w 1949 roku [1], jej konstrukcję pokazano na ryc. 1, zapożyczonym z [2]. Element aktywny anteny składa się z trzech równoległych dipoli półfalowych umieszczonych trzy piętra nad sobą. Aby zmniejszyć wymiary anteny, końce górnego i dolnego dipola są wygięte pod kątem prostym w kierunku środkowego dipola i połączone z nim. Od niego są podekscytowani.

Środkowy dipol jest dzielony i podłączony do dopasowanej dwuprzewodowej linii ćwierćfalowej, która jednocześnie służy do mocowania reflektora. Odbłyśnik jest wykonany jako kanał falowy w postaci pojedynczego wibratora, którego długość elektryczna jest nieco większa niż połowa fali. Wymiary anteny w długościach fal i wartości współczynnika skracania k, w zależności od średnicy przewodów (rurek) d, pokazano na ryc. . 1. Przesuwając punkt zasilania XX wzdłuż linii dwuprzewodowej, można zmienić impedancję wejściową anteny od zera (w pobliżu reflektora) do około 400 omów (w punkcie YY w pobliżu elementu aktywnego).

Rozkład prądu w elemencie aktywnym pokazano na rys. 2. Można zauważyć, że antywęzły (maksyma) prądu znajdują się dokładnie pośrodku poziomych części elementu, tworząc trzykondygnacyjny układ jednofazowy. W pionowych częściach elementu aktywnego prądy są niewielkie i skierowane ku sobie. Ponadto istnieją cztery obecne węzły, więc nie ma promieniowania z części pionowych w strefie dalekiej. Przypomnij sobie, że w strefie dalekiej wzór anteny jest prawie całkowicie uformowany. Odległość do dalekiej strefy to kilka długości fal. Jest to tym większy, im większy współczynnik kierunkowości anteny.

Aktywny element anteny szczelinowej szkieletowej można również uznać za dwa kwadraty połączone jedną stroną i punktami zasilania. Jednak w porównaniu z dwoma pełnowymiarowymi kwadratami obwód aktywnego elementu anteny szczelinowo-szkieletowej jest nieco mniejszy, prawdopodobnie ze względu na efekt skracania pojemności między pionowymi przewodnikami elementu. Podobną antenę zaproponował K. Kharchenko [3], ale w niej dwa kwadraty są zasilane z rogów i łączone punktami zasilającymi.

Prosta antena ze szczeliną szkieletową ma niewystarczająco skuteczny reflektor. Tę wadę można wyeliminować, czyniąc odbłyśnik dokładnie takim samym, jak element aktywny (w postaci tego samego trzypiętrowego projektu wibratora). Linie dwuprzewodowe nie mogą już być umieszczane między elementami, ale nikt nie zadaje sobie trudu, aby narysować je w płaszczyźnie każdego elementu do punktu o potencjale zerowym w środku dolnego wibratora poziomego.

Wynik po tej modyfikacji przedstawiono na rys. 3. Wymiary samych elementów pozostają takie same, a odległość między elementem aktywnym a odbłyśnikiem jest zmniejszona do 0,18. Ta antena ma jeszcze jedną zaletę. Przesuwając zworki zwierające wzdłuż linii dwużyłowych, elementy dopasowują ją do pożądanej częstotliwości, a przesuwając zworkę reflektora, łatwo dostroić antenę do maksymalnego współczynnika kierunkowości lub promieniowania przód-tył stosunek.

Dla takiej dwuelementowej anteny, opisanej w [2 i 4], notuje się niezwykle duży zysk rzędu 14...16 dB! Gdyby druga z tych książek nie była poważną publikacją, nadal można by machnąć ręką i nie traktować tej liczby poważnie. Ale ta książka jako całość jest bardzo dobra i prawie nie zawiera błędów. Jego autor oczywiście nie mógł przetestować wszystkich wielu podanych w nim konstrukcji. Dlatego jeśli to pomyłka, to pojawiła się wcześniej, w innych publikacjach, a teraz trudno jest znaleźć oryginalne źródło. Jest całkiem jasne, że system wibratorów w fazie powinien dawać większy współczynnik sprawności niż pojedynczy wibrator, ale pytanie brzmi, ile? Chociaż w [2] na s. 100 i jest powiedziane, że antena „… to właściwie sześcioelementowa trójpiętrowa faza”, ale wibratory są dość blisko siebie, a także są skrócone. To nieuchronnie zmniejszy wydajność. Tym samym pytań było więcej niż odpowiedzi. Ponadto znani autorowi radioamatorzy zamierzali zbudować właśnie taką antenę na zasięg 10 metrów i byli już gotowi wydać pieniądze na materiał, ale teraz nie jest tani!

W celu uzyskania jasnej i precyzyjnej odpowiedzi na pytanie o SOI przeprowadzono eksperyment w paśmie 432 MHz. Elementy wygięto ​​zgodnie z rys. 3 z kawałków emaliowanego drutu miedzianego o średnicy 1,5 mm, połączenia są lutowane, a przewody linii w miejscach instalacji zworek zamykających i połączenia kablowego są pozbawione izolacji. Cała konstrukcja została zmontowana na drewnianej ramie wykonanej z suchych cienkich listew. Kabel zasilający biegł od punktów zasilania wzdłuż przewodu linii dwużyłowej, do której podłączono oplot, pionowo w dół i podłączony bezpośrednio do wyjścia standardowego generatora sygnału. Jako wskaźnik pola służył dipol półfalowy z detektorem i mikroamperomierzem. Umieszczono go na statywie w odległości kilku metrów od anteny. Antena została również zamocowana na prymitywnym stojaku obrotowym, co umożliwiało zmianę jej orientacji.

Antena została dostrojona dość łatwo i szybko, właśnie do maksymalnego promieniowania w głównym kierunku. Przy wskazanych wymiarach przy częstotliwości 432 MHz odległości zworek zamykających od podstawy linii dwuprzewodowych dla dostrojonej anteny okazały się następujące: dla reflektora - 43 mm, dla elementu aktywnego - 28 mm. Odległość do punktu połączenia kabla 50 omów wynosiła 70 mm.

Po ustawieniu maksymalnej kierunkowości wykrywany jest mały płatek tylny. Regulując odbłyśnik, można go prawie całkowicie stłumić. Nie było promieniowania na boki, w górę iw dół.

Zysk kierunkowości, a dokładniej zysk anteny, równy iloczynowi kierunkowości i wydajności, określono w następujący sposób: wskaźnik oznaczał poziom sygnału generowanego przez antenę w kierunku głównym, a następnie zamiast anteny pół -dipol falowy znajdujący się w tym samym punkcie przestrzeni został podłączony do kabla zasilającego. Poziom sygnału z generatora wzrósł na tyle, aby uzyskać takie same odczyty na wskaźniku. Zmiana poziomu sygnału zliczona przez tłumik generatora jest liczbowo równa wzmocnieniu anteny względem dipola półfalowego. Dla tej anteny okazało się, że jest to 7 dBd. W stosunku do emitera izotropowego (dookólnego) będzie on o 2,15 dB większy i wyniesie około 9,2 dBi.

Zwróć uwagę na litery d i i w oznaczeniu decybeli - w literaturze dotyczącej anten zwyczajowo wskazuje się w ten sposób, względem którego grzejnika mierzona jest kierunkowość. Szerokość widma promieniowania przy połowie mocy wynosiła około 60° w płaszczyźnie poziomej (w azymucie) i około 90° w płaszczyźnie pionowej (w elewacji). Mając te dane, współczynnik kierunkowości można obliczyć w inny sposób: kąt bryłowy, pod który promieniuje antena, jest równy iloczynowi kątów liniowych odpowiadających szerokości diagramu i wyrażony w radianach. Otrzymujemy wartość około 1,5 steradianu. W tym samym czasie antena izotropowa promieniuje pod kątem bryłowym 4π, czyli 12,6 steradianów. Zysk, z definicji, jest stosunkiem tych kątów bryłowych i wynosi 12,6/1,5 = 8,4 lub 9,2 dBi.

Uzyskawszy tak dobrą zgodność wartości kierunkowości wyznaczonych obiema metodami, autor uznał, że nie ma co już mierzyć i z lekkim rozczarowaniem po raz kolejny przekonał się, że w technice antenowej cuda się nie zdarzają. Mimo to antena pracuje bardzo dobrze i przy niewielkich wymiarach (330x120x120 mm w paśmie 432 MHz) zapewnia bardzo przyzwoity zysk.

literatura

1. Rothammel K. Antennenbuch. Berlin: Militarrverlag der NRD, 1989.
2. Sheiko V.P. Anteny dla amatorskich stacji radiowych. - M.: DOSAAF, 1962.
3. Kharchenko K. Anteny VHF. - M.: DOSAAF, 1969.
4. Rodionov V. M. Linie transmisyjne i anteny VHF. - M.: Energia, 1977 (MRB).

Autor: Władimir Poliakow (RA3AAE)

Zobacz inne artykuły Sekcja Anteny VHF.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

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. ... >>

Sterowanie obiektami za pomocą prądów powietrza 04.05.2024

Rozwój robotyki wciąż otwiera przed nami nowe perspektywy w zakresie automatyzacji i sterowania różnymi obiektami. Niedawno fińscy naukowcy zaprezentowali innowacyjne podejście do sterowania robotami humanoidalnymi za pomocą prądów powietrza. Metoda ta może zrewolucjonizować sposób manipulowania obiektami i otworzyć nowe horyzonty w dziedzinie robotyki. Pomysł sterowania obiektami za pomocą prądów powietrza nie jest nowy, jednak do niedawna realizacja takich koncepcji pozostawała wyzwaniem. Fińscy badacze opracowali innowacyjną metodę, która pozwala robotom manipulować obiektami za pomocą specjalnych strumieni powietrza, takich jak „palce powietrzne”. Algorytm kontroli przepływu powietrza, opracowany przez zespół specjalistów, opiera się na dokładnym badaniu ruchu obiektów w strumieniu powietrza. System sterowania strumieniem powietrza, realizowany za pomocą specjalnych silników, pozwala kierować obiektami bez uciekania się do siły fizycznej ... >>

Psy rasowe chorują nie częściej niż psy rasowe 03.05.2024

Dbanie o zdrowie naszych pupili to ważny aspekt życia każdego właściciela psa. Powszechnie uważa się jednak, że psy rasowe są bardziej podatne na choroby w porównaniu do psów mieszanych. Nowe badania prowadzone przez naukowców z Texas School of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences rzucają nową perspektywę na to pytanie. Badanie przeprowadzone w ramach projektu Dog Aging Project (DAP) na ponad 27 000 psów do towarzystwa wykazało, że psy rasowe i mieszane były na ogół jednakowo narażone na różne choroby. Chociaż niektóre rasy mogą być bardziej podatne na pewne choroby, ogólny wskaźnik rozpoznań jest praktycznie taki sam w obu grupach. Główny lekarz weterynarii projektu Dog Aging Project, dr Keith Creevy, zauważa, że ​​istnieje kilka dobrze znanych chorób, które występują częściej u niektórych ras psów, co potwierdza pogląd, że psy rasowe są bardziej podatne na choroby. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum W Afryce utworzyła się szczelina, która może rozerwać kontynent 09.04.2018 Niedaleko stolicy Kenii, Nairobi, pojawiła się ogromna szczelina o długości kilku kilometrów, głębokości 15 metrów i szerokości 20 metrów. Naukowcy z Smithsonian Institution w Stanach Zjednoczonych zasugerowali, że za 50 milionów lat Afryka może zostać podzielona na dwie części. I pojawiło się pęknięcie z powodu ruchu płyt tektonicznych, które co roku oddalają się od siebie o około trzy centymetry. Inni eksperci twierdzą jednak, że w tym rejonie nie odnotowano wstrząsów, a pęknięcie pojawiło się w wyniku częstych ulewy. „Myślę, że to pęknięcie jest wynikiem intensywnych opadów deszczu, które zmyły znaczną część gleby. Nie było to wynikiem tektoniki, ale pogodą” – powiedziała geodeta Wendy Bohon.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ nektar z zatrutego komara

▪ Preferencje gastronomiczne kotów

▪ Walizka podróżna z elektroniką

▪ Monitor ViewSonic VX28ml 2880" 4K

▪ Nowy rekord prędkości łodzi elektrycznych

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Wzmacniacze mocy RF. Wybór artykułu

▪ artykuł Dary Duńczyków. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Który słynny muzyk grał w metrze, a ludzie prawie nie interesowali się jego muzyką? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Parasol Susak. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Kalibrator do oscyloskopu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Kluczowe miksery na mikroukładach. 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