Współczynnik Q i skuteczność anteny pętlowej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny VHF

Komentarze do artykułu

Małe anteny pętlowe od wielu lat cieszą się zainteresowaniem radioamatorów. Ostatnio pojawiły się dostępne na rynku anteny, które są zdalnie dostrajane za pomocą napędzanych silnikiem wskaźników KPI.

Powszechnie wiadomo, że współczynnik jakości Q małej (w porównaniu z długością fali X) ramki jest wysoki, a zatem szerokość pasma 2Δf \u0d f 0 / Q wynosi nie więcej niż kilka procent jej częstotliwości rezonansowej f XNUMX. Istnieją albo legendy o sprawności (wydajności) ramek, albo zupełnie nieprawdziwe dane.

W amatorskich warunkach radiowych łatwo jest zrobić antenę pętlową, dostroić ją do żądanej częstotliwości f 0 i dopasować do zasilacza. Łatwo jest również określić szerokość pasma 2Δf, przynajmniej zwiększając moduł rezystancji wejściowej o 1,4 razy z przestrojeniem o Δf. SWR w zasilaczu zmienia się następnie od jedności przy częstotliwości f0 do około 2,6 przy częstotliwościach f0 ± Δf. Okazuje się, że te dane w zupełności wystarczą do oceny sprawności skonstruowanej anteny pętlowej, której wymiary oczywiście też są znane.Wyprowadźmy wspólnie z autorem kilka prostych wzorów, które pozwolą nam ocenić skuteczność. Jeśli ktoś nie lubi matematyki, może po prostu zajrzeć na koniec artykułu z wnioskami i wynikami. Mam nadzieję, że nie wydają mu się skomplikowane (cześć).

Będziemy więc mówić o „okrągłej” ramie o obwodzie p = πD, zauważalnie mniejszym niż λ/2 (rys. 1). Indukcyjność pętli jest kompensowana pojemnością kondensatora strojenia C, w ten sposób antena przechodzi w rezonans, a jej rezystancja staje się czysto aktywna i równa R∑ + Rn, gdzie R∑ jest rezystancją promieniowania; Rn to odporność na straty. W tym przypadku w ramie powstaje prąd pierścieniowy o maksymalnej amplitudzie z prawie równomiernym rozkładem wzdłuż obwodu. Koordynacja z kablem odbywa się na różne sposoby: pętla komunikacyjna, transformator ferrytowy lub pętla gamma, jak na ryc. 1.

Podajmy najpierw wzory znane z teorii anten, które są przydatne do obliczania anteny pętlowej. Jego rezystancja promieniowania R∑ = 20π2р4/λ4, jak widać, jest dość mała i szybko maleje wraz ze zmniejszaniem się obwodu. Starają się również, aby odporność na straty była mała, ponieważ sprawność = R∑/(R∑ + Rn).

Współczynnik jakości ramy, podobnie jak konwencjonalnego obwodu oscylacyjnego, jest równy stosunkowi rezystancji indukcyjnej przy częstotliwości rezonansowej X = 2πf 0L do rezystancji czynnej: Q = X/2(R∑ + Rn). Dwójkę w mianowniku wprowadza się, aby uwzględnić impedancję wyjściową nadajnika lub impedancję wejściową odbiornika przekształconą w ramkę, równą (poprzez dopasowanie warunków) impedancji czynnej anteny. Dla anteny bezstratnej (Rn = O, sprawność = 100%) współczynnik jakości jest wartością skończoną, ponieważ pozostają użyteczne straty promieniowania: Q0 = X / 2R∑. Łatwo też pokazać, że sprawność = Q/Q0.

Do obliczenia indukcyjności pętli zaproponowano w literaturze sporo wzorów różniących się nieznacznie współczynnikami liczbowymi (nie ma absolutnie dokładnego wzoru, gdyż trudno uwzględnić małe efekty: różnicę kształtu od koła, ostateczna średnica drutu, rozkład prądu na jego powierzchni, efekt naskórkowości itp.) d.). Autor woli posługiwać się najprostszym i najdokładniejszym wzorem - L = μ0R ln(R/r), gdzie μ0=4π10-7 H/m to stała magnetyczna; R = D/2 i r = d/2 to odpowiednio promienie ramy i drutu. Wszystkie wymiary podane są w układzie jednostek SI. Widzimy, że indukcyjność jest wprost proporcjonalna do średnicy pętli D pomnożonej przez współczynnik kształtu β = ln(D/d). Jego wartości pokazano na wykresie (ryc. 2)

Obliczamy reaktancję indukcyjną X = 2πf0L = πf0Lμ0Dβ i przechodzimy od częstotliwości do długości fali, biorąc pod uwagę, że f0 = c/λ. do = 1√µ0/e0(prędkość światła) i √µ0/e0 = 120π (impedancja falowa wolnej przestrzeni):

Pozostaje znaleźć czynnik jakości:

Podobnie jak w przypadku innych małych anten (patrz wcześniejsze artykuły autora na ten temat), współczynnik jakości okazał się odwrotnie proporcjonalny do sześcianu wymiarów liniowych lub objętości pola bliskiego anteny. Upraszczamy wzór: ponieważ π ≈ 3 z błędem nie większym niż 5%, ostatecznie zapisujemy:

Q0 = β(λ/p)3.

To powinien być współczynnik jakości anteny ramowej o sprawności = 100%. Jeżeli zmierzona wartość Q jest mniejsza (a teoretycznie nie może być większa), to sprawność = Q / Q0. Teraz radioamatorzy będą mogli, obliczając wymagany współczynnik jakości Q0 ze znanego obwodu ramki i mierząc rzeczywisty współczynnik jakości Q, określić wydajność swojej anteny.

Autor: Vladimir Polyakov (RA3AAE), Moskwa

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 Skuteczna folia antybakteryjna na gadżety 19.07.2014 Fujifilm opracowała technologię powłok antybakteryjnych, która zapewnia około 100 razy lepszą ochronę przed bakteriami niż obecne roztwory srebra. Nowa technologia nazywa się Hydro AG. Ma być stosowany w foliach ochronnych do ekranów dotykowych LCD oraz paneli dotykowych urządzeń stosowanych w placówkach medycznych, edukacyjnych, miejscach publicznych. Podstawą Hydro AG jest superhydrofobowe tworzywo sztuczne z ceramicznymi mikrocząsteczkami, w skład którego wchodzi środek antybakteryjny, który może stopniowo uwalniać jony srebra. Producent zauważa, że ​​przy opracowywaniu przydatne było doświadczenie Fujifilm w tworzeniu i produkcji błon fotograficznych oraz technologia precyzyjnego powlekania. W projekt zaangażowała się firma Toyama Chemical, specjalizująca się w ocenie skuteczności powłok przeciwdrobnoustrojowych. Zasada działania powłok przeciwdrobnoustrojowych opiera się na uwalnianiu jonów srebra w wyniku zwilżania zawierającego je środka. Jony wiążą enzymy na powierzchni drobnoustrojów, czyniąc je nieszkodliwymi. Tak więc, aby zwiększyć wydajność powłoki, konieczne jest zwiększenie liczby jonów srebra. Folia Hydro AG jest wykonana z superhydrofobowego materiału, który jest prawie całkowicie wodoodporny. Dzięki temu woda działa tylko na cząstki środka osadzone w folii, dostając się nie tylko na ich powierzchnię, ale także wnikając w głąb, zwiększając tym samym wydajność jonów srebra i żywotność powłoki. Zgodnie z wynikami testu ponad 99,99% drobnoustrojów ginie na folii Hydro AG w ciągu godziny. Dla porównania: stawka konwencjonalnej folii wynosi około 99%.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Klucze USB umożliwiające dostęp do stron internetowych

▪ Turbulencje wykryte przez lidar

▪ Oczyszczona woda może stać się toksyczna

▪ Nieprzyjemna grzechotka

▪ Razer Ornata - pierwsze klawiatury z przełącznikami Razer Mecha-Membrane

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Radio - dla początkujących. Wybór artykułu

▪ artykuł Honorujemy wszystkie zera, a jednostki - siebie. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Skąd się bierze wiatr? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł z góry Ephedra. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Środki do ust i brwi. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Pranie chemiczne - usuwanie plam metodą ekstrakcji. Doświadczenie chemiczne

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