|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Zmierzyć parametry anteny? To wcale nie jest trudne! Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny. Pomiary, regulacja, koordynacja Prawidłowo określone parametry anteny w radiowym systemie odbiorczym są podstawą możliwości skutecznego odbioru zdalnych stacji radiowych. Jednak radioamator nie zawsze ma pod ręką narzędzia niezbędne do takich pomiarów. W tym artykule autor proponuje zastosowanie prostej metody, która daje całkiem akceptowalne wyniki. Miłośnik odbioru radia na falach długich i średnich (LW i MW) po zawieszeniu zewnętrznej anteny przewodowej często zadaje sobie pytanie: jakie są jej parametry? Istnieją dwa główne parametry - rezystancja strat układu uziemienia anteny rп i pojemność własna anteny w stosunku do tej samej masy SA. Od tych parametrów zależy skuteczność systemu antenowego, a co za tym idzie możliwość odbioru odległych stacji, zasilenie urządzenia odbiorczego „darmową energią” sygnałów odbieranych z powietrza, dostrojenie systemu antenowego do różnych częstotliwości itp. Pomiary anten to „terra incognita” dla większości radioamatorów, i to nie tylko początkujących. Wszystkie znane metody wymagają potężnego generatora wysokiej częstotliwości i mostka pomiarowego - sprzętu rzadko spotykanego wśród radioamatorów. Często te dwa urządzenia łączone są w celu utworzenia omomierza zasilającego lub antenowego (jak się je nazywa), wykorzystywanego na przykład przy strojeniu i regulacji anten nadawczych ośrodków radiowych [1]. Potrzebny jest potężny generator HF, ponieważ antena otwarta na wszystkie wiatry ma wysokie napięcie różnego rodzaju zakłóceń, w tym sygnałów z innych stacji radiowych zakłócających pomiary. W proponowanej metodzie pomiaru generator nie jest w ogóle potrzebny. Parametry anteny zmierzymy za pomocą sygnałów z powietrza, bo jest ich tam mnóstwo. Czy muszę wykonać specjalne urządzenie lub stanowisko do pomiarów? Jest to opcjonalne. Biorąc pod uwagę, że anten nie zmienia się codziennie, złożenie prostych układów pomiarowych bezpośrednio na biurku lub parapecie okna nie będzie trudne, nawet bez użycia płytek stykowych. Pomiar rezystancji strat. Będziesz potrzebował pręta ferrytowego z anteny magnetycznej z parą cewek, najlepiej zakresów DV i MV, rezystora zmiennego o rezystancji 0,47...1 kOhm (koniecznie bez drutu), dowolnego germanu małej mocy i wysokiej częstotliwości diodę oraz woltomierz prądu stałego o dużej rezystancji wewnętrznej wejściowej (co najmniej 0,5...1 MOhm). Aby móc rozpoznawać odbierane stacje radiowe za pomocą słuchu, przydatne jest posiadanie telefonów o wysokiej impedancji. Urządzenie montujemy według schematu na ryc. 1 i przesuwając pręt w cewce anteny magnetycznej, dostrajamy się do częstotliwości sygnału silnej lokalnej stacji radiowej.
W takim przypadku rezystor zmienny R1 należy ustawić w pozycji zerowej rezystancji (przesuń suwak do górnej pozycji zgodnie ze schematem). Moment dostrojenia obwodu do rezonansu z częstotliwością stacji radiowej będzie oznaczał maksymalne odchylenie wskazówki miernika i największą głośność w telefonach. Telefony połączone szeregowo z woltomierzem praktycznie nie mają wpływu na jego wskazania, a przy tym głośność nie jest zbyt duża. Aby ją zwiększyć podczas identyfikacji stacji radiowej, woltomierz można zewrzeć, przełączyć na dolną granicę pomiaru, gdzie jego rezystancja jest mniejsza, lub podłączyć równolegle kondensator o pojemności około 0,05...0,1 µF do woltomierza w celu przekazania częstotliwości audio do telefonów (w przypadku takiego kondensatora dźwięk może być nieco zniekształcony z powodu nierówności w obciążeniu detektora przy częstotliwościach akustycznych i przy prądzie stałym). Po zanotowaniu wskazań woltomierza (U1) i bez zmiany ustawień obwodu przesuwaj suwak rezystora zmiennego R1, aż wskazania woltomierza zmniejszą się o połowę (U2). W takim przypadku rezystancja rezystora będzie równa rezystancji strat systemu antenowego przy danej częstotliwości. Te same pomiary można przeprowadzić na innych częstotliwościach. Rezystancję rezystora mierzy się omomierzem odłączając go od obwodu pomiarowego. Jeśli nie masz omomierza, musisz wyposażyć rezystor w uchwyt z celownikiem i skalą, który możesz skalibrować w omach za pomocą standardowego urządzenia. Korzystając z powyższej metody, można wybrać na przykład najlepszą opcję uziemienia. W warunkach miejskich możliwe są następujące warianty: rury wodociągowe, rury grzewcze, okucia do ogrodzeń balkonowych itp., a także różne ich kombinacje. Należy skupić się na maksymalnym odbieranym sygnale i minimalnej odporności na straty. W wiejskim domu oprócz „klasycznego” uziemienia zaleca się wypróbowanie studni lub rur wodociągowych, ogrodzenia z metalowej siatki, dachu z blachy ocynkowanej lub innego masywnego metalowego przedmiotu, nawet jeśli nie ma on z nim kontaktu prawdziwą ziemię. Pomiar pojemności anteny. Zamiast rezystora zmiennego będziesz musiał teraz włączyć KPI (dowolnego typu) o maksymalnej pojemności 180...510 pF. Wskazane jest również posiadanie miernika pojemności z granicą pomiaru od dziesiątek do setek pikofaradów. Autor wykorzystał cyfrowy miernik pojemności Master-S [2], udostępniony dzięki uprzejmości jego projektanta. Jeśli nie ma miernika pojemności, musisz zrobić to samo, co z rezystorem - wyposażyć KPI w skalę i skalibrować go w pikofaradach. Można to zrobić bez instrumentów, ponieważ pojemność jest proporcjonalna do powierzchni włożonej części płytek. Narysuj na papierze milimetrowym kształt płytki wirnika (im większy rozmiar, tym dokładniejsza będzie podziałka), podziel rysunek na sektory co 10 stopni kątowych i policz w komórkach powierzchnię każdego sektora i całej płytki S0 . Na ryc. 2 zacieniony jest pierwszy sektor o obszarze S1. Na odpowiednim pierwszym znaku skali należy umieścić pojemność C1 = CmaxS1/S0 itd.
Jeśli płytki wirnika mają kształt półkolisty (bezpośredni kondensator kondensatora), skala okazuje się liniowa i wtedy nie ma potrzeby wykonywania rysunków i obliczania powierzchni. Na przykład KPI ze stałym dielektrykiem z zestawu do kreatywności dla dzieci ma maksymalną pojemność 180 pF. Wystarczy podzielić skalę na 18 sektorów po 10 stopni i wokół podziałek umieścić 10, 20 pF itp. Nawet jeśli dokładność jest niska, dla naszych celów jest ona wystarczająca. Po skalibrowaniu KPI montujemy instalację według schematu z rys.3. XNUMX.
Podłączając antenę do gniazda XS1 i wyłączając KPI przełącznikiem SA1, dostrajamy obwód utworzony przez pojemność anteny i cewkę L1 do częstotliwości stacji radiowej. Nie dotykając już cewki, przełączamy antenę na gniazdo XS2 i podłączamy kondensator C2 (nasz KPI) do obwodu z przełącznikiem SA1. Ponownie dostrajamy się do tej samej częstotliwości, tym razem za pomocą C2. Jego pojemność Sk wyznaczamy za pomocą skali lub za pomocą miernika pojemności podłączonego do gniazd XS3, XS4 (w tym celu przełączając SA1 do pozycji pokazanej na schemacie). Pozostaje znaleźć pojemność anteny SA za pomocą wzoru SA = C2(1 + sqrt(1 + 4C1/C2))/2. Znaczenie naszych manipulacji jest następujące: kiedy podłączyliśmy antenę przez kondensator sprzęgający C1, całkowita pojemność obwodu zmniejszyła się i aby ją przywrócić, musieliśmy dodać pojemność C2. Sam możesz wyprowadzić powyższy wzór na podstawie równości pojemności anteny CA (w pierwszym przypadku) i pojemności obwodu zespolonego C2 + CAC1/(CA + C1) w drugim przypadku. Aby zwiększyć dokładność pomiarów, zaleca się dobór mniejszej pojemności kondensatora sprzęgającego, w zakresie 15...50 pF. Jeżeli pojemność kondensatora sprzęgającego jest znacznie mniejsza niż pojemność anteny, wówczas wzór obliczeniowy jest uproszczony: SA = C2 + C1. Eksperyment i dyskusja. Autor zmierzył parametry anteny tego typu dostępnej na daczy: przewód PEL 0,7 o długości 15 m, który był rozciągnięty do kalenicy dachu i dalej od domu do sąsiedniego drzewa. Najlepszym „uziemieniem” (przeciwwagą) okazała się kolumna podgrzewająca wodę odizolowana od gruntu małą siecią rur i lokalnymi grzejnikami. Wszystkie pomiary wykonano w zakresie CB z wykorzystaniem standardowej cewki anteny magnetycznej CB z odbiornika tranzystorowego. Jeśli indukcyjność nie była wystarczająca do dostrojenia na końcu zakresu niskich częstotliwości, obok anteny magnetycznej, równolegle do pierwszej, umieszczano kolejny pręt ferrytowy.
Wyniki pomiarów podsumowano w tabeli. Potrzebują małego komentarza. Przede wszystkim uderzające jest to, że przy różnych częstotliwościach zarówno rezystancja strat, jak i pojemność anteny są różne. Nie są to wcale błędy pomiarowe. Rozważmy najpierw zależność pojemności od częstotliwości. Gdyby przewód antenowy nie miał również pewnej indukcyjności LA, wartości pojemności byłyby takie same. Indukcyjność drutu jest połączona szeregowo z pojemnością anteny, jak widać na zastępczym schemacie obwodu anteny pokazanym na ryc. 4.
Wpływ indukcyjności jest silniejszy przy wysokich częstotliwościach, gdzie reaktancja indukcyjna wzrasta i częściowo kompensuje reaktancję pojemnościową. W rezultacie całkowita reaktancja anteny maleje, a zmierzona pojemność staje się większa. Antena ma częstotliwość własną f0 - częstotliwość rezonansową obwodu LACA, przy której reaktancja dąży do zera, a zmierzona wartość pojemności dąży do nieskończoności. Naturalna długość fali anteny Lambda0 odpowiadająca tej częstotliwości jest w przybliżeniu równa czterokrotności długości przewodu anteny i zwykle mieści się w paśmie HF. Częstotliwość drgań własnych można obliczyć na podstawie pomiarów pojemności przy dwóch dowolnych częstotliwościach, ale wzory są zbyt skomplikowane. Dla swojej anteny autor uzyskał CA = 85 pF. LA = 25 µH i f0 - około 3,5 MHz. Dla przybliżonych szacunków można założyć, że każdy metr przewodu antenowego (wraz z redukcją) wprowadza indukcyjność około 1...1,5 μH i pojemność około 6 pF. Rezystancja strat przy cewce L1 o wystarczająco wysokiej jakości składa się głównie z rezystancji uziemienia. Tę z kolei oblicza się za pomocą empirycznego (otrzymanego na podstawie danych eksperymentalnych) wzoru M.V. Shuleikina [3]: rп = А*Lambda/Lambda0. Tutaj A jest stałym współczynnikiem zależnym od jakości uziemienia, o wymiarach w omach. W przypadku dobrego uziemienia A to jednostki, a nawet ułamki omów. Jak widać, odporność na straty rośnie wraz ze wzrostem długości fali (malejącą częstotliwością), co potwierdzają dane zawarte w tabeli. Zależność rezystancji strat od częstotliwości odkryto na początku ubiegłego wieku, jednak autor nie znalazł w literaturze szczegółowego wyjaśnienia tego efektu. Pod tym względem wiele danych uzyskanych przez radioamatorów podczas pomiaru parametrów ich anten może być bardzo przydatnych. literatura
Autor: V.Polyakov, Moskwa
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
▪ W 2007 r. kontrolę przejmą Rosjanie ▪ Nowa technologia druku 3D złożonych obiektów na bazie celulozy ▪ Nierówność stwarza problemy świata
▪ sekcja serwisu Instalacje kolorowe i muzyczne. Wybór artykułów ▪ artykuł A on głupio kocha i głupio nienawidzi. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Gdzie uprawiano pierwszy ryż? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Crotalaria sitnikovaya. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Przesył energii elektrycznej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
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