Antena VHF z dopasowaniem typu J. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

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

Antena VHF z dopasowaniem J. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny VHF

Komentarze do artykułu

Ta antena od dawna i zasłużenie jest popularna wśród radioamatorów. Jego konstrukcja jest prosta, łatwo się go reguluje i jest spójny z podajnikiem o dowolnej impedancji falowej. Jednak jego duże rozmiary (całkowita długość to 0,75λ) utrudniają użytkowanie na pasmach HF. Ale w pasmach VHF jest używany dość często.

Antena VHF z dopasowaniem J
Ryż. 1. Szkic projektu anteny

Antena (rys. 1) to wibrator o długości λ/2, zasilany od końca przez urządzenie dopasowujące, wykonane w postaci ćwierćfalowej linii otwartej, zamkniętej na dolnym końcu. Wysoka impedancja wejściowa wibratora półfalowego przy zasilaniu od końca (kilka kiloomów) jest łatwo przekształcana w impedancję charakterystyczną kabla poprzez dobór optymalnej odległości od punktów zasilania (X1, X2) do zamkniętego końca linii . Zastosowanie otwartej linii jako transformatora zapewnia niskie straty przy wysokich przekładniach. Wzmocnienie anteny J wynosi +0,25 dBd, czyli nieco więcej niż wzmocnienie dipolowe (ze względu na linię dwuprzewodową).

Pionowa antena J, ze względu na niepełną symetrię, ma małe promieniowanie o polaryzacji poziomej (rys. 2).

Antena VHF z dopasowaniem J
Ryż. 2. Parametry i charakterystyka promieniowania

Modyfikujemy antenę J, wyginając linię ćwierćfalową o 90 stopni (ryc. 3). Przy odrobinie dopracowania wymiarów nietrudno uzyskać dobre dopasowanie i wzmocnienie 0 dBd. Jednak w tej wersji anteny zauważalna część promieniowania jest już spolaryzowana poziomo. Jest to spowodowane prądem wspólnym w linii dwuprzewodowej, który pełni rolę przeciwwagi (kolektora prądu) w J-antenie.

Antena VHF z dopasowaniem J
Ryż. 3. Zmodyfikowana konstrukcja anteny

Dodajmy kolejny wibrator półfalowy, podłączając go do wolnego końca linii dwuprzewodowej (ryc. 4). Otrzymujemy całkowicie symetryczny projekt w płaszczyźnie pionowej. W linii dwuprzewodowej nie występuje prąd wspólny, a także promieniowanie o polaryzacji poziomej. Ta opcja to współliniowa antena dwóch wibratorów półfalowych zasilanych przez zamkniętą na końcu linię ćwierćfalową.

Antena VHF z dopasowaniem J
Ryż. 4. Zmodyfikowana konstrukcja anteny

Taką antenę opisuje SM0VPO na swojej stronie w artykule "6 dB collinear VHF antenna by Harry Lythall - SM0VPO". Jego wzmocnienie (około 2,4 dBd) uzyskuje się poprzez zawężenie charakterystyki promieniowania w płaszczyźnie pionowej. W płaszczyźnie poziomej charakterystyka promieniowania jest kołowa. Antena jest konstrukcyjnie bardzo prosta i może być wykonana z jednego kawałka aluminiowego pręta lub rury. Aby zachować symetrię anteny, pożądane jest podłączenie kabla zasilającego przez transformator równoważący. SM0VPO wykorzystuje balun w kształcie litery U. Możesz ograniczyć się do kilku pierścieni ferrytowych noszonych na kablu w pobliżu punktu zasilania anteny.

Nazwijmy ten projekt w skrócie anteną Super-J. A jaka jest jego ewentualna dalsza modyfikacja?

Antena VHF z dopasowaniem J
Ryż. 5. Zmodyfikowana konstrukcja anteny

Dodając do projektu reflektory, otrzymujemy dwuelementową antenę Super-J (rys. 5). Jest to już kierunkowa antena współliniowa o zysku +5,8 dBd. A jeśli dodamy reżyserów, otrzymamy trzyelementową antenę Super-J (ryc. 6) o wzmocnieniu +8 dBd (ryc. 7). Próba dołożenia drugiego reżysera daje zysk tylko 0,8 dB, ale zauważalnie zwiększa długość anteny...

Antena VHF z dopasowaniem J
Ryż. 6. Zmodyfikowana konstrukcja anteny

Antena VHF z dopasowaniem J
Ryż. 7. Parametry i charakterystyka promieniowania

Jaka jest przewaga tych anten nad wieloelementowymi Yagi?

Przy równej powierzchni ich zyski są w przybliżeniu równe, ale zaletami anten Super-J są krótka długość wysięgnika, związany z tym mały promień skrętu i łatwość dopasowania. Do wad należy zaliczyć konieczność stosowania masztu dielektrycznego, przynajmniej jego górnej części.

na ryc. 8 przedstawia zdjęcie trzyelementowej anteny Super-J na pasmo 144 MHz, wykonanej z aluminiowego pręta o średnicy 8 mm.

Antena VHF z dopasowaniem J
Ryż. 8. Trzyelementowa antena Super-J na pasmo 144 MHz

W szczelinach między elementami znajduje się maszt dielektryczny (na przykład z włókna szklanego) i rozpórka izolacyjna. na ryc. 9 są one pokazane grubszymi liniami. Lepiej jest poprowadzić kabel zasilający poziomo za reflektorami i poprowadzić go szeroką pętlą do masztu, z dala od końców reflektora. Na tym odcinku (obok anteny) co 0,5 m zaleca się nałożyć na kabel rurkowe ferrytowe rdzenie magnetyczne (z kabli zasilających monitor).

Antena VHF z dopasowaniem J
Ryż. 9. Konstrukcja anteny

Podobną trzyelementową antenę Super-J można wykonać również dla pasma 430 MHz. W tabeli i na ryc. 10 pokazuje wymagane wymiary konstrukcyjne dla częstotliwości 145 i 435 MHz. Wymiary elementów i odległość między ich osiami podano w centymetrach (D to średnica aluminiowych lub miedzianych przewodów, z których wykonana jest antena). Impedancja wejściowa w punkcie zasilania wynosi 50 lub 200 omów. Jeśli do wyważenia zostanie użyty łuk w kształcie litery U, zmieni on rezystancję podajnika na 200 omów, więc połączenie z linią dwuprzewodową będzie nieco dalej od zamkniętego końca. W takim przypadku wymiary pasującego kabla nieznacznie się zmieniają (patrz tabela).

Antena VHF z dopasowaniem J
Ryż. 10. Wymiary konstrukcyjne

stół

Częstotliwość, MHz	R_вx, Ohm	а	b	с	d	е	f	g*	h*	k	D
145	50	44	52,5	53	49	34,5	42	5	37	4	0,8
145	200	44	52,5	52	49	34.5	42	5,5	41,5	6	0,8
435	50	14,7	17,5	17,7	16,3	11,5	14	1,5	13	1,4	0,25
435	200	14,7	17,5	17,3	16,3	11,5	14	1,8	13,8	2	0,25

Wymiary elementów oznaczonych gwiazdką określane są podczas instalacji.

Dla ułatwienia konfiguracji zaleca się wykonanie urządzenia dopasowującego z dwoma ruchomymi stykami (suwakami): jeden zamykający linię dwuprzewodową służy do strojenia w rezonans, drugi, łączący podajnik, służy do dopasowania do minimum poziom SWR. Pozwala to na szybkie dostrojenie anteny, jednak po wybraniu pozycji suwaków konieczne jest zapewnienie niezawodnego styku (poprzez lutowanie lub skręcanie). Sprawność anteny jest bardzo zależna od rezystancji styku. Warto pamiętać o niedopuszczalności styku miedź-aluminium oraz ochronie styku przed wilgocią. Przeciwnie, wymagania dotyczące rezystancji styku na otwartym końcu nogi J nie są surowe, ponieważ prąd jest tam minimalny.

Początkowo antena została wykonana zgodnie z ryc. 4 dla średniej częstotliwości 145 MHz z aluminiowego pręta o średnicy 8 mm. Został on przymocowany do rury z włókna szklanego o średnicy 23 mm, używanej jako maszt. Jako urządzenie równoważące zastosowano rurkę ferrytową, umieszczoną na kablu w pobliżu punktu zasilania anteny. Jej testy wykazały, że gdy antena jest umieszczona na drewnianym stole równolegle do ziemi i gdy jest ustawiona pionowo, ustawienia się nie zgadzają. Dlatego antenę należy dostroić, ustawiając ją pionowo. Wystarczy, aby odległość od dolnych końców wibratorów do podłoża wynosiła około 0,5 m. Przesuwając zworkę zamykającą wzdłuż pętli dwuprzewodowej i przesuwając punkty łączenia kabli (te regulacje są współzależne) dość łatwo było dopasuj antenę do SWR<1,1 na żądanej częstotliwości. Pasmo częstotliwości pracy anteny pod względem SWR<1,5 przekroczyło 5 MHz.

Następnie do masztu przymocowano wysięgniki i aktywne wibratory, również wykonane z aluminiowego pręta o średnicy 8 mm, ponieważ rurki dielektryczne o wymaganej sztywności nie były pod ręką. W środku wibratorów napięcie jest bliskie zeru, więc przewodzący wysięgnik ma niewielki wpływ na charakterystykę anteny, co potwierdziły wstępne symulacje.

Na wysięgnikach zamontowano reflektory i kierunkowskazy, których długości zostały obliczone przez model za pomocą programu MMANA. Lina dwużyłowa i bomy są przymocowane do masztu za pomocą 10 mm winylowych płyt plastikowych i wsporników w kształcie litery U. Elementy anteny są przymocowane do wysięgników za pomocą duraluminiowych wsporników w kształcie litery U i śrub.

Elementy pasywne radykalnie zmniejszyły impedancję wejściową anteny. Znaleziono jednak słabo wyrażone minimum SWR. Przesuwając zworkę i przesuwając punkty łączenia kabli znaleźliśmy pozycję, w której minimalny SWR odpowiadał częstotliwości 145 MHz i nie przekraczał 1,2. Długości wibratorów nie były regulowane.

W porównaniu do strojenia anteny jednoelementowej, strojenie anteny trzyelementowej jest znacznie ostrzejsze i bardziej krytyczne. Szerokość pasma SWR <1,5 wynosiła około 3 MHz. Długość pętli okazała się nieco mniejsza, a odległość od zamkniętego końca pętli do punktu zasilania za pomocą kabla o rezystancji 50 omów jest nieco większa niż obliczone wartości.

Działanie anteny oceniano wcześniej w warunkach miejskich (wśród wysokich budynków całkowicie zasłaniających horyzont), gdy jej oś znajdowała się nad ziemią na wysokości zaledwie 1,5 m. W porównaniu z ćwierćfalową szpilką samochodową dawała sygnał wzrost o 2 ... odległości 3 ... 10 km. Wyraźna była kierunkowość w płaszczyźnie poziomej. Ogólne wrażenie jest takie, że antena działa. Dokładniejszej oceny działania anteny Super-J dokonano na terenach otwartych w warunkach letnich, gdy antena została podniesiona do masztu o wysokości 50 m. Jej działanie porównano z czteroelementową anteną „kwadratową” z polaryzacją pionową . Anteny były instalowane naprzemiennie na tym samym maszcie z włókna szklanego w tym samym miejscu. Ten sam kabel służył jako zasilacz i ten sam transceiver. Oceniono prace nad wykrywaniem i słyszalnością przemienników znajdujących się w odległościach od 7 do 30 km oraz oceny korespondentów podczas wykonywania QSO w kanale bezpośrednim na odległościach do 100 km.

W większości przypadków wyniki były bardzo zbliżone. Jeśli słyszałeś „kwadrat”, słyszałeś także Super-J. Czteroelementowy „kwadrat” miał węższą charakterystykę promieniowania w płaszczyźnie poziomej, więc musiał być dokładniej skierowany na korespondenta, aby uzyskać maksymalny wynik, Super-J prawie się nie odwrócił. Ogólne wrażenie jest takie, że anteny mają w przybliżeniu równe wzmocnienia i dobre tłumienie płatków tylnych. Testowana antena jest dwa razy lżejsza od „kwadratów” i ma znacznie mniejszy moment obrotowy i wiatr.

Pliki do modelowania opisanych anten w programie MMANA można pobrać z ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/ant86_30.zip.

Autor: Vladislav Shcherbakov (RU3ARJ)

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

Nowy sposób na kontakt z kosmitami 05.11.2018

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology zaproponowali nawiązanie komunikacji z kosmitami za pomocą znanych już technologii laserowych.

Zdaniem naukowców lasery, którymi dysponują już Ziemianie, są w stanie generować sygnały, których zewnętrzny obserwator nigdy nie pomyliłby z błyskami naturalnego pochodzenia. Zgodnie z tą ideą, jeśli kosmici gdzieś są, na pewno zauważą taki znak wysłany przez ludzkość.

Co więcej, naukowcy są pewni, że przedstawiciele cywilizacji pozaziemskich mogliby rozpoznać sztuczny sygnał laserowy nawet z odległości setek lat świetlnych. A po nawiązaniu kontaktu te same lasery umożliwią wymianę informacji z braćmi z prędkością kilkuset bitów na sekundę.

Naukowcy znaleźli już miejsce, w którym najwygodniej jest wysyłać sygnały w kosmos. To jest druga strona księżyca. Zapewni to bezpieczeństwo wiązek laserowych dla ziemian i sprzętu.

Jednak kosmici mogą być znacznie bliżej, niż mogłoby się wydawać. Na przykład Shmuel Byali i Abraham Loeb z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics stwierdzili niedawno, że międzygwiezdna asteroida 'Oumuamua może być sztuczną sondą wystrzeloną przez kosmitów w celu zbadania Układu Słonecznego. Faktem jest, że kiedy Oumuamua opuścił Układ Słoneczny, przyspieszył i nie zwolnił, jak powinno było. Naukowcy doszli do wniosku, że może to być obca sonda lub część starożytnego statku kosmicznego wystrzelonego przez przedstawicieli innej cywilizacji.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Eksperymentator robotów

▪ E-book Xiaomi InkPalm Plus

▪ Inteligentny zegarek BoAT Lunar Tigon

▪ Szybki Internet między Ziemią a Księżycem

▪ Udostępnianie zapachów telefonom komórkowym

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Zasilacze. Wybór artykułu

▪ artykuł Fiolka rozkoszy do picia. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jakie żywe organizmy mogą jeść poliuretan? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Kierownik laboratorium fotograficznego. Opis pracy

▪ artykuł Udoskonalenie multimetru DTI82. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Samodzielnie wykonany KPI z dielektrykiem powietrznym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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