|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Antena czy wzmacniacz? Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny VHF Ten materiał jest przydatny dla tych, którzy chcieliby wydać pieniądze na poprawę jakości komunikacji z maksymalną wydajnością, omawia różne sposoby na osiągnięcie potrzebnych każdemu decybeli i podaje szacunkowe koszty ich uzyskania. Nie wszyscy, ale wielu radioamatorów prędzej czy później staje przed problemem poprawy jakości komunikacji. W tym przypadku pojawia się wiele pytań, ale główne z reguły to tylko dwa: kup potężny wzmacniacz liniowy lub ulepsz system antenowy? Obydwa można pod wieloma względami zaliczyć do filozoficznych. Cóż, postaramy się je szczegółowo rozważyć z punktu widzenia kosztów materiałowych i ergonomii, tj. - poprawiając walory konsumenckie systemu radiowego i na podstawie tych przemyśleń postaramy się udzielić rad, z których niektórzy z Was mogą nawet spróbować skorzystać. W ostatnich latach na świecie istnieje stała tendencja do zmniejszania mocy nadajników tam, gdzie istnieje taka możliwość. Wynika to z wprowadzenia nowego kierunku w rozwoju nowoczesnych technologii – energooszczędności, która pozwala na oszczędzanie stale uszczuplonych zasobów mineralnych, które z kolei wykorzystywane są do produkcji energii elektrycznej, oraz coraz głośniejszych wypowiedzi „zielonych” o zagrożeniach związanych z jakąkolwiek emisją radiową. Oczywiście fakty te nie decydują o wyborze sposobu na poprawę efektywności komunikacji dla milionów radioamatorów na całym świecie. Oni (w tym my) zawsze chcą iść dalej, mocniej, mocniej, nawet jeśli muszą ubierać się w ołowiane szlafroki! Ktoś potrzebuje pierwszego DXCC, ktoś potrzebuje 9V WAZ i tak w nieskończoność! Kumulacja nagród, które nas wychwalają, dla niektórych staje się celem życia nr 1! Z wiekiem zamienia się w nawyk i nie da się przestać. Kiedy radiooperator chce się wyróżnić, pierwszą rzeczą, jaka przychodzi do głowy, jest wykonanie niezwykle potężnego wzmacniacza. Jednak po dokładnym rozważeniu problemu, fakty wskazują, że zainstalowanie zbyt mocnego wzmacniacza liniowego w celu zwiększenia poziomu emitowanego sygnału jest dalekie od optymalnego rozwiązania.Jednym z tych faktów jest stosunek ceny do jakości uzyskanego wyniku. Cóż, w naszym kraju problem ceny przyjemności pozostaje być może głównym problemem w tej sprawie. Zanim zaczniemy dalej rozważać tę kwestię, zrobimy małą dygresję, aby pokrótce zapoznać się z pewnym urządzeniem: tzw. S-metrem, służącym do oceny siły sygnału odpowiednio w skali S. Wszystkie radiotelefony produkowane przemysłowo są wyposażone w takie urządzenie. Skala tego urządzenia jest nieliniowa, a cena podziału skali odpowiada zmianie sygnału o 6 dB. Zatem 1 punkt odpowiada 6 dB. Odczytów miernika S dowolnego transceivera nie można uważać za absolutnie dokładne, a czasem nawet za przybliżone (nie możemy zapominać, że na KB poziomu sygnału przychodzącego z powietrza generalnie NIE MOŻNA porównywać z tym, który przybył WCZEŚNIEJ z powodu ze względu na losowy charakter jego ścieżki od nadajnika do odbiornika, w trybie SSB jest to jeszcze trudniejsze, ponieważ amplituda sygnału zmienia się pod wpływem zmian poziomu głosu operatora). Odczyty te nadają się jedynie do przeprowadzenia analizy jakościowej stopnia wzrostu mocy wypromieniowanej przez urządzenie nadawcze. A teraz wykonajmy kilka ćwiczeń praktycznych. Spróbujmy stopniowo zwiększać moc wyjściową nadajnika i obserwujmy jak bardzo zmieniają się wskazania S-metru na odbiorniku Twojego korespondenta i zbuduj wykres odzwierciedlający koszty zakupu odpowiedniego wzmacniacza. Wiadomo, że aby zwiększyć siłę sygnału po stronie odbiorczej o 3 dB, należy DWUKROTNIE zwiększyć moc wzmacniacza stacji nadawczej! Należy pamiętać, że 3 dB odpowiada tylko połowie jednego podziału skali S-metrowej, tj. dokładnie pół punktu! W związku z tym, aby zwiększyć siłę sygnału po stronie odbiorczej tylko o jeden punkt na skali S-metra, konieczne jest czterokrotne zwiększenie mocy nadajnika! Korzystając z tak prostej arytmetyki, możesz obliczyć stopień wzrostu mocy sygnału wyjściowego twojego korespondenta na podstawie odczytów S-metru. Na ryc. Rysunek 1 pokazuje trzy skale miernika S z odczytami odpowiadającymi różnym mocom wzmacniacza korespondenta, ilustrując tę zasadę.
Zatem zastosowanie wzmacniacza o mocy 1 kW zamiast 100 W spowoduje wzrost sygnału w odbiorniku Twojego korespondenta o około 10 dB (1.5 punktu na S-metrze), co z pewnością jest zdarzeniem bardzo zauważalnym dla operatora, ale staje się jeszcze bardziej zauważalne, gdy zrozumiesz, że za tę przyjemność trzeba zapłacić około 1500 dolarów. Tyle kosztuje niskiej jakości wzmacniacz kilowatowy. Zakup wzmacniacza o mocy 1,5 kW (tylko o 500 W więcej!) będzie kosztować około 2500 dolarów (przykłady poniżej), a na S-metrze zaobserwujemy wzrost odczytów o 0.5 punktu. Mówimy tutaj o średnim koszcie przemysłowych wzmacniaczy KB do celów amatorskich, z wyłączeniem krajowych rzemiosł i urządzeń Kulibina z Ministerstwa Obrony. Ciekawy wniosek: w tym przypadku różnica między 5-6 a 5-8 będzie kosztować około 2500 USD. Jednak koszty radioamatorów, którzy wybrali tę konkretną drogę do poprawy swoich osiągnięć, nie ograniczają się do kosztów wzmacniacza. Na przykład: w przypadkach, gdy wzmacniacz nie ma przestrajalnego obwodu wyjściowego, konieczne jest zastosowanie tunera antenowego. Koszt dostępnych na rynku tunerów, zaprojektowanych dla mocy 300 watów, wynosi średnio 500 USD. I oczywiście nie zapomnij o płatności za prąd. Wzmacniacz o mocy wyjściowej 500 watów pobiera z sieci około 1000 watów. Ta proporcja jest utrzymywana przy innych przepustowościach. Na przykład ukochany przez wielu GU-78 o mocy 4 kW w antenie pobiera z sieci około 8 kW. A przemysłowe nadajniki szerokopasmowe, takie jak "BRIG" (1 kW), "FLAME" (10 kW) i tym podobne, działają z wydajnością tylko około 30% - wtedy zastanów się sam. Przy obliczaniu należy również wziąć pod uwagę fakt, że sprzęt ten jest źródłem zakłóceń dla innych działających urządzeń elektronicznych. Przede wszystkim – oczywiście telewizja. Końcówki mocy powodują wiele, delikatnie mówiąc, niedogodności dla fanów niekończących się seriali telewizyjnych, z którymi, chcąc nie chcąc, trzeba się liczyć. Z wieloma problemami związanymi z zakłóceniami telewizyjnymi pomogą uporać się z różnego rodzaju filtrami. One też kosztują. (Ostatnio produkcja niektórych z nich opanowała firma REMO z Saratowa. Tańsze i lepsze niż importowane ...) Ale jeśli stacja znajduje się na wsi, to brak prądu nie pozwoli na zrobienie nawet długiego „a-a-a-a-le, raz, dwa, trzy…”. W drewnianych domach wiejskich i domach „nowych Rosjan” jednym z najważniejszych problemów jest bezpieczeństwo przeciwpożarowe. Gaśnice i jakość okablowania będą nieustannym bólem głowy. W rezultacie pojawi się znaczna kwota. To tylko główne aspekty związane z mocnym wzmacniaczem. A teraz przyjrzyjmy się bliżej innej możliwości poprawy jakości komunikacji: zastosowaniu wydajnego systemu antenowego. Na co musisz zwrócić uwagę w tym przypadku: Pierwszy. Należy rozumieć, że: wzmacniacze wzmacniają tylko sygnał nadajnika i, w przeciwieństwie do anten, nie poprawiają odbioru. Sekund. Niezwykle ważną właściwością anteny jest możliwość obniżenia poziomu sygnału zakłócającego poprzez wykorzystanie jego właściwości kierunkowych. Obracając antenę można uzyskać jej optymalny kierunek, odpowiadający najwyższej jakości odbioru sygnału, tj. poprawa stosunku sygnału do szumu jest najważniejszym parametrem w komunikacji radiowej. Koszt anteny zapewniającej podobny wzrost poziomu sygnału do transmisji będzie o rząd wielkości mniejszy niż koszt mocnego wzmacniacza. Jak już wspomniano, zwiększenie mocy wzmacniacza wyjściowego o 6 dB (tylko 1 punkt na mierniku S Twojego korespondenta), tj. CZTEROkrotnie przy mocy około 100 W (standardowa moc transiwera), koszty: QRO HF-1000 (600 W) - 2690 USD, Ameritron AL-80 V (850 W REP) - 1350 USD, Ameritron 811 V (600 W REP) - 1050 $, Command Technologies HF-1250 (800 W) - 3250 $ (podano ceny moskiewskich firm). Podczas przygotowywania tego materiału nie udało się znaleźć konkretnych 400-watowych wzmacniaczy. Co ciekawe, taki sam wzrost (około 6 dB) w stosunku do tak popularnego „długiego przewodu” o długości 84 metrów ma np. konwencjonalna 4-elementowa antena Yagi lub podobne kwadraty. A zastosowanie poważniejszych anten zapewnia odpowiednio jeszcze większy zysk. Koszt takich anten krajowych producentów waha się od około 100 do 400 dolarów, w zależności od zasięgu i stopnia złożoności samej anteny. Podajemy bardzo średnie ceny, ale nawet one mówią wymownie same za siebie. Ponadto należy pamiętać, że antena o polaryzacji poziomej umieszczona nad ziemią ma zysk o około 5-6 dB większy niż w wolnej przestrzeni (dokładna wartość zależy od parametrów gruntu). Czynnik ten należy wziąć pod uwagę rozważając wydajność wzmacniaczy i anten. Wzrost mocy z 1 kW do 4 kW (znowu tylko 1 punkt na S-metrze!) będzie kosztować 4-9 tysięcy dolarów: (QRO 3 KDX (2.8 kW), Henry 3 k ULTRA (ZkW), HF-2500E ( 2.5 kW)). Wizualna ilustracja tego jest pokazana na ryc. 2.
Na osi poziomej podane są wartości wzmocnienia anten znajdujących się na wysokości 22 metrów nad poziomem gruntu, wyrażone w dBi (szczegóły dotyczące zysku znajdują się na stronie 4 katalogu BREEZE Winter 2001). Naniesiono tutaj wartości mocy sygnału emitowanego przez antenę, pod warunkiem, że moc wyjściowa nadajnika (transceivera) wynosi 100 W. W tym przypadku wartość ta jest przyjmowana jako początek współrzędnych. Wzmocnienie i moc są wykreślone na tej samej osi, aby pomóc wykazać różnicę w kosztach wzmocnienia sygnału między wzmacniaczami i antenami. Cena, jaką będziesz musiał zapłacić za wszystko, co jest wydrukowane na osi poziomej, jest zaznaczona na osi pionowej. Dane zaprezentowano w formie wykresów dla anten w pasmach 7, 14, 21 i 28 MHz oraz stosu dwóch anten w paśmie 14 MHz. Zatem wykresy pokazują, jaka jest dzisiejsza średnia cena w Moskwie za zysk uzyskiwany przez niektóre anteny. Na przykład rysunek pokazuje, że antenę 14 MHz o zysku 16 dBi (5 elementów YAGI) można kupić za 750 USD. Kropki oznaczają wzmacniacze mocy, które można dziś kupić w moskiewskich firmach. W tym przypadku wzmacniacze znajdują się w korzystniejszej pozycji w stosunku do anten, ponieważ wartości mocy emitowanej w powietrzu odpowiadają pracy wzmacniacza na dipolu półfalowym umieszczonym na wysokości 22 m. Weźmy na przykład wzmacniacz ALPHA-87 A. Przy mocy wejściowej 100 W jego moc wyjściowa wynosi 1.5 kW, co odpowiada wzmocnieniu około 12 dB (15 razy). Jeżeli wzmacniacz ten zostałby podłączony do emitera izotropowego, wówczas nanieślibyśmy to na nasz rysunek na osi pionowej odpowiadającej wartości 12 dB. Jednak w naszym przypadku wszystkie wzmacniacze działają na dipolu półfalowym, dlatego musimy dodać 2.15 dB (różnica wzmocnienia między promiennikiem izotropowym a dipolem) i dodać około 5 dB ze względu na wpływ masy. Razem - prawie 19 dB, jak pokazano na rysunku. Jeśli sygnał o mocy 100 W zostanie wzmocniony o 19 dB, wynik wyniesie prawie 8000 W. Ten sam zysk 19 dBi (tj. w stosunku do emitera izotropowego) ma stos tylko dwóch anten. Znamienne jest to, że cena za ten sam zysk różni się niemal 6-krotnie! Jeszcze bardziej orientacyjny jest koszt tego samego wzrostu wzmocnienia dla wzmacniaczy i dla annnn. Pamiętajmy: wzrost mocy o 3 dB (na przykład z QRO-1000 na QRO-2500) będzie kosztować prawie 2000 dolarów, podczas gdy ten sam wzrost mocy o 3 dB w przypadku dużych anten 7 MHz będzie kosztować tylko 300-400 dolarów. Rysunek nie pokazuje mocniejszych wzmacniaczy produkowanych przemysłowo, ponieważ ich cena przekracza wartości pokazane na osi pionowej iz tego powodu są one dostępne dla jednostek krajowych radioamatorów, więc ich pojawienie się w Rosji można uznać za wyjątek. Jednocześnie nie dajcie się zmylić tym, że porównujemy anteny jednopasmowe ze wzmacniaczami pracującymi na wszystkich pasmach, bo jeśli masz antenę tylko na jedno pasmo, to kupując wzmacniacz, będziesz mógł "wzmocnić" wszystkie pozostałe pasma, nad którymi nie możesz pracować. Wykres pokazuje, ile możesz zaoszczędzić, instalując odpowiednią antenę, jednocześnie podając ten sam wynik na S-metrze Twojego korespondenta. Między innymi masz możliwość płynnego poprawiania wydajności systemu antenowego poprzez tworzenie stosów antenowych. Prawidłowo łącząc w stos zaledwie dwie anteny, można od razu poprawić odbiór (w najlepszym przypadku) dwukrotnie, tj. o 3 dB. W praktyce wszystko okazuje się znacznie bardziej zagadkowe: zamieniając wzajemnie w różnych kombinacjach anteny stosowe i fazy ich zasilania (dziś robią to maleńkie urządzenia!), można zmienić charakterystykę promieniowania w płaszczyźnie pionowej całego system antenowy, wybierając w tej chwili najbardziej odpowiednią opcję. W naszym kraju takich anten HF jest bardzo mało, a odtwarzaczy VHF takich anten używa niewielu, a jest ich coraz mniej. Ale na świecie zalety takiej konstrukcji systemu antenowego są znane od dawna. Rozważmy na przykład stos OH8OS, składający się z 6 anten po 6 elementów każda o zasięgu 20 metrów (trzy piętra po 2 każda), na maszcie o wysokości 60 metrów i wadze 1.5 tony, co daje zysk około 25 dBi ! Innymi słowy, jest to równoznaczne z podłączeniem 100-kilowatowego wzmacniacza do 30-watowego transceivera! Lub antena W5UN - główny „księżycowy” planety. Jego konstrukcja składa się z 32 17-elementowych anten. Szerokość listka anteny w płaszczyźnie E wynosi zaledwie 3.7°, a zysk wynosi 32 dBi (1585 razy większa moc)! Ten projekt jest obracany przez dwie ciężarówki, a pełny obrót zajmuje około 7 minut! Konstrukcje KS1XX, NCOP, W3LPL, W6KPC to fantastyczne konstrukcje! Oczywiście te oszałamiające konstrukcje anten są niedostępne dla większości zwykłych radioamatorów, jednak prostsze konstrukcje, składające się z dwóch pięter nowoczesnych anten wielopasmowych, są w zasięgu wielu. Należy wziąć pod uwagę, że wraz ze wzrostem mocy wzmacniacza wyjściowego jego cena rośnie wykładniczo, a poprawa parametrów anteny (nawet biorąc pod uwagę koszt zestawu maszt-reduktor) jest znacznie mniejsza wysiłek i koszt. Tym samym modernizacja systemu antenowego jest najbardziej optymalnym sposobem na zwiększenie wydajności całego systemu radiowego, co pozwala nie tylko znacząco poprawić jakość komunikacji radiowej, ale także zminimalizować koszty materiałowe. Również poprawa parametrów anteny pozwala pozbyć się wszystkich opisanych powyżej wad, związanych z zastosowaniem potężnego liniowego wzmacniacza sygnału wysokiej częstotliwości. Naszym zdaniem możliwe jest wyznaczenie 5 warunkowych kategorii wyposażenia stacji amatorskich, w których przejście do każdej kolejnej, przy zachowaniu poprzednich osiągnięć, pozwala odczuć prawdziwy skok jakościowy w wynikach pracy. pierwszy początkowy jest określony przez następujący zestaw: - 100 watów i antena długoprzewodowa lub wielopasmowa biczowa. Drugi: Użyj wzmacniacza o mocy wyjściowej około 1 kW. trzeci: Zainstaluj obrotową antenę kierunkową. Po czwarte: zwiększenie mocy wyjściowej do 3-4 kW. I ostatni Po piąte: Zainstaluj stosy anten. Na tym etapie można się zrelaksować i do emerytury (lub w jej trakcie!) beztrosko pracować na antenie. Twój sukces jest gwarantowany! Ostateczna decyzja o tym, jak poprawić wydajność Twojej instalacji, zawsze należy do Ciebie. Ważna informacja: na terytorium Rosji w licencjach pierwszej (najwyższej!) kategorii dla KB (z wyłączeniem 160 m) dozwolona jest moc wyjściowa 200 watów! Zalecamy, aby pieniądze przeznaczone na drugą i czwartą kategorię skierować bezpośrednio do piątej (Cześć!). Zakończymy ten artykuł przydatną tabelą. Po dokładnym przestudiowaniu możesz wyciągnąć interesujące wnioski, takie jak: ile razy (w przybliżeniu) Twój korespondent zwiększył moc wyjściową swojego RA, gdy Twój S-metr pokazał różnicę 4 punktów (4 punkty to 24 dB lub 250 razy moc.. .), chociaż zapewnia, że ma ZxGU-50. Albo ile razy Twój sygnał „wzmocni się”, jeśli podłączysz antenę o wzmocnieniu 5 dBd zamiast „długiego przewodu” (5 dB = 3.1-krotność mocy).
Autorzy: A. Dubinin (RZ3GE), A. Kałasznikow (RW3AMC); Publikacja: krasnodar.online.ru/hamradio
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ RFID do wyłączania pirackich dysków ▪ Procesor Qualcomm Snapdragon 810 ▪ Telewizory OLED do gier od LG ▪ Pozaziemskie galaktyczne chiralne molekuły
▪ sekcja serwisu Cywilna komunikacja radiowa. Wybór artykułów ▪ artykuł Muza dalekich wędrówek. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Dokąd trafiają monety z rzymskiej Fontanny di Trevi? Szczegółowa odpowiedź ▪ Artykuł Seidana. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Autosound: zainstaluj się. 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