|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Małogabarytowe anteny przenośnych stacji łączności SV. Część 2. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny VHF 5. Rezonansowe anteny biczowe przedłużone o indukcyjność W przenośnych i mobilnych radiostacjach CB stosuje się anteny o długości 30 ... 100 cm dla przenośnych i do 1,5 metra dla przenośnych radiotelefonów. Po obliczeniu rezystancji wejściowej aktywnych części takich krótkich pinów dla częstotliwości 27 MHz uzyskujemy wartości od 0,5 Ohm dla 30 cm do 10 Ohm dla 1,5 m. Oczywiście nierozsądne jest podłączanie tak krótkich pinów do stopień wyjściowy nadajnika bez odpowiedniej koordynacji. Po pierwsze sprawność takiego pinu jako anteny jest niska, a po drugie dopasowanie niskiej rezystancji pinu do stopnia wyjściowego nadajnika jest bardzo trudne. Najbardziej racjonalnym rozwiązaniem, jakie przyszło do rozwiązania tego problemu było to, że szpilka jest częścią złożonego układu, jakim jest skrócona antena. W dalszej części rozważana jest sprawność kołka w takim układzie. Klasyczna antena biczowa to wibrator o ćwierć fali i system uziemiający pod spodem. W najprostszym przypadku system uziemiający jest systemem bilansów ćwierćfalowych. Oczywiście trudno jest zastosować taki system w przypadku stacji przenośnej. Dlatego starają się skrócić antenę i przeciwwagi. Najprostszą rzeczą w tym przypadku jest umieszczenie w antenie cewki przedłużającej. Ale nawet tutaj pojawia się pytanie, w którym miejscu anteny umieścić cewkę przedłużającą, aby uzyskać maksymalny efekt. Korpus stacji pełni rolę systemu przeciwwagi. Należy od razu zwrócić uwagę na najbardziej nieefektywny sposób wydłużenia krótkiej anteny - umieszczenie w jej podstawie cewki przedłużającej (rys. 9). Maksymalny prąd płynący przez antenę znajduje się u jej podstawy. Z teorii anten wiadomo, że w celu uzyskania maksymalnego promieniowania anteny, a w konsekwencji jej maksymalnej wydajności, konieczne jest zapewnienie maksymalnego prądu w elemencie promieniującym anteny i maksymalnego napięcia przy jego promieniowaniu koniec. Tutaj przez cewkę przepływa maksymalny prąd, więc maksymalna interakcja z medium zachodzi przez cewkę.
Zaletą anteny z cewką przedłużającą u podstawy jest to, że ze względu na dużą pojemność szpilki takie anteny mają stosunkowo dużą przepustowość, co pozwala na pracę w całych pasmach MW lub amatorskich. Innym rodzajem anteny jest antena przedłużona z cewką pośrodku (rys. 10). Tutaj już u podstawy anteny osiągana jest znaczna siła prądu, górna część kołka pełni rolę obciążenia pojemnościowego. Dzięki zwiększeniu pojemności terminala przepustowość anteny wzrasta do wartości umożliwiającej jej pracę w całym zakresie MW, a także znacząco wzrasta jej wydajność. Szpilka do cewki jest głównym elementem promieniującym, powinna być jak najgrubsza, zwłaszcza, że trzyma również cewkę przedłużającą. Pin za cewką jest już obciążeniem pojemnościowym. Może być cieńszy. Umieszczenie nawet niewielkiego obciążenia pojemnościowego na końcu takiej anteny zwiększa efektywność jej działania, ale zmniejsza wytrzymałość mechaniczną. Należy również zwrócić uwagę na to, że w zasadzie przy złym „ziemieniu” jakie występuje w przenośnych radiostacjach, wszystkie rodzaje krótkich anten działają równie źle i nie ma znaczącej różnicy w ich zastosowaniu. Ale już podłączenie przeciwwagi ćwierćfalowej pokazuje różnicę w wydajności różnych typów anten. Efekt ten obserwuje się również w radioodbiornikach mobilnych, gdzie skutecznym podłożem jest karoseria. Rezystancja idealnej pionowej anteny ćwierćfalowej - szpilki nad idealną powierzchnią przewodzącą - wynosi 36 omów. Rezystancja idealnie skróconej anteny MW, w zależności od stopnia jej skrócenia, wynosi 10...20 omów. Biorąc pod uwagę, że prawdziwa „ziemia” takich anten jest daleka od ideału, w ogólnym przypadku takie anteny można dopasować zarówno do koncentrycznego kabla zasilającego anteny w mobilnej stacji samochodowej (zwykle stosuje się tutaj kabel 50-omowy) , a ze stopniem wyjściowym przenośnej stacji radiowej, złą „masą”, która zwiększa rezystancję krótkiej anteny do 50...100 omów. 6. Praktyczne projekty anten biczowych rozszerzonych o indukcyjność Zasadniczo wszystkie skrócone anteny przenośnych stacji radiowych mają postać pokazaną na ryc. 11. Cewka o indukcyjności około 2 μH oraz pin o długości około 120 cm stanowią układ antenowy pracujący w paśmie 27 MHz. I tylko sprawność anteny i jej przepustowość zależą od różnej konstrukcji cewki i pinu. Antena pokazana na ryc. 7 podano w wielu innych, wcześniejszych źródłach [7, 8,9, 10].
Podczas badania anten z [7, 8] zastosowano do nich identyczną cewkę przedłużającą 2 μH i uzyskano następujące wyniki. Impedancja wejściowa z przeciwwagą ćwierćfalową - 35 Ohm, z obudową radiostacji - 80 Ohm. Szerokość pasma przy połowie mocy (-3 dB) - 600 kHz z przeciwwagą, 750 kHz z korpusem radiostacji. Wpływ człowieka wywierany na tę antenę jest niewielki, a jej reaktywność niewielka. Przesunięcie częstotliwości po podłączeniu przeciwwagi ćwierćfalowej osiągnęło 700 kHz. Podczas badania anteny z [9], gdzie długość szpilki wynosiła 80 cm, cewka przedłużająca miała 18 zwojów drutu PEL 0,55 nawiniętego na ramie o średnicy 4 mm zwój na zwój, otrzymano następujące wyniki. Impedancja wejściowa z przeciwwagą ćwierćfalową - 60 Ohm, z obudową przeciwwagi radiostacji - 1100m. Szerokość pasma z przeciwwagą ćwierćfalową wynosi 800 kHz, a korpus stacji - 900 kHz. Przesunięcie częstotliwości rezonansowej po podłączeniu przeciwwagi wynosi prawie 1 MHz. Przy badaniu anteny z [10] o długości szpilki 0,8…1,2 m cewka przedłużająca miała 25 zwojów drutu PEL 0,35 nawiniętego na ramkę o średnicy 5 mm zwój na zwój, wyniki podobne do anteny z [9]. Szczególnie interesujące są krótkie anteny - do 50 cm długości, a ponadto anteny te nie są tak znacząco gorsze w zasięgu komunikacyjnym niż długie anteny - około 1 m długości. Antena z [11] to szpilka o długości 45 cm z cewką przedłużającą zawierającą 60 zwojów drutu PEL 0,5 na ramie o średnicy 5 mm, nawiniętej na okrągło. Podczas testowania takiej anteny uzyskano następujące wyniki. W przypadku przeciwwagi ćwierćfalowej impedancja wejściowa wynosi 75 omów, a szerokość pasma 700 kHz. Z korpusem stacji jako przeciwwagą, impedancja wejściowa wynosi 120 omów, szerokość pasma 900 kHz. Przesunięcie częstotliwości rezonansowej po podłączeniu wagi ćwierćfalowej wynosiło 1,2 MHz. Wpływ człowieka na antenę jest większy niż w przypadku długich anten. Wzrost impedancji wejściowej i rozszerzenie szerokości pasma anteny krótkiej (45 cm) w porównaniu z anteną długą (1 m) wskazuje na niską jakość cewki przedłużającej anteny krótkiej. Jednak wzrost współczynnika jakości cewki przedłużającej ma niewielki wpływ na wydajność tak krótkich anten. Podłączenie przeciwwagi powoduje przesunięcie częstotliwości rezonansowej anteny w górę. Dla sprawnej pracy radiostacji przy podłączaniu przeciwwagi, w tym przypadku konieczne jest zapewnienie regulacji indukcyjności cewki przedłużającej on-line. W przypadku transceiverów pożądane jest, aby podczas przełączania pinu anteny stosować różne indukcyjności rozszerzenia dla odbiornika i nadajnika. Pozwala to optymalnie dopasować pin zarówno do odbioru, jak i transmisji. Oczywiście, jeśli rezystancja wejścia odbiornika i wyjścia nadajnika różnią się nieznacznie, można zrezygnować z jednej cewki przedłużającej, ponieważ w tym przypadku przesunięcie częstotliwości rezonansowej systemu podczas przełączania RX / TX jest niewielkie. Ale tutaj już trzeba wybrać z warunków praktycznych, co jest prostsze - przełączyć cewki przedłużające lub doprowadzić wejścia nadajnika i odbiornika do tej samej wartości. W sprzęcie „zastrzeżonym” dążą do tego drugiego, chociaż istnieją opcje ze strojeniem wejścia odbiornika podczas przełączania anteny. W sprzęcie domowej roboty w paśmie 27 MHz często nie poświęca się należytej uwagi kwestii dopasowania anteny w trybie odbiorczym i nadawczym, co prowadzi do spadku wydajności radiotelefonów przenośnych. W [12] opisano antenę o długości ramienia 110 mm i cewką przedłużającą w środku, mającą 130 zwojów drutu PEL 0,15, nawiniętych na obrót na ramce o średnicy 6 mm. Podczas testowania ta antena wykazała następujące wyniki. Z przeciwwagą ćwierćfalową impedancja wejściowa wynosiła 90 omów, szerokość pasma wynosiła 400 kHz, z przeciwwagą stacji radiowej impedancja wejściowa wynosiła 140 omów, szerokość pasma wynosiła 600 kHz. Przesunięcie pasma przenoszenia przy podłączeniu przeciwwagi ćwierćfalowej wynosiło 900 kHz. Dodanie obciążenia pojemnościowego pokazanego na rys. 13, umożliwił zmniejszenie przesunięcia częstotliwości przy podłączaniu przeciwwag do 600 kHz. W obu przypadkach szerokość pasma wzrosła o 50 kHz. Impedancja wejściowa spadła - z przeciwwagą wyniosła 75 omów, z korpusem stacji - 90 omów. Siła pola wzrosła 1,3 razy. Wszystko to przemawia za zaletami ładowania pojemnościowego dla tego typu anten. Należy zauważyć, że obciążenie pojemnościowe pokazane na rys. 12, ale niestety jest to trudniejsze do zrealizowania w praktyce niż obciążenie z ryc. 13.
Porównanie wartości natężenia pola generowanego przez antenę o indukcyjności centralnej i indukcyjności rozciągnięcia u podstawy wykazało, że w praktyce antena o indukcyjności centralnej, równej wysokości anteny z indukcyjnością u podstawy, tworzy pole o sile około 1,4 ... 1,6 razy większe. Dodanie obciążenia pojemnościowego dodatkowo zwiększa zalety takiej anteny. Pomiary wykonano wagami ćwierćfalowymi. Przy zastosowaniu korpusu radia jako przeciwwagi przewaga anteny z centralną indukcyjnością była słabsza, natężenie pola było tylko 1,2 razy większe niż generowane przez antenę z indukcyjnością u podstawy. Sugeruje to, że w przypadku stacji przenośnych nie ma dużej różnicy w rodzaju zastosowanej anteny biczowej, ale w przypadku stacji ruchomych lepiej jest zastosować antenę o indukcyjności centralnego obciążenia. W każdym razie pożądane jest zastosowanie obciążenia pojemnościowego, nawet w postaci kuli o średnicy 5...20 mm. Obciążenie pojemnościowe ma również znaczenie, gdy jest używane z anteną z rozszerzającą się indukcyjnością u podstawy. W praktyce dla stacji przenośnych można zastosować anteny wykonane z grubego drutu miedzianego o średnicy 2...2,5 mm. Antena o mniejszej średnicy jest mniej wytrzymała mechanicznie i ma niższą wydajność. Do produkcji anten do mobilnych stacji samochodowych można zastosować krótkie „wodery” lub odpowiednie anteny z radiostacji wojskowych o odpowiedniej długości i co najważniejsze wytrzymałości. 7. Anteny biczowe nierezonansowe Anteny biczowe nierezonansowe są najbardziej nieefektywne ze wszystkich dostępnych anten z krótkim biczem. Tracą one w sile pola 2...3 razy, aby biczować anteny o tej samej długości z indukcyjnością wydłużenia, anteny te są znacznie bardziej niewrażliwe na wpływ człowieka. Ale nadal są używane, jednak głównie w dwóch typach nadajników. Stosowanie takich anten nierezonansowych jest uzasadnione tylko w prostych zabawkach, których zasięg komunikacji nie jest większy niż 50 ... 100 m. Dla bardziej wydajnej komunikacji konieczne jest użycie tylko anteny rezonansowej, chociaż kaskady odsprzęgające najprostsze obwody muszą być umieszczone przed nim. Jak pokazuje doświadczenie, zachodnie proste stacje radiowe, które zużywają więcej energii niż domowe kolibry, ale działają na antenach nierezonansowych, zapewniają znacznie krótszy zasięg komunikacji. Trzecim przypadkiem zastosowania krótkich anten nierezonansowych jest nieprawidłowa konstrukcja stopnia wyjściowego nadajnika wraz z obwodami dopasowującymi anteny. W wyniku tego, gdy jest do niego podłączona normalna antena rezonansowa, czy to pełnowymiarowa, czy skrócona, wzbudza się samoistnie. Chociaż takie nadajniki często mają na wyjściu pętlę P, to ich działanie jest nieefektywne. 8. Anteny pętli magnetycznej przenośnych radiostacji MW Nie widziałem anten z pętlą magnetyczną w żadnym z przenośnych CB radia. Nie oznacza to jednak, że ich wykorzystanie w tego typu stacjach radiowych jest niepraktyczne. Wykonałem anteny pętli magnetycznej na pasmo 27 MHz o wymiarach pokazanych na rys. czternaście.
Antena pokazała następujące wyniki. Impedancja wejściowa - 75 omów, przy bardzo niskiej reaktancji. Szerokość pasma - 600 kHz. Antenę wykonano z dwumilimetrowego izolowanego drutu miedzianego typu PEL, kondensator powietrza strojenia zamontowano na podstawie z włókna szklanego. Antena okazała się bardzo niewrażliwa na wpływ człowieka i przeciwwag. Ponieważ taka antena promieniuje głównie składową magnetyczną fali elektromagnetycznej, nie można jej ściśle porównywać pod względem takiego wskaźnika, jak poziom natężenia pola, z anteną biczową, ponieważ ta ostatnia promieniuje głównie składową elektryczną fali elektromagnetycznej, a pomiary dla kołka należy wykonać zgodnie z składową elektryczną EMW, a ramek - zgodnie z składową magnetyczną EMW. Dwie anteny pokazane na rys. 14 zostało podłączonych do stacji radiowych Kolibri-M i przetestowano zasięg komunikacji w porównaniu ze standardową anteną helikalną. Okazało się, że przy ceteris paribus zasięg komunikacji przy zastosowaniu anten magnetycznych był co najmniej 1,5 razy większy na terenach otwartych, a 2...3 razy większy w warunkach miejskich. W tym przypadku znaczący wpływ miała kierunkowość anteny magnetycznej. Autor: I. Grigorow (RK3ZK, UA3-113); Publikacja: cxem.net
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Przenośny odtwarzacz DVD Typhoon ▪ Odkurzacz do aparatów fotograficznych z wymiennymi obiektywami ▪ Produkcja metanolu w temperaturze pokojowej ▪ W atmosferze Ziemi jest coraz mniej tlenu
▪ sekcja serwisu Przetwornice napięcia, prostowniki, falowniki. Wybór artykułu ▪ artykuł Burza w filiżance (wody). Popularne wyrażenie ▪ artykuł Wiertarka udarowa. warsztat domowy ▪ artykuł Ulepszona blokada układu zapłonowego. 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