|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Antena KF Kwadratowa (zasady działania). Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny HF Jednym z powodów, który zadecydował o zauważalnym wzroście aktywności sowieckich krótkofalówek i ich sukcesach w międzynarodowych zawodach, jest powszechne stosowanie anten kierunkowych. Najpopularniejsze w naszym kraju są „kwadraty” z dwoma, trzema lub więcej elementami kształtującymi wiązkę. Anteny te zostaną omówione w artykule. Głównym celem, do którego dążą autorzy, jest przedstawienie zaleceń operatorowi krótkofalowemu w zakresie wyboru i strojenia anten, podsumowując doświadczenia radzieckich i zagranicznych operatorów krótkofalowych. Porównanie „kwadratów” i „kanałów falowych” Powszechne stosowanie „kwadratów” spowodowało konieczność porównania ich charakterystyki z parametrami innej anteny popularnej wśród radioamatorów – „kanał falowy”. W tabeli przedstawiono wyniki pomiarów charakterystyk niektórych anten „kwadratowych” i „kanałowych”, zapożyczonych z magazynu „QST”, 1968, nr 5. Z tego wynika. że parametry obu anten są w przybliżeniu takie same, jeśli porównamy „kanały falowe”, które mają o jeden element więcej niż „kwadraty”. Przy tej samej liczbie elementów „kwadrat” będzie miał wzmocnienie o około 2 dB więcej. Według naszych danych wartość ta może wzrosnąć do co najmniej 2,5 dB, jeśli odległości między elementami zostaną dobrane optymalnie.
Aby zrozumieć fizyczną przyczynę tak znacznej różnicy, rozważmy kierunki prądów (na rys. 1) w ramce – elemencie „kwadratowym” iw dipolu półfalowym – elemencie „kanał falowy”.
z ryc. 1 wynika, że tylko prądy płynące w poziomych częściach ramki biorą udział w tworzeniu wykresu „kwadratowego”, ponieważ pola z prądów płynących w częściach pionowych wzajemnie się kompensują. Dlatego rama jest równoważna układowi dwóch wibratorów skróconych w fazie, oddalonych od siebie na wysokości o odległość L/4. Wiadomo, że charakterystyka promieniowania w płaszczyźnie pionowej takiego układu ma mniejszy kąt w porównaniu z charakterystyką pojedynczego dipola, a co za tym idzie, jej wzmocnienie jest większe. Ilościowe wzmocnienie w zależności od parametrów i wysokości wzniesienia obu elementów może wynosić od 2,2 do 3,1 dB. Wzmocnienie to można określić za pomocą wzoru, który jest ważny z wystarczającą dokładnością dla zakresów KB: A=40000/FgFv gdzie A to wzmocnienie, Fg i Fv to szerokość wzorców promieniowania odpowiednio w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Podstawiając we wzorze wartości średnie Fg=180° i Fv=135° dla dipola, Fg=170° i Fv=80° dla ramy, otrzymujemy, że wzmocnienie dipola wynosi 1,64 razy, czyli 2,15 dB ( pod względem mocy), ramka wzmocnienia - 2,94 razy lub 4,68 dB. Zatem średnie wzmocnienie wynosi 2,53 dB. Ta liczba jest prawdziwa i potwierdzona w praktyce. Podobny zysk uzyskuje się, gdy rama jest umieszczona pod kątem w dół, co jest stosowane w wielu konstrukcjach. Ta opcja różni się od omówionej powyżej tylko tym, że charakterystykę promieniowania w niej tworzą składowe poziome prądów płynących we wszystkich czterech bokach kadru, a pola ze składowych pionowych są kompensowane. Można zauważyć jeszcze jedną cechę „kwadratu”. Ponieważ rama o długości L tworzy symetryczną zamkniętą pętlę, wpływ podłoża i otaczających obiektów, który degraduje charakterystykę anten, jest mniejszy. Wybór optymalnej konstrukcji Przez optymalne rozumiemy takie dane projektowe anteny, które zapewniają maksymalny stosunek promieniowania w przód/w tył przy odpowiednio wysokim zysku. Wprowadzenie tej definicji wydaje się konieczne ze względu na istnienie dwóch metod strojenia anten kierunkowych - dla maksymalnego zysku oraz dla maksymalnego stosunku promieniowania przód/tył. Te maksima nie pokrywają się i, jak pokazuje praktyka, strata w zakresie promieniowania do przodu / do tyłu podczas strojenia według pierwszej metody okazuje się większa niż utrata wzmocnienia w drugim przypadku. W procesie projektowania anteny radioamator musi określić liczbę elementów, odległość między nimi oraz ich wymiary. Aby rozwiązać pierwszy problem, przejdźmy do ryc. 2.
Pokazuje zysk anteny A i stosunek promieniowania do przodu/do tyłu B jako funkcję liczby elementów n. Wykresy oparto na wynikach pomiarów (zbieżnych z danymi obliczonymi) na antenach „kwadratowych” o optymalnych charakterystykach dla pasma 14 MHz. Jak widać, wzrost obu parametrów spowalnia wraz ze wzrostem liczby elementów, co jest szczególnie zauważalne dla n>3. Biorąc pod uwagę trudności związane z produkcją i strojeniem anten wieloelementowych, autorzy uważają, że w większości przypadków wskazane jest ograniczenie liczby elementów do trzech. W opinii niektórych zagranicznych radioamatorów antena czteroelementowa jest konstrukcyjnie wygodniejsza ze względu na symetryczny (w stosunku do osi pionowej przechodzącej przez środek masy) układ elementów. Ostateczną decyzję pozostawiamy czytelnikowi. Aby dobrać optymalne odległości między elementami, bierzemy pod uwagę zależność wzmocnienia A od odległości S wyrażonej w ułamkach długości fali L (rys. 3). Wykres pokazuje czarną zależność wzmocnienia od odległości selektora od odbłyśnika dwuelementowego „kwadratu”. W zacienionym obszarze odpowiadającym maksymalnemu wzmocnieniu (S = 0,175-0,225L) praktycznie się nie zmienia, dlatego w tym przypadku wybór odległości w określonych granicach nie jest krytyczny. W przypadku anten z więcej niż dwoma elementami zadanie komplikuje się ze względu na wprowadzenie dodatkowych zmiennych niezależnych (dwie dla anteny trzyelementowej, trzy dla anteny czteroelementowej itp.). Dlatego wskazane jest ustawienie jednej z odległości (na przykład między wibratorem a reflektorem) i wybranie innych odległości jako optymalnych. Jeśli więc przyjmiemy odległość wibrator-reflektor dla anteny trzyelementowej równą 0,2L, możemy wyznaczyć optymalną odległość wibrator-kierownik korzystając z krzywej pokazanej na ryc. 3. Oczywiście ten „kwadrat” będzie miał największe wzmocnienie przy odległości między wibratorem a kierownicą równej 0,175L, aw tym przypadku, gdy odległości zmienią się z 0,14 na 0,21L, wzmocnienie pozostaje praktycznie stałe, chociaż zgodnie z oczekiwaniami, ze względu na zmniejszenie szerokości pasma anteny, zależność wzmocnienia od S staje się bardziej stroma.
Aby zilustrować to, co zostało powiedziane, możemy zacytować nieco przekształcony wykres dla „kwadratów” przy 14 MHz z tego samego magazynu „QST”. Na podstawie badania dużej liczby anten wyznaczono zależność zysku od długości L trawersu do mocowania elementów (rys. 4). Zacienione obszary na wykresie to praktycznie możliwe granice zmiany długości trawersu dla anteny o danej liczbie elementów. Z wykresu wynika, że anteny o skróconym trawersie mają mniejszy zysk (dwu- i trzyelementowe - o około 2 dB) od anten o odległości między elementami około 0,2 L. Długość ramy wibratora lv można obliczyć ze wzoru:
gdzie Ky jest współczynnikiem wydłużenia, zależnym od liczby elementów i stosunku długości ramy do średnicy drutu; Lp to długość fali, dla której zaprojektowana jest antena. Aby określić długość dwuelementowego „kwadratowego” wibratora, przyjmuje się współczynnik wydłużenia równy 1,01, przy trzech lub więcej elementach wynosi 1,015-1,02. Długość reflektora dwuelementowego „kwadratu” jest wybierana o 5-6% więcej niż długość wibratora. W przypadku trójelementowego „kwadratu” długość reflektora powinna być o 3-4% większa, reżyser - o 2,5-3% mniej niż długość wibratora; dla czteroelementowego „kwadratu” długość odbłyśnika powinna być o 2,5-3% większa, długość dyrektorów - o 2% mniejsza. W praktyce odbłyśnik i kierownica są nieco krótsze niż wynika to z obliczeń, dzięki czemu można je regulować za pomocą zwartych pętli. Systemy wielozakresowe Wszystko, co zostało powiedziane wcześniej, odnosiło się do jednozakresowych „kwadratów”. W praktyce często konieczne jest uciekanie się do tworzenia systemu wielopasmowego. Należy jednak zauważyć, że jakakolwiek kombinacja w płaszczyźnie pionowej elementów dostrojonych do różnych częstotliwości, zwłaszcza wielokrotności dwóch (tj. 14 i 28, 7 i 14 MHz itp.), prowadzi do pogorszenia głównych charakterystyk anteny. Podajmy dwa przykłady. Dwuelementowy „kwadrat” przy 14, 21 i 28 MHz z ramkami w różnych płaszczyznach (tzw. konstrukcja „jeża”) ma wzmocnienie do 9 dB i stosunek emisji do przodu / do tyłu do 24 dB; te same charakterystyki podobnego „kwadratu” wykonanego na trawersie nie przekraczają odpowiednio 8 i 22 dB. Trójelementowy „kwadrat” na dwa pasma (14 i 21 MHz) z rozstawionymi reflektorami zapewnia wzmocnienie do 13 dB i stosunek emisji przód/tył do 30 dB; dla trzyelementowego trójpasmowego „kwadratu” (dodany jest zakres 28 MHz i ramki umieszczone jedna w drugiej) charakterystyki te pogarszają się odpowiednio do 11,5 i 27 dB. Aby zmniejszyć wpływ elementów znajdujących się w tej samej płaszczyźnie i pracujących na wielu częstotliwościach, poprzez odpowiednie podłączenie zasilacza można zastosować ich odsprzęganie polaryzacji (polaryzacja pozioma dla jednego zakresu i pionowa dla innego zakresu). Odsprzęganie elementów zakresów 14-28 MHz w trójelementowym „kwadracie” wyznaczonym obliczeniowo sięga 20 dB. Aby uzyskać najlepszą wydajność z systemu wielozakresowego, pożądane jest zachowanie optymalnych odstępów między elementami dla każdego zakresu. Jednak tutaj, ze względu na trudności projektowe, radioamatorzy są często zmuszeni do kompromisu. Przykładem takiego kompromisu dla trzyelementowego „kwadratu” przy 14, 21 i 28 MHz może być osiągnięcie niemal optymalnej wydajności na pierwszych dwóch pasmach i gorszej wydajności na trzecim. Naszym zdaniem taka decyzja jest jak najbardziej uzasadniona ze względu na specyfikę przejścia i różną pracochłonność tych pasm. W zależności od konkretnych wymagań dotyczących anteny, radioamator może wybrać inną opcję. literatura
Publikacja: cxem.net
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
▪ Dobry cholesterol chroni wątrobę przed stanami zapalnymi ▪ Wirtualny nanoreaktor wymyśli nowe reakcje chemiczne ▪ Modulatory wektorowe AD8340 i AD8341 ▪ Nazwany nową wysokością Everestu
▪ Sekcja telewizyjna serwisu. Wybór artykułów ▪ Dobry Samarytanin artykuł. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Jak pojawiła się bałałajka? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Praca z kuchenką elektryczną w kuchni. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Modowanie komputerów. Informator
Komentarze do artykułu: Jurajski dziękuję bardzo na początku przeczytałem to próbowałem zakończyć resztę yagi zrób to chłopaki nie bądźcie leniwi dobrze teraz jest coś innego do zrobienia wyniki nie każą wam czekać
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