|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Strojenie i testowanie anten VHF. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny. Pomiary, konfiguracja i dopasowanie Zasięg komunikacji radiowej i jakość jej pracy zależy nie tylko od prawidłowego doboru rodzaju anten, ale również od ich prawidłowej konfiguracji. Dotyczy to zwłaszcza zakresu fal ultrakrótkich, gdzie stosuje się głównie anteny wysokokierunkowe, które pozwalają znacznie zwiększyć zasięg i odporność na zakłócenia odbioru radiowego. Celem tego artykułu jest przekazanie radioamatorom niezbędnych informacji na temat strojenia i testowania anten VHF za pomocą prostych urządzeń wykonanych we własnym zakresie. W jednym artykule nie można uwzględnić wszystkich typów anten używanych przez amatorów, dlatego postaramy się omówić tylko anteny wibracyjne, których instalacja ma wiele wspólnego z instalacją innych typów anten. Główne parametry anten W praktyce amatorskiej przy testowaniu systemów antenowo-dosyłowych wystarczy wziąć charakterystykę anteny, zmierzyć jej zysk i sprawdzić dopasowanie doprowadzenia. Wzór anteny to graficzna reprezentacja względnej mocy lub natężenia pola wytwarzanego przez antenę w różnych kierunkach iw równych odległościach od niej. Wzory promieniowania dają wyobrażenie o ogólnej charakterystyce promieniowania anteny. Na ryc. 1 przedstawia przykład konstruowania we współrzędnych biegunowych charakterystyki promieniowania anteny wibracyjnej, składającej się z promiennika, kierunkowska i reflektora. Schemat wykonano w płaszczyźnie poziomej anteny umieszczonej poziomo.
Zysk anteny e jest liczbą pokazującą, ile razy moc wypromieniowana danej anteny w kierunku promieniowania maksymalnego (PSmax) jest większa od maksymalnej mocy wypromieniowanej przez wibrator półfalowy (PSl/2) o tej samej mocy wejściowej w obu przypadkach
W tym przypadku zakłada się, że wibrator półfalowy znajduje się w wolnej przestrzeni, a moc, którą promieniuje, jest równa mocy wejściowej.
Niezbędnym warunkiem normalnej pracy anteny odbiorczej lub nadawczej jest równość jej impedancji wejściowej z impedancją falową linii zasilającej i odpowiednio z impedancją wejściową odbiornika lub nadajnika. Jeśli impedancja linii nie jest równa impedancji obciążenia (linia nie jest dopasowana), część energii jest odbijana z powrotem od obciążenia, powodując „incydent” fali połączonej z nadajnika do anteny, czyli falę stojącą. Podłączając do linii woltomierz wysokiej częstotliwości i przesuwając go wzdłuż linii, można zauważyć, że odczyty urządzenia okresowo zmieniają swoją wartość (rys. 2). Współczynnik fali biegnącej linii KBV określa się w tym przypadku jako stosunek minimalnego odczytu urządzenia do maksimum:
Wartość tego współczynnika charakteryzuje jakość podajnika. Jeśli, na przykład, obciążenie linii zasilającej jest zwarte lub odłączone, CBV wynosi zero. Przy pełnej zgodzie KBV wynosi jeden. Urządzenia pomiarowe Najprostszymi wskaźnikami napięcia i prądu w zasilaczu lub antenie są dwie lampy - żarowa i neonowa. Zatem żarówka latarki 3,5 V i żarówka neonowa MH-3 wytwarzają blask, gdy dostarczana do nich moc wynosi 3-6 W. Aby zwiększyć czułość żarówki wskaźnika napięcia, czasami do jej podstawy przylutowuje się mały przewodnik. Niezbędnym urządzeniem do pomiarów antenowych jest wskaźnik pola. Składa się z wibratora, w szczelinie którego połączona jest dioda i urządzenie (ryc. 3).
Dławiki Dr1 i Dr2 nawinięte są na rezystancjach VS-2 (100 kohm każdy) i posiadają 30 zwojów drutu PE-0,5 o zmiennym skoku. Dla częstotliwości 420-435 MHz dławiki te muszą mieć 5 zwojów. Jeśli czułość urządzenia zostanie dobrana na co najmniej 200 μA (rezystancja ramy wynosi około 750 omów), a pokrętło potencjometru zostanie ustawione w pozycji najmniejszego obejścia urządzenia, odczyty wskaźnika można uznać za proporcjonalne do pola moc. Dla poprawnie wykonanego wskaźnika pola, maksimum odbioru pokrywa się z kierunkiem prostopadłym do jego środka. W trakcie pracy ze wskaźnikiem pola odległość między nim a badaną anteną jest ustawiona na co najmniej (2,5-3) l. Zaleca się umieszczenie przestrajanej anteny i wskaźnika na otwartej przestrzeni, wolnej od budynków, lasów itp. (rys. 4). Jeżeli aktywny wibrator badanej anteny jest zainstalowany poziomo, antena wskaźnikowa również musi być pozioma i odwrotnie, jeżeli promiennik anteny jest ustawiony pionowo, antena wskaźnikowa jest ustawiona pionowo.
Do pomiaru KBV można użyć zwykłego mostka. Mierzona linia znajduje się w jednym z jej ramion (rys. 5).
Gdy linia jest dopasowana, impedancja wejściowa linii jest równa rezystancji R3, rezystancje R1 i R2 są takie same, mostek będzie zrównoważony. Woltomierz mostkowy pokaże zero. Jeśli jednak linia nie zostanie dopasowana, most nie zostanie zrównoważony. W takim przypadku skalę woltomierza można wyskalować bezpośrednio pod względem współczynnika fali biegnącej. Schemat ideowy mostu pokazano na ryc. 6.
W rzeczywistości mostek tutaj tworzą rezystancje R1, R2, R3 i rezystancja wejściowa linii, która jest podłączona do złącza „linia”. Do złącza „wejściowego” podłączone jest napięcie wysokiej częstotliwości. Gdy woltomierz jest podłączony do gniazd „wejście” mierzone jest napięcie wejściowe, gdy woltomierz jest podłączony do gniazd „linia” mierzone jest napięcie na przekątnej mostka. Podziałka mostka polega na tym, że przy tym samym doprowadzonym do niego napięciu wskazówka woltomierza powinna odchylać się do pełnej skali, zarówno przy otwartym, jak i zamkniętym złączu „linia”. Jeśli to nie zadziała, konieczne jest wybranie rezystancji R1 i R2. Następnie podłącz rezystancję czynną równą rezystancji Rs do złącza „linia”. Zerowe odczyty woltomierza (niezależnie od częstotliwości) będą wskazywać na normalną pracę urządzenia. W przypadku woltomierza wysokooporowego odczyt współczynnika fali bieżącej będzie odpowiadał wykresowi przedstawionemu na rys. 7. Obwód mostkowy może służyć do pomiaru impedancji wejściowej dopasowanej linii lub impedancji wejściowej anteny przy jej częstotliwości rezonansowej. Aby to zrobić, rezystancja R3 musi być zmienna i mieć stopniowaną skalę. Jego wartość jest przyjmowana do 680 omów, rezystancje R1 i R2 mają po 240 omów. Gdy mostek jest zrównoważony, zmierzona rezystancja będzie oczywiście równa R3. Przy pomiarze impedancji wejściowej anteny, w celu wyeliminowania wpływu rąk, konieczne jest połączenie mostka z anteną kablem o długości około pół fali.
Strojenie anteny Niezależnie od trybu w jakim będzie pracować antena, można ją dostroić i przetestować zarówno w trybie nadawania, jak i odbioru. W praktyce wygodniej jest dokonywać regulacji w trybie transmisji. Jeżeli w tym celu do zasilania antenowego zamiast odbiornika podłączony jest generator, to dla dokładniejszego pomiaru wartość jego rezystancji wyjściowej powinna być taka sama jak rezystancja wejściowa odłączanego odbiornika. Jeżeli podajnik strojonej anteny jest podłączony bezpośrednio do ostatniego stopnia nadajnika, należy pamiętać, że przy silnym połączeniu nadajnik może się rozstroić i moc generatora podczas strojenia anteny będzie niestabilna. Aby tego uniknąć, konieczne jest przeprowadzenie strojenia, jeśli to możliwe, z minimalnym połączeniem między anteną a generatorem, który musi mieć niezawodne ekranowanie. Antena może dobrze pracować, zachowując swoje właściwości tylko wtedy, gdy jest odpowiednio zasilana energią z nadajnika. Dlatego przed ustawieniem anten wymagających symetrycznego zasilania konieczne jest określenie symetrii obwodów zasilania anteny. Można to zrobić, podłączając identyczne żarówki do końców dipola. Nierówny blask żarówek wskazuje na asymetrię, której przyczyną jest zwykle nieprawidłowe wykonanie wyważarki (pętla ćwierćfalowa, „U – kolano” itp.). Żarówki są wstępnie dobrane tak, aby przy tym samym napięciu ich blask był taki sam. Pełna symetria charakteryzuje się równością napięć i inną fazą (przeciwnie do znaków) na dowolnym odcinku przewodów. Po sprawdzeniu symetrii i wyeliminowaniu asymetrii przystępują do strojenia. Strojenie anteny wibratora półfalowego sprowadza się do regulacji długości wibratora. Przy pewnej długości wibratora jego własna częstotliwość rezonansowa staje się równa częstotliwości nadajnika, dzięki czemu moc wyjściowa anteny będzie maksymalna. Za pomocą wskaźnika pola, ustawionego w kierunku największego promieniowania wibratora (prostopadle do jego środka), znajdź taką długość, przy której odczyty urządzenia będą maksymalne. Zaleca się, aby długość wibratora była krótsza od obliczonej o 10%, a przy ustawianiu dokładniej dopasować go za pomocą rurek lub dysz, które wsuwają się ciasno w siebie. Jeśli konstrukcja wibratora nie przewiduje regulacji, zaleca się sprawdzenie jego częstotliwości drgań własnych. Po ustawieniu wibratora sprawdza się dopasowanie podajnika poprzez pomiar współczynnika fali bieżącej. Aby to zrobić, do zasilacza podłączony jest mostek, na drugim końcu którego znajduje się antena. Wartość BEF dla anten nadawczych musi wynosić co najmniej 0,5, dla anten odbiorczych co najmniej 0,6-0,8. W przypadku niskiego BV można na przykład podłączyć transformator dopasowujący pomiędzy kablem a anteną, reprezentujący odcinek kabla o długości około l/4, gdzie l jest roboczą długością fali. Impedancja charakterystyczna tego odcinka Wtr powinna być równa
gdzie: W - impedancja falowa podajnika, RАjest impedancją wejściową anteny. Następnie podajnik jest podłączony do odbiornika (lub nadajnika), KBV jest ponownie mierzony i, jeśli to konieczne, wykonywane jest dopasowanie (opis różnych pasujących urządzeń można znaleźć w książce Linde D.P. "Antena-feeder urządzeń” M-L., Gosenergoizdat, 1953 ). Po wyregulowaniu podajnika wibrator w razie potrzeby jest ponownie regulowany. Konfigurując antenę z dwoma wibratorami z reflektorem (ryc. 8, a), zacznij konfigurować emiter.
Odbłyśnik należy usunąć podczas regulacji emitera. Po skonfigurowaniu nadajnika i podajnika (sposób konfiguracji opisany powyżej) montuje się i konfiguruje odbłyśnik. Aby to zrobić, wskaźnik pola jest najpierw instalowany za anteną, przy reflektorze. Przesuwając odbłyśnik wzdłuż anteny lub zmieniając jej długość (lub obie te rzeczy) uzyskuje się największe tłumienie promieniowania w tym kierunku (do tyłu). Następnie przesuwamy wskaźnik w kierunku głównego promieniowania w tej samej odległości od środka anteny jak w poprzednim przypadku i w ten sam sposób ustawiamy odbłyśnik na maksymalne promieniowanie (do przodu). Powtarzając tę operację kilka razy, dąży się do uzyskania największego promieniowania do przodu w porównaniu z promieniowaniem wstecznym. W przypadku anten, które będą działały zarówno do nadawania, jak i odbioru, reflektor jest zamocowany w środkowej pozycji między punktami odpowiadającymi ustawieniu maksymalnego promieniowania do przodu i minimalnego promieniowania do tyłu. W przypadku anten nadawczych reflektor jest pozostawiony w pozycji maksymalnego promieniowania do przodu, a dla anten odbiorczych minimalnego promieniowania z tyłu. Doświadczenie pokazuje, że przepisy te różnią się tylko nieznacznie. Przy regulacji zarówno do tyłu, jak i do przodu, odczyt wskaźnika może spaść w tym samym czasie. Oznacza to, że moc wypromieniowana zmniejszyła się z powodu silnego oddziaływania odbłyśnika na emiter, co jednocześnie narusza dopasowanie zasilacza. Jeżeli nie ma możliwości wyregulowania dopasowania zasilacza, to należy znaleźć takie położenie reflektora, w którym charakterystyka promieniowania jest nadal zadowalająca, a spadek mocy promieniowania nie będzie szczególnie zauważalny. Połączenie dobrego wzmocnienia w kierunku głównym z dużym tłumieniem promieniowania powrotnego uzyskuje się, gdy odległość między odbłyśnikiem a emiterem zawiera się w granicach 0,1-0,3l. Ponieważ elementy anteny mają duży wzajemny wpływ, po wyregulowaniu reflektora należy ponownie wyregulować emiter i podajnik. Dużo wygodniej jest pracować z dwoma wskaźnikami polowymi. Po zainstalowaniu jednego z nich od strony reflektora, a drugiego od strony emitera, natychmiast określają stosunek przód-tył, dzieląc odczyty wskaźników. Ponadto pozwala to wykluczyć wpływ zmian mocy generatora podczas pomiarów i szybko określić położenie reflektora. Podczas ustawiania anteny trzyelementowej z reflektorem i reżyserem (ryc. 8, b) najpierw reguluje się również nadajnik. Podczas strojenia jej reflektor i kierownicę zdejmuje się lub wyłącza specjalną zworką. Po wyregulowaniu emitera i dopasowaniu podajnika przystępują do ustawiania reżysera, który podobnie jak reflektor jest ustawiony na maksymalne promieniowanie do przodu w stosunku do promieniowania wstecznego. W przeciwieństwie do odbłyśnika, którego długość wzrasta wraz z regulacją w stosunku do długości promiennika, reżyser skraca się wraz z regulacją. Reżyser można również dostroić, wybierając odległość między nim a emiterem. Odległość ta mieści się w granicach 0,1-0,2l. Następnie zainstaluj i skonfiguruj reflektor. Przy produkcji anten przydatne jest zapewnienie urządzeń do tymczasowego wyłączania reflektorów i reżyserów. Aby to zrobić, elementy te są wycięte pośrodku i są dostarczane ze zworami zwarciowymi. Zworki muszą mieć śruby, aby zabezpieczyć je po zakończeniu ustawiania. Strojenie anten z dużą liczbą wibratorów (typ „falowy”) jest podobne do strojenia anteny trzyelementowej opisanej powyżej. Po wyregulowaniu emitera, ustawiany jest pierwszy reżyser znajdujący się w jego pobliżu, następnie drugi (bez usuwania pierwszego), trzeci i tak dalej. Odbłyśnik jest regulowany jako ostatni, który należy wyłączyć lub usunąć podczas ustawiania emitera i dyrektorów. W tej kolejności te operacje są powtarzane kilka razy. Należy zauważyć, że konfiguracja i regulacja systemów z wieloma reżyserami (więcej niż trzema) jest trudna. Charakterystyka promieniowania takich anten jest bardzo istotna dla zmiany lokalizacji i długości każdego dyrektora. Strojenie anteny w trybie odbioru odbywa się za pomocą generatora pomocniczego o mocy około 1 mW. Generator jest ładowany na wibrator, którego symetryczne zasilanie uzyskuje się, wykonując generator zgodnie z obwodem push-pull lub włączając urządzenie równoważące. Odbiornik jest podłączony do testowanej anteny. Sygnał w odbiorniku jest monitorowany za pomocą mikroamperomierza podłączonego szeregowo do obciążenia detektora. Podczas pomiarów wzmocnienie odbiornika nie powinno być zbyt duże. W przeciwnym razie amplituda sygnału będzie ograniczona i maksimum strojenia nie zostanie znalezione. Istota metody strojenia w trybie odbioru nie różni się od metody opisanej powyżej. Te elementy antenowe, które są dostrojone w trybie transmisji do maksymalnego promieniowania, w trybie odbioru są dostrojone do maksimum odbieranego sygnału. Dopasowując reflektor lub kierunkowskaz do najkorzystniejszego stosunku przód-tył, antena generatora jest umieszczana naprzemiennie za i przed anteną w równych odległościach. Usuwanie wzorców anteny Nie zawsze jest możliwe uzyskanie pełnej charakterystyki anteny w zakresie od 0 do 360°. Ocenę poprawności ustawienia można już dać część schematu w granicach 30-40 ° z każdej strony wiązki drogowej. Charakterystykę promieniowania w płaszczyźnie poziomej można uzyskać obracając badaną antenę ze wskaźnikiem pola stacjonarnego lub chodząc wokół anteny ze wskaźnikiem. W tym drugim przypadku wskaźnik przesuwa się dokładnie wzdłuż okręgu, pośrodku którego znajduje się dostrojona antena. Dla ułatwienia, okrąg jest podzielony kołkami co 10 °. Podczas tworzenia wykresów należy zadbać o to, aby moc nadajnika pozostawała stała. Bardzo wygodnie jest przeprowadzić taką kontrolę za pomocą wskaźnika drugiego pola, ustawionego w kierunku maksimum promieniowania. Odczyty wskaźnika stacjonarnego są rejestrowane jednocześnie z odczytami wskaźnika przenośnego, a następnie odczyty ostatniego (wskaźnika przenośnego) są dzielone przez odpowiednie odczyty pierwszego (stałego) dla każdego kąta kierunku i budowany jest zgodnie do uzyskanych danych. Niedopasowanie maksimum promieniowania do osi geometrycznej anteny wskazuje na asymetrię, a zauważalne zniekształcenie wykresu jest często spowodowane odbiciami od ciał obcych. W przypadku wzorca promieniowania charakteryzującego pole pod względem mocy szerokość wzorca jest mierzona (w stopniach) na poziomie 0,5 od maksimum (rys. 1). Uzyskaj pomiar Badana antena i wskaźnik pola są ustawione w taki sam sposób jak w procesie ustawiania (rys. 4). Moc nadajnika jest ustawiona na taką wartość, że wskazówka wskaźnika pola odchyla się do pełnej skali aмакс. Następnie nadajnik wyłącza się, a w miejsce mierzonej anteny umieszcza się wibrator półfalowy i podłącza. Następnie ponownie włącz nadajnik i zanotuj odczyt przyrządu amin. Oblicz zysk l anteny korzystając ze wzoru
Dokładniejsze pomiary można wykonać za pomocą generatora, który ma skalibrowane wyjście. Podłączając generator naprzemiennie do badanej anteny i wibratora, wskaźnik daje taki sam odczyt w obu przypadkach. Następnie e=Pmax/Pmin, (5) gdzie Pmax jest mocą generatora wzbudzającą wibrator półfalowy, Pmin jest mocą generatora wzbudzającą mierzoną antenę. Czyli np. trzyelementowa antena z kierunkowskazem i odbłyśnikiem ma e=4-6. Autor: A. Shur; Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru
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
▪ Minikomputer Intel Core i7 NanoPAK ▪ Regulator napięcia obniżającego LM26001
▪ sekcja witryny Laboratorium naukowe dla dzieci. Wybór artykułu ▪ artykuł Prosta szklarnia. Wskazówki dla mistrza domu ▪ Artykuł Migdał. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł o stroboskopie. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Microcasting w domu. 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