אנטנות קליטה כיוונית של פסים בתדר נמוך. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

אנטנות קליטה בתדר נמוך כיוונית. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / אנטנות HF

מפעילי רצועות התדרים הנמוכים 160 ו-80 מטר שואפים כל העת לשפר את הקליטה בתחנות שלהם. הבעיה היא שאנטנות יעילות בשידור (לדוגמה, תורן אנכי גבוה) אוספות יותר מדי הפרעות במהלך הקליטה. היעילות של אנטנת הקליטה אינה קריטית, שכן רמת האותות וההפרעות בטווחי התדרים הנמוכים היא גבוהה מאוד, ויתרה מכך, לא קשה להשתמש בקדם-מגבר טרנזיסטור בעל רעש נמוך.

האנטנה המגנטית של פריט אינה טובה במיוחד בהקשר זה, אם כי יש לה כיווניות מסוימת, עם שני אפסים בתבנית הקרינה שלה (DP) בצורת lemniscate (בדומה לדמות שמונה). יש למקם את אנטנת הפריט בתוך הבית, שם רמת ההפרעות גבוהה. אנטנת לולאה חיצונית טובה במידת מה בהקשר זה, אך התבנית שלה זהה, ובמקרה הטוב, מאפשרת רק להפחית הפרעות ממקור מקומי מרוחק על ידי הפניית התבנית אפסית אליה.

אנטנת קליטה בתדר נמוך באמת כיוונית היא אנטנת ה-Beverage Travelling Wave (TWA), שהיא חוט רב-גל הממוקם נמוך לקרקע. עם זאת, למעט חובבני רדיו יש את המותרות לבנות מספר אנטנות באורך חצי קילומטר, מתוחות לכיוונים שונים!

הנושאים של יצירת אנטנות קבלה כיווניות נגד הפרעות עבור רצועות VLF ו-LW נדונו בעבודה הבסיסית [1]. בפרט, הוכח שהשילוב של לולאה ואנטנות "סטטיות" (אנכיות בכל כיווניות) מייצר תבנית בצורת קרדיואיד. עקב היחלשות הקליטה מכיוונים מסוימים, נרשמה ירידה משמעותית ברמת ההפרעות.

אנטנת EWE. בהקשר לאמור לעיל, פרסום WA2WVL אודות אנטנה בשם EWE עורר עניין רב [2]. בעל גודל וגובה קטנים, בכל זאת יש לו דפוס טוב מאוד, קרוב לקרדיואיד. במהלך כשנה, אנטנת ה-EWE נבנתה על ידי מפעילי גל קצר רבים, התקבל משוב טוב, ו-WB2P הציע להשתמש בארבע אנטנות כאלה המשולבות בנקודת ההזנה כדי להעביר את התבניות לכיוונים שונים. בפרסום שלאחר מכן [3], WA2WVL השתמש ברעיון זה על ידי בניית האנטנה המוצגת באיור. 1.

אנטנות קליטה בתדר נמוך כיוונית

המקלט מחובר לאנטנה עם כבל קואקסיאלי של 50 אוהם דרך שנאי תואם T1 עם יחס טרנספורמציה של 3, לכן, עכבת הכניסה של המזין בצד האנטנה עולה פי 9, ל-450 אוהם. באמצעות ארבעה ממסרים, שהמגעים הפתוחים בדרך כלל מוצגים באיור, אחת מארבע האנטנות, המכוונות בכיוון הרצוי, מחוברת לשנאי.

כל אחת מהאנטנות היא מלבן בגובה 3 מ' ואורך 15 מ', עם שנאי המחובר לאחד הצדדים האנכיים ולשניה נגד. המסופים השניים של השנאי והנגד מוארקים. העיצוב דומה מאוד לעותק קטן יותר של אנטנת ה-Beverage, כשההבדל היחיד הוא שממדי האנטנה קטנים משמעותית מאורך הגל. בנוסף, הקליטה המקסימלית היא מהשנאי, לא מהנגד.

דפוס קרינת האנטנה המחושב תוך התחשבות בנוכחותן של שלוש אנטנות מנותקות אחרות מוצג באיור. 2: א - במישור האנכי; b - באופקי. דפוס זה אופייני לכל האנטנות הדומות, כולל אלו המתוארות להלן. דיכוי מקסימלי של קליטה מאחור, מצד הנגד, מושג על ידי בחירתו המדויקת. התנגדות הנגד יכולה לנוע בין 400 אוהם למספר קילו אוהם. האנטנה היא בפס רחב מאוד, הדפוס ועכבת הכניסה שלה נשמרים על פני יותר מפי ארבעה מפס התדרים. האנטנה לא עובדת טוב לשידור בגלל יעילות נמוכה.

אנטנות קליטה בתדר נמוך כיוונית

בגרסת המחבר, האנטנה הותקנה על חמישה עמודי עץ; צינורות מתכת הננעצים באדמה כ-1,2 מ' שימשו להארקה. המחבר טוען שבשל העכבה הגבוהה של האנטנה, להתנגדות הארקה אין כמעט השפעה על פעולתה . שנאי T1 היה מלופף על טבעת בקוטר של כ-12,5 מ"מ עשויה פריט עם חדירות מגנטית של 850. הפיתול הכיל 11 סיבובים של חוט מקופל לשלושה. שלושת הפיתולים שנוצרו חוברו בטור, כפי שמוצג באיור. 1, והמחבר הקואקסיאלי של מזין XW1 היה מחובר לראשון הברזים.

מעט מאוחר יותר, המחבר בנה מערכת אנטנה דומה נוספת במרחק של כ-60 מטר מהראשונה וכלל אותן כמערך אנטנות מדורג, תוך השגת מקדם כיווניות (DAC) גדול עוד יותר בטווח של 160 מטר. זה מתואר ביתר פירוט ב [3].

מסגרות K9AY. בניסוי עם אנטנות קליטה כיוונית עבור רצועות חובבים בתדר נמוך והדמיית אנטנות במחשב, Gary Breed (K9AY) הציע עיצוב קומפקטי מאוד של שתי מסגרות טעונות המורמות על תורן יחיד [4]. באמצעות ממסרים המותקנים בבסיס התורן, ניתן להעביר את תבנית הלב לארבעה כיוונים שונים. מימדים השוואתיים של מערכת האנטנות של ארבעה EWE עם אורכי אלומה של 12 מ' ומסגרות K9AY מוצגות באיור. 3. המסגרות עצמן הן בצורת דלתא, אולם, כפי שמדווח המחבר, הצורה והגודל אינם קריטיים מדי. בבסיס התורן, המסגרות מקורקעות, מה שמעניק הגנה מפני ברקים ומפחית את רמת ההפרעות. מוט ההארקה משמש בהצלחה כבסיס התורן, אך עדיף לעשות אותו מחומר מבודד.

אנטנות קליטה בתדר נמוך כיוונית

סקיצה של מסגרת אחת מוצגת באיור. 4, גובה הנקודה העליונה הוא 7,5 מ', הצדדים מורחבים ב-4,5 מ', והפינות בגובה 1,5 מ'. כפי שמוצג באיור, ניתן להסתדר ללא תורן לחלוטין על ידי תליית הנקודה העליונה של מערכת האנטנה מעץ ענף, למשל, באמצעות חבל. נוח להשתמש במבודדי אגוז עם חורים בפינות המסגרת. הקצוות התחתונים של חוטי המסגרת נמשכים אל מוט ההארקה גם באמצעות מבודדי אומים; קצוות החוטים שנותרו לאחר חיבור המבודדים מופנים לקופסה עמידה למים עם ממסר ושנאי תואם, בדומה למתואר לעיל.

תוך הסבר על עקרון הפעולה של האנטנה, המחבר מציין את הדמיון שלו למצמדי כיוונים, בשימוש נרחב בטכנולוגיית RF ומיקרוגל, בפרט, במדי SWR. אם אנטנת ה-EWE היא חצי מסגרת, שחוט החזרה שלה הוא הארקה, אז לולאת K9AY היא מסגרת מלאה, אבל עקרון הפעולה שלה דומה מאוד. אנטנות מגיבות הן לרכיבי E החשמלי והן לרכיבי H המגנטי של השדה האלקטרומגנטי הנכנס.

עבור הרכיב החשמלי של השדה, האנטנות מתנהגות כאנטנות אנכיות קצרות, ויוצרות מתח מסוים בנקודת החיבור של המזין. כפי שניתן לצפות מאנטנה אנכית, דפוס השדה ה-E הוא כל-כיווני.

המצב שונה עם המרכיב המגנטי של השדה H: חוצה את מישור האנטנה, זה יוצר זרם שמסתובב סביב היקף המסגרת. זרם זה, העובר דרך נגד העומס, יוצר גם מתח כלשהו, שמתווסף למתח משדה E. אם הגל מגיע מנקודת החיבור של המזין, שני המתחים מתווספים. אם הגל מגיע מהצד של נגד העומס, המתחים מופחתים, שכן כיוון השדה H העובר דרך המסגרת מתהפך.

על ידי שינוי ההתנגדות של נגד העומס, ניתן לאזן את שני המתחים כך שהם שווים. התבנית במקרה זה לובשת צורה של קרדיואיד עם אפס בודד. הנחתת האותות המגיעים מנגד העומס יכולה לעלות על 40dB, שהם יותר מ-6 יחידות S בסולם עוצמת האות!

תבנית האפס אינה ממוקמת במישור כדור הארץ, אלא, כפי שמראה מודלים ממוחשבים, מוגבהת בזווית מ-20 ל-55 מעלות בהתאם לתצורת האנטנה ולמאפייני האדמה. לולאה קצרה וגבוהה נותנת קו תחתון אפס בזווית גובה של 30...40°. זה נוטה להחליש את QRM מתחנות מקומיות.

חלק חיוני והכרחי באנטנת K9AY הוא הארקה. בהתאם לפרמטרי הקרקע, ייתכן שתידרש התאמה קלה של נגד העומס. הקרקע לא בהכרח חייבת להיות אובדנית, כפי שקורה עם אנטנת המשקה. המסגרת היא כיוונית אפילו מעל קרקע מוליכה מושלמת. המשמעות היא שהאנטנה פועלת כמעט בכל תנאי קרקע.

בהערות לאחר פרסום המאמר [3], דיווח W6FA כי האב של כל אנטנות הלולאה הטעונות צריך להיחשב לאותו הרולד משקאות, שרשם פטנט על אנטנה דומה בשנת 1938, מאוחר בהרבה מ"אנטנת הגל" המפורסמת שלו, או, כפי שהיא נקראת כעת, אנטנות גל נודדות. הפטנט של Beverage מתאר אנטנת לולאה שלמה שאינה דורשת הארקה לצורך פעולתה ויש לה נגד עומס של כ-700 אוהם המוצב בנקודה מול נקודת ההזנה. אנטנת פס רחב זו כבר נועדה לשמש לקליטת טלוויזיה

אנטנות דגל, דגל וכו'.. מידול אינטנסיבי של אנטנות על ידי חובבי רדיו באמצעות תוכנות מחשב הוביל להופעתן של מספר אנטנות [5] הדומות לזו שתוארה. אנטנות הן מסגרת משולשת, מרובעת, מלבנית או מעוינת הממוקמת במישור אנכי. תצורות אפשריות של אנטנות לולאה אלה מוצגות באיור. 5. העיגול הבהיר מציין את המקור (מקלט), העיגול הכהה מציין נגד עומס בהתנגדות של 400 אוהם ומעלה, לרוב כ-900 אוהם. עכבת הכניסה של האנטנה זהה בערך. תבנית הקרינה היא קרדיואידית, כיוון הקליטה הוא מצד המקור.

אנטנות קליטה בתדר נמוך כיוונית

להפעלה בטווח של 160 מטר, האנטנות מסוג Flag, הן גרסת הפנט והן גרסת Diamond, מידות 4,3 מ' גובה ו-8,8 מ' אורך. לאנטנת הדלתא גובה של 5,2 ואורך של 8,4 מ'.

בהשוואה ל-EWE וללולאת K9AY, לאנטנות הללו יש הבדל משמעותי - הן אינן דורשות הארקה, למרות שהן ממוקמות נמוך יחסית, בגובה של כ-2 מ' מעל פני הקרקע. הפחתת הגובה ל-0,3 מ' משפיעה כמעט מעט על מאפייני האנטנה.

האנטנות יוצרו בגרסאות שונות ובגדלים שונים, למשל, JF1DMQ הפחית את הממדים ל-1X5 מ'. האנטנות עובדות היטב גם ברצועות 80 ו-40 מטר. חובבי רדיו מציינים במיוחד את רמת הרעש הנמוכה של האנטנות הללו.

כדוגמה, שקול את ה"דלתא" המשולשת המשמשת את FO0AAA לקליטה על פס 160 מ' [6]. החוט האופקי התחתון היה באורך של 8,54 מ' והוא ממוקם בגובה של 0,9 מ' מעל פני הקרקע. גובה המסגרת המשולשת היה 5,2 מ', בספירה מהחוט התחתון (6,1 מ' מהקרקע). בסך הכל נדרשו כ-22 מ' של חוט בקוטר 1,63 מ"מ. נגד עומס של 950 אוהם ושנאי כוח נכללו בפינות התחתונות של המסגרת כדי להמיר את התנגדות המזין של 50 אוהם ל-950 אוהם.

בתדר של 1830 קילו-הרץ, יחס הקרינה קדימה/אחורה התברר כטוב יותר מ-40 dB, בעוד שהגבר של האנטנה בהשוואה לרדיאטור איזוטרופי עמד על -34,5 dB בלבד, מה שמעיד על יעילות נמוכה וצורך בשימוש נמוך -מגבר קדם רעש בשילוב עם אנטנה זו.

המסגרת הותקנה על תורן דיאלקטרי אחד, הקצוות התחתונים של ה"דלתא" נמתחו על יתדות אוהל. האנטנה הייתה מכוונת בצורה פשוטה מאוד: על ידי סידור מחדש של היתדות.

לסיום הסקירה, אנו יכולים לציין שלחובבי רדיו עומדת כעת לרשותם סוג חדש של אנטנות פס רחב כיוון קליטה עם רמות רעש נמוכות וממדים קטנים.

ספרות

משקה N. N., Rice S. W., Kellogg E. W. The Wave Antenna. סוג חדש של אנטנה בעלת כיוון גבוה. -עסקאות AIEE, 1923, vol. 42, עמ'. 215-266. nrcdxas.org/articles/aveAntenna.pdf.
Koontz F, WA2WVL. האם זה EWE בשבילך? - QST, פברואר 1995, עמ'. 31-33.
Koontz F, WA2WVL. עוד EWE בשבילך. - QST, ינואר 1996, עמ'. 32-34.
Breed G. The K9AY Terminated Loop - אנטנת קליטה קומפקטית וכיוונית. - QST, ספטמבר 1997, עמ'. 43-46.
קנינגהם EW, K6SE. דגלים, דגלונים ואנטנות קליטה אחרות של רצועות נמוכות שאינן תלויות בקרקע. - QST, יולי 2000, עמ'. 34-37.
www.eham.net/articles/806.

ראה מאמרים אחרים סעיף אנטנות HF.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מעבד טושיבה לאלקטרוניקה לבישה 05.04.2014

טושיבה, כמו כמה חברות אחרות, נותנת רישיונות ליבות מ-ARM Holdings. הודות לכך היא מצליחה להביא במהירות פתרונות מוכנים לשוק. כעת טושיבה מתמודדת גם עם קטע הלביש הפופולרי על ידי שחרור SoCs ממותגים המבוססים על ליבות ARM Cortex-M48F של 4MHz.

למעשה, מדובר במיקרו-בקר, אך טושיבה כינתה את המוצר החדש מעבד יישומים. ההרחבה האחרונה של קו הפתרונות הקנייני המיוצר תחת המותג ApP Lite היא ה-SoC TZ1001MBG החדש.

החברה מתכוונת ליצור מכשירים לבישים המבוססים על SoCs חדשים כדי לשפר את איכות החיים. מכשירים כאלה, המצוידים במערך מסוים של חיישנים, יסייעו לאדם להימנע מבעיות בריאות אפשריות, יקדמו תזונה נכונה ופעילות גופנית, וכן יאפשרו לו לווסת את חיי היומיום באופן שימזער את האפשרות של תעסוקה ואחרת. מחלות.

מעבד האפליקציות של Toshiba כולל מד תאוצה, מודול אלחוטי Bluetooth LE וזיכרון הבזק לאחסון נתונים. ה-SoC כולל גם ADC בעל דיוק גבוה המסוגל לבצע דיגיטציה של הקרדיוגרמה ואותות אנלוגיים אחרים מחיישנים. כמו כן צפוי שינוי במעבד, כולל מגנומטר וג'ירוסקופ.

דגימות של מעבדי טושיבה החדשים יחלו להפיץ במאי, והייצור ההמוני שלהם אמור להתחיל בספטמבר.

עוד חדשות מעניינות:

▪ Phablet Xolo Q2100 עם חיישן טביעת אצבע

▪ השד הקוונטי של מקסוול אכילת מידע נוצר

▪ חוק ימי בספק

▪ מתאמי רשת HomePlug AV2 Powerline (TPL-408E)

▪ שיא נקודת הקפאת המים נשבר

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר פרמטרים של רכיבי רדיו. בחירת מאמרים

▪ מאמר אנשים הם כמו אלים. ביטוי פופולרי

▪ מאמר מדוע הקימו הדנים את הזכות לפדות את הסחורה של כל ספינה העוברת במיצרי דנמרק? תשובה מפורטת

▪ מאמר מנהיג קבוצה (תיאטרלי, חובב), מנהיג אגודת חובבים, מנהיג תזמורת (אנסמבל). תיאור משרה

▪ מאמר Push-Pull Transistor Power Amplifier. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר עיפרון שבור. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר