אנטנת חריץ שלד: מיתוסים ומציאות. תכנית, תיאור

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

אנטנת חריץ שלד: מיתוסים ומציאות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / אנטנות VHF

אם לשפוט על פי ספרות רדיו חובבים זרה, האנטנת חריץ-שלד פופולרית בתדרים מעל 20 מגה-הרץ. במאמר שפורסם נעשה ניסיון לענות על השאלה - עד כמה מקדם הפעולה הכיוונית שלו, הנאמר בספרות, תואם את המציאות.

בספרים על אנטנות VHF, מה שנקרא אנטנת חריץ שלד תוארה שוב ושוב, וכל הפרסומים ללא יוצא מן הכלל דיווחו על הפרמטרים הגבוהים מאוד שלה, מקדם הכיוון הגדול (CND), פס התדרים הרחב וקלות הכוונון. הרעיון של אנטנה הוצע על ידי ג'יי רמזי עוד בשנת 1949 [1], העיצוב שלה מוצג באיור 1, בהשאלה מ-[2]. האלמנט הפעיל של האנטנה מורכב משלושה דיפולים מקבילים של חצי גל הממוקמים שלוש קומות זה מעל זה. כדי להקטין את ממדי האנטנה, קצוות הדיפול העליון והתחתון מכופפים בזווית ישרה לכיוון הדיפול האמצעי ומחברים אליו. ממנו הם מתרגשים.

הדיפול האמצעי עשוי מפוצל ומחובר לקו תואם של רבע גל דו-חוטי, המשמש במקביל להרכבת הרפלקטור. הרפלקטור עשוי כתעלת גל בצורת ויברטור בודד, שאורכו החשמלי גדול במעט מחצי גל. מידות האנטנה באורכי גל וערכי מקדם הקיצור k, בהתאם לקוטר המוליכים (הצינורות) d, מוצגים באיור. 1. על ידי הזזת נקודת ההזנה XX לאורך הקו הדו-חוטי, ניתן לשנות את עכבת הכניסה של האנטנה מאפס (ליד הרפלקטור) לכ-400 אוהם (בנקודת YY ליד האלמנט הפעיל).

אנטנת חריץ שלד: מיתוסים ומציאות

ההתפלגות הנוכחית באלמנט הפעיל מוצגת באיור. 2. ניתן לראות שהאנטינודים (המקסימום) של הזרם ממוקמים בדיוק באמצע החלקים האופקיים של האלמנט, ויוצרים מערכת בפאזה בת שלוש קומות. בחלקים האנכיים של האלמנט הפעיל, הזרמים קטנים ומכוונים זה לזה. בנוסף, ישנם ארבעה צמתים זרם, כך שאין קרינה מהחלקים האנכיים באזור הרחוק. נזכיר שבאזור הרחוק, דפוס האנטנה נוצר כמעט לחלוטין. המרחק לאזור הרחוק הוא מספר אורכי גל. זה גדול יותר, יותר גורם כיווניות של האנטנה.

אנטנת חריץ שלד: מיתוסים ומציאות

האלמנט הפעיל של אנטנה עם חריץ שלד יכול להיחשב גם כשני ריבועים, בשילוב צד אחד ונקודות הזנה. עם זאת, בהשוואה לשני ריבועים בגודל מלא, ההיקף של האלמנט הפעיל של אנטנת החריץ-שלד קטן במקצת, כנראה בשל אפקט הקיצור של הקיבול בין המוליכים האנכיים של האלמנט. אנטנה דומה הוצעה על ידי ק' חרצ'נקו [3], אך בה שני ריבועים מופעלים מהפינות ומשולבים על ידי נקודות הזנה.

לאנטנה פשוטה עם חריץ שלד יש רפלקטור לא יעיל מספיק. ניתן לבטל את החיסרון הזה על ידי הפיכת הרפלקטור לזהה בדיוק לאלמנט הפעיל (בצורת אותו עיצוב רטט בן שלוש קומות). לא ניתן עוד למקם קווים דו-חוטיים בין האלמנטים, אבל אף אחד לא טורח לצייר אותם במישור של כל אלמנט לנקודה עם אפס פוטנציאל באמצע הרטט האופקי התחתון.

התוצאה לאחר שינוי זה מוצגת באיור. 3. מידות האלמנטים עצמם נשארות זהות, והמרחק בין האלמנט הפעיל לרפלקטור מצטמצם ל-0,18. לאנטנה הזו יש יתרון נוסף. על ידי הזזת המגשרים המקצרים לאורך הקווים הדו-חוטיים מצליחים האלמנטים להתאים אותו לתדר הרצוי, ועל ידי הזזת מגשר המשקף קל לכוון את האנטנה לגורם הכיווני המקסימלי או לקרינה מלפנים לאחור. יַחַס.

אנטנת חריץ שלד: מיתוסים ומציאות

עבור אנטנה דו-אלמנטית כזו, המתוארת ב-[2 ו-4], מדווח על רווח גבוה בצורה יוצאת דופן של 14...16 dB! אם השני מבין הספרים הללו לא היה הוצאה רצינית, אז אתה עדיין יכול להניף את היד שלך ולא לקחת את הנתון הזה ברצינות. אבל הספר הזה בכללותו טוב מאוד וכמעט ולא מכיל שגיאות. מחברו, כמובן, לא יכול היה לבדוק את כל המבנים הרבים שניתנו בו. לכן, אם זו טעות, אז היא הופיעה קודם לכן, בכמה מהדורות אחרות, וכעת קשה למצוא את המקור המקורי. די ברור שמערכת בפאזה של ויברטורים צריכה לתת יעילות גדולה יותר מוויברטור בודד, אבל השאלה היא כמה? אמנם ב[2] בעמ' 100 ונאמר כי האנטנה "... היא למעשה שישה אלמנטים בת שלוש קומות בפאזה", אבל הוויברטורים די קרובים זה לזה, וגם מתקצרים. זה יפחית בהכרח את היעילות. לפיכך, היו יותר שאלות מאשר תשובות. בנוסף, חובבי רדיו המוכרים למחבר התכוונו לבנות בדיוק אנטנה כזו לטווח של 10 מטרים וכבר היו מוכנים להוציא כסף על חומר, אבל עכשיו זה לא זול!

על מנת לקבל תשובה ברורה ומדויקת לשאלת ה-SOI, בוצע ניסוי בפס 432 מגה-הרץ. האלמנטים כופפו בהתאם לתמונה. 3 מחתיכות של חוט נחושת מצופה אמייל בקוטר 1,5 מ"מ, החיבורים מולחמים, ומוליכי הקווים באתרי ההתקנה של המגשרים הסוגרים וחיבור הכבל מופשטים מבידוד. המבנה כולו הורכב על מסגרת עץ עשויה דקים דקים יבשים. כבל החשמל עבר מנקודות החשמל לאורך המוליך של הקו הדו-חוטי אליו הייתה מחוברת הצמה, אנכית כלפי מטה ומחובר ישירות ליציאה של מחולל האותות הסטנדרטי. דיפול חצי גל עם גלאי ומיקרו-אמפר שימש כמחוון השדה. הוא היה ממוקם על חצובה במרחק של כמה מטרים מהאנטנה. האנטנה הייתה קבועה גם על מעמד מסתובב פרימיטיבי, מה שאפשר לשנות את הכיוון שלה.

האנטנה כווננה די בקלות ובמהירות, רק לקרינה המקסימלית בכיוון הראשי. עם הממדים המצוינים בתדר של 432 מגה-הרץ, המרחקים של המגשרים הסוגרים מבסיס קווים של שני חוטים עבור האנטנה המכווננת התבררו כדלקמן: עבור הרפלקטור - 43 מ"מ, עבור האלמנט הפעיל - 28 מ"מ. המרחק לנקודת החיבור של כבל 50 אוהם היה 70 מ"מ.

בהתאמה לכיוון המקסימלי, מתגלה אונה אחורית קטנה. על ידי התאמת המשקף, ניתן לדכא אותו כמעט לחלוטין. לא הייתה קרינה הצידה, למעלה ולמטה.

רווח הכיווניות, ליתר דיוק, הרווח של האנטנה, השווה למכפלת הכיוון והיעילות, נקבע באופן הבא: המחוון סימן את רמת האות שנוצרת על ידי האנטנה בכיוון הראשי, ואז במקום האנטנה, חצי דיפול גל הממוקם באותה נקודה בחלל היה מחובר לכבל החשמל. רמת האות מהגנרטור גדלה מספיק כדי לקבל את אותן קריאות על המחוון. השינוי ברמת האות שנספר על ידי מנחת הגנרטור שווה מספרית להגבר של האנטנה ביחס לדיפול חצי הגל. עבור אנטנה זו, התברר שזה 7 dBd. יחסית לפולט איזוטרופי (כל-כיווני), הוא יהיה 2,15 dB יותר ויהיה בערך 9,2 dBi.

שימו לב לאותיות d ו-i בייעוד דציבלים - בספרות על אנטנות נהוג לציין באופן זה, ביחס לאיזה רדיאטור נמדדת הכיווניות. רוחב תבנית הקרינה בחצי הספק היה כ-60° במישור האופקי (באזימוט), וכ-90° במישור האנכי (בגובה). בעזרת נתונים אלו ניתן לחשב את גורם הכיווניות בדרך אחרת: הזווית המוצקה שלתוכה מקרינה האנטנה שווה למכפלת הזוויות הליניאריות המתאימות לרוחב הדיאגרמה ומבוטאות ברדיאנים. נקבל ערך של כ-1,5 סטרדיאנים. במקביל, אנטנה איזוטרופית מקרינה לזווית מוצקה של 4π, או 12,6 סטרדיאנים. הרווח, בהגדרה, הוא היחס בין זוויות המוצקות הללו והוא 12,6/1,5 = 8,4 או 9,2 dBi.

לאחר שהשיג הסכמה כה טובה בין ערכי הכיוון שנקבעו בשתי השיטות, החליט המחבר שאין יותר מה למדוד, ובאכזבה קלה, שוב השתכנע שניסים לא קורים בטכנולוגיית האנטנה. עם זאת, האנטנה עובדת טוב מאוד ועם ממדים קטנים (330x120x120 מ"מ בפס 432 מגה-הרץ) מספקת רווח הגון מאוד.

ספרות

רותם ק אנטננבוך. ברלין: Militarrverlag der DDR, 1989.
שייקו V.P אנטנות לתחנות רדיו חובבים. - מ.: DOSAAF, 1962.
Kharchenko K. אנטנות VHF. - מ.: DOSAAF, 1969.
Rodionov V. M. קווי שידור ואנטנות VHF. - מ.: אנרגיה, 1977 (MRB).

מחבר: ולדימיר פוליאקוב (RA3AAE)

ראה מאמרים אחרים סעיף אנטנות VHF.

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

הירח יאוכלס בזחלים מסין 24.08.2018

הסינים הודיעו על כוונתם להנחית חללית בצד הרחוק של הירח בפעם הראשונה ולערוך שם את הניסוי הביולוגי הראשון שנקרא מיני-ביוספירת הירח. הכל יתקיים במסגרת משימת Chang'e-4, המורכבת מנחיתה על גב לוויין פלטפורמת הנחיתה. הוא "ינחת" אוטומטית על פני קפסולות הלוויין הטבעיות עם זרעי תפוחי אדמה, כמה זנים ממשפחת הכרוב וביצי תולעי משי.

ההשקה של משימת Chang'e-4 מתוכננת לדצמבר 2018. מכתש הפגיעה העמוק ביותר, הקוטב הדרומי, אייטקן, נבחר כאתר הנחיתה.

הצד הרחוק של הירח צולם לראשונה על ידי תחנת לונה-3 הסובייטית ב-7 באוקטובר 1959. האות התקבל במצפה סימייז בחצי האי קרים. עד לאחרונה לא ניתן היה לקבל אותות ישירים ממכשיר שנמצא על פני שטח הלוויין החבוי מאיתנו.

הסינים פתרו את בעיית התקשורת בעזרת לוויין הממסר Queqiao (גשר מגפי), ששוגר לחלל במאי השנה במיוחד עבור משימת הירח Chang'e-4. כל אותות הרדיו מהנחתת יגיעו אליו תחילה, ולאחר מכן יועברו לכדור הארץ.

בנוסף לציוד רב הכולל מצלמות שונות לצילום פני הירח, יסופקו לראשונה לרציף גלאי נויטרונים לקביעת הרכב הקרקע, ביו-חומר בצורת זרעי צמחים וביצי זחלים של תולעי משי. זמן בהיסטוריה של חקר הירח.

הם יישבו אותם על הירח בחממות מיני מיוחדות. ההנחה היא שמצלמות וידאו מיוחדות יעקבו אחר תהליך התפתחותן וישדרו את התמונה לכדור הארץ.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מעלית סולארית עם אגירת אנרגיה

▪ מערכי אנטנות מדורגים אדפטיביים

▪ העתיד של הטלוויזיות - נקודות קוונטיות ומסכים מעוקלים

▪ כלבים מגיבים טוב יותר לקולות של נשים מאשר לקולות של גברים.

▪ מימן הופך למתכת

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר הערה לתלמיד. בחירת מאמרים

▪ מאמר מיקרוביולוגיה. הערות הרצאה

▪ מאמר מה היה שמו האמצעי של מוצרט? תשובה מפורטת

▪ מאמר רוקח-אנליטיקאי ורוקח-טכנולוג בבקרת איכות של תרופות. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר מקלט רדיו הגברה ישירה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר Rhys-traveler. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

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