על האנטנה חמש שמיניות למבדה. תכנית, תיאור

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

על אנטנת חמש שמיניות למבדה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / אנטנות VHF

משפט נכון עשוי להיות שגוי. זה לא משחק מילים, אלא הצהרת עובדה. הצהרה נכונה שהוצאה מהקשרה עלולה להטעות אם, למשל, לא מצוינות ההגבלות שבמסגרתן היא תקפה. משהו דומה, לפי מחבר המאמר הזה, קרה עם המאפיינים של אנטנת 6λ/8 הפופולרית.

אנטנה אנכית באורך 5λ/8 פופולרית בקרב מפעילי גלים קצרים ואולטרה-קצרים, כמו גם בקרב בעלי תחנות רדיו CB. ידוע מהספרות והפרסום של הרדיו החובבים שפולט אנכי באורך 5λ/8 מייצר אונה של תבנית הקרינה הנלחצת מקסימלית לקרקע במישור האנכי (באופקי התבנית מעגלית) ולכן בעל יעילות מרבית. הגרסה הפשוטה ביותר של האנטנה מוצגת באיור. 1, א. אורכו של הפולט 5λ/8 אינו תהודה, ולכן הוא מובא ל-4λ/8 על ידי הכנסת אלמנט אינדוקטיבי לגיליון הפולט: סליל L או קטע של קו סגור באורך חשמלי λ/XNUMX.

הזרם ה"הפוך" מצמת הכבל מתפשט על משקלי הנגד של רבע הגל. הם אינם משתתפים בקרינה, שכן הזרמים בהם מכוונים לכיוונים מנוגדים. אי אפשר לכופף את המשקולות הנגדיות כלפי מטה, שכן במקרה זה האורך החשמלי של האנטנה יגדל עקב המרכיב האנכי של זרם המשקל הנגדי, אשר ישפיע לרעה על תבנית הקרינה. לעתים קרובות המסוף התחתון של המשרן באיור מחובר למשקולות נגד. הצמה מחוברת לאותה נקודה, והמוליך המרכזי של הכבל מחובר לשקע הסליל. בטווח של 27 מגה-הרץ, קונטרפייז נעשים לרוב לקצרים מ-λ/4, ובהתאמה מגדילים את השראות כדי לכוון את האנטנה לתהודה.

התפלגות הזרם באנטנה מוצגת באיור. 1, ב. זה יכול להיחשב סינוסואידי עם דיוק טוב. לתבנית הקרינה (איור 1c) יש "אפס" בזווית לאופק ואונה צדדית מיותרת בזווית גדולה עוד יותר. עלה כותרת זה הוא התשלום עבור האונה הראשית הנלחצת אל האופק והכיווניות המקסימלית שהוזכרה. זה כנראה כל מה שיש בזה. מה שידע המחבר (כמו גם חובבי רדיו אחרים) על האנטנה הזו, ו... גרם לתמיהה מסוימת.

על אנטנת חמש השמיניות למבדה

רדפתי אותי החלק התחתון של הפולט, שבו הזרם מכוון בכיוון ההפוך לזרם בחלק העליון, חצי גל. אחרי הכל, ידוע שתבנית הקרינה נוצרת באופן הבא: השדות מכל קטע קטן של הפולט מסוכמים לכל כיוון, תוך התחשבות באמפליטודות והשלבים שלהם. בכיוון לאופק, אורכי מסלולי התפשטות הגלים מכל הקטעים זהים ואין הסטת פאזה נוספת. השדות מהקטעים של החלק העליון, חצי-גל של האנטנה, נמצאים בפאזה ומצטברים במשרעת, והשדות מהחלק התחתון (שבו כיוון הזרם מנוגד) הם אנטי-פאזיים ו... מופחתים!

משיקולים אלו, התברר שפולט אנכי קצר יותר של חצי גל אמור לעבוד טוב יותר מאשר ויברטור באורך של 5λ/8. ואם כיוון הזרם בקטע התחתון של הפולט באורך של 5λ/8 ישתנה איכשהו להפך, אז זה יהיה יעיל יותר. כדי להוכיח מסקנה זו, ניתן היה לחשב את היעילות באופן תיאורטי או לבצע ניסוי מתאים. אך בחשד שכל זה נעשה מזמן, בחר המחבר ללמוד מקורות ספרותיים ישנים. ומה קרה?

אנטנת תורן אנכית באורך של 5λ/8 תוארה לראשונה על ידי S. Ballantyne עוד ב-1924 [1]. הוא פותח כאנטנה נגד דהייה לשידור רדיו בגל בינוני. יתרון נוסף של אנטנה זו, שהפכה מיד לפופולרית מאוד, היה שהיא למעשה יוצרת את עוצמת השדה המקסימלית לכיוון האופק, אך רק במעמד של אנטנות בעלות חלוקת זרם טבעית (סינוסואידלית) לאורך הרטט הממוקם ישירות מעל מוליך אידיאלי. משטח.

אנשים רבים זוכרים היטב את החלק הראשון של ההצהרה, אבל מחברי המאמרים בספרות רדיו חובבים שכחו, כנראה, מעט מהחלק השני. המקצוען מדווח [2]: "אם ננקטים אמצעים מיוחדים למניעת היפוך זרמים מתחת לחצי אורך הגל העליון של הרדיאטור, ניתן להשיג רווח אופקי נוסף...". במילים אחרות, אם תהפכו את כיוון הזרם בתחתית האנטנה, תקבלו רווח נוסף בקרינה לאופק. במקביל, ניתן להגדיל עוד יותר את אורך האנטנה על מנת להגדיל את ההגבר. הבה נזכיר כי עבור אנטנה קלאסית באורך של 5λ/8 לא ניתן עוד להגדיל את האורך, שכן האונה הצדדית של הדיאגרמה גדלה בחדות והעיקרית פוחתת.

לאחר היפוך הזרם בחלק התחתון של האנטנה, רצוי להגדיל את אורכה בעוד λ/8 על מנת להיפטר מהסליל התואם. התוצאה תהיה האנטנה הקולינארית הידועה בפאזה, שהוצעה עוד ב-1911 על ידי מהנדס מרקוני פרנקלין. אנטנת פרנקלין היא חוט אנכי המחולק למקטעי חצי גל, שביניהם מחוברים סלילים (איור 2,א) או קווים של רבע גל (איור 2,6). חצי הגלים ההפוכים של הזרם "חבויים" באלמנטים אלה. הזרמים בקטעים המקרינים מתבררים בשלב (איור 2, ג), מה שמצמצם את הדיאגרמה ומקטין משמעותית את האונה הצדדית (איור 2, ד). רוחב הפס של אנטנה כזו הוא כמה אחוזים.

על אנטנת חמש השמיניות למבדה

הדינמיקה של שינויים בתבנית הקרינה עם הגדלת גובה האנטנה ומספר ה"קומות" (על פי פרנקלין) מומחשת באיור. 3, מושאל מ-(2).

על אנטנת חמש השמיניות למבדה

התרשימים מוצגים שוב למקרה של כדור הארץ המוליך בצורה מושלמת. ניתן לסווג את האדמה מתחת לאנטנה כמוליכים או דיאלקטריים על ידי חישוב טנגנס ההפסד (היחס בין זרמי הולכה לזרמי תזוזה): tgδ = jnp/jcm = δ/ωεε0. עבור מוליכים זה הרבה יותר גדול מאחדות, ועבור דיאלקטרי זה הרבה פחות. משיק ההפסד תלוי בתדירות. אותה אדמה תהיה קרובה למוליך כשעובדים על גלים בינוניים, אבל על פסי HF בתדר גבוה ו-VHF (טווח התדרים שאנחנו מעוניינים בו!) זה יתברר כדיאלקטרי. וזה ישנה את שלב ההשתקפות מהקרקע לכיוון ההפוך, ובכיוון האופק כבר לא יהיה מקסימום של תבנית הקרינה, אלא מינימום. האונה הראשית של דפוס הקרינה במקרה זה נתלשת מהמשטח ומכוונת אליו בזווית מסוימת (ככל שהאנטנה מותקנת גבוה יותר מעל הקרקע).

במילים אחרות, כאשר פועלים על פני קרקע מוליך, אנטנת 5λ/8 למעשה מתעלה על דיפול חצי הגל. ניתן להסביר זאת על ידי צמצום תבנית הקרינה בשל העובדה שהחלק המקרין הראשי ממוקם גבוה יותר מעל פני השטח, מה שמפצה על הירידה בשדה עקב קרינה מהחלק התחתון. אם אנטנת 5λ/8 ממוקמת בשטח פתוח, אז פיצוי כזה לא יתרחש, והיתרון שלה על פני דיפול חצי הגל נעלם. האמור לעיל חל במידה פחותה על מערכות אנטנות מרובות קומות המורכבות מאנטנות VHF באורך 5λ/8. הפרדת הקטעים הראשיים, פולטי חצי גל על פני מרחק גדול יותר, בדיוק כמו במקרה של הארקה מוליכה, מצמצמת את הדיאגרמה ומפצה על ההפסד מקרינה של קטעים עם זרם הפוך. אבל גם במקרה זה, אי הכללת הסעיפים ה"הפוך" אמורה לתת רווח.

לא ידוע אם היה ויכוח בין Ballantyne ופרנקלין לגבי היתרונות של האנטנות שלהם. סביר להניח שלא. מאז אנטנות נוצרו למטרות שונות לחלוטין. אבל בקרב חובבי רדיו מתעוררים מחלוקות כאלה שוב ושוב. אני מקווה שהטיעונים המוצגים במאמר יעזרו לתומכי אנטנות משותף בוויכוחים הללו. והמסקנה המעשית אליה הגיע מחבר שורות אלו היא כדלקמן. אם תחליט ליצור אנטנה כל-כיוונית אנכית ובמקביל תהיה לך הזדמנות לעשות אותה עם גובה גדול מ-λ/2, אבל פחות מ-λ, אז תקבל את ההשפעה החיובית הגדולה ביותר לא עם אנטנת למבדה של חמש שמיניות , אבל עם אנטנה של פרנקלין (ראה איור 2).

ספרות

Ballantine S. על אורך גל שידור אופטימלי עבור אנטנה אנכית על פני כדור הארץ מושלם - פרוק. כַּעַס. 1924. דצמבר, עמ'. 833.
מדריך הנדסת רדיו. מהדורה חמישית מקגרו-היל. 1959. עמ' 20-24.

מחבר: V.Polyakov (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

זכוכית מתרככת מאור לייזר חלש 20.11.2004

מדענים אמריקאים גילו השפעה מוזרה: שינויים קטנים מאוד בעוצמתו של לייזר חלש במיוחד יכולים לשנות במידה ניכרת את הקשיות של זכוכית גרמניום-סלניום.

"הכל התחיל כשהתלמיד שלי לתואר שני ירד גאמפ, שמדד את הקשיות של משקפי מערכת GeSe, התחיל להביא לי מדי יום נתונים שהיו שונים מאוד", אומר ראש העבודה, פרופסור Ratnasingham Suryakumar באוניברסיטת אוהיו. "אחרי זמן מה. , ניחשנו שמה שהשינויים האלה מייצגים היא מציאות אובייקטיבית".

זכוכית זו, סגסוגת של 80% Ge ו-20% Se, היא חומר מעניין מאוד בשימוש באלקטרוניקה. גרמניום קשה וסלניום רך. היחס של 4:1 מתאים לנקודה הקריטית - חומר כזה כבר לא קשה, אבל גם לא רך. כדי להבין את הסיבה לשינוי בתכונות, מדענים בוחנים את הקשיות. והם עושים זאת על ידי מדידת מהירות הקול - במוצק היא גדולה יותר מאשר ברכה. וכאן מופיעה על הבמה קרן של לייזר סופר-חלש, דקה כשערה - היא נפלטת ממכשיר שמודד את מהירות הקול בגוף מוצק.

מסתבר שהגדלת הספק האלומה מ-2 ל-6 מיליוואט בלבד מפחיתה את קשיות הזכוכית בחצי! "זה מדהים כמו מכ"ם משטרתי שמשנה את מהירות המכונית עם הקרינה שלה", אומר פרופסור סוריאקומאר. לאחר סיום ההקרנה, קשיות החומר הופכת להיות זהה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ טיסה במהירות של 68 טרה-ביטומטר לשנייה

▪ גידול החיטה הוביל לירידה בעמידות שלה

▪ צבא ארה"ב רוצה לעבוד עם טאבלטים עם כפפות

▪ האיזוטופ הקל ביותר של מגנזיום

▪ תיעוד של הטמפרטורה הנמוכה ביותר שנוצרה באופן מלאכותי

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר חישובי רדיו חובבים. בחירת מאמרים

▪ מאמר מאת ריצ'רד באך. פרשיות מפורסמות

▪ מאמר מהו ניתוח פלסטי? תשובה מפורטת

▪ מאמר גזר פראי. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר מאמן מוזיקה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ כתבה קווי חשמל עיליים עם מתח מעל 1 קילו וולט. התקרבות קווים עיליים לשדות תעופה ונמלי מסוקים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

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