למדוד פרמטרים של אנטנה? די קל! תכנית, תיאור

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

למדוד פרמטרים של אנטנה? זה לא קשה בכלל! אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / אנטנות. מדידות, התאמה, קואורדינציה

פרמטרי אנטנה שנקבעו בצורה נכונה במערכת קליטת רדיו הם הבסיס ליכולת לקבל בהצלחה תחנות רדיו מרוחקות. אבל לא תמיד יש לחובב רדיו את הכלים הדרושים בהישג יד למדידות כאלה. במאמר זה, המחבר מציע להשתמש בשיטה פשוטה שמפיקה תוצאות מקובלות למדי.

לאחר תליית אנטנת חוט חיצונית, חובב קליטת רדיו על גלים ארוכים ובינוניים (LW ו-SW) תוהה לעתים קרובות: מה הפרמטרים שלה? ישנם שני פרמטרים עיקריים - התנגדות האובדן של מערכת הארקת האנטנה rп והקיבול של האנטנה עצמה ביחס לאותה הארקת SA. יעילות מערכת האנטנות תלויה בפרמטרים אלו, ולכן האפשרות לקלוט תחנות מרוחקות, להפעיל את המכשיר הקולט ב"אנרגיה חופשית" של אותות המתקבלים מהאוויר, לכוון את מערכת האנטנות לתדרים שונים וכו'.

מדידות האנטנה הן "terra incognita" עבור רוב חובבי הרדיו, ולא רק למתחילים. כל השיטות המוכרות דורשות מחולל תדר גבוה חזק וגשר מדידה - ציוד שנמצא רק לעתים רחוקות בקרב חובבי רדיו. לעתים קרובות שני המכשירים הללו משולבים ליצירת אוהםמטר מזין או אנטנה (כפי שהם נקראים), המשמשים, למשל, בעת כוונון והתאמת האנטנות של מרכזי רדיו משדרים [1]. דרוש מחולל HF חזק מכיוון שלאנטנה, הפתוחה לכל הרוחות, יש מתח גבוה של מגוון הפרעות, כולל אותות מתחנות רדיו אחרות המפריעות למדידות.

בשיטת המדידה המוצעת אין צורך כלל בגנרטור. נמדוד את הפרמטרים של האנטנה באמצעות אותות מהאוויר, מכיוון שיש שם הרבה כאלה. האם אני צריך להכין מכשיר מיוחד או מעמד למדידות? זה אופציונלי. בהתחשב בכך שלא מחליפים אנטנות כל יום, לא יהיה קשה להרכיב מעגלי מדידה פשוטים ישירות על שולחן העבודה שלך או על אדן החלון, אפילו בלי להשתמש בלוחות לחם.

מדידת התנגדות לאובדן. תזדקק למוט פריט מאנטנה מגנטית עם זוג סלילים, רצוי טווחי DV ו-MV, נגד משתנה עם התנגדות של 0,47...1 קילו אוהם (בהכרח לא חוטי), כל גרמניום בתדר גבוה בהספק נמוך דיודה ומד מתח DC עם התנגדות כניסה פנימית גבוהה (לפחות 0,5...1 MOhm). כדי לזהות תחנות רדיו שהתקבלו באוזן, כדאי להחזיק טלפונים בעלי עכבה גבוהה.

אנו מרכיבים את המכשיר על פי התרשים באיור. 1 ועל ידי הזזת המוט בסליל האנטנה המגנטי, אנו מכוונים לתדר האות של תחנת רדיו מקומית חזקה.

למדוד פרמטרים של אנטנה? די קל!
איור. מספר

במקרה זה, הנגד המשתנה R1 חייב להיות מוגדר למצב של התנגדות אפס (הזז את המחוון למצב העליון לפי התרשים). רגע כוונון המעגל לתהודה עם תדר תחנת הרדיו יסומן על ידי הסטייה המקסימלית של מחט המונה והווליום הגבוה ביותר בטלפונים. לטלפונים המחוברים בסדרה עם מד המתח אין כמעט השפעה על הקריאות שלו, ובמקביל עוצמת הקול אינה גבוהה מדי. כדי להגדיל אותו במהלך זיהוי תחנת הרדיו, ניתן לקצר את מד המתח, להעביר אותו לגבול המדידה התחתון, שבו ההתנגדות שלו נמוכה יותר, או לחבר קבל עם קיבולת של כ-0,05...0,1 µF במקביל. למד המתח על מנת להעביר תדרי שמע לטלפונים (כאשר קבל כזה, הצליל עלול להיות מעוות במידה מסוימת בגלל אי השוויון בעומס הגלאי בתדרי שמע ובזרם ישר).

לאחר שציינת את קריאות מד המתח (U1) ומבלי לשנות את הגדרות המעגל, הזיזו את המחוון של הנגד המשתנה R1 עד שקריאת מד המתח יצטמצמו בחצי (U2). במקרה זה, ההתנגדות של הנגד תהיה שווה להתנגדות האובדן של מערכת האנטנות בתדר נתון. אותן מדידות יכולות להתבצע בתדרים אחרים.

ההתנגדות של הנגד נמדדת עם אוהםמטר, המנתק אותו ממעגל המדידה. אם אין לך מד אוהם, עליך לצייד את הנגד בידית עם כוונת וקנה מידה, שתוכל לכייל באוהם באמצעות מכשיר סטנדרטי.

באמצעות השיטה לעיל, ניתן לבחור, למשל, את אפשרות הארקה הטובה ביותר. בתנאים עירוניים מתאפשרות האפשרויות הבאות: צנרת אספקת מים, צנרת חימום, אביזרי גידור מרפסת וכדומה וכן שילובים שונים ביניהם. עליך להתמקד במקסימום האות המתקבל ובהתנגדות המינימלית לאובדן. בבית כפרי, בנוסף להארקה "קלאסית", מומלץ לנסות באר מים או צינורות מים, גדר רשת מתכת, גג מגולוון או כל חפץ מתכת מאסיבי אחר, גם אם אין לו מגע עם אדמה אמיתית.

מדידת קיבולת אנטנה. במקום נגד משתנה, כעת תצטרכו להפעיל KPI (מכל סוג) בקיבולת מקסימלית של 180...510 pF. כמו כן, רצוי להצטייד במד קיבול עם מגבלת מדידה של עשרות עד מאות פיקופארד. המחבר השתמש במד הקיבול הדיגיטלי של Master-S [2], שסופק על ידי המעצב שלו.

אם אין מד קיבול, אתה צריך לעשות כמו עם נגד - לצייד את ה-KPI בקנה מידה ולכייל אותו ב-picofarads. זה יכול להיעשות ללא מכשירים, מכיוון שהקיבולת פרופורציונלית לשטח החלק המוכנס של הצלחות. צייר את צורת לוחית הרוטור על נייר גרפי (ככל שהגודל גדול יותר, הסיום יהיה מדויק יותר), חלקו את הציור למגזרים כל 10 מעלות זוויתית וספרו את השטח של כל מגזר וכל לוח S0 בתאים . באיור. 2 המגזר הראשון עם שטח S1 מוצל. בסימון הסולם הראשון המתאים, אתה צריך לשים את הקיבול C1 = CmaxS1/S0 וכו '.

למדוד פרמטרים של אנטנה? די קל!
איור. מספר

אם ללוחות הרוטור יש צורה חצי עגולה (קבל קבל ישיר), הסולם מתברר ליניארי ואז אין צורך לבצע שרטוטים ולחשב שטחים. לדוגמה, ל-KPI עם דיאלקטרי מוצק מסט ליצירתיות של ילדים יש קיבולת מקסימלית של 180 pF. מספיק לחלק את הסולם ל-18 סקטורים של 10 מעלות, ולשים מסביב לחלוקות 10, 20 pF וכו', גם אם הדיוק נמוך, זה מספיק למטרותינו.

לאחר כיול ה-KPI, אנו מרכיבים את ההתקנה בהתאם לתכנית של איור. 3.

למדוד פרמטרים של אנטנה? די קל!
איור. מספר

על ידי חיבור האנטנה לשקע XS1 וכיבוי ה-KPI עם מתג SA1, אנו מכוונים את המעגל שנוצר על ידי קיבול האנטנה והסליל L1 לתדר של תחנת הרדיו. מבלי לגעת יותר בסליל, אנו מעבירים את האנטנה לשקע XS2 ומחברים את הקבל C2 (KPI שלנו) למעגל עם מתג SA1. אנו מכוונים שוב לאותו תדר, הפעם באמצעות C2. אנו קובעים את הקיבול שלו Sk באמצעות קנה מידה או באמצעות מד קיבול המחובר לשקעים XS3, XS4 (לצורך זה, העברת SA1 למצב המוצג בתרשים). נותר למצוא את הקיבול של אנטנת SA באמצעות הנוסחה

SA = C2(1 + sqrt(1 + 4C1/C2))/2.

המשמעות של המניפולציות שלנו היא כדלקמן: כאשר חיברנו את האנטנה דרך קבל הצימוד C1, הקיבול הכולל של המעגל הפך קטן יותר, וכדי לשחזר אותו, היינו צריכים להוסיף קיבול C2. אתה בעצמך יכול לגזור את הנוסחה לעיל בהתבסס על השוויון של קיבול האנטנה CA (במקרה הראשון) ושל קיבול המעגל המורכב C2 + CAC1/(CA + C1) במקרה השני. כדי להגביר את דיוק המדידות, רצוי לבחור בקיבול קטן יותר של קבל הצימוד, בטווח של 15...50 pF. אם הקיבול של קבל הצימוד קטן בהרבה מהקיבול של האנטנה, נוסחת החישוב מפושטת:

SA = C2 + C1.

ניסוי ודיון. המחבר מדד את הפרמטרים של אנטנה מסוג זה הזמינה בדאצ'ה: חוט PEL 0,7 באורך 15 מ', שנמתח עד לרכס הגג והרחק מהבית אל עץ שכן. ה"הארקה" הטובה ביותר (משקל נגד) התבררה כעמודת חימום מים המבודדת מהאדמה עם רשת קטנה של צינורות ורדיאטורי חימום מקומיים. כל המדידות בוצעו בטווח CB באמצעות סליל אנטנה מגנטי CB סטנדרטי ממקלט טרנזיסטור. אם לא הייתה מספיק השראות כדי לכוון בקצה התדר הנמוך של הטווח, מוט פריט נוסף הונח ליד האנטנה המגנטית, במקביל לאנטנה הראשונה.

תוצאות המדידה מסוכמות בטבלה. הם צריכים הערה קטנה. קודם כל, זה בולט שבתדרים שונים גם התנגדות האובדן וגם קיבול האנטנה שונים. אלו לא טעויות מדידה בכלל. הבה נבחן תחילה את תלות התדר של הקיבול. אם לחוט האנטנה לא היה גם השראות LA כלשהי, ערכי הקיבול יהיו זהים. השראות החוט מחוברת בסדרה עם הקיבול של האנטנה, כפי שניתן לראות מתרשים המעגל המקביל של מעגל האנטנה המוצג באיור. 4.

למדוד פרמטרים של אנטנה? די קל!
איור. מספר

השפעת השראות חזקה יותר בתדרים גבוהים, כאשר התגובה השראתית גדלה ומפצה חלקית על התגובה הקיבולית. כתוצאה מכך, תגובת האנטנה הכוללת פוחתת והקיבול הנמדד הופך גדול יותר. לאנטנה יש תדר טבעי f0 - תדר התהודה של מעגל LACA, שבו התגובה מגיעה לאפס וערך הקיבול הנמדד נוטה לאינסוף. אורך הגל הטבעי של אנטנת Lambda0 התואם לתדר זה שווה בערך לפי ארבעה מאורך חוט האנטנה ובדרך כלל נופל בתוך פס ה-HF.

ניתן לחשב את התדר הטבעי ממדידות קיבול בשני תדרים שרירותיים, אך הנוסחאות מורכבות מדי. עבור האנטנה שלו, המחבר השיג CA = 85 pF. LA = 25 µH ו-f0 - בערך 3,5 מגה-הרץ. להערכות גסות, ניתן להניח שכל מטר של חוט אנטנה (יחד עם ההפחתה) מציג השראות של כ-1...1,5 μH וקיבול של כ-6 pF.

ההתנגדות לאובדן עם סליל איכותי מספיק L1 מורכבת בעיקר מהתנגדות הארקה. זה, בתורו, מחושב באמצעות הנוסחה האמפירית (שמתקבלת על בסיס נתונים ניסיוניים) של M.V. Shuleikin [3]: rп = А*Lambda/Lambda0. כאן A הוא מקדם קבוע בהתאם לאיכות ההארקה, עם מידות באוהם. להארקות טובות, A הוא יחידות ואפילו שברים של אוהם. כפי שאנו יכולים לראות, התנגדות ההפסד גדלה עם עלייה באורך הגל (תדירות יורדת), מה שאושר על ידי הנתונים בטבלה. התלות של התנגדות לאובדן בתדירות התגלתה בתחילת המאה הקודמת, אך המחבר לא מצא הסבר מפורט להשפעה זו בספרות.

בהקשר זה, רבים מהנתונים המתקבלים על ידי חובבי רדיו בעת מדידת הפרמטרים של האנטנות שלהם יכולים להיות שימושיים מאוד.

ספרות

Fradin A. Z., Ryzhkov E. V. מדידת פרמטרים של אנטנה. - מ.: סוויאזיזדאט, 3.
Andreev V. מד קיבול פשוט "מאסטר-S". - רדיו, 2002. מס' 1, עמ'. 50-52; מס' 2, עמ'. 51-53; מס' 3, עמ'. 52-54.
Belotserkovsky G. B. אנטנות. - מ.: אובורונגיז, 1956.

מחבר: V.Polyakov, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף אנטנות. מדידות, התאמה, קואורדינציה.

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

MEMS מיקרופון MP23DB01HP 27.06.2020

ה-MP23DB01HP הוא מיקרופון MEMS קומפקטי כל-כיווני חדש מבית STMicroelectronics, המבוסס על אלמנט חיישן קיבולי ומכיל שבב על-גבי המבצע עיבוד אותות.

המתמר העיקרי של רעידות אקוסטיות מבוסס על טכנולוגיית מיקרו-עיבוד סיליקון MEMS. ה-IC המובנה מיוצר בטכנולוגיית CMOS, המבטיחה צריכה נמוכה בעת הפקת האות הדיגיטלי הפלט בפורמט PDM.

ל-MP23DB01HP מספר מצבי פעולה (הספק נמוך, הספק נמוך וביצועים מקסימליים), הנקבעים על פי טווח תדרי השעון. למכשיר קיבולת עומס גבוהה מאוד (AOP 135dBSPL) ופיזור רגישות קטן בתוך +-1 dB.

ל-MP23DB01HP יש מיקום נמוך יותר עבור יציאת כניסת אות השמע. המיקרופון זמין במארז מתכת המספק מיגון מפני הפרעות אלקטרומגנטיות. המוצר פועל בטווח טמפרטורות מורחב מ-40°C עד 85°C.

MP23DB01HP תכונות:

מיקרופון MEMS דיגיטלי בכל כיוון;
עיוות לא ליניארי נמוך מאוד;
קיבולת עומס יתר גבוהה: 135 dBSPL;
מספר מצבי פעולה;
צריכת זרם: 2 µA (מצב שינה); 285 µA (מצב צריכת חשמל נמוכה);
צריכה במצב ביצועים מקסימליים: 800 μA;
ממשק PDM דיגיטלי עם אפשרות לכוונון סטריאו.

עוד חדשות מעניינות:

▪ טעינת מכשירים לבישים מנשימת המשתמש

▪ מנוע יון X-3

▪ הצילום התרמי יחשוף את הרמאי

▪ מעבד טושיבה לאלקטרוניקה לבישה

▪ נסטלה מגדילה את צריכת כוח הרוח

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר בטיחות בעבודה. בחירת מאמרים

▪ מאמר אגרוף כדור לעור. טיפים למאסטר הבית

▪ מאמר כיצד נולד המינוטאור? תשובה מפורטת

▪ מאמר Istod Siberian. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר הפעלת IC טיימר 555 עם דופק חיובי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר חבל נשאר שלם. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

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