אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל אנטנות שוט. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / אנטנות VHF 1. הגדרה ומושגים אנטנות אסימטריות (שוט) הן אלו הממוקמות ישירות ליד הקרקע (או מסך המתכת) בניצב (לעתים קרובות פחות אלכסוני) אל פני השטח שלו. אם ניקח בחשבון את הקרקע כמוליכה מושלמת וניקח בחשבון את תמונת המראה, הרי שהוויברטור בעל הקצה היחיד יכול להיחשב כמחצית מהוויברטור הסימטרי המקביל (איור 1).
התנגדות הקרינה של ויברטור א-סימטרי היא חצי מזו של ויברטור סימטרי שווה ערך, שכן באותם זרמים הראשון פולט חצי מהעוצמה (אין קרינה לחצי החלל התחתון) [1]. התנגדות הכניסה של ויברטור א-סימטרי היא חצי מזו של ויברטור סימטרי שווה ערך, שכן באותם זרמי אספקה מתח האספקה של הראשון הוא חצי מזה (איור 1). מקדם הכיוון של ויברטור א-סימטרי גדול פי שניים מזה של ויברטור סימטרי שווה ערך, שכן עם אותו עוצמת קרינה, הראשון מספק פי שניים את צפיפות ההספק הזוויתית, שכן כל הכוח שלו מוקרן לחצי חלל אחד (איור 2). ). כל האמור לעיל נכון עבור ויברטור א-סימטרי אידיאלי, כלומר כאשר כדור הארץ הוא מוליך אידיאלי. אם לכדור הארץ יש תכונות מוליכות גרועות, שדה הקרינה של הוויברטור משתנה. בנוסף, הדבר מוביל לירידה באמפליטודה של הזרם בוויברטור, וכתוצאה מכך, לעלייה בהתנגדות שלו ולירידה בהספק הנפלט. אדמה היא דיאלקטרי בעל קבוע דיאלקטרי גבוה (כמעט 80), מה שמוביל לשינוי באורך החשמלי של הדיפול הדמיוני, כמו גם באורך המסלול של זרמי התזוזה. התוצאה היא עיוות מוחלט של תבנית הקרינה (העלאת האונות כלפי מעלה והעלמת הקרינה בזוויות קטנות לאופק) ועלייה בהתנגדות הסיכה. מסיבה זו, הם למעשה אינם משתמשים באדמה כ"קרקע", אלא משתמשים באדמה מלאכותית. 2. מקציפים את הקרקע של האנטנה חישובים תיאורטיים מראים כי ההפסדים הגדולים ביותר מתרחשים באזור עם רדיוס של 0,35 אורכי גל, לכן, באזור זה רצוי "למכת" את כדור הארץ: לחבר את החוטים הרדיאליים זה לזה באמצעות מגשרים (איור 3). זה טוב מאוד אם מתכת זו מתבצעת לאורך כל המרחק של משקולות הנגד.
יש לבודד משקולות נגד מהקרקע. אם הם שוכבים על הקרקע, אז בגלל לחות האורך החשמלי שלהם לא יהיה תהודה עבור האנטנה. גם הקצוות שלהם חייבים להיות מבודדים מהקרקע. יש רק מקרה אחד שבו אפשר לא לבודד את קצוות המשקולות הנגדיות מהקרקע: אם הם מחוברים היטב על ידי טבעת מגשר (איור 3). לעולם אל נשכח שלאנטנת שוט אידיאלית יש יעילות של 47%, והיעילות של אנטנה עם 3 משקלים נגדיים היא פחות מ-5%. המשמעות היא שכאשר עובדים עם אנטנת שוט עם שלושה משקלים נגדיים, מתוך 200 הוואט שלך המסופקים למוט, 180 וואט (!!!) מתבזבזים לשווא, ויוצרים בו זמנית TVI. תהליכים רבים ביונוספירה אינם ליניאריים, כלומר. השתקפות גלי רדיו מתחילה, נניח, ב-7 וואט של הספק המסופק לאנטנה שלך, ואינה מתרחשת עוד בכלל ב-5 וואט. המשמעות היא שאתה מפספס את יכולות ה-DX QSO הייחודיות תוך חיסכון בחוטי משקל נגד. יש לקחת בחשבון גם את העיוות של דפוס הקרינה עם מספר קטן של משקלי נגד. מכדורי הוא הופך לצורת עלי כותרת, בעל כיוון לאורך משקלי הנגד. הבעיה של מציאת המספר האופטימלי של משקלי נגד נפתרה על ידי באמצעות מחשב. הפתרון מוצג באיור. 4. זה מראה שהמספר המינימלי הנדרש של משקולות נגד הוא 12. עם מספר גדול יותר של משקלי נגד, היעילות עולה לאט. המשקולות הנגדיות חייבות להיות ממוקמות באותו מרחק ביחס זה לזה.
זווית מיקומם ביחס לפין צריכה להיות מ-90° ל-1350. בזוויות גדולות וקטנות יותר, היעילות והיעילות יורדות. מְעוּוָת. משקלי הנגד חייבים להיות ארוכים לפחות כמו הסיכה הראשית. זה יכול להיות מוסבר על ידי העובדה כי זרמי העקירה הזורמים בין הסיכה למשקולות הנגד תופסים כמות מסוימת של מקום, המשתתף ביצירת תבנית הכיוון. על ידי צמצום אורך המשקולות הנגדיות, וכתוצאה מכך, צמצום כמות החלל המשמש להיווצרות ה-dn, אנו מחמירים משמעותית את מאפייני האנטנה. לקירוב גדול יותר, אנו יכולים לומר שכל נקודה על הסיכה מתאימה לנקודה משלה על משקל הנגד. עם זאת, אין צורך להשתמש במשקלי נגד ארוכים יותר מהסיכה הראשית. המשקולות הנגדיות והסיכה עצמה חייבים להיות מצופים בצבע מגן. זה הכרחי כדי להבטיח שהחומר שממנו עשויה האנטנה לא יתחמצן. חמצון של ויברטורים הופך את האנטנה לבלתי שמישה בשל העובדה שלסרט התחמוצת הדק יש התנגדות משמעותית, ומכיוון שהאפקט של פני השטח בולט מאוד ב-HF, אנרגיית המשדר נספגת ומתפזרת לחום על ידי סרט זה. כדאי מאוד להשתמש בצבע רדיו לשם כך (מהסוג שמשמש לצביעת איתור). צבע רגיל מכיל חלקיקי צבע שסופגים אנרגיית RF. אבל, כמוצא אחרון, אתה יכול להשתמש בצבע רגיל. 3. מידות ויברטורים של אנטנת שוט כידוע, התנגדות הקרינה של אנטנת Rizl היא פרופורציונלית ליחס L/d, כאשר L הוא האורך ו-d הוא קוטר האנטנה. ככל שיחס L/d נמוך יותר, האנטנה רחבה יותר והיעילות גבוהה יותר. יש לציין כי בעת שימוש בוויברטורים עבים, "אפקט הקצה" משפיע. זה נקבע על ידי הקיבול בין קצוות הוויברטור לאדמה. מבחינה פיזית, זה מתבטא בעובדה שהאנטנה מתבררת כ"ארוכה יותר" מזו המחושבת. כדי לצמצם אותו, סיכות פס רחב הן בדרך כלל מחודדות בצורתן. חישובים מראים שהעובי המינימלי הנדרש של משקולות נגד צריך להיות d=D/2,4n, שבו d הוא קוטר המשקולות הנגדיות, D הוא קוטר הסיכה, n הוא מספר המשקלים הנגדיים. לעתים קרובות חובבי רדיו לא יכולים להתקין סיכה של רבע גל ולהשתמש בסיכה קטנה יותר. באופן עקרוני, ניתן להתאים סיכה בכל אורך באמצעות מכשירים תואמים. עם זאת, לפינים קצרים יש תגובתיות פעילה וגבוהה נמוכה [3] והם יתואמו בצורה לא אופטימלית (עד 90% מהאנרגיה יכולה להתפזר על המכשירים התואמים עצמם). ואם משתמשים גם במשקלי נגד קצרים פונדקאיים, אז היעילות של מערכת אנטנה כזו תהיה נמוכה מאוד. עם זאת, אנטנות פונדקאיות כאלה משמשות לעתים קרובות בתקשורת ניידת. אבל זה רק בגלל שסוגים אחרים של אנטנות מקוצרות יתפקדו אפילו גרוע יותר! 4. דפוסי קרינה של אנטנות שוט אנשים רבים מתעניינים כיצד גובה המוט משפיע על תבנית הכיוון שלו במישור האופקי והאם ההתנגדות שלו תלויה בגובה המתלה. התוצאה החשובה ביותר [4] היא שחלוקת הזרמים בפין אינה תלויה בגובה המתלה שלו בנוכחות "קרקע" אידיאלית. בפועל, זה אומר שלא משנה באיזה גובה נמצא הסיכה, ההתנגדות שלו תהיה קבועה. התוצאה הכוללת של הפתרון מראה שאם הפין מכוון לתהודה, אזי ניתן לקרקע את הקצה התחתון שלו. יתר על כן, ניתן להפעיל אותו בכל נקודה. על סמך תוצאות המסקנה החשובה הזו, נוצרו אנטנות שוט (אנטנות דגל, אנטנות תורן), שקצהן התחתון מחובר לאדמה ואשר מוזנות באמצעות התאמת גמא. תבניות הכיוון של המישור האנכי של סיכת חצי הגל מוצגות באיור. 5. מהנתון הזה ברור שככל שהאנטנה עולה גבוה יותר, זווית הקרינה גבוהה יותר לאופק. זה מוסבר בעובדה שמתרחשת תוספת הגל הנפלט מהסיכה והגל המוחזר מהקרקע. אם לאדמה יש תכונות מוליכות גרועות, דפוס הקרינה יהיה קרוב לזה של הסיכה מעל הקרקע. הרמת האנטנה לגובה גדול מאורך הגל אינה הגיונית, כי במקרה זה, זווית הקרינה כבר לא יורדת, אבל האונות הצדדיות העליונות רק מתחילות להתפצל.
כדאי לזכור עוד תכונה מעניינת אחת של סיכות, שגובהן שווה לאורך הגל או יותר. אנטנות כאלה משמשות בתקשורת מקצועית כאנטנות נגד דהייה [5]. המשמעות היא שאנטנה כזו תקבל ללא בעיות אות שמגיע עם דהייה על פין או דיפול של רבע גל. 5. אנטנות שוט תואמות כדי לפעול בהצלחה, יש להתאים את אנטנת השוט. למרות כל המגוון הנראה של מכשירים וסיכות תואמים, ניתן לחלק אותם ל-3 קבוצות. 1. הפין מותאם, האורך החשמלי שווה לרבע מאורך הגל; 2. סיכה באורך חשמלי גדול מהנדרש, אורך זה "מוסר" באמצעות קבל; 3. סיכה באורך של פחות מרבע אורך גל. האורך החסר "נוסף" על ידי משרן. צריך לזכור שהקבל והסליל חייבים להיות בעלי מקדם איכות הכי גבוה שאפשר, ורצוי גם ש-TKE ו-TKI יהיו כמה שיותר טובים. בדרך כלל, הקיבול של הקבל המתקצר יכול להיות בטווח של 100 pF ב-28 - 18 מגה-הרץ, הפרמטרים של הסליל המתארך הם כמה μH עד 21 מגה-הרץ, עשרות - עד 3,5 מגה-הרץ. לבסוף, יש לציין ששיטות התאמה דומות חלות על פינים שהם כפולות של רבע אורך גל. 6. סוגי אנטנות שוט ויברטור א-סימטרי עם מסך במידות סופיות (איור 3). אנטנה זו משמשת בעיקר חובבי רדיו. משקלי נגד באורך של לפחות רבע מאורך הגל משמשים בדרך כלל כמסך. ויברטור לולאה א-סימטרי (איור 6). ה-D.D שלו עולה בקנה אחד עם d.s. סיכה קלאסית. עם זאת, יש לזה יתרון שקצה אחד מקורקע. על ידי בחירת העובי dl ו-d2, אתה יכול לשנות את עכבת הכניסה שלו בגבולות רחבים. כאשר d1=d2, התנגדות הרטט תהיה 146 אוהם.
ההתנגדות של ויברטור א-סימטרי בעל עובי שונה מחושבת לפי הנוסחה /1 /: Ra=(1+n2).36n, כאשר n=ln(d/d1)/ln(d/d2). ויברטורים רחבי טווח עשויים מצינורות עבים, פינים וצלחות. הם יכולים להיות חרוטיים או מעוינים, גליליים, מוצקים או סריג (איור 7). כיסוי טווח תדרי ההפעלה תלוי ביחס הקלט/פלט. ככל שהוא קטן יותר, הוויברטור רחב יותר. האנטנה הידועה UW4HW היא ויברטור מונופול רחב פס, והפולט האנכי UA1DZ הוא ויברטור סימטרי רחב פס .
אנטנות חרוטיות הן מקרה מיוחד של ויברטורים בפס רחב (איור 8).
שדה הקרינה נוצר מזרמים הזורמים סביב החרוט, והדיסק ממלא תפקיד של מסך וכמעט ואינו מקרין. בזווית פתיחה של 600, מקדם החפיפה בטווח הגבוה ביותר מושג, שווה לחמישה, עם BV > 0,5 במזין עם עכבה אופיינית של 50 אוהם. במקרה זה, אורך הגל המרבי הוא 3,6. דפוס הקרינה של אנטנת דיסקון KB ו-VHF זהה בערך לזה של מוט רגיל. ה-KB משתמש בגרסת תיל של אנטנת החרוט (איור 8b), שבה נעשה שימוש במאוורר תיל שטוח במקום קונוס, ובמקום דיסקית משתמשים במערכת הארקה העשויה מחוטים רדיאליים. בנפרד, אני רוצה להסב את תשומת הלב לתורני האנטנה. תכונה מיוחדת של אנטנות כאלה היא שהקצה התחתון שלהן מקורקע.
אנטנת ההזנה העליונה (איור 9) מתרגשת באמצעות מזין המותקן בתוך התורן. זה ביסודו. D.Sc. זה זהה לזה של סיכה רגילה, אבל ההפסדים במהלך הפליטה והקליטה גדולים יותר, מכיוון שגל הרדיו מוחזר מהקרקע במהלך הפליטה. אנטנת ההזנה הבינונית (איור 10) היא תורן דו-חלקי, הנרגש בסדרה בנקודות 1 ו-2 על ידי מתח המסופק על ידי מזין המותקן בחלק התחתון. התנגדות האנטנה בנקודות ההזנה היא Ra=Rb/cos2kll, כאשר k הוא מקדם הקיצור, Rb הוא ההתנגדות של הוויברטור ה"טהור" בנקודה 3. על ידי בחירת יחס בין 11 ל-12, ניתן להתאים את האנטנה עם מזין החשמל. ישנה חשיבות עקרונית שהמזין חייב לעבור בתוך החלק התחתון של האנטנה. החיסרון הוא קשיים עם המבודד בחלקו העליון.
אנטנת כוח ה-shunt (איור 11) מתרגשת במקביל באמצעות shunt המחובר לתורן בגובה מסוים 11. בדרך כלל, תגובת הכניסה של החלק התחתון והעליון של האנטנה היא אינדוקטיבית, ובהתאם, קיבולית באופיים, ומבחינת עכבת הכניסה בנקודה 1, האנטנה שווה ערך למעגל מקביל. בחירה בערך 11 מבטיחה את התיאום הטוב ביותר עם מזין החשמל. חלוקת הזרמים היא כזו שהיא מחלישה חלקית את קרינת האנטנה, ולכן ה-shunt צריך להיות במידות מינימליות. היישום הקלאסי של כוח shunt הוא התאמת גמא. לעתים קרובות, במיוחד כאשר בונים אנטנות לרצועות בתדר נמוך, לא ניתן למקם את הוויברטור בצורה אנכית ביחס לקרקע. כאשר הסיכה ממוקמת באלכסון ביחס לקרקע, תבנית הקרינה תתעוות כמובן. יש להציב כמה שיותר משקלים נגדיים מתחת לחלק המוטה של האנטנה. כמו כן, יש צורך, במידת האפשר, להעלות את משקלי הנגד כך שיצרו זווית עם האנטנה של לא יותר מ-135 מעלות. יש לזכור שקשה יותר להתאים אנטנה כזו בגלל נוכחות של רכיב ריאקטיבי משמעותי. ספרות
מחבר: I. Grigorov (UZ3ZK); פרסום: cxem.net ראה מאמרים אחרים סעיף אנטנות VHF. תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה. חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה: מכונה לדילול פרחים בגנים
02.05.2024 מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם
02.05.2024 מלכודת אוויר לחרקים
01.05.2024
עוד חדשות מעניינות: עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה
חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית: ▪ חלק של האתר Microcontrollers. בחירת מאמרים ▪ מאמר עדין ומדהים. ביטוי עממי ▪ מאמר האם האקלים משתנה כתוצאה מפעילות אנושית? תשובה מפורטת ▪ כתבה אחסון, תפעול והובלה של צילינדרים עם גזים מומסים נוזליים. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה ▪ כתבה מטווח ירי בלייזר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ▪ מאמר מאוורר בכל יד. סוד התמקדות כל השפות של דף זה בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר www.diagram.com.ua |