כיצד להפעיל אנטנת לולאה מקוצרת. תכנית, תיאור

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

כיצד להפעיל אנטנת לולאה מקוצרת. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / אנטנות VHF

לאחרונה גדל העניין באנטנות לולאה. אם קודם לכן נעשה שימוש באנטנות כאלה באופן נדיר יחסית, כיום הן משמשות כאנטנות למערכות תקשורת סלולריות, מערכות אזעקה לפריצות וכו'.

היתרון העיקרי של אנטנות כאלה הוא ההשפעה הנמוכה משמעותית של הסביבה על הפרמטרים של אנטנת הלולאה, שבמקרים מסוימים היא מכרעת בבחירת אנטנה. עם זאת, קשה מאוד להשתמש באנטנות כאלה עם ממדים התואמים את אורך הגל L ברצועת KB. לכן, יש עניין מיוחד להשתמש באנטנות לולאה עם היקף S הקטן מאורך הגל L. אנטנות כאלה יכולות לשמש גם כאנטנות נוספות, מתיישבות עם הכיווניות החד-כיוונית שלהן, ומותקנות בחלונות, אכסדרה, מרפסות, גם כן. כחלק מאנטנות כיווניות מורכבות ברצועות HF בתדר נמוך. המרכיב העיקרי של אנטנות כאלה הוא מסגרת עם היקף S קטן מאורך הגל. למיקום על חלונות, מרפסות, צורת המסגרת הנוחה ביותר היא מלבנית. שקול מסגרת כזו עם היקף S שווה לאורך הגל L, הממוקם במישור האנכי [I].

כאשר אנטנה כזו מופעלת מהצד של אלמנטים אנכיים, שני האלמנטים הללו נרגשים בשלב, ועליהם ממוקמים אנטי-צמתים זרם וצמתי מתח. אלמנטים אופקיים עם נודי מתח, בתורם, נרגשים מחוץ לפאזה. אלמנטים אנכיים יכולים להיות מיוצגים כשני ויברטורים מקבילים עם קצוות מעוקלים, הממוקמים במרחק של L/4 ומתרגשים באותו שלב. בשל תוספת השדות של ויברטורים אלה, הנרגשים בשלב, עוצמת השדה המקסימלית במישור האופקי היא בכיווני ציר המסגרת, הממוקמת בניצב למישור אנטנת הלולאה.

תמונה כזו של התפלגות הזרמים והמתחים לאורך הלולאה, הנחשבת למקרה של S = L, נשמרת אפילו עם ירידה קלה ב-S בהשוואה ל-L. עם ירידה נוספת בגודל אנטנת הלולאה, הזרם התפלגות לאורך היקף הלולאה משתנה, ועם הפחתה משמעותית בגודל בהשוואה ל-L (S/L<0,25), במקום צמתים זרם ואנטי-צמתים, מופיעה פיזור זרם אחיד (הזרם כמעט ואינו משתנה לאורך המסגרת) . הזרם במקרה זה זורם בכיוון אחד בכל רגע של זמן, לכן, הוא נמצא בפאזה, ולכן הקרינה של כל אלמנט הממוקם הפוך של המסגרת מתווספת בחלל באנט-פאזה, המובילה, שלא כמו מסגרת בגודל מלא , לעוצמה מינימלית בכיוון ציר המסגרת. לפיכך, מבחינת תכונות הקרינה שלה, מסגרת כזו מתבררת כדומה למשרן רגיל, שניתן לגרום לו להקרין רק על ידי הגדלת מקדם האיכות שלו משמעותית Q והגדלת הזרם.

עם זאת, היעילות של אנטנה מקרינה כזו תהיה נמוכה מאוד עקב התנגדות הקרינה הנמוכה של קרינת R, וכתוצאה מכך, ההספק המוקרנת על ידי האנטנה Rizl גם הוא נמוך [2]. לכן, יותר נכון להשתמש באנטנות בעלות מקדם מהירות של 0,25<K<1 (K=S/L), שלמרות הירידה ביעילות בהשוואה למסגרת בגודל מלא, מקרינות היטב ובעלות קרינה מרבית ב. כיוון ציר המסגרת. אחת הדרכים להפחית את תדר התהודה של אנטנת לולאה היא לכלול קיבול בנקודות של האנטנה בעלות המתח האנטי-פאזי המרבי [4]. במקרה זה, תיתכן ירידה משמעותית בתדר התהודה. יחד עם זאת, ירידה כזו בתדר הלולאה, המאפשרת להשתמש בה בתדרים נמוכים יותר, מביאה לירידה ביחס S ל-L, וכתוצאה מכך לירידה משמעותית בהתנגדות הקרינה Rizl. , נקבע [197] לפי היחס Kizl=4(S/L)1,3 . במקרה זה, חיבור ישירות של הכבל למסגרת כדי להפעיל אותו, כפי שנעשה לעתים קרובות בעת שימוש במסגרות בגודל מלא, אינו אפשרי. כדי להתאים את המסגרת לכבל ב-Kizl קטן, נעשה שימוש בהתאמת y או O [1]. התרשים של אנטנת לולאה עם קיבול מתקצר והתאמת y מוצג באיור XNUMX.

שיטת הפעלה של אנטנה לולאה קצרה

בגרסה הנחשבת של עירור של האלמנטים האנכיים, לנקודות בנקודות האמצע של האלמנטים האופקיים A ו-B יש מתח אנטי-פאזי מינימלי. זה גם אומר שההתנגדות בין הנקודות הללו משמעותית מאוד (בסדר גודל של כמה קילו אוהם).

ניתן להפעיל את האנטנה על ידי הכללת מעגל תהודה בנקודות אלו, שגם לו יש התנגדות גדולה בתדר התהודה. במקרה זה, ההתאמה של האנטנה עם המזין מתבצעת על ידי בחירת יחס הטרנספורמציה בעת חיבור הכבל לחלק מהסיבובים של מעגל התהודה. בנוסף לשנאי אוטומטי, חיבור שנאי של הכבל והמעגל אפשרי בעזרת סליל צימוד. לצד אפשרות עירור והתאמה, הכללת המעגל בנקודות A ו-B מאפשרת גם להפחית את תדר התהודה הטבעית של אנטנת הלולאה עקב הקיבול שהוא חלק ממעגל התהודה המקבילית. במקרה זה, ערך הקיבול של מעגל התהודה באנטנה המכווננת מתברר כגדול במקצת מאשר במקרה של מעגל בודד המכוון לאותו תדר. מעגל אנטנה עם מעגל תהודה מוצג באיור 2.

שיטת הפעלה של אנטנה לולאה קצרה

לבדיקת יעילות ההתאמה והקיצור של האנטנות, יוצרו שתי אנטנות לולאה מלבניות בעלות היקפים S=5,6 מ' ו-S=12,8 מ' באמצעות מעגל תהודה. שתי האנטנות היו עשויות מחוט נחושת בקוטר 2 מ"מ והותקנו בחלון פתיחה ובמרפסת בניין תשע קומות. האנטנות כוונו והותאמו לכבל 50 אוהם בשתי דרכים: עם קבל מתקצר עם y-match ובעזרת מעגל תהודה. תדרי התהודה המחושבים של מסגרות אלה הם 53 ו-23 מגה-הרץ, והתדרי הניסויים הם 38 ו-21,2 מגה-הרץ, בהתאמה. הסטת תדר התהודה בהשוואה לערך המחושב מוסברת על ידי הקיבול המשמעותי בין אלמנטי המסגרת ואלמנטים מתכתיים: אביזרי ניקוז, מעקות למרפסת וכו'.

הקביעה הניסיונית של תדר התהודה של הלולאות בוצעה על ידי גנרטור G4-18 ומחוון שדה (להפעלה בתדרים מעל 35 מגה-הרץ, דיודה מופעלת במקביל לפלט הגנרטור של 0,1 ... 1 V , והאנטנה מכוונת באמצעות ההרמוניה השנייה של תדר האות). מעגל התהודה של האנטנה ה-2 מורכב ממשרן בקוטר 1 מ"מ, המכיל 35 סיבובים של חוט עם d=5 מ"מ (אורך מתפתל -2 מ"מ), וקבל משתנה 20...12 pF. חיבור שנאי בוצע על ידי סליל צימוד המורכב מסיבוב אחד, ובתדר של 495 מגה-הרץ - מ-1 סיבובים הממוקמים על פני סליל מעגל התהודה. השראות של סליל הצימוד מפוצה על ידי הקיבול C14. מעגל התהודה שנכלל באנטנה השנייה כלל משרן בקוטר 2 מ"מ, המכיל 2 סיבובים של חוט d=l מ"מ (אורך פיתול - 35 מ"מ) וקבל. לסליל התקשורת היו 29 סיבובים של חוט d=l mm. תדרי התהודה של האנטנות, הממדים והפרמטרים של האלמנטים התואמים ניתנים בטבלה.

	עם מיכל קיצור (איור 1)				עם מעגל תהודה (איור 2)
תדר כוונון H, MHz	לְקַצֵר קיבול С1, pF	אורך רכבת 11, CM	קומן. קיבול С2, pF	SWR	> קיבול מעגל C1, pf	קיבול מעגל תקשורת С2, pf	SWR
a=1,4 מ'; b=1,4 מ'; S=5,6 מ'; ftheor=53 מגה-הרץ; fres=38 מגה-הרץ
29	б	31	20	1,05	38	22	1,06
21,2	12	38	50	1,3	80	48	1.3
14,2	30	45	85	1,5	116	100	1,5
a=5 מ'; b=l.4 מ'; S=12,8 מ'; ftheor=23 מגה-הרץ; fres=21..2 מגה-הרץ
21,2 *							1.1
14,2	12	48	50	1,2	25	50	1,2
7,05	50	70	80	1,4	100	100	1,5
* - בתדר של 21,2 מגה-הרץ, המסגרת הופעלה באמצעות כבל המחובר ישירות לאמצע האלמנט האנכי.

נמצא כי בעת שימוש במערכות כוונון והתאמה כאחד, מושג ערך SWR נמוך יחסית (זהה בקירוב עבור שיטות התאמה שונות), אך תהליך ההתאמה וההתאמה שונה מאוד. כאשר משתמשים בקיצור קיבול ובהתאמת y, תהליך זה נראה מסובך למדי ומורכב ממספר שלבים: כוונון המסגרת לתדר התהודה הנדרש, ולאחר מכן שינוי ברצף של אורך הלולאה, המרחק בו היא ממוקמת, וה קיבול, מפצה את השראות הלולאה, מלווה בכוונון תדר תהודה ובקרת SWR. תהליך כזה של תיאום והתאמה גורם לקשיים משמעותיים, במיוחד בהיעדר ניסיון מספיק.

התאמה עם מעגל תהודה היא הרבה יותר פשוטה: האנטנה מכוונת על ידי שינוי הקיבול של מעגל התהודה, ולאחר מכן על ידי שינוי יחס הטרנספורמציה, נקבע ערך ה-SWR המינימלי (לפעמים נדרש להפעיל את הקיבול C2, אשר מפצה עבור השראות L2.) SWR נמוך יותר, היעילות של האנטנה כמערכת מקרינה נקבעת בעיקר על ידי היעילות.

אם לרוב האנטנות בגודל מלא יש את הפרמטר הזה, מה שקובע

ר איזל ריזל
n=-------- - -----------------
Rsub Rred + Rloss

הוא קרוב ל-1, ואז עבור אנטנות מקוצרות עם התנגדות קרינה Rred הדומה ל-Rpot, היעילות מתבררת כמופחתת באופן משמעותי. לכן, יש לזכור תמיד שאנטנות מקוצרות מאוד, במקום קרינה, ממירות את אנרגיית הכניסה לאנרגיה תרמית. ללא קשר לשיטת ההתאמה והכוונון, אנטנות מקוצרות מתבררות כצר-פס ודורשות התאמה כאשר התדר משתנה. ואם עבור אנטנה עם התאמת y וקיצור קיבול, תהליך הכוונון דורש חזרה כמעט על כל השלבים הנ"ל עם שינוי בתדר, אז עבור אנטנה עם מעגל תהודה, תהליך הכוונון מצטמצם לשינוי קטן ב הקיבול של מעגל התהודה. זה עושה אנטנות כאלה נוחות מאוד, במיוחד כאשר אלמנט כוונון זמין.

ספרות

1. רוטמל ק אנטנות. - מ.: אנרגיה, 1969
2. Grechikhin A. אנטנות קטנות חשמלית: אפשרויות ואשליות / / רדיו. - 1992. - מס' 11. - עמ' 8 -10.
3. Benkovsky 3., Lipinsky E. אנטנות חובבות של גלים קצרים ואולטרה קצרים. - מ.: רדיו ותקשורת, 1983.
4. Meinke X., Gundlach F. ספר עזר להנדסת רדיו. ת.1. M-L, GEI, 1960.

מחברים: M. Anisimov (UA3POC), M. Anisimov (UA3PML), Tula; פרסום: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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

הספר האלקטרוני של היולט פקארד 27.09.2003

Hewlett Packard הכריזה על יצירת אב טיפוס של מכשיר, שהוא, למעשה, ספר אלקטרוני.

המכשיר אינו גדול מספר רגיל ובעובי של כ-1 ס"מ בעל מסך קריסטל נוזלי, שלאורך היקפו לוחות מגע. המכשיר מחובר למחשב אישי רגיל באמצעות יציאת USB. לאחר חיפוש קצר והליך "הורדה", המשתמש יכול לקרוא את הספרות שהורדה.

תהליך הפיכת הדפים קרוב ככל האפשר למקור: הקורא פשוט מחליק את אצבעו על אחד מלוחות המגע, והדף "מתהפך". ניתן גם לבחור קטעי טקסט ולהגדיל אותם. קריאת עיתונים מתבצעת באופן דומה.

החיסרון העיקרי של מפתחי המכשירים רואים את המסך של הספר האלקטרוני. ראשית, הוא, כמו כל מוניטור, גורם לעייפות בעיניים, ושנית, הממדים שלו עדיין לא גדולים במיוחד. עם זאת, ההתפתחות המהירה של הטכנולוגיה בעתיד הקרוב אמורה לפתור את שתי הבעיות הללו.

עוד חדשות מעניינות:

▪ פאנל סולארי גמיש לסירות

▪ גגות לבנים

▪ קבל-על שנמתח שמונה פעמים

▪ משפחה חדשה של שעוני זמן אמת משולבים במיוחד

▪ ננו-אלמנט להלחמה מוכן

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר יישום של מיקרו-מעגלים. בחירת מאמרים

▪ מאמר מאת צ'ילד הרולד. ביטוי עממי

▪ מאמר איזו חיה היא הגבוהה ביותר? תשובה מפורטת

▪ מאמר של הלבורוס. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר ינואר-4. תקלות בבקר מהירות הסרק. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר כיצד להציג את תגובת התדר של מקלט המשדר. 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