|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Antena arah menegak. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Antena HF Tugas mencipta antena berarah dengan polarisasi menegak tidak semudah yang kelihatan pada pandangan pertama. Nampaknya saya menghidupkan unsur-unsur pancaran konvensional (saluran gelombang) secara menegak, dan semuanya teratur, tetapi timbul persoalan untuk memasang antena sedemikian ke tiang. Pada VHF adalah mungkin untuk memindahkan rasuk penyokong ke sisi tiang, ke arah sinaran, tetapi antena sedemikian ternyata tidak seimbang secara mekanikal dan memerlukan tiang yang sangat tebal dan tahan lama untuk pemasangannya. Kelebihan utama antena menegak hilang - dimensi mendatar kecil, ringan dan kemudahan pemasangan. Tetapi lebih lanjut mengenai ini kemudian, tetapi pertama-tama kita perlu memikirkan konsep pilihan antena arah menegak. Keinginan untuk membina antena yang ringkas dan ringan memaksa kami beralih kepada reka bentuk pancaran ZL, yang mengandungi hanya dua elemen dengan kuasa aktif dan mempunyai dimensi yang sangat kecil dalam urutan L/8... L/10. Pada masa yang sama, pekali kearah (DC) antena ini agak ketara dan setara, seperti yang ditunjukkan dalam kesusasteraan, dengan pekali kearah rasuk tiga elemen dengan unsur pasif. Idea yang sama digunakan dalam "Swiss square", yang juga dibezakan oleh parameter yang sangat baik dan kecekapan yang lebih besar. Oleh itu, prinsip operasi antena ini memerlukan analisis yang teliti, yang kini akan kami lakukan.
Mari kita ambil dua pemancar titik hipotesis S1 dan S2, terletak pada jarak d, seperti ditunjukkan dalam Rajah. 1 di atas. Biarkan kuasa pemancar dibahagikan sama rata antara pemancar, jadi amplitud medan yang dicipta oleh pemancar akan sama. Tetapi fasa pengujaan pemancar mestilah berbeza untuk mendapatkan sinaran terarah. Pertama, mari kita pertimbangkan kes paling mudah, apabila d = V4, dan pemancar dikuasakan dalam kuadratur, i.e. Peralihan fasa ayunan yang dikenakan padanya ialah 90°. Dalam rajah vektor (di baris tengah, di tengah), ayunan pemancar digambarkan oleh vektor s1 dan s2. Sudut φ sepadan dengan anjakan fasa tambahan ayunan sehingga 180°. Marilah kita juga bersetuju bahawa anjakan fasa (fasa lag) apabila gelombang merambat pada jarak tertentu diambil kira dengan memutarkan vektor mengikut arah jam pada sudut yang sesuai. Jadi, sebagai contoh, gelombang yang telah melalui laluan suku gelombang akan memperoleh anjakan fasa 90°. Mari kita pertimbangkan sinaran sistem ke kanan, dan fasa gelombang akan diukur secara langsung berhampiran pemancar S2 (dengan perambatan selanjutnya ke kanan, kedua-dua gelombang dari dua pemancar akan memperoleh peralihan fasa yang sama, dan fasa hubungan antara ayunan mereka tidak akan berubah). Gambar rajah vektor yang sepadan ditunjukkan di baris tengah di sebelah kanan. Ayunan s2 tidak akan berubah, tetapi ayunan s1 akan memperoleh anjakan fasa 90° selepas melepasi laluan L/4. Akibatnya, gelombang akan keluar dari fasa dan tidak akan ada sinaran ke arah ini. Apabila gelombang merambat ke sebelah kiri pemancar, vektor s1 akan kekal dalam kedudukan yang sama, dan vektor s2 akan berputar 90° mengikut arah jam, kerana gelombang dari pemancar s2 akan melalui laluan L/4. Gambar rajah vektor ayunan di sekeliling pemancar s1 ditunjukkan dalam Rajah 1 di baris tengah di sebelah kiri. Ia boleh dilihat bahawa gelombang dari pemancar S1 dan S2 menambah dalam fasa dan jumlah ayunan memperoleh amplitud berganda. Dengan cara yang sama, anda boleh mencari medan sinaran ke arah lain. Untuk persembahan yang lebih kiasan, kita boleh mempertimbangkan bahawa Rajah 1 di atas menunjukkan paparan pelan bagi dua antena cambuk S1 dan S2. Sistem dua pin sedemikian akan mempunyai corak kutub dekat dengan kardioid. Sinaran maksimum akan diarahkan ke kiri, dan sinaran sifar akan diarahkan ke kanan. Dalam arah sisi (atas dan bawah dalam rajah), sistem juga akan memancar, dan agak ketara, kerana dua gelombang kuadratur akan ditambah dalam arah ini. Ketajaman corak sinaran boleh agak meningkat dengan meletakkan pemancar S1 dan S2 lebih dekat antara satu sama lain, contohnya, pada jarak L/8. Gambar rajah vektor untuk kes ini ditunjukkan di baris bawah dalam Rajah. 1. Berdasarkan fakta bahawa tiada sinaran ke kanan, seperti sebelum ini, kami menentukan peralihan fasa ayunan pemancar. Ia mestilah 4p/135 atau 1°, seperti yang ditunjukkan dalam gambar rajah vektor di tengah baris bawah. Kemudian, apabila memancar ke kanan, vektor ayunan s4 akan berputar melalui sudut n/45 atau 2°, dan akan berada dalam antifasa dengan vektor s1 (lihat gambar rajah vektor di baris bawah di sebelah kanan). Apabila dipancarkan ke kiri, vektor s2 dan s1,41 tidak lagi berada dalam fasa, tetapi akan berada dalam kuadratur, dan amplitud medan yang terhasil tidak lagi berganda, seperti dalam kes sebelumnya, tetapi hanya 2 kali lebih besar daripada medan bagi setiap pemancar (gambar rajah vektor di sebelah kiri ). Sinaran sisi juga akan menjadi kurang, kerana medan yang hampir dengan antifasa ditambah dalam arah ini. Jarak antara pemancar boleh dibuat lebih kecil, tetapi untuk mendapatkan sinaran satu arah, sudut yang melengkapkan peralihan fasa dalam pemancar kepada antifasa mesti memenuhi syarat: φ = XNUMXпd/L, i.e. juga harus berkurangan. Seseorang tidak sepatutnya berfikir bahawa kecekapan antena "pendek" dengan pemancar d kecil dan hampir keluar fasa adalah kurang daripada kecekapan antena "panjang penuh" dengan jarak d = L/4. Jika kehilangan elemen boleh diabaikan, maka semua kuasa yang dibekalkan kepada sistem antena hendaklah dipancarkan, dan medan kedua-dua antena hendaklah sama (mengabaikan perbezaan kecil dalam corak sinaran). Tetapi arus dalam unsur antena "pendek" untuk mencipta medan yang sama adalah besar, dan jika kita mengambil kira kerugian dalam elemen, ia juga meningkat disebabkan oleh arus yang besar. Arus antifasa dalam unsur antena "pendek" adalah serupa dengan arus antifasa dalam gegelung dan kapasitor litar berayun selari, amplitud yang berkadar dengan faktor kualiti. Dengan cara yang sama, apabila jarak antara penggetar dipendekkan dan arus di dalamnya menghampiri antifasa, faktor kualiti setara sistem antena meningkat, dan lebar jalur frekuensi operasinya berkurangan dengan sewajarnya. Ini adalah harga untuk mengecilkan saiz. Tetapi dengan jarak antara penggetar L/8...L/10, peningkatan kehilangan dalam unsur dan faktor kualiti yang setara tidak melebihi 1,4...2 kali dan diimbangi sepenuhnya oleh pengurangan dimensi antena, yang disahkan oleh amalan bertahun-tahun dalam mereka bentuk rasuk ZL.
Salah satu reka bentuk rasuk ZL yang paling mudah ditunjukkan dalam Rajah 2. Ia mengandungi dua penggetar separuh gelombang terbelah (penggetar gelung sering digunakan) yang disambungkan oleh talian atas dengan wayar silang. Oleh kerana pekali pemendekan gelombang dalam talian atas adalah hampir kepada perpaduan, apabila sistem dikuasakan pada titik "X-X", anjakan fasa ayunan dalam penggetar betul-betul sepadan dengan formula di atas. Fasa elemen yang lebih tepat dicapai dengan menukar (memilih) panjangnya. Dalam kes ini, frekuensi resonan unsur dan, seperti mana-mana litar berayun, berubah mengikut ciri frekuensi fasanya, fasa ayunan di dalamnya. Sebenarnya, kuasa boleh dibekalkan walaupun ke tengah garisan, dan pemisahan elemen boleh dilakukan dengan cara ini: satu elemen boleh dipendekkan sedikit, dan satu lagi boleh dipanjangkan sedikit. Penyahtunaan unsur-unsur adalah sangat kecil, kerana anjakan fasa yang diperlukan dalam setiap elemen hanyalah f/2. Corak arah pancaran ZL dalam satah mendatar (dalam azimut) adalah ketara mengecil juga kerana penggetar itu sendiri tidak memancarkan ke sisi. Dalam satah menegak, gambar rajah agak lebih lebar. Antena ini sangat baik sebagai antena arah bersaiz kecil dengan polarisasi mendatar. Menurut banyak data daripada literatur, kecekapannya mencapai 4 dB berbanding dengan dipol atau 6 dB berbanding dengan pemancar isotropik (omnidirectional). Atas sebab reka bentuk yang jelas, tidak mudah untuk meletakkan penggetar rasuk ZL secara menegak; di samping itu, masalah timbul dengan pendawaian talian kuasa. Memandangkan kesukaran ini, pemikiran penulis beralih kepada pemancar menegak yang lebih sesuai, yang boleh terletak pada jarak yang dekat antara satu sama lain, sesuai dengan ideologi pancaran ZL. Salah satu daripada pemancar ini ialah J-antena, dua versi yang berbeza hanya dalam kaedah pemadanan dengan penyuap, ditunjukkan dalam Rajah 3.
Antena J ialah dipol menegak separuh gelombang yang disuap dari hujung bawah. Pada akhirnya, rintangan penggetar adalah sangat tinggi dan mencapai beberapa kilo-ohm, mengikut sepenuhnya undang-undang Ohm - selepas semua, arus di sini adalah kecil dan voltannya tinggi. Untuk memadankannya dengan rintangan rendah kabel, garis dua wayar suku gelombang digunakan. Dalam pilihan pertama (di sebelah kiri dalam Rajah 3), impedans gelombangnya hendaklah sama dengan min geometri antara rintangan penggetar dan kabel, i.e. sesuatu dalam lingkungan 300...600 Ohms. Padanan yang tepat boleh dicapai dengan menukar impedans ciri talian (secara praktikal, jarak antara konduktor). Ini tidak sepenuhnya mudah, jadi versi kedua J-antena (di sebelah kanan dalam Rajah 3) adalah lebih baik dalam banyak aspek. Di sini, konduktor garis suku-gelombang hanya ditutup di hujung bawah, dan titik ini dengan potensi sifar boleh dibumikan dengan wayar dengan sebarang panjang, disambungkan ke mana-mana "tanah", contohnya, bumbung rumah atau kereta, yang mudah dari segi struktur, tetapi ia mungkin tidak disambungkan ke mana-mana sama sekali. Kuasa dibekalkan ke talian oleh autotransformer, pada titik "XX" yang terletak pada ketinggian tertentu di atas hujung litar pintas talian. Antena mudah diselaraskan dengan mana-mana kabel dengan hanya menggerakkan titik suapan "XX". Impedans ciri talian dua wayar dalam pilihan ini tidak begitu penting. Pemikiran selanjutnya adalah ini: jika dua J-antena dalam sistem berarah terletak bersebelahan antara satu sama lain, maka adakah mungkin untuk menggunakan satu talian dua wayar biasa untuk menghidupkan dan memadankannya? Lagipun, voltan pada konduktor hujung terbuka talian adalah di luar fasa, iaitu apa yang diperlukan untuk menggerakkan dua penggetar jarak rapat! Nah, anjakan fasa ayunan yang diperlukan dalam penggetar +f/2 dan -f/2 boleh diperolehi dengan menukar panjangnya - memendekkan satu dan memanjangkan yang lain. Ia kekal untuk memutuskan cara menyambungkan hujung penggetar separuh gelombang, dijarakkan oleh L/8, dengan hujung talian dua wayar terletak berdekatan. Ini ternyata mudah - selepas semua, arus di hujung penggetar adalah kecil, mereka hampir tidak memancarkan, jadi tidak ada yang buruk akan berlaku jika hujung penggetar bengkok ke arah satu sama lain dan bersambung terus ke hujung garisan itu. Segala-galanya ternyata sangat mudah, sehingga timbul keraguan - adakah ia akan berkesan? Satu percubaan diperlukan. Tidak lama kemudian, antena pada frekuensi 430 MHz (panjang gelombang 70 cm) telah dibengkokkan dari sekeping wayar tembaga dengan diameter 1,7 mm. Lakarannya dengan dimensi yang diperhalusi semasa eksperimen ditunjukkan dalam Rajah 4 b).
Kabel kuasa dengan impedans ciri 50 Ohms telah disambungkan seperti ditunjukkan dalam Rajah 4 c). Adalah berguna untuk menjadikan kenalan pada titik kuasa "XX" boleh dialihkan untuk memilih kedudukan titik ini untuk meminimumkan SWR. Malangnya, tiada apa-apa untuk mengukur SWR, dan kedudukan titik suapan dipilih berdasarkan medan antena maksimum dalam arah utama. Penunjuk medan buatan sendiri digunakan, terdiri daripada antena dipol, pengesan diod dan kepala pengukur 50 μA. Sumber isyarat ialah penjana pengukur dengan impedans keluaran 50 Ohm dan pengecil dengan langkah 1 dB. Pada mulanya, antena dipasang dalam ragum meja ke pangkal bawah garisan dua wayar, kemudian pendirian berputar primitif dibuat. Walaupun pengukuran dilakukan di dalam bilik yang tidak dilengkapi dan tidak mendakwa sebagai sangat tepat, antena memenuhi sepenuhnya jangkaan! Pertama, antena berfungsi dan memberikan sinaran satu arah ke arah penggetar pendek. Kedua, jika dibandingkan dengan dipol separuh gelombang yang terletak di lokasi yang sama dan disuap oleh kabel yang sama, pengecil pengayun perlu dilaraskan sebanyak 4 dB untuk mendapatkan isyarat yang sama pada penunjuk medan. Ini membolehkan anda menganggarkan kecekapan antena dengan angka yang sama. Corak sinaran dalam satah menegak (satah penggetar) ditunjukkan dalam Rajah 4 a, dan, secara amnya, sepadan sepenuhnya dengan rajah rasuk dua unsur yang serupa. Dalam satah mendatar, gambar rajah adalah sama, tetapi lebih lebar sedikit. Adalah pelik bahawa dengan melaraskan panjang unsur-unsur adalah mungkin untuk mencapai ketiadaan lengkap lobus belakang (dalam apa jua keadaan, penunjuk medan tidak mengesannya), tetapi pada masa yang sama kecekapannya kurang sedikit, dengan pecahan. daripada desibel, berbanding apabila antena ditala kepada kecekapan maksimum. Kesimpulannya, kami membentangkan beberapa pertimbangan praktikal mengenai reka bentuk antena yang dicadangkan. Untuk meningkatkan kekuatan mekanikal, anda boleh memasang penebat di hujung garisan dua wayar, di kawasan selekohnya dan peralihan ke konduktor penggetar. Penebat mestilah berkualiti, kerana di sinilah antinod voltan berada. Selekoh itu sendiri tidak perlu dibuat pada sudut tepat; "lengan" antena juga boleh dicondongkan. Lebih-lebih lagi, pengarang nampaknya kedudukan "bahu" tidak begitu kritikal - mereka boleh terletak sedikit lebih tinggi atau lebih rendah sedikit. Adalah lebih penting untuk mengekalkan panjang penuh konduktor dari dasar bawah garis dua wayar ke hujung atas penggetar. Ia sepatutnya kira-kira 0,73L. untuk penggetar pendek (pengarah) dan kira-kira 0,77L untuk penggetar yang panjang (pemantul). Apabila diameter konduktor (tiub) dari mana antena dibuat bertambah, panjangnya berkurangan sedikit. Faktor pemendekan untuk penggetar "tebal" boleh didapati dalam kesusasteraan mengenai antena. Perhatikan juga bahawa tidak perlu membuat penggetar dan garisan dua wayar dari tiub dengan diameter yang sama. Antena akan menjadi lebih kuat dan akan menahan beban angin dengan lebih baik jika talian dua wayar diperbuat daripada tiub diameter yang lebih besar dan penggetar dibuat secara agak nipis. Untuk memudahkan pelarasan, adalah berguna untuk melengkapkan penggetar dengan "topmasts" di hujung atas, ditolak secara teleskopik ke dalam tiub utama, kerana memendekkan penggetar dengan pemotong wayar, seperti yang dilakukan oleh pengarang, penuh dengan akibat yang tidak dapat dipulihkan - selepas ini penggetar hanya boleh dipanjangkan dengan besi pematerian. Pengarang: Vladimir Polyakov (RA3AAE), Moscow; Penerbitan: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
Mesin untuk menipis bunga di taman
02.05.2024 Mikroskop Inframerah Lanjutan
02.05.2024 Perangkap udara untuk serangga
01.05.2024
▪ Rantai Kunci HDMI Wayarles untuk TV ▪ Wayar nano tiub karbon ultra-kuat ▪ Meningkatkan kecekapan memori MRAM ▪ LED Seramik Cekap Cree XLamp XH
▪ bahagian tapak Interkom. Pemilihan artikel ▪ artikel Robot Orion. Petua untuk pemodel ▪ artikel Sikhote-Alin. Keajaiban alam semula jadi
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini