|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Amatur menghantar antena LW. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Antena HF Di beberapa negara (termasuk Rusia), sebagai tambahan kepada jalur HF dan VHF, amatur radio juga diperuntukkan sebahagian kecil dalam julat DV (135,7...137,8 kHz). Selepas percubaan dalam julat ini yang dilakukan oleh pasukan RU6LWZ (majalah itu membincangkannya dalam edisi Jun tahun ini), minat terhadap KDV di kalangan amatur radio Rusia telah meningkat dengan ketara. Ramai yang ingin memulakan eksperimen dalam julat ini, tetapi perkembangannya sebahagian besarnya terhalang oleh kekurangan maklumat yang tersedia secara meluas tentang peralatan yang diperlukan untuk ini. Artikel ini ditumpukan kepada mungkin aspek utama teknologi DV - pemancar antena. Pada masa ini, tugas utama yang perlu diselesaikan untuk pembangunan meluas DV oleh amatur radio Rusia adalah untuk meningkatkan bilangan pemancaran stesen DV amatur. Sesungguhnya, sebelum isyarat boleh diterima, ia mesti wujud. Jika pada HF isyarat dari stesen amatur adalah sangat kuat dan pada jarak yang jauh ke pemancar, untuk memulakan eksperimen pada DV adalah sangat diingini bahawa sumber isyarat berada agak dekat. Masalah ini amat meruncing untuk radio amatur di bahagian Asia di negara kita yang besar. Ia agak lebih mudah untuk amatur radio yang tinggal di bahagian Eropah di Rusia. Di Eropah Barat terdapat cukup banyak radio amatur yang menghantar pada gelombang panjang, isyarat yang boleh diterima pada jarak sehingga satu hingga dua ribu kilometer apabila menggunakan telegraf biasa dan sehingga beberapa ribu kilometer apabila menggunakan QRSS (telegraf perlahan dengan pemprosesan isyarat pada komputer). Masalah utama yang mesti diselesaikan oleh mana-mana amatur radio yang mula bekerja dalam julat DV ialah pembinaan antena pemancar. Semua orang tahu bahawa pada HF antena sangat mempengaruhi kejayaan dalam kerja, tetapi pada DV, mungkin, pengaruh ini lebih besar. Pemancar untuk frekuensi kira-kira 136 kHz agak mudah untuk dihasilkan. Ia tidak jauh berbeza dengan pemancar jalur KB. Tetapi antena adalah perkara yang sama sekali berbeza! Sifat antena pada asasnya bergantung pada nisbah panjang gelombang dan saiz antena, dan panjang gelombang yang sepadan dengan jalur amatur 136 kHz ialah kira-kira 2,2 km, iaitu lebih daripada sepuluh kali panjang gelombang maksimum yang digunakan oleh pengendali radio amatur sebelum ini. Antena DV berbeza dengan ketara daripada yang biasanya digunakan pada HF. Penyalinan terus antena KB ke Timur Jauh adalah mustahil, kerana antena yang dihasilkan akan bersaiz tidak boleh diakses sepenuhnya oleh amatur radio. Di samping itu, di Timur Jauh biasanya tidak mungkin untuk mencadangkan reka bentuk radio amatur khusus untuk antena pemancar. Ia sebahagian besarnya ditentukan oleh keadaan tempatan, dan amatur radio, sebagai peraturan, perlu membina sendiri antena. Walaupun ini tidak sukar, kerana pada DV tidak terdapat pelbagai jenis antena yang diperhatikan pada HF, masih mereka bentuk antena DV memerlukan sedikit pemahaman tentang parameternya, bagaimana ia mempengaruhi operasi antena, apakah ia bergantung pada dan bagaimana meningkatkan operasi keseluruhan kompleks penghantaran, yang terdiri daripada pemancar dan antena. Semua ini mendorong penulis untuk menulis artikel ini, yang membincangkan prinsip asas mencipta antena pemancar DV amatur. Sudah tentu, kebanyakan bahan yang dibentangkan dalam artikel itu boleh didapati dalam kesusasteraan profesional, tetapi persembahan sedemikian belum dibuat khusus untuk amatur radio. Ini tidak menghairankan, kerana julat DV baru-baru ini tersedia untuk amatur radio. Pengarang cuba mengelakkan teori yang kompleks, mengehadkan dirinya hanya kepada persembahan kualitatif dan formula paling mudah, yang masih diperlukan untuk reka bentuk antena yang bermakna. Dalam kes ini, perhatian utama diberikan kepada perbezaan asas dalam reka bentuk antena HF dan LW. Betapa berjayanya ini untuk dinilai oleh pembaca. Ciri ciri antena DV ialah saiznya, yang jauh lebih kecil daripada satu perempat daripada panjang gelombang. Ini adalah benar walaupun untuk stesen DV profesional, dan lebih-lebih lagi untuk stesen amatur. Sesungguhnya, pin suku gelombang yang biasa di KB untuk julat 136 kHz sepatutnya mempunyai ketinggian lebih daripada 500 m, seperti menara TV Ostankino! Perkara penting kedua yang mesti diambil kira semasa mereka bentuk dan mengeluarkan antena LW pemancar ialah polarisasi gelombang yang dipancarkan oleh antena mestilah menegak secara eksklusif. Ini disebabkan oleh sifat-sifat bumi: pada frekuensi rendah sedemikian ia hampir dengan konduktor yang ideal, dan ketinggian mana-mana antena LW sebenar adalah lebih rendah daripada panjang gelombang. Ia tidak mungkin untuk memancarkan medan elektrik mendatar dengan berkesan kerana alasan mudah bahawa bumi hanya akan "litar pintas" medan ini. Secara lebih tegas, sebabnya ialah, seperti yang diketahui dari elektrodinamik, vektor medan elektrik pada permukaan konduktor ideal sentiasa berserenjang dengan permukaan. Sudah tentu, bumi masih bukan konduktor yang ideal, dan ketinggian antena, walaupun kecil, bukan sifar. Oleh itu, isu penggunaan antena pemancar dataran rendah (berbanding dengan panjang gelombang) dengan polarisasi mendatar (contohnya, dipol mendatar) di Timur Jauh adalah sangat menarik dan memerlukan percubaan. Tetapi adalah mustahil untuk mengesyorkan antena pemancar sedemikian kepada amatur radio yang baru mula bekerja di Timur Jauh. Eksperimen yang sepadan memerlukan pengalaman yang kukuh, dan antena eksperimen mesti dibandingkan dengan sesuatu yang diketahui. Disebabkan fakta bahawa dimensi mana-mana antena LW sebenar adalah lebih kecil daripada satu perempat daripada panjang gelombang, antena pemancar LW boleh dibahagikan kepada dua kelas besar - elektrik dan magnet. Antena magnet ialah bingkai tertutup, selalunya berbentuk segi empat tepat, semestinya terletak dalam satah menegak (polarisasi menegak!) dan mempunyai dimensi sekurang-kurangnya berpuluh-puluh meter. Sesetengah radio amatur di Eropah Barat dan Amerika Syarikat sedang bereksperimen dengan antena pemancar sedemikian, dan mereka berjaya memancarkan kuasa yang tidak lebih rendah daripada dalam kes antena elektrik dengan saiz yang setanding. Namun, ini masih merupakan kelas percubaan antena pemancar. Jenis utama antena pemancar di Timur Jauh ialah pemancar menegak yang sangat dipendekkan yang disuap relatif kepada tanah. Yang terakhir bermaksud bahawa tiang kedua untuk menyambungkan penjana adalah pembumian. Kebanyakan antena ini mempunyai jisim wayar yang disusun secara mendatar. Tetapi mari kita tekankan bahawa hanya bahagian menegak antena adalah pemancar itu sendiri, dan semua konduktor mendatar berfungsi semata-mata untuk mencipta arus terbesar dan paling sekata dalam wayar menegak. Beberapa jenis antena pemancar LW secara skematik ditunjukkan dalam Rajah. satu.
Dalam Rajah. 1a menunjukkan antena dalam bentuk wayar menegak tanpa beban kapasitif; dalam Rajah. 1b - antena menegak dengan beban kapasitif dalam bentuk "payung", yang boleh menjadi sebahagian daripada lelaki yang menyokong tiang; dalam Rajah. 1,c - tiga rasuk T-antena; dalam Rajah. 1g - antena G rasuk tunggal dengan beban kapasitif condong; dalam Rajah. 1,d - antena T rasuk tunggal dengan beban kapasitif condong; dalam Rajah. 1,e - antena T rasuk tunggal dengan bahagian "menegak" condong, dalam Rajah. 1,g - antena "rasuk condong". Konfigurasi antena yang mungkin tidak terhad kepada yang ditunjukkan dalam Rajah. 1. Antena G berbilang rasuk mungkin, sebagai contoh. Bilangan konduktor yang membentuk "payung" (Rajah 1,b) tidak semestinya empat. Bahagian menegak juga boleh terdiri daripada beberapa wayar selari atau keluar kipas, dsb. Ia juga jelas bahawa dalam banyak kes anda boleh menggunakan antena HF sebagai antena DV dengan menukar cara ia dikuasakan. Sebagai contoh, dipol KB akan berjaya berfungsi sebagai antena T jika anda menyambungkan kedua-dua wayar penyuap bersama-sama dan menyuapkannya secara relatif kepada tanah. Sila ambil perhatian bahawa tiada antena ini dikuasakan oleh kabel sepaksi. Kesemuanya adalah, seolah-olah, "antena dengan penyuap terbuka wayar tunggal," walaupun sebenarnya "penyumpan" ini sebenarnya adalah radiator. Seorang amatur radio yang mempunyai lebih daripada sekali mengalami masalah yang berkaitan dengan gangguan televisyen semasa bekerja pada KB mungkin sangat skeptikal tentang bekalan kuasa sedemikian kepada antena pemancar. Lebih-lebih lagi apabila dia akan lebih disyorkan untuk menggunakan paip air sebagai pembumian. Pengarang tergesa-gesa untuk meyakinkannya: pada LW, gangguan televisyen biasanya merupakan masalah yang jauh lebih kecil daripada semasa bekerja pada HF. Mari kita berikan contoh dari amalan. Wayar dari antena berlari ke pemancar dengan kuasa kira-kira 50 W pada ketinggian beberapa sentimeter di atas penutup atas TV. Terdapat juga lampu neon padanya yang bersinar terang apabila anda menekan kekunci. Dan sama sekali tidak ada gangguan dengan penerimaan televisyen! Mungkin keadaannya tidak selalunya begitu baik, tetapi nampaknya, televisyen tidak sensitif terhadap medan elektromagnet dengan frekuensi rendah sedemikian. Oleh kerana ketinggian antena LW sentiasa kurang daripada satu perempat daripada panjang gelombang, bahagian reaktif galangan masukan pemancar elektrik menegak sentiasa bersifat kapasitif dan sangat besar berbanding dengan bahagian aktif galangan input. Agar arus dalam antena mencapai nilai yang ketara, bahagian kapasitif rintangan input antena mesti dikompensasikan oleh kearuhan, reaktansi yang sama dalam nilai mutlak dengan reaktansi kapasitans antena. Oleh itu, penggunaan gegelung sambungan pada DV adalah wajib mutlak (gegelung tidak ditunjukkan dalam Rajah 1). Gegelung sambungan disambungkan secara bersiri dengan antena. Untuk dapat menganggarkan kearuhan yang diperlukan bagi gegelung sambungan, adalah perlu untuk mengetahui kapasitans antena, yang merupakan parameter yang sangat penting bagi antena LW pemancar. Semakin besar kapasitansi antena, semakin sedikit kearuhan gegelung sambungan diperlukan. Oleh itu, semakin besar kapasiti antena, semakin sedikit kehilangan kuasa pemancar yang tidak berguna disebabkan oleh rintangan ohmik (aktif) gegelung sambungan. Dan kehilangan kuasa dalam gegelung sambungan adalah sangat ketara apabila beroperasi pada DV. Di samping itu, dengan kapasiti antena yang lebih besar, voltan di atasnya berkurangan, yang di Timur Jauh, walaupun dengan pemancar kuasa yang agak rendah, mencapai unit atau bahkan puluhan kilovolt. Mengurangkan voltan antena memudahkan masalah penebat. Terdapat juga sebab, yang akan kita bincangkan kemudian, apabila membincangkan apa yang dipanggil "kehilangan alam sekitar," mengapa seseorang harus berusaha untuk menjadikan kapasitans antena sebesar mungkin. Ia adalah peningkatan dalam jumlah kapasiti antena (bersama-sama dengan mendapatkan pengagihan arus yang lebih seragam di bahagian menegak) itulah sebab mengapa dalam menghantar antena LW mereka cuba menjadikan bahagian mendatar sebesar mungkin dan selalunya dari beberapa wayar selari (antena berbentuk L- dan T berbilang rasuk). Kapasiti antena gelombang panjang boleh dianggarkan dengan ketepatan yang boleh diterima untuk amalan radio amatur menggunakan peraturan mudah: setiap meter wayar antena (kedua-duanya dalam bahagian menegak dan mendatar) memberikan kira-kira 6 pF kapasitans antena. Jika beberapa wayar terletak selari antara satu sama lain, maka dengan jarak yang kecil di antara mereka, jumlah kapasitansi berkurangan. Oleh itu, apabila membuat antena berbentuk L atau T dengan bahagian mendatar berbilang rasuk, adalah perlu, jika boleh, untuk mengekalkan jarak antara wayar sekurang-kurangnya 2...3 m. Jarak yang lebih besar tidak masuk akal, dan jarak yang lebih kecil membawa kepada penurunan kapasiti per meter wayar . Reaktans kemuatan antena boleh didapati menggunakan formula terkenal Xc = 1/(2πfC). Oleh kerana tindak balas gegelung sambungan mestilah sama dalam nilai mutlak, kearuhan boleh didapati daripada hubungan antara reaktansi dan kearuhan XL = 2πfL. Untuk tujuan praktikal, adalah lebih mudah untuk menggunakan formula yang diperoleh jika anda menggantikan nilai frekuensi f = 136 kHz dan menukar unit ukuran: Xc = 1170000/C, XL = 0,85 L, L = XL/0.85, di mana rintangan digantikan dalam ohm, kemuatan dalam picofarads, dan kearuhan - dalam mikrohenry. Secara kasarnya, untuk pengiraan kasar, kita boleh mengandaikan bahawa pada frekuensi 136 kHz reaktans bagi kemuatan 1000 pF ialah 1000 Ohms dan meningkat secara berkadar apabila kapasitansi berkurangan berbanding dengan 1000 pF. Oleh itu, untuk kearuhan, setiap mikrohenry menyediakan kira-kira 1 ohm. Nombor ini mudah diingati. Ketepatan pengiraan yang lebih tinggi selalunya tidak diperlukan, kerana nilai yang dikira masih perlu dijelaskan secara eksperimen. Amat sukar untuk secara teorinya mengambil kira pengaruh objek yang mengelilingi antena! Untuk membayangkan susunan parameter antena dalam keadaan radio amatur biasa, kami akan membuat anggaran untuk contoh sedemikian. Biarkan ada antena berbentuk L atau T dengan bahagian mendatar satu rasuk sepanjang 80 m, terletak pada ketinggian 20 m. Panjang bahagian menegak ialah 20 m, jumlah panjang wayar ialah 100 m. Kapasiti antena sedemikian akan menjadi kira-kira 600 pf, iaitu bahagian reaktif rintangan input ialah kira-kira 2000 Ohms. Untuk mengimbangi reaktansi kapasitans antena, anda memerlukan gegelung sambungan dengan kearuhan lebih besar sedikit daripada 2000 μH. Persoalannya mungkin timbul, mengapa tidak mencari induktansi gegelung sambungan, mengetahui kapasitans antena dan menggunakan formula untuk litar berayun konvensional? Sudah tentu, ini mungkin. Tetapi pengiraan melalui reaktans membolehkan kita menganggarkan, sebagai contoh, voltan pada antena pada arus yang diberikan dan rintangan kehilangan gegelung sambungan dengan faktor kualiti yang diketahui. Jadi, dalam contoh yang diberikan, ia dengan serta-merta jelas bahawa voltan pada antena akan menjadi kira-kira 2000 V untuk setiap ampere arus dalam antena. Oleh kerana bahagian aktif impedans input antena jauh lebih kecil daripada bahagian reaktif, voltan pada antena dalam volt adalah lebih kurang sama dengan arus antena dalam ampere didarab dengan reaktansi antena dalam ohm. Rintangan kehilangan gegelung, reaktansi dan faktor kualitinya dikaitkan dengan formula mudah: Rcat = XL/Q. Dengan faktor kualiti Q = 200, rintangan kehilangan akan menjadi 2000/200 = 10 Ohms. Parameter kedua yang sangat penting bagi antena gelombang panjang ialah ketinggian berkesannya. Tanpa mengambil kira buat masa ini pergantungan ketinggian berkesan pada butiran reka bentuk antena, kami perhatikan dua kes mengehadkan. Ketinggian berkesan wayar menegak tunggal tanpa beban kapasitif di bahagian atas adalah sama dengan separuh ketinggian geometrinya. Untuk antena berbentuk L atau T dengan kapasitansi bahagian mendatar jauh lebih besar daripada kapasitansi bahagian menegak, ketinggian berkesan menghampiri ketinggian ampaian bahagian mendatar antena di atas tanah. Marilah kita segera ambil perhatian bahawa kita mesti berusaha untuk menjadikan ketinggian berkesan antena setinggi mungkin, sekurang-kurangnya 10... 15 meter, dan sebaik-baiknya 30...50. Tetapi, mungkin, 50 m adalah maksimum yang boleh dicapai dalam keadaan amatur biasa. Ini adalah lebih kurang ketinggian berkesan antena berbentuk L atau T dengan bahagian mendatar yang besar digantung di antara dua bangunan 16 tingkat. Mengapakah ketinggian antena yang berkesan sangat penting? Masalahnya ialah apabila dimensi antena jauh lebih kecil daripada panjang gelombang, kekuatan medan yang diterima oleh koresponden adalah berkadar terus dengan produk (mari kita nyatakan sebagai A) daripada kekuatan semasa dalam antena dan ketinggian berkesan antena, diukur dalam meter. Semakin tinggi ketinggian berkesan antena anda, semakin kuat isyarat anda. Kuasa yang dipancarkan oleh stesen pemancar Rizl (jangan dikelirukan dengan kuasa keluaran pemancar!) dikaitkan dengan produk ini melalui perhubungan mudah (untuk frekuensi 136 kHz): Rizl = 0.00033A2. Untuk menavigasi nilai yang terhasil, pertimbangkan satu contoh. Biarkan ketinggian berkesan antena ialah 20 m. Kekuatan semasa dalam antena dengan kuasa keluaran pemancar 100 W biasanya dalam julat 1...3A. Biarkan ia menjadi 2 A. Kemudian A = 40 meter dan kuasa yang dipancarkan ialah 0,5 W. Contoh menunjukkan bahawa kecekapan pemancaran antena DV amatur adalah sangat kecil, kerana hanya 0,5% daripada kuasa yang diberikan oleh pemancar dipancarkan. Dan ini masih sangat bagus! Selalunya kecekapan adalah kurang daripada 0,1%. Dan hanya apabila menggunakan antena "gergasi" (mengikut piawaian radio amatur), kecekapan boleh mencapai beberapa puluh peratus. Contohnya ialah antena ekspedisi DX gelombang panjang pertama Rusia yang dijalankan oleh pasukan RU6LWZ, apabila tiang dengan ketinggian lebih daripada 100 m digunakan. Kecekapan rendah antena pemancar DV amatur membawa kepada fakta bahawa kuasa sinaran biasanya diukur dalam persepuluh atau bahkan perseratus watt, jarang mencapai unit watt. Walau bagaimanapun, walaupun dengan kuasa yang dipancarkan yang tidak seberapa, amatur, menggunakan jenis kerja khas (terutamanya QRSS - telegraf perlahan), menjalankan komunikasi dalam jarak beribu-ribu, atau bahkan 10... 15 ribu kilometer! Dengan telegraf konvensional, komunikasi boleh dibuat sepanjang beberapa ratus kilometer, dan kadangkala, dengan liputan yang baik, antena penerima khas dan tahap gangguan yang rendah, melebihi satu hingga dua ribu kilometer. Kami melihat bahawa keadaan dengan antena pemancar HF adalah berbeza secara radikal daripada apa yang biasa kami lakukan pada HF. Jika pada HF kecekapan biasanya hampir 100% (kecuali mungkin pada julat 160 meter, dan kemudian tidak selalu), maka pada DV ia adalah sangat kecil. Jika di HF kami cuba memfokuskan sinaran dalam satu arah dan beroperasi dengan konsep faktor penguatan, maka pada DV sinaran sentiasa praktikal bulat dan tidak perlu bercakap tentang sebarang penguatan. Jika di HF kami berusaha untuk mendapatkan sudut sinaran rata, pada DV sudut sinaran sentiasa hampir sama. Jika pada HF antena biasanya disuap melalui kabel sepaksi dan kami berusaha untuk mendapatkan SWR yang baik, maka pada DV antena sentiasa disuap secara langsung dan konsep SWR hilang maknanya. Satu-satunya perkara yang perlu anda "perjuangkan" semasa bekerja pada DV ialah kuasa yang dipancarkan, atau, apa yang sama, bilangan maksimum "meter" dalam antena. Mari kita pertimbangkan dengan lebih terperinci bagaimana ketinggian berkesan antena bergantung pada dimensi geometri dan butiran reka bentuk untuk jenis antena yang paling biasa. Seperti yang telah dinyatakan, ketinggian berkesan wayar menegak ringkas dengan beban kapasitif di bahagian atas (Rajah 1a) adalah sama dengan separuh ketinggian geometri antena. Dengan cara yang sama, ketinggian berkesan antena "rasuk serong" (Rajah 1,g) adalah sama dengan separuh ketinggian titik atas antena. Jika antena mempunyai beban kapasitif mendatar (contohnya, Rajah 1, c), maka hd ketinggian berkesan antena sedemikian ditentukan oleh nisbah kapasitansi bahagian Cv menegak dan Cr mendatar, serta geometri. ketinggian ampaian h bahagian mendatar. Ia boleh didapati menggunakan formula hd = h(1-0,5/(Cr/Cv+1)) Kapasiti bahagian mendatar dan menegak antena boleh, seperti untuk keseluruhan antena, ditentukan oleh peraturan "6 pF per meter wayar." Jelas daripada formula bahawa jika Cg jauh lebih besar daripada C, maka ketinggian berkesan hd menghampiri ketinggian geometri n. Pertimbangan khusus diperlukan untuk kes bahagian "menegak" condong (Rajah 1, f) dan condong beban kapasitif (Rajah 1,6, 1, d, d). Jika "bahagian menegak" condong, dan beban kapasitif hampir mendatar (Rajah XNUMX, e), maka hampir tiada perubahan, hanya Cv meningkat sedikit disebabkan oleh wayar yang lebih panjang, dan formula tetap sama. Jika bahagian menegak antena T disambungkan dengan agak tepat di tengah-tengah beban kapasitif condong (Rajah 1, d), formula juga berfungsi, hanya sebagai h kita mesti mengambil ketinggian di atas tanah titik sambungan daripada bahagian menegak ke mendatar. Dalam antena ini, komponen menegak medan elektrik yang dicipta oleh kedua-dua bahu beban kapasitif saling dikompensasikan. Tetapi dalam antena berbentuk L (Rajah 1d), atau dalam antena "payung" (Rajah 1,6), pampasan sedemikian tidak berlaku. Oleh itu, formula menjadi sedikit berbeza: hd = 0,5j( 1 + a - a2/(Cr/Cv+ 1)), di mana a = h1/j ialah nisbah ketinggian hujung atas dan bawah beban kapasitif. Kami menekankan bahawa untuk kes yang ditunjukkan dalam Rajah. 1,b dan rajah. 1g, adalah tidak diingini untuk menurunkan hujung bawah beban kapasitif sehingga ke tanah. Ini akan mengurangkan ketinggian berkesan kepada 0,5j. Sekiranya tidak mungkin untuk menaikkan titik ini (contohnya, hanya terdapat satu tiang), lebih baik memanjangkan wayar yang membentuk beban kapasitif ke tanah dengan kord penebat (anda juga boleh menggunakan wayar, memecahkannya dua atau tiga tempat dengan penebat). Jika titik pemasangan antena ditentukan oleh "keadaan setempat", dan amatur radio tidak mempunyai keinginan untuk terlibat dalam pengiraan, maka anda boleh menggunakan peraturan mudah ini: anda mesti berusaha untuk memastikan jumlah maksimum wayar terletak setinggi mungkin (dan, seperti yang akan jelas daripada apa yang berikut, lebih jauh dari pokok, dinding, dll.). Nah, betapa berkesan ketinggiannya! Setelah menangani faktor pertama "parameter utama" - produk ketinggian berkesan dan kekuatan semasa dalam antena, kami akan mempertimbangkan faktor kedua - kekuatan semasa dalam antena - bergantung pada, dan bagaimana untuk membuatnya. lebih besar. Sudah tentu, arus bergantung kepada kuasa pemancar. Tetapi bukan sahaja. Ia juga bergantung pada bahagian aktif rintangan masukan R, yang, seterusnya, adalah jumlah rintangan kehilangan Rп dan rintangan sinaran Rizl, seperti yang ditunjukkan dalam litar setara dalam Rajah. 2.
Rintangan sinaran (dalam ohm) pada frekuensi 136 kHz ditentukan oleh formula Rizl = 0,00033hd2 dan untuk antena radio amatur biasanya tidak lebih daripada beberapa persepuluh ohm. Dalam kebanyakan kes, rintangan kehilangan adalah lebih besar daripada rintangan sinaran. Sebenarnya, inilah sebabnya kecekapan rendah diperolehi, sama dengan Rizl / (Rizl + Rp). Di bawah keadaan ini, arus dalam antena bergantung terutamanya pada rintangan kehilangan, dan rintangan sinaran hampir tidak mempunyai kesan ke atas arus. Nisbah rintangan kehilangan dan rintangan sinaran inilah yang menjadi sebab perbezaan radikal antara antena DV dan HF. Di KB, di mana kekuatan semasa dalam antena ditentukan terutamanya oleh rintangan sinaran, magnitud kekuatan semasa ini sendiri tidak penting. Antena boleh "dikuasakan oleh arus" atau "dikuasakan oleh voltan", kekuatan semasa akan berbeza, tetapi kuasa sinaran akan sama. Di Timur Jauh keadaannya pada asasnya berbeza. Arus dalam antena ditentukan oleh rintangan kehilangan, dan kuasa yang dipancarkan adalah berkadar dengan kuasa dua arus. Oleh itu, adalah perlu untuk berusaha untuk menjadikan arus sebesar mungkin, yang mana ia perlu untuk membuat rintangan kerugian sekecil mungkin. Jika rintangan kehilangan dalam Rп antena diketahui, maka dengan kuasa output yang diketahui pemancar P adalah mudah untuk mencari kekuatan semasa I dalam antena: I =v (P/Rп). Rintangan kehilangan terdiri daripada rintangan ohmik wayar antena, bahagian aktif rintangan gegelung sambungan, rintangan pembumian dan apa yang dipanggil rintangan kehilangan persekitaran. Yang terakhir dikaitkan dengan kehilangan tenaga akibat arus yang diaruhkan dalam objek sekeliling (rumah, pokok, dll.). Rintangan wayar antena kuprum dengan diameter sekurang-kurangnya 2 mm biasanya sangat kecil dan boleh diabaikan. Pengecualian mungkin berlaku apabila bahagian mendatar antena (beban kapasitif) sangat panjang (beratus meter) dan dibuat dalam bentuk satu wayar nipis. Komponen baki rintangan kerugian adalah lebih besar. Rintangan kehilangan gegelung sambungan sudah ketara, terutamanya dengan faktor kualiti yang rendah. Faktor kualiti ialah nisbah tindak balas reaktif (induktif) gegelung pada frekuensi tertentu kepada rintangan kehilangan. Yang terakhir terdiri daripada kerugian dalam teras magnet, bingkai dan wayar. Antena pemancar DV tidak menggunakan gegelung dengan teras magnet, yang dikaitkan dengan arus tinggi yang sukar untuk mengelakkan ketepuannya. Kerugian dalam dielektrik bingkai biasanya kecil, bagaimanapun, cadangannya adalah adil: semakin sedikit bahan masuk ke dalam bingkai, semakin baik. Sudah tentu, adalah dinasihatkan untuk menggunakan dielektrik berkualiti tinggi Tetapi arus RF mengalir terutamanya di sepanjang permukaan wayar (kesan kulit) dan oleh itu rintangan adalah jauh lebih besar daripada pada arus terus atau pada frekuensi audio. Dalam banyak buku, anda boleh menemui formula untuk rintangan khusus (dalam Ohm/m) wayar kuprum, dengan mengambil kira kesan kulit: Rsp = (0,084/d)vf dengan d ialah diameter wayar dalam mm; f - kekerapan dalam MHz. Nampaknya anda boleh mengira kerintangan wayar gegelung menggunakan formula ini, darabkannya dengan panjang wayar dan dapatkan rintangan kehilangan dalam gegelung. Malangnya, sebagai tambahan kepada kesan kulit, terdapat juga kesan kedekatan, yang membawa kepada fakta bahawa rintangan wayar dalam gegelung ternyata jauh lebih besar daripada rintangan wayar lurus. Oleh kerana pengaruh lilitan antara satu sama lain, arus tidak mengalir secara merata ke atas seluruh permukaan wayar, tetapi terutamanya di sepanjang bahagian permukaan yang menghadap ke bahagian dalam gegelung. Akibatnya, permukaan yang kurang berkesan bermakna lebih banyak rintangan. Menurut hasil kajian yang dijalankan oleh penulis, disebabkan oleh kesan kedekatan, rintangan wayar bagi gegelung lapisan tunggal meningkat sebanyak 1 + 4,9(d/a)2 kali ganda, di mana d ialah diameter wayar; a ialah padang penggulungan. Jika langkah penggulungan dibuat kecil (belitan berpusing), kearuhan gegelung akan meningkat dengan satu pusingan, lebih sedikit pusingan akan diperlukan, dan panjang wayar akan berkurangan. Tetapi kesan kedekatan akan meningkat dengan ketara. Jika anda mengambil langkah penggulungan yang besar, peningkatan rintangan disebabkan oleh kesan kedekatan akan menjadi kurang, tetapi anda perlu menggulung lebih banyak lilitan dan panjang wayar akan menjadi lebih panjang. Ternyata terdapat optimum, yang diperhatikan apabila padang penggulungan adalah kira-kira dua kali diameter wayar. Dalam erti kata lain, jurang antara lilitan hendaklah lebih kurang sama dengan diameter wayar. Adakah rintangan kehilangan dalam gegelung bergantung pada diameter wayar? Yang menghairankan, boleh dikatakan tidak. Dengan diameter wayar yang lebih besar, panjang belitan akan meningkat, dan jika anda membuat gegelung berbilang lapisan, kesan kedekatan akan meningkat. Oleh itu, anda perlu membuat lebih banyak giliran. Jika semua ini dianalisis secara terperinci secara matematik, hasil yang sangat tidak dijangka diperoleh: faktor kualiti gegelung (dan, dengan itu, rintangan kehilangan untuk kearuhan yang diberikan) bergantung terutamanya pada diameter bingkai gegelung! Selain itu, faktor kualiti adalah berkadar terus dengan diameter ini. Dan faktor kualiti hampir tidak bergantung pada diameter wayar. Untuk mengelakkan salah faham, kami ambil perhatian bahawa ini hanya benar dalam kes apabila diameter wayar jauh lebih besar daripada ketebalan lapisan kulit. Pada frekuensi 136 kHz, ini dilakukan untuk wayar tembaga dengan diameter 0,5 mm atau lebih besar (biasanya ini berlaku). Oleh itu, untuk mendapatkan kerugian yang rendah adalah perlu untuk membuat gegelung berdiameter besar. Nisbah diameter bingkai dan panjang belitan juga mempunyai beberapa kepentingan. Telah ditetapkan bahawa faktor kualiti gegelung adalah maksimum apabila diameter bingkai adalah 2...2,5 kali panjang belitan. Di bawah keadaan ini, untuk anggaran yang sangat kasar (atau lebih tepat, biasanya tidak diperlukan) pada frekuensi 136 kHz dengan wayar tembaga pepejal, nisbah optimum padang penggulungan dan diameter wayar, serta diameter bingkai dan panjang belitan , faktor kualiti gegelung satu lapisan boleh diandaikan sama dengan diameter bingkai dalam milimeter. Mari kita kembali ke contoh di atas, di mana tindak balas gegelung hendaklah kira-kira 2000 Ohm, aktif - 10 Ohm, dan faktor kualiti - 200. Diameter bingkai hendaklah kira-kira 200 mm. Diameter bingkai yang lebih besar perlu dipilih untuk mendapatkan rintangan kehilangan yang lebih rendah dalam gegelung. Kami melihat bahawa gegelung sambungan antena DV pemancar perlu dibuat daripada dimensi yang sangat besar. Oleh itu, gegelung biasanya tidak dibina ke dalam pemancar, tetapi diletakkan secara berasingan. Benar, terdapat satu kemungkinan untuk mengurangkan dengan ketara dimensi gegelung dengan kerugian yang sama atau mengurangkan kerugian dengan dimensi yang sama. Ia perlu untuk menggulung gegelung bukan dengan wayar tembaga pepejal, tetapi dengan wayar Litz khas untuk pemancar. Ia terdiri daripada sejumlah besar (beberapa ratus) konduktor kuprum terlindung yang sangat nipis. Biasanya terdapat jalinan sutera di atas konduktor. Apabila menggunakan licendrate, perhatian khusus mesti diberikan untuk memastikan setiap wayar (!!!) dipateri pada titik sambungan gegelung. Malangnya, penulis tidak mengetahui mana-mana teori yang membolehkan seseorang mengira faktor kualiti gegelung berlesen; ia diketahui dari pengalaman bahawa, dengan dimensi yang sama, faktor kualiti gegelung berlesen adalah kira-kira dua kali lebih tinggi daripada semasa luka. dengan dawai tembaga pepejal. Rintangan kehilangan gegelung sambungan adalah komponen penting bagi rintangan kehilangan keseluruhan antena. Tetapi jika anda membuat gegelung dengan diameter yang cukup besar, tetapi masih boleh diterima (200...400 milimeter), sumbangan utama kepada jumlah kerugian akan datang dari rintangan pembumian dan rintangan kerugian sekitar. Mereka biasanya sukar untuk dipisahkan, dan rintangan biasa ini sering dipanggil rintangan tanah. Mari kita segera ambil perhatian bahawa rintangan tanah RF sama sekali tidak bertepatan dengan rintangan tanah pada frekuensi rendah. Oleh itu, jika terdapat tanah "elektrik" dengan rintangan yang diketahui, maka, sudah tentu, ia boleh dan harus digunakan, tetapi rintangannya pada frekuensi 136 kHz akan jauh lebih besar daripada pada frekuensi industri 50 Hz. Malangnya, biasanya adalah mustahil untuk amatur radio mengira kerugian tanah. Formula yang digunakan oleh profesional tidak boleh digunakan untuk antena radio amatur yang sangat kecil berbanding dengan panjang gelombang. Dan tidak seperti yang profesional, antena amatur biasanya terletak di antara rumah, pokok dan objek lain, yang memberi kesan ketara kepada kerugian dalam antena. Radio amatur biasanya tidak membuat pembumian khas, tetapi menggunakan paip air, dll. Ini juga merumitkan pengiraan. Oleh itu, kita perlu mengehadkan diri kita untuk hanya menunjukkan bahawa biasanya rintangan kehilangan pembumian bersama dengan rintangan kehilangan sekitar adalah kira-kira 30-100 Ohm, serta cadangan untuk mengurangkan magnitud kerugian ini. Seperti yang telah disebutkan, adalah perlu untuk memaksimumkan arus dalam antena. Semakin rendah rintangan kerugian, semakin besar ia. Untuk mengurangkan rintangan kerugian pembumian dalam amalan radio amatur, adalah perlu untuk menyambung segala yang mungkin dari logam yang ditanam di dalam tanah dan terletak di permukaan bumi. Ini boleh jadi paip air, pelbagai struktur logam, dll. Jangan gunakan paip gas! Ini tidak boleh diterima atas sebab keselamatan kebakaran! Dalam amalan profesional, untuk mengurangkan kerugian di dalam tanah, pembumian dilakukan dalam bentuk apa yang dipanggil "pengemasan tanah" di bawah antena. Ini adalah sistem wayar yang ditanam pada kedalaman cetek atau terletak di permukaan bumi. Kawasan metalisasi hendaklah, jika boleh, meliputi seluruh permukaan di bawah bahagian mendatar antena, melangkaui unjuran antena ke satah tanah mengikut jarak tertib ketinggian antena. Jika tiada bahagian mendatar (beban kapasitif), maka jejari metalisasi hendaklah mengikut susunan ketinggian antena. Ia sama sekali tidak perlu untuk membuat metalisasi dalam bentuk bulatan biasa; dengan jejari kita hanya bermaksud saiz ciri. Anda boleh menjadikan jejari metalisasi lebih besar, tetapi menggandakannya tidak lagi masuk akal. Sekali lagi, dalam amalan profesional, jarak antara wayar individu sistem "pengemasan tanah" dipilih kira-kira 1 meter, dan kadangkala kepingan logam pepejal digunakan. Ini tidak mungkin berlaku dalam amalan radio amatur. Oleh itu, walaupun beberapa kemiripan sistem pembumian sedemikian dibuat, jarak antara wayar kemungkinan besar akan lebih besar. Berapa banyak bergantung kepada keupayaan amatur radio tertentu. Sememangnya, dengan lebih banyak logam "jarang" bumi, kerugian di bumi meningkat. Metalisasi tanah boleh meningkatkan kecekapan antena LW pemancar dengan ketara dengan mengurangkan kerugian. Tetapi jika seorang amatur radio tidak mempunyai peluang untuk memetakan tanah di bawah antena (yang paling kerap berlaku), jangan putus asa! Kebanyakan radio amatur Eropah Barat beroperasi dengan jayanya menggunakan bekalan air sedia ada sebagai pembumian. Inilah sebenarnya sebabnya ternyata bahawa rintangan pembumian amatur radio adalah sangat tinggi, jauh lebih besar daripada rintangan pembumian antena DV profesional, di mana rintangan kehilangan tanah selalunya pada urutan 1 Ohm, walaupun untuk antena yang agak kecil yang rendah. -stesen DV kuasa. Dan di antena stesen DV penyiaran, apabila puluhan atau bahkan ratusan tan (!!!) logam tertimbus di dalam tanah, malah kurang - persepuluh dan kadang-kadang perseratus ohm. Oleh itu, kecekapan dalam kes ini menjadi sangat hampir 100 peratus. Tetapi amatur radio biasanya tidak boleh mengharapkan ini, melainkan, kadang-kadang, mereka berjaya menggunakan antena DV profesional. Tetapi bukan sahaja kualiti sistem pembumian yang menentukan kerugian dalam antena. Jika konduktor antena melepasi berhampiran rumah, pokok, dsb., kehilangan tambahan tenaga RF berlaku, yang menuju ke arah memanaskan objek sekeliling ini. Sebenarnya, ini adalah kehilangan alam sekitar. Wayar antena, yang berada di bawah potensi HF tinggi, perlu diletakkan, jika boleh, pada jarak sekurang-kurangnya 1...3 m dari objek sekeliling. Dan jika wayar sedemikian panjang dan berjalan selari dengan "objek yang mengganggu," jarak mesti dipilih lebih besar. Keadaan ini digambarkan dalam Rajah. 3.
Kerugian dalam kes Rajah. 3, tetapi jauh lebih rendah daripada dalam kes Rajah. 3, b. Dalam kes kedua, wayar menegak akan mendorong arus RF yang ketara di dinding rumah, yang membawa kepada kehilangan kuasa pemancar yang tidak berguna, membelanjakannya untuk memanaskan dinding. Keadaan ini mesti dielakkan. Tetapi apa yang perlu dilakukan jika mustahil untuk mengeluarkan wayar antena menegak dari dinding? Dalam kes ini, masuk akal untuk mengubah suai antena seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 3, c. Dan walaupun arus dalam wayar menegak akan hampir sama seperti dalam kes Rajah. 3a, tetapi potensi RF relatif kepada tanah di atasnya akan menjadi kecil (ia adalah besar hanya selepas gegelung sambungan). Sehubungan itu, pengaruh dinding rumah akan berkurangan. Gegelung, bagaimanapun, perlu dibuat daripada kearuhan yang lebih tinggi sedikit, kerana kapasitansi antena yang disambungkan kepada gegelung hanya akan menjadi kapasitansi wayar mendatar. Dalam kes ini, adalah menyusahkan untuk melaraskan gegelung yang dipasang tinggi. Penyelesaiannya adalah mudah - letakkan kebanyakan induktansi "di bahagian atas", dan hidupkan variometer kecil berhampiran pemancar, hanya untuk memperhalusi antena kepada resonans. Dalam kes ini, voltan pada wayar yang melalui berhampiran dinding akan meningkat sedikit, tetapi ia tidak akan menjadi ketara seperti dalam kes Rajah. 3, b. Keadaan yang sama ditunjukkan dalam Rajah. 3d, apabila pemancar terletak di tingkat atas bangunan berbilang tingkat. Nampaknya antena tidak mempunyai bahagian menegak, tetapi sebenarnya ia ada. Cuma peranannya dimainkan oleh wayar pembumian, contohnya, paip air. Mereka terletak berdekatan dengan dinding, tetapi kerana hampir tiada potensi RF pada mereka, seperti pada bahagian menegak antena dalam Rajah. 3,c, pengaruh dinding adalah lemah. Jadi antena akan berfungsi dengan cukup memuaskan. Contoh yang dipertimbangkan menunjukkan bahawa terutamanya kerugian alam sekitar yang besar berlaku dalam kes apabila bahagian antena yang membawa potensi tinggi terletak berhampiran objek sekeliling. Sudah tentu, mengurangkan voltan pada keseluruhan antena, serta mengurangkan voltan pada sebahagian antena, mengurangkan kerugian alam sekitar. Ini menjelaskan kenyataan awal bahawa meningkatkan jumlah kapasiti antena meningkatkan kecekapan antena. Sesungguhnya, peningkatan dalam kapasiti antena membawa kepada penurunan voltan merentasinya dan, akibatnya, kepada penurunan dalam kerugian alam sekitar. Dengan kuasa pemancar yang sama di bahagian menegak antena, adalah mungkin untuk mendapatkan kekuatan arus yang lebih tinggi dan, sebagai hasilnya, isyarat yang dipancarkan akan meningkat. Sudah tentu, angka dan komen yang diberikan kepada mereka tidak meletihkan semua situasi yang mungkin berlaku semasa pelaksanaan praktikal antena. Tetapi penulis berharap mereka menggambarkan pendekatan umum untuk mereka bentuk antena gelombang panjang dengan kerugian alam sekitar yang minimum di bawah keadaan tertentu. Nah, dalam setiap kes tertentu, amatur radio perlu berfikir, mencuba dan membuat keputusan secara bebas. Kesimpulannya, hanya beberapa perkataan tentang menyambungkan antena ke pemancar. Daripada perkara di atas adalah jelas bahawa impedans input antena selepas menalanya kepada resonans dengan gegelung dalam kebanyakan kes tidak akan sama dengan 50 atau 75 Ohm. Tetapi ini tidak perlu, tidak ada kabel sepaksi. Anda hanya perlu menyediakan pemancar dengan keupayaan untuk melaraskan impedans keluaran. Cara paling mudah untuk melakukan ini ialah dengan litar pengubah tolak-tarik peringkat keluaran pemancar. Dalam kes ini, penggulungan sekunder pengubah mesti dibuat dengan paip dan suis mesti dipasang. Nampaknya julat impedans keluaran 5, 7, 10, 15, 20, 30, 50, 70, 100, 150, 200 Ohms cukup mencukupi untuk mana-mana antena radio amatur, termasuk kedua-dua "sangat buruk" dan "sangat baik" . Suis flip 11 kedudukan standard akan berfungsi. Untuk memperhalusi antena kepada resonans, adalah sangat diingini untuk mempunyai variometer daripada pemancar gelombang panjang atau pertengahan. Penulis menggunakan variometer dari unit gelombang sederhana stesen radio RSB-5, yang mempunyai kearuhan maksimum kira-kira 700 μH. Sudah tentu, ia tidak mencukupi, dan gegelung induktansi malar tambahan yang agak besar disambungkan secara bersiri dengan variometer, dan variometer hanya berfungsi untuk pelarasan. Dalam versi sambungan yang diterangkan antara antena dan pemancar, pelarasan turun untuk memilih kedudukan suis yang memberikan arus maksimum dalam antena dan melaraskan kearuhan gegelung sambungan. Selepas setiap penukaran impedans keluaran pemancar, adalah perlu untuk melaraskan induktansi (variometer) untuk mendapatkan resonans, mencapai arus maksimum dalam antena. Terdapat pilihan lain untuk litar keluaran pemancar dan kaedah konfigurasi lain, tetapi membincangkannya akan membawa kita terlalu jauh daripada topik utama artikel. Oleh itu, menyimpulkan pembentangan, saya berharap pembaca berjaya mencuba, dan jumpa anda di gelombang panjang! Pengarang: Alexander Yurkov (RA9MB)
Mesin untuk menipis bunga di taman
02.05.2024 Mikroskop Inframerah Lanjutan
02.05.2024 Perangkap udara untuk serangga
01.05.2024
▪ Menyejukkan elektronik dengan titisan melompat ▪ HSN-200/300 - bekalan kuasa bajet nipis untuk skrin LED dan ticker ▪ Mengapa e-dagang tidak akan menggantikan bata-dan-mortar
▪ bahagian tapak Elektrik untuk pemula. Pemilihan artikel ▪ artikel oleh Robert Lowell. Kata-kata mutiara yang terkenal ▪ artikel Bagaimana tali dibuat? Jawapan terperinci ▪ Artikel Kerja pada mesin gerudi. Arahan standard mengenai perlindungan buruh ▪ artikel Pengelasan dan tujuan kabel. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik ▪ artikel Diplexer 144/430 MHz. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
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