Mengenai pengaruh lintasan logam pada pengendalian antena. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Mengenai pengaruh lintasan logam pada pengendalian antena. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Antena. Teori

Komen artikel

Dalam artikel yang dicadangkan, penulis cuba menjelaskan cadangan yang terdapat dalam kesusasteraan radio amatur mengenai kesan lintasan antena logam pada penggetar separuh gelombang. Hasilnya, nilai pembetulan untuk panjang vibrator, sesuai untuk kegunaan praktikal, diperoleh bergantung pada nisbah dimensi "vibrator-traverse", frekuensi operasi dan jarak abrator dari hujung traverse. , untuk tiga kaedah utama pengikatnya.

Lintasan galas logam, di mana unsur-unsur antena penggetar dipasang, terletak di medan berhampiran antena dan boleh memberi kesan ketara pada parameternya. Khususnya, dimensi semua elemen antena "saluran gelombang", yang dikira tanpa mengambil kira pengaruh sedemikian, memerlukan pembetulan.

Dalam literatur yang tersedia untuk pengarang, tiada analisis terperinci tentang kesan ini, kaedah untuk mengambil kiranya, atau pembetulan intensif buruh yang berkesan tidak ditemui. Dalam perihalan antena, paling baik, terdapat petunjuk bahawa dimensi diberikan untuk pemasangan pada lintasan logam dengan diameter tertentu [1] atau terdapat kenyataan bahawa dalam jalur 432 MHz, kaedah memasang penggetar ke struktur penyokong mempunyai pengaruh yang besar terhadap sifat antena [2] . Dalam [3] adalah disyorkan untuk memanjangkan penggetar sebanyak 0,5...1% dengan kehadiran lintasan logam, dan dalam [4] cadangan diberikan tentang keperluan untuk mengambil kira pengaruh lintasan dengan meningkatkan dikira panjang penggetar dengan 2/3 daripada diameter lintasan. Dicatat dalam buku [5] bahawa untuk pemantul dan pengarah terakhir syarat "2/3" hanya sah jika hujung lintasan yang sepadan menonjol dengan sekurang-kurangnya lima diameter lintasan. Dalam terjemahan Rusia buku oleh K. Rothammel dan A. Krishke [6], penghampiran dan batasan peraturan empirikal "2/3" dicatatkan dan pengaruh kaedah mengikat unsur, serta ketebalan. dan bentuk keratan rentas lintasan ditunjukkan. Di tempat yang sama, dengan merujuk kepada kerja-kerja DL6WU [7, 8], jadual ringkas pembetulan kepada panjang elemen pasif antena "saluran gelombang" dalam jalur 145 dan 432 MHz diberikan.

Metodologi dan model

Pengaruh lintasan konduktif pada panjang resonan penggetar separuh gelombang telah dikaji oleh simulasi elektrodinamik menggunakan program WIPL [9], yang digunakan untuk menganalisis struktur pemancaran dan penyerakan wayar dan plat tanpa mengambil kira kerugian.

Tiga kaedah tipikal pengikat simetri bagi penggetar bulat kepada lintasan heksagon telah dimodelkan (Rajah 1): 1 - penggetar diasingkan daripada lintasan, paksi penggetar dan lintasan tidak bersilang; 2 - penggetar diasingkan dari lintasan, paksi mereka bersilang; 3 - penggetar disambungkan ke lintasan (terdapat hubungan elektrik yang baik - kimpalan), paksi penggetar dan lintasan bersilang.

Mengenai pengaruh lintasan logam pada operasi antena

Ia juga dipercayai bahawa hanya terdapat satu penggetar pada lintasan dan tiada apa-apa selain lintasan yang mempengaruhi panjang resonansnya. Kesan penggetar bukan resonan dalam antena berbilang elemen dan pembetulan panjangnya akan dibincangkan di bawah.

Panjang resonans tepat bagi penggetar separuh gelombang bagi diameter tertentu dengan pengujaan simetri pada frekuensi tertentu ditentukan oleh keadaan X=0, di mana X ialah bahagian khayalan bagi rintangan masukan kompleks Z=R+jX penggetar. Pertama, panjang resonan Lo dalam ruang bebas (tanpa lintasan) ditentukan, dan kemudian, begitu juga, panjang resonan L di bawah syarat-syarat tertentu untuk mengikat elemen ke lintasan tertentu. Nilai pembetulan yang diperlukan dikira sebagai l=L-Lo atau sebagai peratusan sebagai σ=(l/Lo)·100%.

Pengaruh ke atas panjang resonan kaedah mengikat elemen pada lintasan (1, 2. 3), diameter b lintasan setara keratan rentas bulat, panjang hujung yang menonjol lintasan t apabila penggetar adalah dilekatkan pada hujungnya, diameter penggetar d dan panjangnya (secara tidak langsung melalui frekuensi f, yang menentukan panjang gelombang X), serta pengaruh jurang s antara penggetar terpencil dan lintasan.

Dalam jadual. Jadual 1 menunjukkan selang parameter pemodelan relatif, yang hasilnya digunakan selanjutnya untuk mendapatkan hubungan terkira empirikal.

Untuk lintasan heksagon dengan kaedah pemasangan penggetar 3, saiz b=1,09D.

Anggaran "panjang bertindak" lintasan, iaitu, jarak penggetar sedemikian dari hujung lintasan, peningkatan yang secara praktikalnya tidak membawa kepada perubahan dalam nilai pembetulan, boleh dibuat menggunakan hasil simulasi ditunjukkan dalam Rajah. 2. Mengambil kira batasan program WIPL, untuk pemodelan dalam julat frekuensi 150 ... 1200 MHz dan dalam julat keseluruhan diameter lintasan 7,4 ... 29,6 mm, panjang berkesan t1 diambil bersamaan dengan 92 mm.

Mengenai pengaruh lintasan logam pada operasi antena

Hasil simulasi

Pada rajah. Rajah 2 - 4 menunjukkan plot terpilih yang menunjukkan sifat pergantungan pembetulan pada parameter simulasi. Mari kita perhatikan beberapa ketetapan umum.

Kehadiran lintasan logam, yang ketebalannya lebih besar daripada ketebalan penggetar, dengan semua kaedah pengikat, membawa kepada pemendekan elektrik yang ketara bagi penggetar, iaitu, kepada peningkatan frekuensi resonansnya. Untuk memulihkan panjang resonans pada frekuensi sebelumnya, adalah perlu untuk meningkatkan panjang pengiraan penggetar dengan jumlah pemendekan l.

Analisis menunjukkan bahawa kesan ini adalah disebabkan oleh arus melintang lintasan. Oleh itu, ia tidak dapat dikesan melalui simulasi traverse menggunakan program untuk konduktor nipis (MININEC, ELNEC, MMANA), di mana hanya arus membujur konduktor diambil kira, walaupun jika diameter wayar yang cukup besar ditentukan.

Daripada rajah. 2 ia berikutan bahawa semakin lama penggetar, semakin kecil nilai pembetulan l. Pada frekuensi 600 dan 1200 MHz, kesan resonans lintasan adalah ketara, walaupun ia tidak ketara.

Pengaruh lintasan paling ketara dalam sambungan yang dibuat mengikut kaedah 3, dan apabila memasang penggetar tanpa sentuhan elektrik, ia sangat bergantung pada saiz jurang dalam kaedah 1 dan hampir tidak bergantung pada saiz jurang. (dalam had yang munasabah) dalam pilihan pemasangan 2.

Nilai pembetulan untuk ketebalan traverse tertentu bergantung secara berbeza pada ketebalan penggetar (Rajah 3): untuk sambungan dengan jenis kenalan 3, dengan peningkatan diameter penggetar, ia berkurangan dengan ketara, untuk sambungan jenis 2 tanpa sentuhan, sebaliknya, ia meningkat, dan dalam kaedah 1 pergantungan sedemikian sangat kecil dan boleh dikatakan tidak hadir pada pelepasan sifar. Kesan frekuensi dikurangkan kepada peningkatan sederhana dalam nilai l dengan peningkatan frekuensi - 1,5 ... 2 kali dalam julat 100 ... 1200 MHz.

Mengenai pengaruh lintasan logam pada operasi antena

Ketebalan (diameter) lintasan mempunyai pengaruh paling kuat pada nilai pembetulan (Rajah 4). Jadi, pada frekuensi 800 MHz, diameter penggetar 2 mm (panjang resonans tanpa lintasan 176,2 mm) dan diameter lintasan b = 14,8 mm, pembetulan adalah 9,74 mm (yang, dengan cara ini, dalam kes ini hampir kepada nilai 2b/3 , dipetik dalam literatur sebagai cadangan untuk membetulkan panjang mana-mana penggetar dengan sambungan jenis ke-3). Peningkatan dua kali ganda dalam b membawa kepada peningkatan dalam I sebanyak 2,47 kali, dan penurunan dua kali ganda - kepada penurunan yang sepadan dalam l sebanyak 2,59 kali.

Mengenai pengaruh lintasan logam pada operasi antena

Peningkatan ketara dalam pembetulan apabila tempat lampiran penggetar dikeluarkan dari hujung lintasan ditentukan sehingga jarak 3 ... 5 diameter lintasan (Rajah 4), dan jika penggetar dipasang pada hujung traverse (t = 0), maka nilai l boleh menjadi lebih kurang 60.. .70% daripada maksimum.

Pada rajah. 5 menunjukkan lakaran beberapa model dengan keratan rentas segi empat tepat dan segi empat sama.

Mengenai pengaruh lintasan logam pada operasi antena

Pada model dalam Rajah. 5a, pengiraan pembetulan dibuat untuk perbandingan dengan kaedah pengikat yang serupa (1) pada lintasan heksagon dengan diameter keratan rentas bulat yang sama bersamaan dengan kaedah ke-3 (b = 14,8 mm). Perbandingan ini ditunjukkan dalam Rajah. 6, dari mana ia mengikuti bahawa dalam kes ini, apabila penggetar selari dengan salah satu muka lintasan segi empat sama, pengaruh lintasan sedemikian nyata lebih kuat. Diameter lintasan bulat, bersamaan dengan lintasan segi empat sama dengan pengancing yang dibuat mengikut kaedah 3 (Rajah 5, d), dianggap sebagai b = 1.14D.

Mengenai pengaruh lintasan logam pada operasi antena
nasi. 5 memberikan beberapa idea tentang pergantungan pengaruh traverse pada bentuk bahagiannya dan lokasi penggetar. Semua model dalam Rajah. 5 terletak dari atas ke bawah dalam susunan menaik pembetulan untuk panjang penggetar dengan luas keratan rentas malar lintasan dan parameter serupa yang lain.

Permohonan praktikal

Berdasarkan keputusan pemodelan untuk cara yang berbeza untuk melekatkan penggetar pada lintasan, ungkapan empirikal diperoleh yang mengaitkan nilai pembetulan yang diperlukan dengan data awal (dimensi dan kekerapan). Untuk mencari kebergantungan ini, prosedur regresi berbilang telah digunakan (Stat-graphtcs plus v.2.1 [10]). Ralat punca-min-kuasa dua dalam mengira nilai relatif pembetulan l/b mengikut formula ialah 0,0115 untuk kaedah pengikat 1, 0,00758 untuk kaedah pengikat 2 dan 0,0132 untuk kaedah 3. Formula pengiraan adalah sangat menyusahkan dan tidak diberikan. di sini.

Mengikut formula yang diperoleh, program pengiraan telah disusun. Teks program: boom_r.bas bahasa Rusia dan boom_e.bas bahasa Inggeris dalam Turbo-Basic, serta fail boleh laku boom_r.exe dan boom_e.exe, masing-masing, boleh dimuat turun oleh itu. Kemasukan data dibuat dalam mod dialog dengan sekatan mengikut Jadual. 1. Memandangkan program berfungsi pada saiz relatif, julat kekerapan untuk pengiraan tidak dihadkan oleh julat simulasi.

Mengenai pengaruh lintasan logam pada operasi antena

Dalam jadual. Rajah 2 menunjukkan untuk perbandingan nilai pembetulan (kaedah pemasangan 3) untuk frekuensi 432 MHz, yang diperoleh oleh DL6WU [8] untuk diameter unsur yang tidak diketahui d dan dikira menggunakan program kami untuk tiga nilai d.

Mengenai pengaruh lintasan logam pada operasi antena

Penggetar bukan resonan

Keputusan yang diperoleh juga boleh digunakan untuk membetulkan panjang penggetar pasif bukan resonan antena "saluran gelombang". Untuk melakukan ini, anda perlu terlebih dahulu mengira nilai relatif b pembetulan untuk penggetar resonans di bawah keadaan yang sama. Program boom menukar pembetulan mutlak l (dalam milimeter) kepada σ relatif (dalam peratus). Kemudian nilai yang sama bagi pembetulan relatif l digunakan pada panjang penggetar pasif yang dikira (tidak termasuk pengaruh lintasan) dan sebagai hasilnya, nilai mutlak pembetulan diperoleh. Sebagai contoh, panjang pengiraan reflektor dengan diameter 20 mm pada frekuensi 50 MHz ialah 3060 mm. Diameter traverse b=80 mm, t=140 mm, jenis pengikat 3 atau jenis 1 dengan celah s=20 mm. Pengiraan mengikut program boom memberikan pembetulan l=32,74 mm (σ=1,15%) untuk jenis pengancing 3, l=8,44 mm (σ=0,3%) - untuk jenis 1 Oleh itu, dalam kes pertama, reflektor adalah perlu untuk memanjangkannya sebanyak 1,15% daripada anggaran panjangnya, iaitu sebanyak 3060-0,0115 = 35,2 mm, dan pada yang kedua - sebanyak 0,3% daripada anggaran panjang, iaitu sebanyak 3060 0,003 = 9,18 mm.

Teknik ini, dengan ralat anjakan fasa sehingga ±3°, boleh digunakan untuk penggetar yang berbeza panjang daripada yang resonan sebanyak ±10% atau kurang. Pengaruh lintasan tanpa pembetulan boleh membawa dalam kes ini kepada sisihan fasa sehingga ±15°.

Pengaruh penggetar lain juga mudah diambil kira menggunakan simulator antena wayar mudah, seperti MININEC, dll.

Kesesuaian teknik ini diuji dalam amalan, khususnya, dalam pembangunan antena "saluran gelombang" 11 elemen pegun dalam julat 820 ... 875 MHz untuk pelanggan selular jauh. Panjang pengiraan semua elemen (d = 5,6 mm) dinaikkan sebanyak 2,3% untuk pemasangan pada lintasan aluminium dengan diameter 15 mm mengikut kaedah 2 dengan panjang hujung lintasan yang menonjol sekurang-kurangnya 60 mm. Walau bagaimanapun, jika elemen (pemantul atau pengarah terakhir) dipasang pada jarak 10 mm dari hujung lintasan, panjangnya hanya perlu ditingkatkan sebanyak 1.5%.

Kami berharap hasil yang diperoleh dapat berguna kepada amatur radio, serta pembangun dan pereka antena penggetar untuk televisyen, komunikasi radio dan aplikasi lain. Soalan, maklum balas, cadangan, komen, kritikan akan diterima dengan penuh terima kasih di: . Penulis berterima kasih kepada V. V. Krylov dan I. P. Kovalev untuk nasihat dan komen yang berharga.

Kesusasteraan

Spindler E. Reka bentuk praktikal antena. Per. dengan dia. - M.: Mir, 1989.
Benkovsky 3., Lipinsky E. Antena amatur gelombang pendek dan ultrashort. Per. daripada bahasa Poland. - M.: Radio dan komunikasi, 1983.
Buku Panduan Amatur Radio-ARRL, 1973.
Rothammel K. Antena. Per. dengan dia. - M.: Tenaga, 1979.
Rambousek A. Amaterska technika velmi kratkach vln. - Prague: Nase vojsko, 1961
Rothammel K., Krishke A. Antennas Jilid 2. Diterjemah daripada bahasa Jerman. - Minsk: OMO "Bandar Kami", 2001
Hoch G. Wirkungswelle und optimume Dimensionerung von Yagi-AntBnnen. - UKW-Berichte, 1/1977, s.27-36.
Hoch G. Mehr Gewinn mit Yagi-Antennen. - UKW-Berichte, 1/1978, s. 2-9.
Kolundzija BM ea WIPL: Program untuk Pemodelan Elektromagnet bagi Struktur Dawai dan Plat Komposit. - IEEE Antenas and Propagation Magazine, Vol.38, No.1, Februari 1996
Duke V. Pemprosesan data pada PC dalam contoh. - S.-Pb. Peter, 1997.

Pengarang: A. Grechikhin (UA3TZ), N. Seleznev, Nizhny Novgorod

Lihat artikel lain bahagian Antena. Teori.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Tenaga dari angkasa untuk Starship 08.05.2024

Menghasilkan tenaga suria di angkasa semakin boleh dilaksanakan dengan kemunculan teknologi baharu dan pembangunan program angkasa lepas. Ketua syarikat permulaan Virtus Solis berkongsi visinya menggunakan SpaceX's Starship untuk mencipta loji kuasa orbit yang mampu menggerakkan Bumi. Startup Virtus Solis telah melancarkan projek bercita-cita tinggi untuk mencipta loji kuasa orbit menggunakan Starship SpaceX. Idea ini boleh mengubah dengan ketara bidang pengeluaran tenaga suria, menjadikannya lebih mudah diakses dan lebih murah. Teras rancangan permulaan adalah untuk mengurangkan kos pelancaran satelit ke angkasa menggunakan Starship. Kejayaan teknologi ini dijangka menjadikan pengeluaran tenaga suria di angkasa lebih berdaya saing dengan sumber tenaga tradisional. Virtual Solis merancang untuk membina panel fotovoltaik yang besar di orbit, menggunakan Starship untuk menghantar peralatan yang diperlukan. Walau bagaimanapun, salah satu cabaran utama ...>>

Kaedah baharu untuk mencipta bateri berkuasa 08.05.2024

Dengan perkembangan teknologi dan penggunaan elektronik yang semakin meluas, isu mewujudkan sumber tenaga yang cekap dan selamat menjadi semakin mendesak. Penyelidik di Universiti Queensland telah melancarkan pendekatan baharu untuk mencipta bateri berasaskan zink berkuasa tinggi yang boleh mengubah landskap industri tenaga. Salah satu masalah utama dengan bateri boleh dicas semula berasaskan air tradisional ialah voltan rendahnya, yang mengehadkan penggunaannya dalam peranti moden. Tetapi terima kasih kepada kaedah baru yang dibangunkan oleh saintis, kelemahan ini telah berjaya diatasi. Sebagai sebahagian daripada penyelidikan mereka, saintis beralih kepada sebatian organik khas - katekol. Ia ternyata menjadi komponen penting yang boleh meningkatkan kestabilan bateri dan meningkatkan kecekapannya. Pendekatan ini telah membawa kepada peningkatan ketara dalam voltan bateri zink-ion, menjadikannya lebih berdaya saing. Menurut saintis, bateri sedemikian mempunyai beberapa kelebihan. Mereka mempunyai b ...>>

Kandungan alkohol bir hangat 07.05.2024

Bir, sebagai salah satu minuman beralkohol yang paling biasa, mempunyai rasa uniknya sendiri, yang boleh berubah bergantung pada suhu penggunaan. Satu kajian baru oleh pasukan saintis antarabangsa telah mendapati bahawa suhu bir mempunyai kesan yang ketara terhadap persepsi rasa alkohol. Kajian yang diketuai oleh saintis bahan Lei Jiang, mendapati bahawa pada suhu yang berbeza, molekul etanol dan air membentuk pelbagai jenis kelompok, yang mempengaruhi persepsi rasa alkohol. Pada suhu rendah, lebih banyak gugusan seperti piramid terbentuk, yang mengurangkan kepedasan rasa "etanol" dan menjadikan rasa minuman kurang alkohol. Sebaliknya, apabila suhu meningkat, gugusan menjadi lebih seperti rantai, menghasilkan rasa alkohol yang lebih ketara. Ini menjelaskan mengapa rasa beberapa minuman beralkohol, seperti baijiu, boleh berubah bergantung pada suhu. Data yang diperoleh membuka prospek baharu bagi pengeluar minuman, ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Ditambah 14 tahun kepada umur perokok 29.10.2001

Setiap 20 tahun merokok menua kulit anda dengan tambahan 14 tahun. Kesimpulan ini dibuat oleh penyelidik dari English Institute of Dermatology of St. John di London.

Mereka mendapati bahawa tembakau mencetuskan tindakan enzim khas yang memecahkan kolagen, komponen elastik utama kulit yang menghalang kedutan. Biasanya, enzim ini berfungsi semasa pertumbuhan badan, memusnahkan beberapa struktur kulit supaya ia boleh diperbaharui.

Tindakan enzim biasanya dihalang oleh perencat khas, tetapi salah satu daripada ribuan sebatian yang terkandung dalam asap tembakau - ia belum diketahui yang mana satu - menghilangkan kesan perencatan. Kolagen dimusnahkan secara tidak dapat dipulihkan, dan tiada krim atau salap dapat memulihkannya.

Jadi, seseorang yang mula merokok pada usia 15 tahun kelihatan seperti berusia 35 tahun pada usia 49 tahun.

Berita menarik lain:

▪ Jaket pintar Levi

▪ Minum - datang ke penguji

▪ Air masak lebih berbahaya daripada air yang ditapis

▪ Teh tidak akan melimpah

▪ komputer kepala

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Wonders of Nature. Pemilihan artikel

▪ rencana oleh Shpolyansky Aminadav Peisakhovich (Don-Amidano). Kata-kata mutiara yang terkenal

▪ artikel Sejak bila kapal wap belayar di laut? Jawapan terperinci

▪ artikel Jururawat Muda Kejururawatan. Deskripsi kerja