Antena HF Kvadrat (prinsip operasi). Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

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

Antena HF Kvadrat (prinsip operasi). Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Antena HF

Komen artikel

Salah satu sebab yang menentukan peningkatan ketara dalam aktiviti pengendali gelombang pendek Soviet dan kejayaan mereka dalam pertandingan antarabangsa ialah penggunaan meluas antena arah. Yang paling popular di negara kita ialah "segi empat" dengan dua, tiga atau lebih elemen membentuk corak sinaran. Antena ini akan dibincangkan dalam artikel. Matlamat utama yang dikejar oleh pengarang adalah untuk memberi cadangan kepada pengendali gelombang pendek dalam memilih dan mengkonfigurasi antena, meringkaskan pengalaman pengendali gelombang pendek Soviet dan asing.

Perbandingan "segi empat" dan "saluran gelombang"

Penggunaan meluas "petak" telah menyebabkan keperluan untuk membandingkan ciri-ciri mereka dengan parameter antena popular lain di kalangan amatur radio - "saluran gelombang".

Jadual menunjukkan hasil pengukuran ciri-ciri beberapa antena "persegi" dan "saluran gelombang", yang dipinjam dari majalah "QST", 1968, No. 5. Ia mengikuti daripadanya. bahawa parameter kedua-dua antena adalah lebih kurang sama jika kita membandingkan "saluran gelombang", yang mempunyai satu elemen lebih daripada "petak". Dengan bilangan elemen yang sama, "persegi" akan mendapat keuntungan lebih kurang 2 dB. Menurut data kami, angka ini boleh ditingkatkan kepada sekurang-kurangnya 2,5 dB jika jarak antara elemen dipilih secara optimum.
Parameter antena persegi Saluran gelombang
Jumlah elemen 2 4 6 3 5 7
Keuntungan relatif kepada pemancar isotropik, dB 8.2 11,5 13,4 8.8 12 13,3
Lebar corak arah pada separuh aras kuasa, deg. 60 50 39 61 47 40

Untuk memahami sebab fizikal bagi perbezaan yang ketara, pertimbangkan arah arus (dalam Rajah 1) dalam bingkai - elemen "persegi" dan dalam dipol separuh gelombang - elemen "saluran gelombang".

Antena HF Kvadrat (prinsip operasi)

Daripada Rajah. 1 berikutan bahawa hanya arus yang mengalir di bahagian mendatar bingkai mengambil bahagian dalam pembentukan gambar rajah "persegi", kerana medan dari arus yang mengalir di bahagian menegak saling dikompensasikan. Oleh itu, bingkai adalah bersamaan dengan sistem dua penggetar dipendekkan teruja dalam fasa, dipisahkan ketinggiannya dengan jarak L/4. Adalah diketahui bahawa corak sinaran dalam satah menegak sistem sedemikian, berbanding dengan corak dipol tunggal, mempunyai sudut yang lebih kecil dan, oleh itu, keuntungannya lebih tinggi. Secara kuantitatif, keuntungan dalam keuntungan, bergantung pada parameter dan ketinggian kenaikan kedua-dua elemen, boleh berkisar antara 2,2 hingga 3,1 dB. Keuntungan ini boleh ditentukan oleh formula yang sah dengan ketepatan yang mencukupi untuk julat KB:

A=40000/FgFv di mana A ialah keuntungan, Fg dan Fv ialah lebar corak sinaran dalam satah mendatar dan menegak, masing-masing.

Menggantikan ke dalam formula nilai purata Fg = 180° dan Fv = 135° untuk dipol, Fg = 170° dan Fv = 80° untuk bingkai, kami memperoleh bahawa keuntungan dipol ialah 1,64 kali atau 2,15 dB (berkuasa ), bingkai perolehan - 2,94 kali atau 4,68 dB. Oleh itu, keuntungan purata dalam keuntungan ialah 2,53 dB. Angka ini adalah nyata dan disahkan dalam amalan.

Keuntungan yang sama dicapai apabila bingkai diletakkan pada sudut ke bawah, yang digunakan dalam banyak reka bentuk. Pilihan ini berbeza daripada yang dibincangkan di atas hanya kerana di dalamnya corak sinaran dibentuk oleh komponen mendatar arus yang mengalir di keempat-empat sisi bingkai, dan medan dari komponen menegak diberi pampasan.

Satu lagi ciri "persegi" boleh diperhatikan. Oleh kerana bingkai panjang L membentuk gelung tertutup simetri, pengaruh tanah dan objek sekeliling, yang merosot ciri-ciri antena, adalah kurang.

Memilih reka bentuk yang optimum Secara optimum kami maksudkan data reka bentuk antena sedemikian yang memastikan nisbah sinaran ke hadapan/belakang maksimum pada keuntungan yang cukup tinggi. Nampaknya perlu untuk memperkenalkan definisi ini kerana kewujudan dua kaedah untuk menala antena arah - untuk keuntungan maksimum dan untuk nisbah sinaran ke hadapan/belakang maksimum. Maksima ini tidak bertepatan, dan, seperti yang ditunjukkan oleh amalan, kerugian dari segi sinaran ke hadapan/belakang apabila menala menggunakan kaedah pertama ternyata lebih besar daripada kerugian dalam keuntungan dalam kes kedua.

Dalam proses mereka bentuk antena, amatur radio mesti menentukan bilangan elemen, jarak antara mereka, dan saiznya. Untuk menyelesaikan masalah pertama, mari kita beralih kepada Rajah. 2.

Antena HF Kvadrat (prinsip operasi)

Ia menunjukkan pergantungan keuntungan antena A dan nisbah sinaran ke hadapan/belakang B pada bilangan elemen n. Graf adalah berdasarkan hasil pengukuran (bertepatan dengan data yang dikira) pada antena segi empat sama dengan ciri optimum untuk julat 14 MHz. Seperti yang mudah dilihat, peningkatan dalam kedua-dua parameter menjadi perlahan apabila bilangan elemen bertambah, dan ini menjadi ketara terutamanya apabila n>3. Memandangkan kesukaran yang berkaitan dengan pembuatan dan penalaan antena berbilang elemen, penulis percaya bahawa dalam kebanyakan kes adalah dinasihatkan untuk mengehadkan bilangan elemen kepada tiga. Menurut sesetengah radio amatur asing, antena empat elemen adalah lebih mudah dari segi struktur kerana susunan unsur-unsur yang simetri (berbanding dengan paksi menegak yang melalui pusat jisim). Kami menyerahkan keputusan muktamad kepada pembaca.

Untuk memilih jarak optimum antara elemen, pertimbangkan pergantungan keuntungan A pada jarak S, dinyatakan dalam pecahan panjang gelombang L (Rajah 3). Graf menunjukkan dalam warna hitam pergantungan keuntungan pada jarak antara pemilih dan pemantul dua elemen "segi empat". Di kawasan berlorek sepadan dengan keuntungan maksimum (S = 0,175-0,225L), ia boleh dikatakan tidak berubah, jadi dalam kes ini pilihan jarak dalam had yang ditentukan tidak kritikal.

Untuk antena dengan lebih daripada dua elemen, tugas menjadi lebih rumit kerana pengenalan pembolehubah bebas tambahan (untuk antena tiga elemen - dua, untuk antena empat elemen - tiga, dsb.). Oleh itu, adalah dinasihatkan untuk menetapkan salah satu jarak (contohnya, antara penggetar dan pemantul) dan memilih jarak lain sebagai optimum. Jadi, jika kita mengambil jarak pemantul-penggetar bersamaan dengan 0,2L untuk antena tiga elemen, kita boleh menentukan jarak pengarah-penggetar yang optimum menggunakan lengkung yang ditunjukkan dalam Rajah. 3. Jelas sekali, "persegi" ini akan mempunyai keuntungan terbesar pada jarak penggetar-pengarah 0,175L, dan dalam kes ini, apabila jarak berubah dari 0,14 kepada 0,21L, keuntungan boleh dikatakan kekal malar, walaupun, seperti yang dijangkakan , disebabkan oleh penurunan dalam jalur lebar antena, pergantungan keuntungan pada S menjadi lebih curam.

(klik untuk memperbesar)

Untuk menggambarkan apa yang telah diperkatakan, kita boleh memberikan graf yang diubah sedikit untuk "kuadrat" pada 14 MHz daripada majalah "QST" yang sama. Berdasarkan kajian ke atas sejumlah besar antena, pergantungan keuntungan pada panjang L lintasan untuk mengikat elemen telah ditentukan (Rajah 4). Kawasan berlorek pada graf ialah had yang boleh dilakukan untuk menukar panjang lintasan bagi antena dengan bilangan elemen tertentu. Ia berikutan daripada graf bahawa antena dengan lintasan yang dipendekkan adalah lebih rendah dalam perolehan (dua dan tiga elemen - kira-kira 2 dB) kepada antena dengan jarak antara elemen kira-kira 0,2 L.

Panjang bingkai penggetar lв boleh dikira menggunakan formula:

di mana Ky ialah pekali pemanjangan, bergantung kepada bilangan elemen dan nisbah panjang bingkai kepada diameter wayar; Lp ialah panjang gelombang yang direka bentuk antena.

Untuk menentukan panjang penggetar "persegi" dua elemen, pekali pemanjangan diambil sama dengan 1,01; dengan tiga atau lebih elemen ia sama dengan 1,015-1,02.

Panjang pemantul dua elemen "segi empat" dipilih untuk menjadi 5-6% lebih besar daripada panjang penggetar. Untuk "persegi" tiga elemen, panjang pemantul hendaklah 3-4% lebih panjang, pengarah hendaklah 2,5-3% lebih pendek daripada panjang penggetar; untuk "persegi" empat elemen, panjang pemantul hendaklah 2,5-3% lebih panjang, panjang pengarah hendaklah 2% kurang.

Dalam amalan, reflektor dan pengarah dibuat sedikit lebih pendek daripada yang ditentukan oleh pengiraan, supaya ia boleh dilaraskan menggunakan gelung litar pintas.

Sistem berbilang jalur

Semua yang dikatakan sebelum ini digunakan untuk "petak" jalur tunggal. Dalam amalan, selalunya perlu untuk mencipta sistem berbilang jalur. Walau bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa sebarang kombinasi dalam satah menegak unsur yang ditala kepada frekuensi yang berbeza, terutamanya gandaan dua (iaitu, 14 dan 28, 7 dan 14 MHz, dsb.), membawa kepada kemerosotan ciri utama daripada antena. Mari kita berikan dua contoh. "Petak" dua elemen pada 14, 21 dan 28 MHz dengan bingkai dalam satah yang berbeza (reka bentuk yang dipanggil "landak") mempunyai keuntungan sehingga 9 dB dan nisbah sinaran ke hadapan/belakang sehingga 24 dB; ciri-ciri yang sama bagi "persegi" serupa yang dibuat pada lintasan tidak melebihi 8 dan 22 dB, masing-masing. "Petak" tiga elemen untuk dua julat (14 dan 21 MHz) dengan pemantul jarak memberikan keuntungan sehingga 13 dB dan nisbah sinaran ke hadapan/belakang sehingga 30 dB; untuk "persegi" tiga unsur tiga jalur (julat 28 MHz ditambah dan bingkai terletak satu dalam satu sama lain), ciri-ciri ini merosot kepada 11,5 dan 27 dB, masing-masing.

Untuk mengurangkan pengaruh unsur-unsur yang terletak dalam satah yang sama dan beroperasi pada berbilang frekuensi, adalah mungkin, dengan menyambungkan penyuap dengan sewajarnya, untuk menggunakan pengasingan polarisasi mereka (polarisasi mendatar untuk satu dan polarisasi menegak untuk julat lain).

Pengasingan yang dikira bagi unsur-unsur julat 14-28 MHz dalam "persegi" tiga elemen mencapai 20 dB.

Untuk mendapatkan prestasi terbaik daripada sistem berbilang jalur, adalah wajar untuk mengekalkan jarak optimum antara elemen untuk setiap jalur. Walau bagaimanapun, di sini, disebabkan kesukaran reka bentuk, amatur radio sering terpaksa berkompromi. Satu contoh kompromi sedemikian untuk "petak" tiga elemen pada 14, 21 dan 28 MHz boleh mencapai prestasi yang hampir optimum pada dua jalur pertama dan lebih teruk pada yang ketiga. Pada pendapat kami, keputusan sedemikian adalah wajar kerana ciri-ciri laluan dan kesesakan yang berbeza-beza bagi julat ini. Bergantung pada keperluan antena khusus, amatur radio boleh memilih pilihan lain.

Kesusasteraan

Radio No. 6 1976

Penerbitan: cxem.net

Lihat artikel lain bahagian Antena HF.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Mesin untuk menipis bunga di taman 02.05.2024

Dalam pertanian moden, kemajuan teknologi sedang dibangunkan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan proses penjagaan tumbuhan. Mesin penipisan bunga Florix yang inovatif telah dipersembahkan di Itali, direka untuk mengoptimumkan peringkat penuaian. Alat ini dilengkapi dengan lengan mudah alih, membolehkan ia mudah disesuaikan dengan keperluan taman. Operator boleh melaraskan kelajuan wayar nipis dengan mengawalnya dari teksi traktor menggunakan kayu bedik. Pendekatan ini dengan ketara meningkatkan kecekapan proses penipisan bunga, memberikan kemungkinan penyesuaian individu kepada keadaan khusus taman, serta jenis dan jenis buah yang ditanam di dalamnya. Selepas menguji mesin Florix selama dua tahun pada pelbagai jenis buah, hasilnya amat memberangsangkan. Petani seperti Filiberto Montanari, yang telah menggunakan mesin Florix selama beberapa tahun, telah melaporkan pengurangan ketara dalam masa dan tenaga kerja yang diperlukan untuk menipis bunga. ...>>

Mikroskop Inframerah Lanjutan 02.05.2024

Mikroskop memainkan peranan penting dalam penyelidikan saintifik, membolehkan saintis menyelidiki struktur dan proses yang tidak dapat dilihat oleh mata. Walau bagaimanapun, pelbagai kaedah mikroskop mempunyai hadnya, dan antaranya adalah had resolusi apabila menggunakan julat inframerah. Tetapi pencapaian terkini penyelidik Jepun dari Universiti Tokyo membuka prospek baharu untuk mengkaji dunia mikro. Para saintis dari Universiti Tokyo telah melancarkan mikroskop baharu yang akan merevolusikan keupayaan mikroskop inframerah. Alat canggih ini membolehkan anda melihat struktur dalaman bakteria hidup dengan kejelasan yang menakjubkan pada skala nanometer. Biasanya, mikroskop inframerah pertengahan dihadkan oleh resolusi rendah, tetapi perkembangan terkini daripada penyelidik Jepun mengatasi batasan ini. Menurut saintis, mikroskop yang dibangunkan membolehkan mencipta imej dengan resolusi sehingga 120 nanometer, iaitu 30 kali lebih tinggi daripada resolusi mikroskop tradisional. ...>>

Perangkap udara untuk serangga 01.05.2024

Pertanian adalah salah satu sektor utama ekonomi, dan kawalan perosak adalah sebahagian daripada proses ini. Satu pasukan saintis dari Majlis Penyelidikan Pertanian India-Institut Penyelidikan Kentang Pusat (ICAR-CPRI), Shimla, telah menghasilkan penyelesaian inovatif untuk masalah ini - perangkap udara serangga berkuasa angin. Peranti ini menangani kelemahan kaedah kawalan perosak tradisional dengan menyediakan data populasi serangga masa nyata. Perangkap dikuasakan sepenuhnya oleh tenaga angin, menjadikannya penyelesaian mesra alam yang tidak memerlukan kuasa. Reka bentuknya yang unik membolehkan pemantauan kedua-dua serangga berbahaya dan bermanfaat, memberikan gambaran keseluruhan populasi di mana-mana kawasan pertanian. "Dengan menilai perosak sasaran pada masa yang tepat, kami boleh mengambil langkah yang perlu untuk mengawal kedua-dua perosak dan penyakit," kata Kapil ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Pembaikan jam biologi 22.02.2017

Salah satu pengawal selia utama jam biologi kita ialah hormon melatonin: dua jam sebelum tidur, tahap melatonin mula meningkat, dan kita mula berasa mengantuk, dan apabila bangun, sebaliknya, tahapnya menurun.

Masa apabila tahap hormon kekal tinggi dipanggil malam biologi, dan ia jelas mesti bertepatan dengan malam astronomi. Tetapi kita sudah lama tidak tidur dengan senja petang dan tidak bangun pada waktu subuh: ramai di antara kita tidur dengan nyenyak selepas tengah malam, dan tidak bangun sama sekali dengan sinaran pertama matahari, dan kemudian mengangguk. sepanjang hari.

Mengantuk pada siang hari disebabkan oleh fakta bahawa tahap melatonin kekal tinggi - jam hormon menjadi sesat, kekal dalam mod malam biologi sepanjang hari. Dan masalahnya di sini bukan sahaja kita mahu tidur: kerana jam dalaman yang mengetuk, badan mengalami kekurangan tidur yang berterusan, dan kurang tidur, seperti yang kita ketahui sekarang, mempunyai kesan buruk pada metabolisme dan meningkatkan kemungkinan penyakit seperti diabetes, obesiti dan gangguan kardiovaskular yang berkaitan.

Adakah mungkin untuk mengembalikan jam biologi ke tetapan sebelumnya? Para saintis dari University of Colorado di Boulder memberitahu bagaimana ini boleh dilakukan: ternyata cukup untuk menghabiskan masa seminggu untuk irama melatonin kembali normal. Benar, rekreasi luar selama seminggu mempunyai satu syarat yang ketat: anda tidak boleh membawa sebarang peranti elektronik bersama anda dan tiada sumber pencahayaan tiruan.

Ia adalah cahaya matahari, yang orang melihat empat kali lebih dalam alam semula jadi daripada dalam kehidupan biasa, yang dapat mengatur irama harian mereka. Intinya bukan sahaja pada jumlah cahaya matahari, tetapi juga pada hakikat bahawa pada siang hari ada cahaya, dan pada waktu malam tidak ada cahaya, kecuali cahaya dari nyala api. Pada masa yang sama, perbezaan individu dalam kitaran harian antara orang yang berbeza telah terlicin.

Di kalangan kita ada "larks" yang suka bangun awal, dan "burung hantu" yang suka tidur lewat, tetapi seminggu dalam kempen menukar "burung hantu" menjadi "larks". Sudah tentu, perubahan dalam kitaran melatonin berlaku pada semua orang, tetapi dalam "burung hantu" mereka paling ketara. Perubahan bukan sahaja pada tahap hormon - selepas berada di alam semula jadi, rasa mengantuk siang hari hilang pada orang.

Selepas itu, ternyata seminggu adalah terlalu banyak, dua hari sudah cukup. Kenneth Wright dan rakan-rakannya mengulangi percubaan dengan empat belas orang muda berumur 20 hingga 30 - sembilan daripada mereka keluar dari bandar pada hujung minggu, lima tinggal di bandar. Dalam masa dua hari sahaja, turun naik harian melatonin menghampiri norma mereka selama satu jam. Berbanding dengan kenaikan selama seminggu (atau lebih tepatnya, enam hari), perubahan dua hari menyumbang 69% daripada perubahan hormon yang berlaku dalam enam hari.

Ringkasnya, dalam dua hari tanpa cahaya buatan dan tanpa gajet, jam biologi kembali normal lebih daripada separuh.

Berita menarik lain:

▪ Cermin mata membersihkan diri

▪ Razer Ornata - papan kekunci pertama dengan suis Razer Mecha-Membrane

▪ Meter kelajuan sukan radar dari TI

▪ Burung boleh melihat medan magnet

▪ Tablet Hibrid Teclast X2 Pro

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian laman web Pengawal mikro. Pemilihan artikel

▪ Perkara Undang-undang - Saya bodoh di hadapan undang-undang. Ungkapan popular

▪ artikel Mengapa Carthage bermusuhan dengan Rom? Jawapan terperinci

▪ artikel Adas kuda berbuah kecil. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi

▪ pasal Matahari adalah tukang masak. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Wang kertas utuh. Fokus rahsia

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Komen pada artikel:

Yura
terima kasih banyak, saya baca dulu, saya cuba, kesimpulan, yagi sedang berehat, buatlah, jangan malas, mujur sekarang masih ada kaitan, hasilnya tidak akan membuat anda menunggu

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web