ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Kesan antena penyuap. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Komunikasi radio awam Operasi biasa laluan penyuap antena sebahagian besarnya menentukan keberkesanan stesen radio amatur secara keseluruhan. Kesan yang dibincangkan dalam artikel ini boleh mengurangkannya dengan ketara, kerana ia menunjukkan dirinya dalam kebanyakan reka bentuk antena praktikal (termasuk buatan kilang). Bahagian pertama artikel mendedahkan punca kesan antena penyuap dan pengaruhnya ke atas operasi laluan penyuap antena. Bahagian kedua akan memberikan cadangan praktikal untuk menghapuskan pengaruh ini. Hampir setiap pengendali gelombang pendek menyedari keadaan apabila pemancaran terganggu dengan peralatan elektronik di dalam rumah - lampu neon bersinar apabila dibawa ke badan pemancar yang dihidupkan, dan penerimaan diiringi oleh gangguan yang kuat dari asal tempatan. Ini adalah manifestasi yang paling menarik dari kesan antena pengumpan yang telah lama dikenali, tetapi agak sedikit dipelajari, intipati dan ciri-cirinya digariskan dalam artikel. Intipati dan punca kesan antena penyuap Kesan antena biasanya dipanggil fenomena sinaran atau penerimaan gelombang radio oleh objek yang tidak dimaksudkan untuk ini. Talian suapan seharusnya hanya berfungsi untuk menghantar tenaga frekuensi tinggi dari pemancar ke antena atau dari antena ke penerima. Mari kita mulakan pertimbangan kita tentang punca kesan penyuap antena (AEF) dengan mod penghantaran. Seperti yang diketahui, medan elektromagnet yang dipancarkan oleh antena dicipta oleh arus ulang alik yang mengalir melalui konduktor konstituennya. Hampir selalu antena tidak berada di ruang kosong. Mungkin terdapat banyak objek di kawasan berhampirannya (contohnya, dalam panjang gelombang a). Ini adalah wayar talian bekalan kuasa, penyiaran radio dan komunikasi, menjalankan tiang, penyokong dan lelaki, paip, tali pinggang, kelengkapan, badan dan fiuslaj kenderaan, bumbung dan dinding bangunan, badan pengendali dan permukaan bumi . Jika arus entah bagaimana timbul dalam objek sekeliling (disebabkan, contohnya, oleh medan dekat antena), maka medan sinaran yang dicipta oleh arus ini akan menambah medan daripada arus antena. Antena bersama-sama dengan persekitarannya akan dipanggil sistem antena (AS). Di bawah keadaan ini, ciri pembesar suara mungkin berbeza jauh daripada ciri pengiraan antena itu sendiri. Untuk menjadikan ciri pembesar suara kurang bergantung pada persekitaran, mereka cuba menaikkan antena lebih tinggi, memasangnya lebih jauh daripada struktur konduktif, dan membuat tiang bukan logam dan wayar lelaki. Salah satu objek yang paling hampir dan pada asasnya tidak boleh ditanggalkan mengelilingi antena ialah penyuap yang menyuapnya. Pengumpan paling mudah ialah talian dua wayar terbuka. Dalam kes yang ideal, nilai serta-merta arus dalam wayar talian dalam mana-mana bahagian penyuap dan pada bila-bila masa adalah sama dalam magnitud dan bertentangan arah, iaitu, jumlah arus kedua-dua wayar penyuap dalam mana-mana bahagian adalah sifar. Kami akan memanggil arus sedemikian sebagai antifasa. Talian dua wayar terbuka akan memancar walaupun di bawah keadaan ini, sebab untuk ini adalah jarak terhingga d antara wayar talian. Garis menegak memancarkan gelombang terkutub menegak dalam satah mengufuk dengan maksima pada satah garisan dan gelombang terpolar mendatar dengan maksima berserenjang dengan satah ini. Medan sinaran adalah berkadar dengan nisbah d/X. Sinaran garisan dua wayar adalah minimum dengan beban talian yang sepadan dan meningkat dengan ketara dengan ketidakpadanan, apabila gelombang arus berdiri muncul. Fenomena yang diterangkan (di bawah keadaan arus antifasa yang ketat dalam sistem wayar penyuap) dipanggil kesan antena penyuap jenis ke-2 (AEF-2) [1]. Dalam amalan ia menunjukkan dirinya sangat lemah. Sebagai contoh, pada frekuensi 145 MHz, talian dari kabel televisyen KATB (atau KATP) dengan panjang a/2 dan d = 10 mm, disebabkan oleh kesan ini, memancarkan medan kira-kira 50 kali lebih lemah daripada setengah- penggetar gelung gelombang disambungkan ke talian ini. Terdapat banyak sebab mengapa jumlah arus semua wayar dalam keratan rentas garis penyuap mungkin berbeza daripada sifar. Rajah vektor (Rajah 1) menunjukkan bahawa dengan perbezaan sewenang-wenangnya dalam fasa dan amplitud arus I1 dan I2 dalam wayar individu, arus ini boleh diwakili sebagai jumlah komponen antifasa I1n = I2n dan dalam fasa I1c =l2c. (yang terakhir kadang-kadang dipanggil satu hujung). Medan yang dicipta oleh arus mod biasa bagi wayar berbeza tidak diberi pampasan (seperti antifasa), tetapi disimpulkan. Jika panjang penyuap adalah setanding dengan X, maka jumlahnya boleh menghasilkan sinaran tambahan yang besar. Fenomena ini dipanggil kesan antena penyuap jenis pertama (AEF-1) [1]. Ia nyata lebih serius daripada AEF-1. yang akan dibincangkan di bawah. Memandangkan AEF jenis pertama (selepas ini hanya AEF) dikaitkan dengan arus mod biasa, tugas menentukan puncanya boleh dikurangkan kepada mencari sebab munculnya arus mod biasa talian penyuap dalam mod penghantaran (dalam mod penerimaan, arus sedemikian sentiasa timbul di bawah pengaruh medan elektromagnet luaran). Mari kita pertimbangkan antena dipol mendatar dengan penyuap dua wayar tanpa mengambil kira tanah. Kami akan menganggap bahawa pembesar suara hanya terdiri daripada antena dan penyuap. Medan sinaran pembesar suara pada setiap titik dalam ruang ialah jumlah vektor medan yang dicipta oleh arus semua konduktor pembesar suara. Jumlah medan pada setiap titik bergantung kepada pengagihan arus di sepanjang konduktor sistem. Pengagihan ini pada frekuensi tertentu ditentukan secara unik oleh bentuk, saiz dan penempatan wayar pembesar suara. serta kaedah rangsangan. Pertimbangan yang agak jelas membawa kepada kesimpulan (disahkan oleh pengiraan dan amalan) bahawa dengan simetri geometri pembesar suara dan pengujaan simetri (antifasa ketat), pengagihan arus juga akan simetri di sepanjang wayar antena dan di sepanjang wayar penyuap. Dalam kes ini, jumlah arus mod biasa semua wayar penyuap akan sama dengan sifar. Contoh kes sedemikian ditunjukkan dalam model dalam Rajah. 2, a. Arus wayar penyuap simetri adalah sama dalam amplitud dan antifasa, ini ditentukan oleh simetri lengan antena penggetar dan lokasi simetri penyuap simetri berbanding lengan ini, serta sambungan simetri bagi penjana ke permulaan talian penyuap. Mana-mana sebab berikut boleh membawa kepada kemunculan arus penyuap mod biasa: asimetri antena (asimetri geometri lengan, kuasa tiada di tengah, Rajah 2, b): asimetri penyuap (diameter atau panjang wayar yang berbeza, Rajah 2, c); asimetri sistem pembesar suara secara keseluruhan (kedudukan relatif asimetri antena dan penyuap, Rajah 2, d). Apabila mengambil kira "tanah", asimetri geometri AS berbanding dengan "tanah" (Rajah 2, e) dan asimetri elektrik sumber berbanding dengan "tanah" (Z1-Z2. Rajah 2, f) akan ditambah di sini. Sekiranya dalam keadaan sebelumnya simetri lengkap mungkin pada dasarnya, maka apabila memberi makan antena simetri dengan penyuap sepaksi (asas tidak simetri) tanpa mengambil langkah khas, AEF-1 tidak dapat dielakkan, walaupun pengumpan sedemikian bebas daripada AEF-2. Ciri khas garis sepaksi ialah... bahawa pada frekuensi radio tinggi ia boleh dianggap bukan sebagai dua wayar, tetapi sebagai talian tiga wayar. Arus sepanjang permukaan dalam dan luar jalinan kabel mungkin berbeza disebabkan oleh kesan kulit. Untuk menganalisis arus mod biasa dalam model, anda boleh mewakili permukaan luar jalinan kabel sebagai satu wayar, dan sambungkan penjana terus ke antena. Dalam kes apabila konduktor pusat kabel disambungkan ke satu lengan antena simetri, dan jalinan ke yang lain (model - Rajah 3, a), maka walaupun dengan susunan simetri geometri kabel berbanding dengan antena , AEF akan berlaku dalam pembesar suara. Sebabnya ialah asimetri elektrik menyambungkan sumber yang setara dengan pembesar suara simetri geometri (sumber diandaikan sebagai titik dan disambungkan tepat di tengah antena, tetapi di sebelah kiri adalah satu lengan antena, dan pada kanan ialah satu lagi ditambah permukaan luar jalinan kabel!). Pengagihan semasa dalam kes ini sangat bergantung pada panjang elektrik permukaan luar jalinan kabel (disebabkan oleh penebat luaran ia adalah kira-kira 1% lebih besar daripada geometri), dengan panjang resonans (nombor integer separuh gelombang mengambil kira panjang pembumian untuk hujung bawah yang dibumikan atau nombor integer separuh gelombang ditambah a/4 untuk hujung kabel yang tidak dibumikan, seperti dalam kes kami), amplitud maksimum lc arus mod biasa kabel adalah maksimum dan boleh mencapai 43% daripada amplitud maksimum arus I lengan kiri antena (Rajah 3,b). Menggunakan contoh ini, adalah mudah untuk menunjukkan "mekanisme" yang dipermudahkan untuk mengaruh arus di sepanjang permukaan luar jalinan, yang akan membantu untuk membayangkan dengan lebih jelas proses fizikal yang membawa kepada AEF. Salah satu sebab untuk arus mod biasa adalah jelas: ia adalah sumber pengujaan yang setara dengan salah satu terminal yang mana konduktor luar disambungkan. Walau bagaimanapun, konduktor ini juga terletak di medan berhampiran lengan antena, yang arusnya tidak sama. Akibatnya, terdapat satu lagi sebab untuk arus mod biasa: medan dekat antena yang tidak simetri, dan oleh itu tidak berkompensasi, di lokasi penyuap. Idea ini, sudah tentu, sangat primitif, tetapi kadang-kadang dalam amalan memerangi AEF sebab kedua ini adalah atas sebab tertentu tidak diambil kira sama sekali. Antena terpolarisasi menegak yang terletak pada altitud rendah adalah tidak simetri dengan ketara berbanding "tanah" (atau bumbung). Walaupun kita memastikan simetri relatif formal antena dan penyuap (dipol menegak apabila disuap dari sisi). AEF tidak dapat dielakkan. Oleh itu, semasa operasi penghantaran, arus mod biasa penyuap boleh timbul atas mana-mana sebab utama berikut:
Dalam mod penerimaan, di bawah pengaruh medan elektromagnet luaran pada talian penyuap, kedua-dua arus antifasa dan infasa boleh timbul dalam wayarnya. Yang pertama timbul dalam talian dua wayar terbuka dan secara langsung menjejaskan input penerima (AEF jenis ke-2). Arus mod biasa berlaku dalam mana-mana talian penyuap. Disebabkan oleh prinsip timbal balik, pengaruh arus ini pada input penerima (AEF jenis pertama) adalah lebih kuat, lebih besar intensiti relatif arus mod biasa penyuap pembesar suara tertentu dalam mod penghantaran . Hanya arus penyuap antifasa boleh bertindak terus pada input penerima yang dikonfigurasikan dengan betul. "Mekanisme" untuk menukar arus mod biasa dalam mod penerimaan kepada arus anti fasa adalah serupa dengan yang diterangkan di atas untuk penyuap sepaksi dalam mod penghantaran. Salah satu caranya ialah menyambungkan permukaan luar jalinan dengan bahagian dalam pada titik sambungan antena, dan yang kedua - melalui antena, menggunakan arus mod biasa medan dekat yang tidak simetri untuk lengan antena yang berbeza dengan pembesar suara asimetri. Ciri-ciri sistem pembesar suara dengan mengambil kira penyuap sebagai sebahagian daripadanya berbeza daripada ciri antena yang dikira tanpa mengambil kira pengaruh penyuap. Justeru. AEF bukan sahaja penerimaan atau penghantaran terus oleh penyuap, jadi konsepnya boleh dikembangkan. AEF dalam erti kata yang luas ialah pengaruh penyuap pada ciri-ciri sistem antena (kedua-dua semasa penerimaan dan penghantaran). Mari kita pertimbangkan pengaruh ini dengan lebih terperinci. Manifestasi kesan antena penyuap Manifestasi AEF yang paling ketara telah dinyatakan di atas. Mari kita pertimbangkan dengan lebih terperinci ini dan kemungkinan manifestasi penting AEF yang lain. Sebagai contoh, mari kita ambil penggetar separuh gelombang mendatar dan antena GP menegak yang terkenal dengan ketinggian λ/4 dengan tiga pemberat balas yang sama panjang, dipasang pada sudut 135° kepada pemancar. Impedans input antena sedemikian dalam ruang bebas dan tanpa mengambil kira pengaruh penyuap adalah aktif semata-mata dan adalah kira-kira 50 Ohm. Dalam Rajah. Rajah 4 menunjukkan corak arah (DP) dalam satah menegak dan taburan arus sepanjang wayar pin (I1) dan pemberat balas (I2 - I4) untuk kes ini. Semua ciri yang diberikan di sini diperoleh menggunakan simulasi komputer tanpa mengambil kira kerugian. Semasa penghantaran, manifestasi ADF berikut mungkin berlaku. 1. Kemunculan sinaran AS dengan polarisasi bukan primer. Jika polarisasi utama antena adalah menegak, dan penyuap tidak menegak, sinaran penyuap dengan komponen mendatar akan muncul. Jika polarisasi antena utama adalah mendatar dan penyuap tidak mendatar, sinaran penyuap dengan komponen menegak akan muncul. Contoh - corak dalam satah menegak Rajah. 5 untuk dipol mengufuk. Komponen menegak medan En disebabkan oleh AEF adalah kira-kira 30% daripada komponen mendatar berguna En. Dan ini adalah kesan yang sangat tidak diingini, sebagai contoh, untuk penerimaan televisyen. 2. Perubahan corak dengan polarisasi utama. Sinaran daripada penyuap dengan polarisasi utama boleh membawa kepada perubahan ketara dalam corak utama (contohnya, untuk antena menegak dalam satah menegak): kearah arah perubahan arah utama (sama ada boleh menurun atau meningkat), dan lobus yang tidak diingini muncul ke arah lain. Contoh - rajah. 6 untuk antena GP dengan panjang kabel yang tidak dibumikan 9λ/4. Jika kabel dengan polarisasi utama tidak memancar, maka corak mungkin berubah akibat memecahkan simetri pengujaan (Rajah 7 untuk Ep, dipol mendatar) 3 Perubahan dalam rintangan input kompleks. Untuk antena GP, bergantung pada panjang penyuap sepaksi, komponen aktif R impedans kompleks pada titik pengujaan Z = R + jX boleh berbeza dari 42 hingga 100 Ohms. dan komponen reaktif X adalah dari -40 hingga +17 Ohms. 4. Perubahan dalam impedans input dikaitkan dengan perubahan dalam nisbah gelombang berdiri (SWR) dalam talian penyuap. Dalam Rajah. Rajah 8 menunjukkan pergantungan SWR untuk antena GP pada λ=10.9 m: 1 - dengan sambungan kabel "biasa" ke antena; 2 - dengan "penebat" yang ideal pada permukaan luar jalinan pada titik sambungan ke antena. Seperti yang dapat dilihat daripada graf, SWR dalam kedua-dua kes bergantung pada panjang penyuap, yang tidak sepatutnya berlaku jika tiada arus mod biasa (AEF) dan kerugian dalam penyuap [2]. Mari kita perhatikan di sini bahawa arus mod biasa yang membawa kepada perubahan dalam SWR (melalui Z), tetapi bukan sebaliknya! Kebergantungan AEF-2 pada SWR mempunyai "mekanisme" yang berbeza. 5. SWR yang lemah bermaksud kehadiran dalam arus penyuap sebahagian besar gelombang berdiri yang tidak terlibat dalam pemindahan tenaga RF. Dalam kabel sebenar, kerugian meningkat, mengakibatkan penurunan kecekapan sistem penyuap antena. Arus mod biasa sendiri juga membawa kepada kehilangan tenaga tambahan yang dibekalkan kepada pembesar suara. 6. Kemerosotan DP dan SWR. penurunan kecekapan mengurangkan potensi tenaga pautan radio. Julat penerimaan yang boleh dipercayai berkurangan, dan untuk mencapai kualiti komunikasi yang diharapkan, adalah perlu untuk meningkatkan kuasa. Dan ini adalah penggunaan tenaga tambahan. Pada masa yang sama, masalah di bawah mata 7-9 menjadi lebih teruk. 7. Menukar corak sinaran membawa kepada kemunculan sinaran ke arah yang tidak diingini, yang boleh mewujudkan gangguan sengit atau tahap medan yang tidak boleh diterima mengikut piawaian kebersihan. 8. Jika penyuap terletak berhampiran talian lain, contohnya, talian kuasa atau telefon, kehadiran gandingan induktif dengannya dengan kehadiran AEF boleh membawa kepada kesukaran yang serius dalam memastikan operasi bersama stesen radio dengan radio lain- peralatan elektronik (gangguan bersama yang kuat semasa penghantaran dan penerimaan). 9. Medan elektromagnet yang ketara mungkin timbul berhampiran penyuap peranti pemancar, setanding dengan medan berhampiran bahagian aktif pembesar suara. Semua. mengenai perubahan dalam ciri umum pemancar pembesar suara. sama terpakai untuk menerima pembesar suara (DP. impedans input. SWR. Kecekapan) Sumber luar gangguan dengan polarisasi bukan utama atau dalam kawasan lobus DP tambahan. atau berhampiran penyuap akan mencipta, dengan kehadiran AEF, bunyi latar belakang tambahan semasa penerimaan. Mari kita perhatikan beberapa ciri umum manifestasi AEF: 1. AEF menunjukkan dirinya lebih kuat dengan saiz penyuap resonan dan lebih lemah dengan saiz bukan resonan. 2. Sifat perubahan corak dengan kehadiran AEF bergantung pada panjang penyuap. Semakin panjang penyuap menegak, semakin bergerigi corak dalam satah menegak. 3. Penguatan AS dalam arah utama dengan kehadiran AEF boleh sama ada lebih besar atau kurang daripada tanpa mengambil kira AEF. 4. Semakin kuat AEF, semakin kuat medan berhampiran antena tempat penyuap berada. Dalam pengertian ini, antena GP yang dipertimbangkan adalah salah satu yang paling terdedah. 5. Dalam antena penggetar (dipole), AEF lebih jelas daripada antena bingkai. 6. Dalam antena terkutub menegak, AEF kelihatan lebih kerap dan lebih kuat daripada antena terkutub mendatar. 7. Pengaruh penyuap pada ciri pembesar suara adalah lebih kuat, lebih kecil saiz antena dan lebih rendah kecekapannya. ADF sangat berbahaya untuk antena elektrik kecil. 8. AEF amat berbahaya untuk sasaran tinggi dan. khususnya, antena mencari arah. 9. Manifestasi AEF dalam menerima pembesar suara tidak kurang, malah lebih serius, berbanding dengan pemancar. Masalah ini mula-mula timbul untuk menerima penceramah Kesusasteraan
Pengarang: Anatoly Grechikhin (UA3TZ), Dmitry Proskuryakov Lihat artikel lain bahagian Komunikasi radio awam. Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini. Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu: Mesin untuk menipis bunga di taman
02.05.2024 Mikroskop Inframerah Lanjutan
02.05.2024 Perangkap udara untuk serangga
01.05.2024
Berita menarik lain: ▪ Pelepasan CO2 akan menyelamatkan Bumi daripada zaman ais ▪ Nanomagnet membersihkan darah Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu
Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma: ▪ bahagian laman web Juruelektrik. PUE. Pemilihan artikel ▪ artikel Thyristor domestik. Direktori ▪ artikel Orang yang manakah boleh melihat sinaran ultraungu dan dalam bentuk apa? Jawapan terperinci ▪ artikel Pemandu lori elektrik dan auto. Arahan standard mengenai perlindungan buruh ▪ artikel Jambatan bunyi, untuk menala antena. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik ▪ pasal perempuan licik. Fokus rahsia
Tinggalkan komen anda pada artikel ini: Semua bahasa halaman ini Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web www.diagram.com.ua |