Високоефективні УКХ антени. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Антени УКХ

 Коментарі до статті

Інтенсивне освоєння радіоаматорами УКХ діапазонів за останні два десятиліття призвело до появи безлічі різноманітних за своїми конструкціями антен. Особливого поширення в останні роки набули антени з подовженою траверсою. Довжина траверси такої антени становить кілька довжин хвиль, а кількість пасивних елементів сягає двох десятків і більше. Саме їх нерідко використовують ультракороткохвильовики при проведенні далеких та наддальних зв'язків на УКХ через "аврору", метеорні потоки, IC3 та місячну поверхню.

Інтерес до антен з подовженою траверсою можна пояснити тим, що, по-перше, при практично таких самих витратах матеріалів, що і на будівництво звичайного "хвильового каналу", посилення у них помітно більше; по-друге, конструкція таких антен нескладна, тому що всі елементи кріпляться на одній траверсі, що несе; по-третє, підкуповує відносна простота узгодження антени з фідером, бо ВЧ енергія підводиться лише одного активному елементу. Але цим антенам властиві й деякі недоліки: мале придушення випромінювання і значне звуження робочої лінії зі збільшенням кількості елементів.

Ряд цікавих конструкцій УКХ антен з подовженою траверсою розробив відомий французький ультракороткохвильовик Ф. Тонна (F9FT). Антени F9FT мають досить високий ККД, порівняно невеликі розміри та масу, у них немає узгоджувальних елементів. Але, мабуть, їх головна перевага - легка повторюваністьотримання ідентичних параметрів кожної окремої антени (при суворо дотриманні всіх розмірів елементів). Останнє дозволяє шляхом компонування кількох однотипних антен створювати складну антенну систему з більшим коефіцієнтом посилення.

Основні параметри антени F9FT наведено у таблиці. Наведені значення посилення антен дано щодо напівхвильового диполя.

На рис. 1, а наведено креслення 16-елементної антейни для 2-метрового діапазону. Її траверсу виконують із прокату квадратного профілі зі стороною 20 мм, товщина стінки - 1,5...2 мм, або труби діаметром 20 мм. Частина траверси, де зміцнюють рефлектори та активний вібратор, має вигляд "ластівчиного хвоста" (рис.1, б). Пасивні елементи виготовляють із алюмінієвого дроту діаметром 4 мм. Застосування інших матеріалів (міді, латуні, алюмінієвих сплавів, біметалу) не викликає помітного погіршення параметрів антени, за винятком її маси. Один з можливих варіантів кріплення рефлекторів та директорів показаний на рис. 1.в.

Рис.1 (натисніть , щоб збільшити)

Активний вібратор з хвильовим опором 75 Ом (рис.2,а) виконують з алюмінієвого Дрота діаметром 5 мм, а з хвильовим опором 50 Ом (рис.2 б) - з двох алюмінієвих трубок діаметрів 12 мм, з'єднаних алюмінієвою дужкою-узгодником дроту діаметром 5 мм.

Рис.2 (натисніть , щоб збільшити)

Основні параметри антен

Активний вібратор має бути надійно ізольованим від траверси. Як ізоляційний матеріал можна використовувати склотекстоліт, тефлон, органічне скло тощо.

На рис. 3,а і 3,б схематично зображені 9 - і 13-елементна антени для 2-метрового діапазону. Конструкція активних вібраторів з різним хвильовим опором цих антен показано на рис. 3, в (75 Ом) та 3, г (50 Ом).

Рис.3 (натисніть , щоб збільшити)

Деяка відмінність у розмірах даних активних вібраторів від тих, що застосовуються у 16-елементній антені, обумовлена ​​прагненням краще узгодити ці антени з фідером. Перетин несучої траверси для цих антен такий самий, як і для 16-елементної (20х20 мм). Конструктивно 9- та 13-елементну антену виконують так само, як і 16-елементну.

На рис.4,а наведено схематичне креслення 21-елементної антени для діапазону 70 см. Відстань між елементами, вказані на малюнку, відносяться до нагоди використання фідера з хвильовим опором 75 Ом. При живленні антени 50-омним кабелем відстані повинні бути наступними: рефлектор – активний вібратор – 139 мм, активний вібратор – директор 1 – 48 мм, директор 1 – директор 2-68 мм, директор 2 – директор 3 – 182 мм. Інші директори розташовують з відривом, вказаному малюнку. Для траверси використовують прокат квадратного профілю зі стороною 16,5 мм (можна застосувати трубку діаметром 16...17 мм). Усі пасивні елементи виготовляють із алюмінієвого дроту діаметром 4 мм і зміцнюють безпосередньо на траверсі (див. рис.1,в). Активний вібратор (рис.4,б) виконують з алюмінієвого дроту діаметром 5 мм. У місці кріплення до траверси він має бути ізольований від неї.

Рис.4 (натисніть , щоб збільшити)

На перший погляд може здатися, що безпосереднє живлення симетричного вібратора несиметричним коаксіальним кабелем не може дати хороших результатів, тому що в цьому випадку відношення напруги на його кінцях дорівнює приблизно 2:3. А це неминуче призведе до формування випромінювання з вертикальною поляризацією, тим самим погіршується коефіцієнт посилення антени та її діаграма спрямованості. Однак експерименти показують, що живити антену так можна, але вхідний опір активного вібратора має бути узгоджений з хвильовим опором фідера живлення, а активний елемент надійно ізольований від траверси. При цьому практично вся енергія, що підводиться ВЧ, випромінюється активним вібратором в навколишній простір, а велика кількість пасивних елементів досить добре формує головний пелюстка діаграми випромінюванні антени строго по її осі. На рис. 5 та 6 зображені діаграми спрямованості в горизонтальній та вертикальній площинах 16-елементної антени F9FT для 2-метрового діапазону.

Ріс.5

Ріс.6

Щоб отримати більше посилення. однотипні антени об'єднують у систему. При подвоєнні числа однотипних антен коефіцієнт посилення системи може зрости на 2.5 дБ. Максимальне значення досягається лише за умови оптимальної відстані між антенами та строгого фазування останніх. Оптимальна відстань для 16-елементних антен 2-метрового діапазону та 21-елементної антени діапазону 70 см становить 2l. На рис.7 наведено варіанти компонування антенних систем.

Рис.7 (натисніть , щоб збільшити)

Якщо, наприклад, потрібно узгодити з фідером живлення, що має хвильовий опір 75 Ом, антенну систему з двох антен з активним елементом, у якого хвильовий опір 75 Ом, необхідно зробити наступне. Вібратори обох антен з'єднують через трійник відрізками коаксіального кабелю (їх хвильовий опір 75 Ом) довжиною, кратною l/2 (l1=l2=спl/2, де п=1,2,3, .... з - коефіцієнт укорочення кабелю) , з чвертьхвильовим трансформатором Останній виготовляють з коаксіального кабелю з 50 Ом хвильовим опором довжиною сl/4.

Для правильного фазування антени центральні провідники відрізків коаксіального кабелі підключають до точки А (див. рис.7).

Дуже просто узгодити чотири однотипні антени (див. рис.7, в). У цьому випадку використовуються відрізки кабелів з однаковим хвильовим опором (50 або 75 Ом) довжиною l1=l2=l3=l4=спl/2, l5=l6=сl/4.

На рис.7,г показаний варіант поєднання двох антен, при якому виходить діаграма спрямованості з круговою поляризацією. Такі системи доцільно використовувати під час роботи через радіоаматорські супутники Землі, і навіть прийому сигналів, відбитих від місячної поверхні. Обидві антени монтують взаємно перпендикулярно одній траверсі, однойменні вібратори зміцнюють якомога ближче друг до друга.

Для узгодження використовують відрізки коаксіального кабелю з хвильовим опором 75 Ом (l1=сп1l/4, l2=сп2l/2, де п1=1, 3, 5,...; п2=1,2, 3,...; l2 -l1=l/4) та 50 Ом (l3=сl/4).

Дана антенна система з круговою поляризацією має коефіцієнт посилення такий самий, як і одиночна антена.

На закінчення кілька практичних порад. Для зручності та швидкого складання антенних систем рекомендується відрізки кабелів узгодження забезпечувати високочастотними роз'ємами типів СР-75 та СР-50, а для їх з'єднання використовувати ВЧ трійники. Такі вузли легко захистити від впливу атмосферних опадів. Якщо зазначених роз'ємів немає, відрізки кабелів можна обережно спаяти, а місця з'єднання покрити полістиролом або епоксидною смолою. Всі гвинти кріплення бажано ставити з нижньої сторони траверси і зафарбовувати їх Трубки елементів з кінців закривають капроновими ковпачками або гумовими пробками. Місця підключення кабелів до вібраторів бажано поміщати у капронові склянки. Щоб довгі траверси не прогинали, їх можна звичайним способом підперти діагональними штангами. Останні мають бути однаковою довжини всім антен, скомпонованих в систему.

література

1. Радіо №3, 1983, с.18-20

Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Антени УКХ.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву Мобільний телефон для навігаційних систем 18.03.2000 Компанія NTT Mobile Communications Network (NTT DoCoMo) розробила мобільний телефон iMode телефон Digital Mova P502i HYPER, який може працювати спільно з автомобільними навігаційними системами. Підключивши телефон до навігаційного пристрою, що підтримує iMode, можна побачити всю доступну інформацію на екрані навігатора. Пристрій дозволяє також надсилати приймати e-mail і має монохромний РК-дисплей. Орієнтовна ціна – $330.

Інші цікаві новини:

▪ Яблука сприяють зростанню нових нейронів

▪ Робот - вчитель чистописання

▪ Магнітний момент мюона – п'ята сила природи

▪ Реконструйовано вигляд Миколи Коперника

▪ Кишенькові Wi-Fi-роутери від Meizu

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Нормативна документація з охорони праці. Добірка статей

▪ стаття Модель катамарана. Поради моделісту

▪ стаття Що таке теорія Дарвіна? Детальна відповідь

▪ стаття Адміністратор баз даних. Посадова інструкція

▪ стаття Частотомір до 1250 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Магнітні картини. Фізичний експеримент

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024