|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Високоефективні антени на 430 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Антени УКХ У дециметровому діапазоні хвиль (ДЦВ) рекомендується застосовувати високоефективні антени з гострою діаграмою спрямованості з таких причин. Висока спрямованість антен істотно збільшує енергетичний потенціал лінії зв'язку, що дозволяє збільшити дальність зв'язку, або знизити потужність передавача. Останнє вигідно як економічно, а й тому, що у ДЦВ діапазоні важко отримати великі потужності передавачів. Крім того, при високій спрямованості антен зменшується можливість впливу на приймальний пристрій сторонніх перешкод. Нарешті, гостронаправлені антени дозволяють зменшити взаємний вплив кількох прилеглих систем зв'язку, що працюють в одному діапазоні частот. Посилення антен, прямим чином пов'язане з її спрямованими властивостями, ст. певною мірою компенсує втрати ВЧ енергії під час поширення лінією зв'язку. При збільшенні відстані між кореспондентами знижується рівень сигналу, що передається, і виникає необхідність у застосуванні все більш спрямованих антен. Такі антени можна побудувати, об'єднавши в систему (решітку) кілька антен із порівняно слабкою спрямованістю. Поодинокі антени, що входять у ґрати, слід розташовувати відносно один одного на оптимальних відстанях, враховуючи їх спрямовані властивості. При відстанях менше оптимальних, антени в решітці будуть недовикористаними і коефіцієнт спрямованої дії (КНД) решітки буде меншим від можливого. Відстані більше оптимальних недоцільні, тому що в цьому випадку невиправдано збільшуються розміри антенного пристрою в цілому і погіршується його характеристика спрямованості (звужується головна пелюстка і ростуть бічні). Орієнтовно вибрати відстані між окремими антенами решітки можна, користуючись поняттям ефективної поверхні Sеф одиночної антени з КНД=Dо. Sеф = (Dol2)/4p; де l – довжина хвилі. Представляючи умовно цю поверхню як квадрата зі стороною a=l/2Sqr(Do/p), можна розташовувати електричні центри антен в решітці по вершинах квадрата зі стороною "a". При цьому ефективна поверхня Spефф антеної решітки приблизно дорівнюватиме n * Sеф, де n - число антен, що входять в грати. Очевидно, що значення КНД антенних грат залежить як від значення Do (КНД кожної одиночної антени), так і від числа одиночних антен, що утворюють ґрати. При збільшенні цього числа збільшуються технічні проблеми у синфазному живленні антен решітки й у відповідність її з фідером. Зменшення довжини робочої хвилі посилює ці труднощі і в діапазоні частот, що розглядається, вони вже дуже відчутні. Істотним моментом при побудові багатоелементних решіток є вибір її елемента - одиночної антени. Цей елемент повинен бути конструктивно простий і мати аперіодичними властивостями. Остання якість особливо необхідна при виконанні антеної решітки в аматорських умовах, коли важко зробити велику кількість одиночних антен з високою ідентичністю. Відсутність одиночної антени яскраво виражених резонансних властивостей дозволяє без особливої шкоди для решітки в цілому допускати відхилення від заданих розмірів при виконанні деталей антен. Як такий елемент може бути використаний зигзагоподібний випромінювач, зображений на рис.1. На цьому малюнку наведено розміри випромінювача діапазон частот 430-440 МГц.
Випромінювач виготовляється з восьми суцільних однакових металевих пластинок, скріплених між собою будь-яким способом (паянням, болтами або заклепками). При скріпленні болтами або заклепками в точках живлення антени a - а необхідно встановити латунні луджені пелюстки для припаювання фідера. При даній конструкції випромінювача в його точках б-б будуть пучності струму і відповідно нульові напруги. Завдяки цьому за точки б-б випромінювач можна закріпити металевими стійками до рефлектора, а також провести через одну з цих точок розподільний фідер, не порушуючи електричної симетрії антени. Таким чином відпадає необхідність у виготовленні та застосуванні якогось спеціального симетруючого пристрою. Розподільний фідер від точки "б", що має нульовий потенціал, прокладається по двох пластинах випромінювача до точок його живлення, де припаюється до нього. Щоб випромінювач був міцнішим, між точками а-а можна поставити діелектричну плату. Проста конструкція випромінювача припускає його багаторазове виготовлення з високою ідентичністю. КНД і КБВ (коефіцієнт хвилі, що біжить) цього випромінювача слабо залежать від частоти, і в робочому діапазоні хвиль практично не змінюються. Таким чином, конструкція випромінювача та його аперіодичні властивості задовольняють вимогам, що пред'являються до елемента антеної решітки. Наступним етапом у побудові антеної решітки є розміщення елементів у ґратах та вибір відстаней між ними. Діаграми спрямованості в Е та Н площинах поляризації зигзагоподібного випромінювача з рефлектором у заданому діапазоні хвиль практично однакові. Це дозволяє розставити елементи решітки по вершинах квадрата зі стороною приблизно рівною 0.9l. Для успішної роботи антеної решітки необхідно правильно живити її та узгодити елементи решітки з основним фідером. При цьому бажано, щоб система живлення забезпечувала синфазність випромінювання елементів решітки і рівність потужностей, що підводяться до них. Принцип роботи системи живлення застосованої в антеній решітці, що описуються, можна усвідомити з рис.2.
На цьому малюнку зображені чотири зигзагоподібні випромінювачі, провідники яких збуджені у фазі від точок живлення в-в. При цьому розподільні фідери 1 і 2, 3 і 4 включені попарно паралельно, а самі пари в точках - послідовно. Це дозволяє в першому наближенні в точках в-в відновити значення вхідних опорів, наявних на вході кожного окремо взятого розподільчого фідера і тим самим забезпечити такий же ступінь узгодження фідера, що живить чотири випромінювача, яку має фідер, що живить один випромінювач (КБВ~0,6 -0,7). Фази напруги, що підводяться до точок живлення, зсунуті відносно один одного на 180°, тому, для правильного фазування випромінювачів, необхідно штучно створити додатковий зсув фази на 180°. Цей зсув можна здійснити, прокладаючи, наприклад, розподільні фідери 1 і 3 з правих сторін випромінювачів, а фідери 3 і 4 - відповідно лівим. Природно, що електричні довжини розподільних кабелів від точок живлення до точок живлення випромінювачів aa повинні бути однаковими. На рис. 3а показано конструктивне виконання монтажу коаксіальних кабелів чотирьох розподільчих фідерів у вузлі А.
З'єднання кабелів у вузлі А дуже прості і додаткових пояснень не потребують. Слід лише мати на увазі, що довжини з'єднувальних провідників мають бути, можливо, меншими, а місця спайок гранично акуратними. Вузол А монтують на діелектричній платі, яку потрібно на 40-50 мм відсунути від щогли. В якості основного фідера живлення четвірки випромінювачів можна взяти як коаксіальний 75-омний кабель (краще РК-3), так і 300-омную двопровідну лінію. У першому випадку кабель потрібно підключити до точок живлення через симетруючий пристрій, загальний вигляд якого показаний на рис.3,б.
Цей пристрій складається з двох провідників рівного діаметра, замкнутих коротко між собою на відстані 173 мм від точки підключення центрального провідника кабелю. Роль одного з провідників симетруючого пристрою виконує обплітання основного фідера, що екранує, в якості іншого використовується латунна трубка. Точками г-г симетруючий пристрій підключається до точок в-в вузла А. Провідники симетруючого пристрою потрібно закріпити до діелектричної плати живлення вузла А, щоб механічні зусилля від фідера не передавалися на точки збудження - і не порушували в них контакту. Коли як основний фідер використовується двопровідна лінія з хвильовим опором 300 ом, до симетруючого пристрою підключається ще U-коліно (на рис.3,б внизу). При фідер з кабелю РК-3 або РК-1 включати U-коліно не потрібно. U-коліно збільшує вчетверо значення опорів, забезпечуючи як необхідну у разі застосування двопровідної лінії трансформацію опорів, і симетрування. Двопровідну лінію з хвильовим опором 300 ом можна виготовити з мідного дроту. Для фіксації проводів лінії на них слід закріпити стовпчики, нарізані із поліетиленової ізоляції кабелю РК-3 невеликими шматками завдовжки близько 10 мм. Шматки ізоляції, надіті на дроти лінії, попарно скріплюються між собою ізоляційною стрічкою (рис.4).
Кінець двопровідної лінії перед введенням у будинок слід у точках д-д підключити до іншого ЕТ-коліну, як показано на рис.4. Пристрій та розміри антеної решітки з чотирьох випромінювачів, схема якої наведена на рис.2, показані на рис.5.
КНД цієї решітки порядку 40. Конструкція рами, де розташовані випромінювачі, показано на рис.6. Вона є чотири горизонтальні і дві вертикальні рейки, закріплених на щоглі.
Якщо випромінювачі виконані з досить твердих матеріалів, вертикальні рейки можна не робити. Для збільшення спрямованості антеної решітки доцільно використовувати рефлектор. Один із варіантів рефлектора представлений на рис.7.
Він складається з двох горизонтальних рейок, по краях яких закріплено два відрізки антенного канатика або голого мідного дроту діаметром 2-3 мм. До антенних канатиків (або дротів) прикріплюються поперечні провідники діаметром 0,5-1 мм, які утворюють стінку рефлектора. Рефлектор закріплюється на щоглі за допомогою двох кронштейнів (рис.7). Він має бути якомога легшим. Загальний вигляд грат з чотирьох випромінювачів з рефлектором показаний на рис.8.
При встановленні грат слід точно направити її на кореспондента. Відтяжки щогли не повинні перетинати і тим більше торкатися провідників випромінювачів антеної решітки. Якщо відтяжки проходять перед полотном антени, вони повинні складатися з кількох частин з ізоляторами між ними. Відстань між ізоляторами має бути близько 150 мм. Проводи двопровідної липні можуть йти паралельно щоглі, але не повинні її торкатися. У місцях перегину їх можна закріпити на ізоляторах. Однак необхідно прагнути до того, щоб провідники двопровідної лінії при закріпленні та згинах (бажано більш плавних) не були сильно деформовані. Так, наприклад, їх не можна обвивати навколо ізоляторів, як це роблять із проводами освітлювальної мережі. Як видно з наведених малюнків, розміри антеної решітки із чотирьох випромінювачів порівняно невеликі. Є можливість збільшити КНД ґрат приблизно до 150-160 шляхом її подальшого затвердіння. Вибрана схема живлення елементів решітки дозволяє це зробити без особливих зусиль. На рис.9 показана схема живлення антеної решітки із 16 елементів. Вона аналогічна схемою рис.2, якщо рахувати кожну четвірку випромінювачів як одиночний елемент. Всі вузли рис.9 з точками живлення в-в і в-в виконуються так, як показано на рас.3. До точок в'-в' можна підключити як основний фідер як 75-омний коаксіальний кабель з симетруючим пристроєм, так і двопровідну 300-омную лінію, із застосуванням СТ-колена. Монтаж ліній живлення вимагає особливої уваги, оскільки неправильне приєднання кінців симетруючого пристрою в якомусь із вузлів живлення викличе розфазування всієї антеної решітки. Схема підведення розподільних кабелів до точок живлення самих звивистих випромінювачів у четвірках також показана на рис.9.
Монтувати решітку з 16 випромінювачів на каркасі можна, як показано на рис.10. Тут також вертикальні рейки не завжди потрібні. Рефлектор антени виконується описаним вище способом.
Вимоги до виконання фідерної системи повністю зберігаються. Збільшуються вимоги до ретельності юстування системи та її механічної жорсткості. Антена має порівняно високу спрямованість. Кут розкриває її діаграм спрямованості за рівнем половинної потужності становить близько 16 °. Отже, небажані відхилення від направлення на кореспондента та за кутом місця, що перевищують ±4°. Автор: К. Харченко; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru
Шум транспорту затримує зростання пташенят
06.05.2024 Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами
05.05.2024
▪ 64-розрядні процесорні ядра MIPS Warrior I6400 ▪ Зниження навантаження на очі користувача смартфона
▪ розділ сайту Аудіо та відеоспостереження. Добірка статей ▪ стаття Духа не вгасайте. Крилатий вислів ▪ стаття Де і коли можна було купити ванну-гойдалку? Детальна відповідь ▪ стаття Ветеринарний фельдшер. Посадова інструкція ▪ стаття Варка оліфи. Прості рецепти та поради
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page