Поговоримо про антени? Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Поговоримо про антени? Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Антени. Теорія

Коментарі до статті

Відомо, що можливості найдосконалішого трансівера не можуть бути реалізовані без використання високоефективних антенно-фідерних систем (АФС), що включають комплекс пристроїв від виходу передавача до антен.

Ми розглянемо деякі загальні питання створення АФС, детальніше зупинившись на конструкції широкосмугового трансформатора (ШПТ).

Практика показує, що широкосмуговість ШПТ дозволяє досягти задовільних результатів їхньої роботи у всьому діапазоні, але не гарантує максимального використання можливостей АФС.

Такий стан можна пояснити недостатньою вивченістю радіоаматорами ступеня впливу конструкції АФС на ефективність системи.

1. ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ ШПТ

Більшість ШПТ призначені для роботи у всіх КВ-діапазонах: від 1,8 МГц до 28 МГц включно.

Якщо взяти до уваги відмінність механізмів передачі трансформаторами енергії низьких та високих частот, то з використанням ШПТ у широкому спектрі можна погодитись з [1].

Ми ж поділяємо думку, на жаль, невідомого нам зарубіжного автора, викладену у статті "Новий клас трансформаторів на коаксіальних лініях";

З аналізу практики застосування ШПТ автор робить висновки:

- ШПТ доцільно застосовувати тільки при роботі з невеликими потужностями та тільки в низькочастотних ділянках КВ-діапазонів;

- до недоліків ШПТ слід віднести нелінійність їх характеристик при насиченні середника, що призводить до спотворення сигналу, а також небезпека виникнення дугового розряду при роботі з великою потужністю, що може спричинити руйнування сідничника.

Від себе додамо, що ми не відкидаємо принципової можливості створення ШПТ, що має хороші показники на високочастотних КВ-діапазонах. Мабуть, правильніше говорити про обмеження частотного спектра ШПТ двома-трьома суміжними діапазонами, у яких трансформатор має задовільними показниками.

2. МАТЕРІАЛ ОБМОТОК ШПТ

Для обмоток ШПТ вітчизняні автори рекомендують використовувати емальовані дроти або багатожильний монтажний провід у ПВХ-ізоляції [2].

3. КОНСТРУКЦІЯ ОБМОТОК ШПТ

Обмотки трансформатора К=1:4 намотуються складеним удвічі проводом. На нашу думку, частотна характеристика ШПТ може бути скоригована шляхом зміни конструкції обмоток та кількості витків у них.

4. НАЛАШТУВАННЯ АФС

Найвищі показники АФС досягаються за точного узгодження всіх елементів системи, тобто. тоді, коли повні опори каскадів, що сполучаються, або рівні, або узгоджені за допомогою спеціальних пристроїв.

Складові повного опору - ємнісна та індуктивна - із зміною частоти змінюються за різними законами, у зв'язку з чим досягти повного узгодження елементів системи у широкому спектрі частот неможливо.

Налаштування АФС практично зводиться до такого підбору конструкції елементів системи, при якому досягаються або досить рівномірні та відносно високі показники її роботи на всіх діапазонах, або найбільш високі показники в заздалегідь наміченому частотному ділянці. Про рівень налаштування АФС судять за значеннями ПКС.

5. ПОКАЗНИК КСВ

КСВ є найважливішим показником, яким з певною мірою достовірності можна будувати висновки про фактичної ефективності АФС.

Практично всі короткохвильовики знають, що при налаштуванні АФС слід прагнути заповітної "одинички" і не "виходити" за деякі граничні значення КСВ. Але при цьому далеко не всі вникають у фізичну сутність показника, що є відношенням більшого з повних опорів елементів, що сполучаються до меншого.

Зазначимо, що за значеннями КСВ не можна визначити, який із опорів, що сполучаються, має велику величину. Наприклад, якщо передавач точно узгоджений з фідером 75 Ом і при цьому КСВ-3,0, то вхідний опір антени, підключеної безпосередньо до фідера, може становити або 25 Ом, або 225 Ом. За такого широкого розкиду можливих значень порядок величини опору легко визначається за літературними даними. Фактична величина опору антени можна виміряти приладами [3].

Як зазначалося, для радіоаматорів більший інтерес не величина опору антени, а виявлення залежності ефективності системи від конструкції її елементів. Досягнення мінімальних значень КСВ свідчить про виконання завдання.

Говорячи про налаштування АФС, ми припускали, що передавач точно налаштований на розрахунковий опір навантаження.

Однак, як показує практика, такому настроюванню не завжди приділяється дожна увага, внаслідок чого знижується випромінювана потужність.

Ми пропонуємо просту методику налаштування передавача у робочому режимі.

До виходу передавача через КСВ-метр необхідно підключити безіндукційний еквівалент навантаження і шляхом підстроювання каскаду, включаючи підбір індуктивностей, досягти КСВ-1,0.

(Зауважимо, що практику використання, що отримала широке поширення, як еквівалент навантаження різних ламп розжарювання ми вважаємо помилковою, тому що лампа не має суто активного опору.)

Вище зазначалося, що судити про ефективність АФС за показаннями КСВ-метра можна лише з певною мірою достовірності, яка залежить як від конструкції АФС, так і від місця розташування в ній КСВ-метра [5].

Як правило, прилад знаходиться на виході передавача, що зручно з практичної точки зору. Найбільша достовірність оцінки буде відповідати випадку безпосереднього підключення антени до фідера, найменша - за наявності узгоджувального пристрою (СУ).

Досягнення мінімальних значень КСВ за наявності СУ свідчить про налаштування АФС задану частоту, але з характеризує ступеня передачі енергії передавача в антену.

Для точного узгодження всіх елементів АФС, що містить СУ, у процесі налаштування системи необхідно одночасно заміряти КСВ як СУ, так і після нього. За всієї складності практичного здійснення вимірювань, вони становлять безперечний інтерес. У той самий час зауваження про вимірі КСВ лінії від СУ до антени може бути віднесено до розряду побажань, т.к. використовувані радіоаматорами КСВ-метри не призначені для роботи у високоомних лініях передачі.

Але є компромісний вихід. Про ступінь узгодження СУ з антеною можна судити за максимальними значеннями струму антени безіндукційним методом, що вимірюється. З метою виключення помилок, які можуть бути викликані паразитними резонансами антени, графіки зміни струму слід розглядати разом із частотною характеристикою антени.

Рекомендована автором конструкція ШПТ [2] призначалася для роботи з антеною, що має вхідний опір 300 Ом, що працює в діапазонах 1,8...28 МГц. Рекомендоване значення n=8...15 витків. Для обмоток рекомендовані дроти в емалевій ізоляції або багатожильний монтажний провід у ПВХ-еоляції.

Нами були застосовані: середничник ТВС, провід – ПЕ 1,0. Вхід ШПТ за допомогою фідера 75 Ом довжиною 18 м через КСВ-метр був підключений до ВЧ-генератру. До виходу трансформатора по черзі підключалися еквіваленти навантаження RSH опором 75, 155, 310, 420, 500 та 600 Ом. Ступінь узгодження входу ШПТ із генератором оцінювався за значеннями КСВ. Початкові досліди, що проводилися у широкому спектрі частот (табл.1), визначили можливу сферу застосування ШПТ.

Таблиця 1. КСВ у фідері при різних значеннях робочої частоти (F) та кількості витків (9) ШПТ (Опір еквівалента навантаження Rен=310 Ом)

F1 МГц КСВ
n=10 витків n=12 витків
1,88 1,13 1,00
3,575 1.38 1,07
4,68 1,00 -
7,020 3,38 2,57
8,9 1,14 -
12,85 2,28 -
33,37 - 3,17
13,50 - 1,22
17,25 3,54 -
17,50 - 9,55
21,4 3.0 -
21,65 - 5,28
25,8 1,85 -
2,59 - 1,75

Наступні досліди (табл.2, рис.1) проводилися на середніх частотах 160-ти, 80-ти та 40-метрового діапазонів, в яких передбачалася робота в ефірі.

Таблиця 2. КСВ у фідері при різних значеннях робочої частоти (F), кількості витків (n) шпт та опору еквівалента навантаження (Rен)

Рен, Ом КСВ
n=10 витків n=12 витків n=19 витків
F = 1,88 МГц. -
75 2,23 - 2,45
155 1,36 2,11
310 1,06 1,00 1,69
420 1,06 - 1,61
500 1,05 - 1,61
600 1,03 - 1,57
F=3,575 МГц
75 2,23 - 2,39
155 1,52 2,03
310 1,28 1,07 1,82
420 1,24 1,76
500 1,23 1,74
600 1, .22 1,74
F=7.020 МГц
75 5,67 -- 7,33
155 3,88 5,45
310 3,35 2,57 4,56
420 3,17 4,41
500 3,17 4,41
600 3,08 - 4,18

Поговоримо про антени?
Рис. 1

За результатами дослідів можна зробити наступні висновки про випробувані ШПТ.

При всіх значеннях Rен ШПТ мають найкращі показники в діапазонах 160 і 80 метрів. На 40-метровому діапазоні показники ШПТ можна визнати задовільними лише за певного значення n.
Показники ШПТ більш високих частотах непередбачувані.
Показник КСВ зростає із зростанням частоти.
Кількість витків n однозначно впливає зміну вхідних параметрів Шит, змінюючи ступінь узгодження трансформатора з ВЧ-генератором. Оптимальне значення n можна знайти досвідченим шляхом.

Узагальнюючи викладене, намагатимемося сформулювати деякі рекомендації щодо створення та налаштування багатодіапазонних АФС з використанням ШПТ.

Практично неможливо створити АФС, показники якої були б однаково високими у широкому спектрі частот.
Використання одного ШПТ для роботи у всіх КВ-діапазонах від 1,8 МГц до 28 МГц включно є досить спірним.
Область використання АФС слід обмежити двома, максимум – трьома суміжними діапазонами.
Створення АФС слід починати з визначення частотних характеристик конкретного ШПТ у межах діапазонів, що намічаються до роботи.
При вибраному сердечнику оптимальний варіант ШПТ може бути знайдений.досвідченим шляхом у результаті підбору кількості витків та конструкції обмоток трансформатора.
Налаштування АФС слід виконувати лише після налаштування передавача на розрахунковий опір навантаження.
При налаштуванні АФС із СУ бажано одночасно вимірювати КСВ у фідері та КСВ або струм у лінії передачі від СУ до антени.
Для остаточного налаштування АФС, можливо, знадобиться проведення експериментів щодо зміни вхідного опору антени шляхом зміни конструкції елементів антени та їх орієнтації у просторі.
Звісно ж, що більш рівномірні частотні характеристики АФС можна досягти з використанням антен з високим вхідним опором.

Пропонуючи до уваги читачів результати проведених дослідів, ми розглядаємо їх лише як інформаційний матеріал, а не як опис конструкції, що підлягає повторенню. Мета статті – звернути увагу на проблеми створення високоефективних АФС, закликати радіоаматорів до експериментів, обміну досвідом.

література

1. С.Г.Бунін, Л.П.Яйленко. Довідник радіоаматора-короткохвильовика. Вид.2-е. Київ. "Техніка". 1984р.
2. Газета "Радянський патріот". 20.04.83 р.
3. К.Ротхаммель. Антени. Вид. 2-е Пров. з німецької. "Енергія". Москва. 1969р.
4. Л.Бвтєєва. "Холодна" настройка П-контуру передавача. "Радіо". N2,1981.
5. І.Підгірний. Як підвищити ефективність роботи радіостанції "РЛ" N12,1991, XNUMX р.

Автори: В. Пантелєєв (UA3TX), Д. Пантелєєв (UA3TJW); Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Антени. Теорія.

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

Автомобільна електрозаправка 06.09.2010

Одна з токійських компаній таксі встановила у японській столиці станцію для заправки своїх електромобілів. Для швидкості акумулятори не заряджають, а змінюють на заздалегідь заряджені. Автомобіль заїжджає на "яму", і робот, що рухається внизу рейками, замінює порожню батарею на повну, а порожню ставить на зарядку.

Поки що на експериментальній станції запасено лише 12 літієво-іонних акумуляторів, кожен із яких дозволяє таксі проїхати до 160 кілометрів. До кінця 2010 року одна така станція має з'явитися у Франції, 2011 року – ціла мережа в Ізраїлі.

Підписано також договір про співпрацю з китайським виробником електромобілів, який обіцяв пристосувати свої машини для швидкої заміни батарей.

Інші цікаві новини:

▪ Екшен-камера Osmo Action 4

▪ Місткість жорстких дисків кардинально збільшиться

▪ Стародавні копальні та сучасна екологія

▪ Куртка з графену

▪ Рекламні щити водневого седана Toyota Mirai очищають повітря

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Мобільний зв'язок. Добірка статей

▪ стаття Перший раз у перший клас. Крилатий вислів

▪ стаття Чим раніше в католицькій церкві займалися адвокати диявола? Детальна відповідь

▪ стаття Виготовлення трафаретних друкованих форм. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Мікрофонний підсилювач. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Розподільні пристрої та підстанції напругою вище 1 кB. Захист електричних машин, що обертаються від грозових перенапруг. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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