|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Антенний ефект фідера. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Антени. Теорія Нормальна робота антенно-фідерного тракту багато в чому визначає ефективність аматорської радіостанції загалом. Ефект, про який мова йде в цій статті, може її помітно знизити, оскільки він проявляється в більшості практичних конструкцій антен (у тому числі і заводського виготовлення). У першій частині статті розкриваються причини виникнення антенного ефекту фідера та його вплив на роботу антенно-фідерного тракту. У другій частині будуть надані практичні рекомендації щодо усунення цього впливу. Майже кожному короткохвильовику добре відома ситуація, коли робота на передачу створювала перешкоди електронній апаратурі в будинку - неонова лампочка світиться при піднесенні до корпусу передавача, а прийом супроводжується сильними перешкодами місцевого походження. Це найяскравіші із проявів давно знайомого, але порівняно мало вивченого антенного ефекту фідера, сутність та особливості якого викладені у статті. Сутність та причини антенного ефекту фідера Антенним ефектом прийнято називати явище випромінювання чи прийому радіохвиль не призначеними при цьому предметами. Фідерна лінія повинна бути тільки передачі високочастотної енергії від передавача до антени або від антени до приймача. Розгляд причин антенного ефекту фідера (АЕФ) почнемо з режиму передачі. Як відомо, електромагнітне поле, що випромінюється антеною, створюється змінними струмами, що протікають за її провідниками. У більшості випадків антена знаходиться не у вільному просторі. У безпосередній близькості від неї (наприклад, у межах довжини хвилі l) може бути багато об'єктів. Це - проводи ліній електропостачання, радіомовлення та зв'язку, що проводять щогли, опори та відтяжки, труби, такелаж, арматура, кузови та фюзеляжі транспортних засобів, дахи та стіни будівель, тіло оператора та поверхня землі. Якщо предметах оточення якимось чином виникають струми (наведені, наприклад, ближнім полем антени), то поле випромінювання, створюване цими струмами, буде складатися з полем від струмів антени. Антену разом із оточенням називатимемо антеною системою (АС). У зазначених умовах характеристики АС можуть відрізнятися від розрахункових характеристик власне антени. Щоб характеристики АС менше залежали від оточення, намагаються піднімати антену вище, встановлювати її далі від конструкцій, що проводять, робити неметалічні щогли, відтяжки. Одним з найближчих і принципово невдалих предметів оточення антени є фідер, що її живить. Найпростіший фідер – відкрита двопровідна лінія. В ідеальному випадку миттєві значення струмів у дротах лінії у будь-якому перерізі фідера і в будь-який момент часу однакові за величиною і протилежні у напрямку, тобто. сума струмів обох проводів фідера у будь-якому перерізі дорівнює нулю. Будемо називати такі струми протифазними. Відкрита двопровідна лінія навіть за цієї умови випромінюватиме, причиною цього є кінцева відстань d між проводами лінії. Вертикальна лінія випромінює у горизонтальній площині вертикально поляризовані хвилі з максимумами у площині лінії та горизонтально поляризовані хвилі з максимумами перпендикулярно цій площині. Поле випромінювання пропорційне відношенню d/l. Випромінювання двопровідної лінії мінімально при узгодженому навантаженні лінії і помітно зростає при неузгодженні, коли з'являються стоячі хвилі струму. Описане явище (за умови суворо протифазних струмів у системі дротів фідера) називають антенним ефектом фідера 2-го роду (АЕФ-2) [1]. Насправді він проявляється дуже слабко. Наприклад, при частоті 145 МГц лінія з телевізійного кабелю КАТВ (або КАТП) довжиною l/2 при d=10 мм випромінює за рахунок цього ефекту поле приблизно 50 разів слабше, ніж підключений до цієї лінії петлевий напівхвильовий вібратор. Існує багато причин, через які сума струмів всіх проводів у перерізі фідерної лінії може відрізнятися від нуля. На векторній діаграмі (рис. 1) показано, що при довільній різниці фаз і амплітуд струмів I1 і I2 в окремих проводах ці струми можна подати у вигляді суми протифазних I1п=-I2п та синфазних I1c=I2с складових (останні називають однотактними). Поля, створювані синфазними струмами різних дротів, не компенсуються (як протифазних), а підсумовуються. Якщо довжина фідера можна порівняти з l, їх сума може створити велике додаткове випромінювання. Це називають антенним ефектом фідера 1-го роду (АЭФ-1) [1]. Воно помітно серйозніше, ніж АЕФ-2, про що сказано нижче.
Оскільки АЕФ 1-го роду (далі просто АЕФ) пов'язаний з синфазними струмами, завдання визначення його причин можна звести до знаходження причин появи синфазних струмів фідерної лінії в режимі передачі (у режимі прийому такі струми завжди виникають під дією зовнішніх електромагнітних полів). Розглянемо горизонтальну дипольну антену із двопровідним фідером без урахування "землі". Вважатимемо, що АС складається тільки з антени та фідера. Поле випромінювання АС у кожному точці простору є векторна сума полів, створюваних струмами всіх провідників АС. Сумарне поле у кожній точці залежить від розподілу струмів по провідникам системи. Цей розподіл при даній частоті однозначно визначається формою, розмірами та розміщенням проводів АС, а також способом збудження. Досить очевидні міркування призводять до висновку (що підтверджується розрахунком та практикою), що при геометричній симетрії АС і симетричному (суворо протифазному) збудженні розподіл струмів буде також симетричним як по проводах антени, так і по проводах фідера. При цьому сума синфазних струмів всіх проводів фідера дорівнюватиме нулю. Приклад такого випадку наведено на моделі рис.2 а. Струми проводів симетричного фідера однакові по амплітуді та протифазні, це визначається симетрією плечей вібраторної антени та симетричним розташуванням симетричного фідера щодо цих плечей, а також симетричним підключенням генератора до початку фідерної лінії.
До появи синфазних струмів фідера може призвести будь-яка з таких причин: асиметрія антени (геометрична асиметрія плечей, живлення не в середині, рис. 2, б); асиметрія фідера (різні діаметри або довжини дротів, рис. 2, в); асиметрія АС в цілому (несиметричне взаємне розташування антени та фідера, рис. 2, г). При обліку "землі" сюди додадуться ще геометрична асиметрія АС щодо "землі" (рис. 2, д) та електрична асиметрія джерела щодо "землі" (Z1 не дорівнює Z2, рис. 2, е). Якщо в попередній ситуації повна симетрія в принципі можлива, то при живленні симетричної антени коаксіальним (принципово несиметричним) фідер без прийняття спеціальних заходів АЕФ-1 просто неминучий, хоча такий фідер вільний від АЕФ-2. Особливістю коаксіальної лінії є те, що на високих радіочастотах її можна розглядати не як двопровідну, а як лінію трипровідну. Струми по внутрішній та зовнішній поверхнях обплетення кабелю можуть відрізнятися через скін-ефект. Для аналізу синфазних струмів на моделі можна уявити зовнішню поверхню обплетення кабелю одним дротом, а генератор підключити безпосередньо до антени. У випадку, коли центральний провідник кабелю буде підключений до одного плеча симетричної антени, а обплетення до іншого (модель - рис. 3,а), то навіть при геометрично симетричному розташуванні кабелю щодо антени в АС виникне АЕФ. Причина - електрична асиметрія підключення еквівалентного джерела до геометрично симетричної АС (джерело передбачається точковим і включене точно в центрі антени, але зліва - одне плече антени, а праворуч - інше плюс зовнішня поверхня обплетення кабелю!). Розподіл струму сильно залежить від електричної довжини зовнішньої поверхні обплетення кабелю (за рахунок зовнішньої ізоляції вона приблизно на 1% більше геометричної). При резонансній довжині (ціле число напівхвиль з урахуванням довжини заземлення для нижнього заземленого кінця або ціле число напівхвиль плюс l/4 для незаземленого кінця кабелю, як у нашому випадку) максимальна амплітуда синфазного струму Ic кабелю максимальна і може досягати 43% від максимальної амплітуди струму лівого плеча антени (рис. 1, б).
На цьому прикладі зручно показати спрощений "механізм" наведення струмів зовнішньої поверхні обплетення, який допоможе ясніше уявити фізичні процеси, що призводять до АЕФ. Одна з причин синфазного струму очевидна: це еквівалентне джерело збудження, одного з затискачів якого підключений зовнішній провідник. Однак цей провідник знаходиться ще й у ближньому полі плечей антени, струми яких неоднакові. У результаті - ще одна причина синфазних струмів: несиметричне, а отже, некомпенсоване в місці розташування фідера ближнє поле самої антени. Таке уявлення, звичайно, дуже примітивне, але іноді в практиці боротьби з АЕФ ця друга причина чомусь взагалі не враховується. Істотно несиметричними щодо "землі" (або даху) є антени вертикальної поляризації, що знаходяться на невеликій висоті. Якщо навіть забезпечити формальну відносну симетрію антени та фідера (вертикальний диполь під час живлення збоку), АЕФ неминучий. Таким чином, при роботі на передачу синфазні струми фідер можуть виникати з будь-якої з наступних головних причин: - Електрична асиметрія джерела збудження АС або еквівалентного джерела збудження антени; - геометрична асиметрія антеної системи в цілому: сама по собі і щодо землі. У режимі прийому під дією зовнішніх електромагнітних полів на лінію фідера в її проводах можуть виникати як протифазні, так і синфазні струми. Перші виникають у відкритих двопровідних лініях та безпосередньо впливають на вхід приймача (АЕФ 2-го роду). Синфазні струми виникають у будь-якій лінії фідера. У силу принципу взаємності вплив цих струмів на вхід приймача (АЕФ 1-го роду) тим більше, що більше відносна інтенсивність синфазних струмів фідера даної АС як передачі. На правильно виконаний вхід приймача можуть діяти тільки протифазні струми фідера. "Механізм" перетворення синфазних струмів в режимі прийому в протифазні подібний до описаного вище для коаксіального фідера в режимі передачі. Один з шляхів - з'єднання зовнішньої поверхні обплетення з внутрішньої точки підключення антени, а другий - через антену, за допомогою несиметричного для різних плечей антени ближнього поля синфазних струмів при несиметричній АС. Характеристики АС з урахуванням фідер як її частини відрізняються від розрахункових характеристик антени без урахування впливу фідер. Отже, АЭФ - це прийом чи передача безпосередньо фідером, тому можна розширити поняття. АЭФ у сенсі - це вплив фідера на характеристики антенної системи (як і прийомі, і під час передачі). Розглянемо цей вплив докладніше. Прояви антенного ефекту фідера Найяскравіші прояви АЕФ було зазначено вище. Розглянемо докладніше ці та можливі інші суттєві прояви АЕФ. Як приклади візьмемо горизонтальний напівхвильовий вібратор і широко відому вертикальну антену GP висотою l/4 з трьома противагами такої ж довжини, встановленими під кутом 135" до випромінювача. Вхідний опір такої антени у вільному просторі і без урахування впливу фідера чисто активний і становить близько Ом На малюнку 50 показано діаграму спрямованості (ДН) у вертикальній площині та розподіл струмів по проводах штиря (I4) та противаг (I1 - I2) для цього випадку.
При передачі можуть бути такі прояви АЕФ. 1. Поява випромінювання АС із неосновною поляризацією. Якщо основна поляризація вертикальної антени, а фідер розташований невертикально, з'явиться випромінювання фідера з горизонтальною складовою. Якщо основна поляризація антени горизонтальна, а фідер розташований негоризонтально, з'явиться випромінювання фідера з вертикальною складовою. Приклад - ДН у вертикальній площині рис. 5 горизонтального диполя. Вертикальна компонента поля ЕQза рахунок АЕФ становить близько 30% від корисної горизонтальної Еj. І це дуже небажаний ефект, наприклад, прийому телебачення. 2. Зміна ДН із основною поляризацією. Випромінювання фідера з основною поляризацією може призвести до значної зміни основної ДН (наприклад, у вертикальних антен у вертикальній площині): змінюється КНД у головному напрямку (можливо як зменшення, так і збільшення), з'являються небажані пелюстки в інших напрямках. Приклад – рис. 6 для антени GP при довжині незаземленого кабелю 9l/4. Якщо кабель з основною поляризацією не випромінює, то ДН може змінитися внаслідок порушення симетрії збудження (рис. 7 для Еф горизонтального диполя).
3. Зміна комплексного вхідного опору. Для антени GP залежно від довжини коаксіального фідера активна складова R комплексного опору в точках збудження Zвх=R+jX може змінюватися в межах від 42 до 100 Ом, а реактивна складова Х - від -40 до +17 Ом. 4. Зі зміною вхідного опору пов'язана зміна коефіцієнта стоячої хвилі (КСВ) у фідерній лінії. На рис. 8 наведено залежності КСВ для антени GP при l=10,9 м: 1 - зі "звичайним" підключенням кабелю до антени; 2 - з ідеальною "ізоляцією" зовнішньої поверхні обплетення у місці підключення до антени. Як видно з графіків, КСВ в обох випадках залежить від довжини фідера, чого за відсутності синфазних струмів (АЕФ) і втрат у фідері не повинно бути [2]. Зазначимо тут, що саме синфазні струми ведуть до зміни КВВ (через Zвх), але не навпаки! Залежність АЕФ-2 від КСВ має інший механізм.
5. Поганий КСВ означає наявність у струмах фідера значної частки стоячих хвиль, що не беруть участь у перенесенні ВЧ енергії. У реальному кабелі у своїй зростають втрати, у результаті знижується ККД антенно-фидерной системи. Синфазні струми самі по собі також призводять до додаткових втрат енергії, що підводиться до АС. 6. Погіршення ДН та КСВ, зниження ККД знижують енергетичний потенціал радіолінії. Зменшується дальність впевненого прийому, і досягнення розрахункового якості зв'язку потрібно збільшувати потужність. І це додаткові витрати енергії. При цьому загострюються проблеми щодо пунктів 7-9. 7. Зміна ДН призводить до появи випромінювання у непередбачених напрямках, що може створити інтенсивні перешкоди або неприпустимі за санітарними нормами рівні поля. 8. Якщо фідер розташований поблизу інших ліній, наприклад, силових або телефонних, наявність індукційного зв'язку з ними за наявності АЕФ може призвести до серйозних труднощів у забезпеченні спільної роботи радіостанції з іншими радіоелектронними засобами (сильні взаємні перешкоди при передачі та прийомі). 9. Біля фідера передавального пристрою може виникнути помітне електромагнітне поле, яке можна порівняти з полями поблизу активних частин АС. Все, що стосується змін загальних характеристик передавальних АС, однаково відноситься і до приймальних АС (ДН, вхідний імпеданс, КСВ, ККД). Зовнішні джерела перешкод з неосновною поляризацією або в зоні додаткових пелюстків ДН, або поблизу фідера створять за наявності АЕФ додатковий фон перешкод при прийомі. Зазначимо деякі загальні особливості прояву АЕФ: 1. АЕФ проявляється сильніше при резонансних розмірах фідера та слабше – при нерезонансних розмірах. 2. Характер зміни ДН за наявності АЕФ залежить від довжини фідера. Чим довше вертикальний фідер, тим більш порізаною стає ДН у вертикальній площині. 3. Посилення АС у головному напрямі за наявності АЕФ може бути і більше, і менше, ніж без урахування АЕФ. 4. АЕФ проявляється тим сильніше, чим у сильнішому ближньому полі антени знаходиться фідер. У цьому сенсі розглянута антена GP - одна з найуразливіших. 5. У вібраторних (дипольних) антен АЕФ проявляється сильніше, ніж у рамкових. 6. У антен вертикальної поляризації АЕФ проявляється частіше та сильніше, ніж у антен горизонтальної поляризації. 7. Вплив фідера на характеристики АС тим сильніший, чим менші розміри антени і нижче за її ККД. Отже, АЕФ дуже небезпечний для електрично малих антен. 8. АЕФ особливо небезпечний для гостронаправлених і, зокрема, пеленгаційних антен. 9. Прояв АЕФ у приймальних АС не менший, а навіть серйозніший, ніж у передавальних. Саме для приймальних АС уперше виникла ця проблема. Запобіжні заходи та ослаблення АЕФ Способи ослаблення АЕФ багато в чому визначаються причинами, що його викликають. Вони розглянуті у першій частині статті. Зауважимо, що повністю усунути АЕФ можна лише теоретично. Тому терміни "попередження" та "пригнічення" слід розуміти як різні шляхи послаблення шкідливого впливу АЕФ відповідно на етапах до і після встановлення антени. У такому порядку перераховуються засоби послаблення взагалі й у кожної конкретної ситуації: проектування - установка - експлуатація. Для симетричних двопровідних фідерів у симетричній АС із симетричним підключенням (за відсутності синфазних струмів) АЕФ 2-го роду можна значно послабити різними способами та їх комбінаціями:
Для будь-яких фідерів більш істотною є боротьба з АЕФ 1-го роду, особливо небезпечним і пов'язаним з наявністю синфазних струмів у фідері. Наведемо короткий огляд технічних засобів, придатних для усунення АЕФ 1-го роду. По суті, це боротьба або з появою синфазних струмів у режимі передачі, або з їх перетворенням на протифазні в режимі прийому. Симетричні пристрої або пристрої сполучення симетричних систем з несиметричними (для стислості будемо використовувати англійське скорочення BALUN – від balanced-to-unbalanced). У режимі передачі умови електричної симетрії [3] визначаються рівностями (рис. 10): Z1 = Z2; (1) U1 = U2; (2) l1 = l2; (3) la = lb; (4) lc=0. (5)
Існують понад 100 [3] різновидів BALUN'ів та багато їх різних класифікацій, серед яких для наших цілей найцікавіша найпростіша. Більшість цих пристроїв можна розділити на дві групи [4]: перша - що забезпечують U1 = U2 (voltage BALUN, V-BALUN); друга - що забезпечують I1 = I2 (current BALUN, C-BALUN). До першої групи відносяться, наприклад, широко відомі U-коліно, малогабаритні трансформатори [5] на феритових магнітопроводах (рис. 11, а), до другої - замикають для синфазних тиків пристрою. Вони бувають як резонансні (чвертьхвильова склянка), так і аперіодичні (дросельного типу). Останні також іноді виготовляють на феритових магнітопроводах (рис. 11, б, див [6]). Строго кажучи, перші забезпечують рівність ЕРС у контурах з Z1 та Z2, тому умова (2) справедлива лише при виконанні умови (1). Для симетричних систем умова (1) виконується. А ось другі просто представляють великий опір струму Ic (і тільки для нього). Тому можна вважати, що струм Ic у точці підключення кабелю до антени близький до нуля, отже, I1~I2. Однак ми усунули лише одну причину виникнення синфазних струмів. У несиметричній АС (при геометричній асиметрії або при несиметричному збудженні) на зовнішню поверхню обплетення діє ще некомпенсоване ближнє поле антени.
Ізолювальні пристрої (Line Isolator, LI) використовують для електричного поділу зовнішньої поверхні фідерової оболонки на нерезонансні ділянки, щоб послабити синфазні струми, наведені ближнім полем в несиметричній АС. Для цього на шляху синфазних струмів необхідно забезпечити великий опір у кількох місцях з інтервалом l/4. Як LI можна використовувати як резонансні, так і аперіодичні дросельні пристрої типу С-BALUN 1:1 (рис. 11, б і в). Фактично C-BALUN 1:1 - це лінійний ізолятор, який використовується для симетрування. Встановлено, що для хорошої ефективності аперіодичних LI повний опір обмотки дроселя має бути не менше ніж 2...3 кілоом. При неможливості зробити компактний дросель на феритовому кільці з товстого кабелю можна зробити котушку з кабелю без магнітопроводу або вставити в розрив кабелю (як центрального провідника, так і оплетки!) невеликий дросель по рис. 11,б, намотаний двопровідною лінією, що відповідає хвильовому опору кабелю та потужності передавача. Такий пристрій не призводить до великих втрат, тому що при великому опорі синфазний струм незначний. Магнітопровід у цьому випадку сильно не намагнічується, що, втім, властиво всім LI і пристроям такого симетрії такого типу. Поглиначі синфазних поверхневих хвиль струму на коаксіальному фідері роблять з використанням покриттів із феромагнітних або діелектричних матеріалів із втратами. Приклад – установка на коаксіальному фідері феритових кілець або трубок. Для хорошого ослаблення на KB діапазонах потрібно 50-70 кілець (рис. 12) з фериту з початковою магнітною проникністю m=400...1000. Зазор між обплетенням кабелю та кільцем повинен бути мінімальним. Поглинач цього виду можна розглядати як розподілений лінійний ізолятор із втратами.
Значне ослаблення синфазного струму відбувається й у тому випадку, коли навколо кабелю є діелектрик із втратами (вода, ґрунт, бетон). Переконатись у цьому можна, навіть обхопивши пальцями місце кабелю з пучністю напруги. У цьому сенсі доцільна проводка кабелю над вільному просторі, а вентиляційному каналі (по стіні, землі і т. п.), не кажучи вже про спеціальні покриття кабелю складами з домішкою графіту. Розглянемо можливі заходи та засоби боротьби з АЕФ-1 у різних ситуаціях. 1. Симетрична антена, симетричний фідер: - Забезпечення геометричної симетрії АС щодо землі; - забезпечення електричної симетрії підключення АС (фідера) до радіостанції (зокрема, BALUN між фідером та радіостанцією, якщо підключення симетричного фідера до станції не передбачено). 2. Симетрична антена, несиметричний (коаксіальний) фідер: - симетруючі пристрої: V-BALUN при геометрично симетричній АС (рис. 13,а), проте при суттєво несиметричній АС це не допоможе (рис. 13,б) і знадобиться С-BALUN;
- ВЧ ізоляція зовнішньої поверхні обплетення фідера в місці підключення до антени - це фактично C-BALUN (рис. 13, для нерезонансної довжини кабелю; рис. 13, г для резонансної); - дроблення зовнішньої поверхні обплетення фідера по ВЧ (серія ВЧ лінійних ізоляторів LI щонайменше два з кроком l/4, починаючи від антени); - поглиначі синфазної хвилі (феритові кільця); - геометричне симетрування АС (за наявності симетруючого пристрою); - Підбір нерезонансної довжини фідера (рис. 13, в). 3. Несиметрична антена, симетричний фідер (не часто, але використовується): - Забезпечення геометричної симетрії АС; - Забезпечення симетричного підключення фідера з обох сторін. 4. Несиметрична антена, несиметричний фідер (одна з найпоширеніших комбінацій та найбільш вразлива, тут не рятують симетруючі пристрої типу V-BALUN): - C-BALUN у функції лінійного ізолятора в точці підключення фідера до антени (забезпечує lc=0 у цій точці - міра тут необхідна, але найчастіше недостатня); - чвертьхвильові противаги, склянки на обплетенні кабелю, замикаючі дроселі, петлі та бухти з кабелю; - дроблення зовнішньої поверхні обплетення фідера по ВЧ (серія ВЧ лінійних ізоляторів LI у можливих пучностях струму через l/4); - поглиначі синфазної хвилі струму (феритові кільця); - Підбір нерезонансної довжини фідера. Декілька прикладів характеристик антени GP дано на рис.14:
а – без придушення АЕФ, резонансна довжина; б – ефект підбору нерезонансної довжини кабелю; - C-BALUN при резонансній довжині; г – C-BALUN плюс LI; д - C-BALUN плюс два LI (порівняйте з рис. 4 без АЕФ). Заземлення може значно послабити АЕФ, проте не завжди, а лише за умови переходу при цьому до нерезонансної довжини лінії фідер+провід заземлення. Якщо ж у вас за відсутності заземлення кабель вже має нерезонансну довжину (що саме по собі ще не забезпечує відсутності АЕФ), то за наявності заземлення ефективна довжина лінії фідера та заземлення може стати ближчою до резонансної. Більше того, у тих випадках, коли до землі далеко чи заземлюючий провід використовується для іншого обладнання, доцільно взагалі відмовитися від заземлення за ВЧ, зберігши лише захисне заземлення (для захисту від наслідків коротких замикань та статичної електрики). Найпростіший засіб для гарної відв'язки по ВЧ від мережі живлення та заземлюючої лінії - фільтр-дросель на феритовому кільці з паралельних проводів мережі та заземлення (рис.15).
На рис. 16 наведено загальну схему придушення АЕФ розглянутими вище технічними засобами.
Перерахуємо загальні напрями боротьби з АЕФ: - передбачати та усувати можливість АЕФ на етапі планування; - робити розумний максимум заходів запобігання його появи; - гарне придушення АЕФ забезпечується комбінованим використанням кількох перелічених вище заходів; - після встановлення АС проконтролювати наявність АЕФ та при необхідності послабити за допомогою доступних засобів; - проводити постійний чи періодичний контроль АЕФ у процесі роботи; - абсолютно необхідно придушувати АЕФ з міркувань безпеки за потужності передавача більше 100Вт. Засоби контролю АЕФ 1-го роду Для випробувань, моніторингу та проведення робіт із придушення АЕФ потрібні засоби контролю. У режимі передачі контроль здійснюється за допомогою найпростіших індикаторів. Найпростіший з них – неонова лампочка. Індикатор стрілки синфазних струмів можна зробити на основі трансформатора струму на кільцевому магнітопроводі з фериту марки М55НН-1 типорозміру К65х40х6 (рис. 17,а). Первинна обмотка - кабель, одягнений у кільце, вторинна - L1 має 10 витків дроту ПЕВ-2 діаметром 0,15 мм. Чутливість вимірювальної головки бажано зробити регульованою. Кільце переміщають уздовж кабелю так, щоб він завжди знаходився в центрі кільця (рис.18, а)
Стрілецький індикатор електричного поля (див. рис. 17,б) виготовити дуже легко. Довжина плечей WA1, WA2 антени - трохи більше 20 див. При переміщенні кінця однієї з плечей вздовж кабелю (рис. 18,а) слід стежити, щоб не змінювалася відстань між цим кінцем і кабелем. Зрозуміло, можливі інші види індикаторів: з роз'ємним магнітопроводом, з електростатичним екраном, резонансні або широкосмугові, з підсилювачем світлові або звукові тощо. Переміщуючи індикатор вздовж фідера в режимі передачі, стежать за його реакцією. За наявності АЕФ можна визначити положення та оцінити рівні пучностей (максимумів) струму або напруги. Контроль АЕФ в режимі передачі виробляють за допомогою приладів, використовуючи лабораторний генератор (ГСС) і приймач (рис. 18,а). Однак результат може не збігтися з реальним АЕФ, якщо генератор сигналу розташований і заземлений не так, як передавач. Значно зручніший контроль АЕФ у режимі прийому (рис. 18,6). Тут антена підключена до свого приймача, треба лише переконатися, що за відсутності зв'язку генератора з кабелем сигнал від генератора не надходить у приймач через антену.
Використання АЕФ Загалом вважається, що АЕФ - це завжди і для всіх погано. Але іноді за допомогою штучно створеного розподілу синфазного струму фідера можна покращити деякі характеристики АС (зазвичай ціною погіршення інших). Використання АЕФ для покращення КСВ підбором довжини фідера. Високий КСВ може призвести до виходу з ладу передавача, якщо він не має автоматичного захисту (зниження потужності або просто вимкнення). Радіоаматори давно помітили, що іноді вдається досягти поліпшення КСВ зміною довжини фідера. Однак не всі правильно уявляють природу подібного явища. Це пояснюється залежністю комплексного вхідного імпедансу АС, отже, і КСВ, від довжини фідера за наявності АЭФ (див. рис. 8 першій частині статті). Зокрема зниження КСВ може відбуватися при переході від резонансної довжини кабелю до нерезонансної (що легко перевірити за допомогою індикатора). Не виключено, що найкращим виходом буде усунення причин АЕФ більш ефективними способами, які описані вище. Використання ДЕФ для покращення діаграми спрямованості. Аналізуючи залежності коефіцієнта посилення вертикальних антен від довжини фідера, можна побачити, що АЭФ який завжди призводить до погіршення. Якщо поле в потрібному напрямку і з потрібною поляризацією струмів від фідера складається у фазі з полем від струмів антени, можна отримати додаткове посилення. Найбільш яскраві та корисні приклади цього покращення - створення з ділянки фідера симетричної противаги для утворення вертикальних антен загальною довжиною 2xl/4, 2xl/2 та 2х5l/8. У найпростішому випадку це робиться за допомогою запірного дроселя з індуктивним опором щонайменше 2000 Ом. Щоб добре послабити струми по фідеру в "частині, що не використовується", доцільно встановити ще один-два таких дроселя нижче основного з інтервалами l/4. В результаті можна отримати близькі до ідеальної діаграми у вертикальній площині (рис. 19). Для вертикальних антен це, мабуть, найпростіший спосіб поліпшення характеристик АС під час харчування знизу. Треба лише простежити, щоб не було паразитних резонансів щогли та відтяжок.
Відсутність помітного АЕФ - перша та основна вимога до будь-яких антенно-фідерних систем [8]. Антена радіоустановки має бути єдиним джерелом та приймачем радіовипромінювання. Проблеми, пов'язані з АЕФ, досить серйозні і вирішувати їх необхідно вже на етапі проектування антенно-фідерних пристроїв. Під час розробки антен слід передбачати пристрої зниження АЭФ. Виробники антен повинні розробляти відповідні рекомендації щодо встановлення антен та розташування фідера. Для користувачів важливо знати причини та прояви АЕФ, вміти попереджати та контролювати їх, а також боротися з ними. Можливість появи сильних полів поблизу фідера потрібно враховувати щодо електромагнітної безпеки, складанні санітарного паспорта. література 1. Пістолькорс А. А. Приймальні антени. - М.: Зв'язуйтевидавець, 1937.
Автори: Анатолій Гречихін (UA3TZ), Дмитро Проскуряков, Нижній Новгород; 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
▪ Лазерна катапульта для польотів на Марс ▪ SSD-накопичувач MSI SPATIUM M570 на PCIe 5.0 ▪ Смартфон із системою 3D-моделювання простору від Google ▪ Безкоштовні зашифровані дзвінки iPhone
▪ розділ сайту Параметри, аналоги, маркування радіодеталей. Добірка статей ▪ стаття Прялка та ткацький верстат. Історія винаходу та виробництва ▪ стаття Льнянка звичайна. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Цифровий перетворювач частоти. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
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