Малогабаритна антена лісолова 144 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Антени УКХ

 Коментарі до статті

Ще до публікації, у процесі обговорення серед радіоспортсменів, стаття спеціаліста з антеної техніки кандидата технічних наук К. П. Харченка викликала суперечки. Майстер спорту міжнародного класу, неодноразовий переможець змагань найрізноманітнішого масштабу (у тому числі й чемпіонатів Європи), горьковець А.І.Гречіхін назвав ідею, закладену в основу запропонованої конструкції, "дуже цікавою та оригінальною". Він також наголосив на простоті пристрою.

Не менш досвідчений спортсмен, кандидат фізико-математичних наук, москвич В. Н. Верхотуров вважає, що створення антени, що забезпечує можливість пеленгації щонайменше, "могло б уявити серйозний інтерес для спортсменів".

Нам також здається, що ця малогабаритна антена може мати велику перевагу перед досить громіздким "хвильовим каналом" - адже нерідко "мисливцеві" у пошуках "лисиці" доводиться буквально продиратися крізь густі чагарники.

Однак обидва спортсмени (до них приєднується майстер спорту зі Свердловська А. С. Партін) піддали конструкцію критиці. Так, вони висловили сумнів у доцільності розміщення антени на голові спортсмена - не зовсім зручно, уточнюючи напрямок під час руху, весь час крутити головою (але ж можна, мабуть, виробити й іншу техніку пошуку?). Крім того, за правилами змагань, мовляв, можлива не тільки вертикальна поляризація, на яку розрахована антена, а й горизонтальна (ну, це просто - досить розмістити вібратори горизонтально). Коротше кажучи, майже всі критичні висловлювання вдалося знайти контрдокази. І, що найголовніше, за бажання конструкцію антени можна змінити, пристосувавши її для носіння в руках.

Більш серйозні побоювання пов'язані з неминучим впливом на параметри системи (зокрема, на симетрію) ємності, що змінюється по відношенню до землі, з малою діючою висотою антени, з її чутливістю до відбитих сигналів. .Розвіяти ці побоювання може лише практична експлуатація.

Редакція поділяє думку А. І. Гречихіна про те, що дана антена є "цікавою пропозицією, яка може знайти застосування до розвитку". Сподіваємося, що стаття, що публікується, буде корисна для радіоаматорів-спортсменів.

Мисливці на "лис" повинні мати у своєму розпорядженні апаратуру, що дозволяє виділяти напрямок на "лисицю". Це завдання вирішують антени в сукупності з приймальним пристроєм. Можливі два шляхи побудови таких антен. У першому випадку антена повинна мати яскраво виражену односпрямовану діаграму і заданий напрямок виділяється по максимуму прийнятого сигналу шляхом порівняння сигналів з сусідніх напрямків і вибору шуканого. У другому випадку у діаграмі спрямованості антени є один глибокий мінімум. Тут теж шуканий напрямок визначається шляхом порівняння та вибору, але вже за мінімумом сигналу.

Якщо аналізувати обидва варіанти, то другий видається теоретично кращим, хоча б тому, що в першому випадку для отримання вузької діаграми спрямованості потрібна "велика" антена, як правило, порівнянна з довжиною хвилі. Крім цього, визначати напрямок на "лисицю" у міру наближення до неї по максимуму сигналу важче, ніж за мінімумом.

У цій статті пропонується варіант побудови невеликої за розмірами антени з різко вираженим мінімумом у діаграмі спрямованості. Пропонується також конструктивне рішення приймального пристрою, що дозволяє звільнити руки спортсмену, що, очевидно, підвищить його маневреність.

Щоб зрозуміти принцип дії антени, звернімося до рис.1,а (в тексті). На ньому показаний відрізок однорідної довгої лінії, в яку включені два умовні однакові генератори Г1 і Г2 високочастотних коливань. Про - середина лінії, U - крива розподілу напруги вздовж лінії. Якщо генератори синфазні, то максимум (пучність напруги) посідає середину лінії. Якщо фаза коливань генератора Г2 відстає від фази коливань генератора Г1, то крива розподілу напруги лінії зрушиться на деякий кут j, як показано на рис.1,б. Якщо навпаки, фаза коливань генератора Г2 випереджає фазу коливань генератора Г1 то відбудеться зрушення кривої розподілу в протилежний бік, як показано на рис.1,в. Якщо умовитися визначати напругу лінії шляхом включення приладу в точках 3-4, можна побачити, что,|U3|> &|U1|, a U2=0.

Рис. 1. Принцип побудови антени.

Як розглянуті умовні генератори можуть виступати дві однакові антени, наприклад диполі (рис.1,г). При цьому фази коливань у лінії залежатимуть від напрямку приходу радіохвиль. На рис.1,г стрілками показано три напрями: I - радіохвилі приходять до обох антен одночасно; II - на шляху поширення радіохвиль стоїть спочатку антена 1, а за нею антена 2; III – навпаки, антена 2 попереду, а 1 – ззаду. Вимірюючи тим же приладом лінії напівхвильової довжини напруги в перерізі, віддаленому від антени 1 на відстані j в електричних градусах, отримаємо відповідно всі розглянуті вище випадки.

Таким чином, не знаючи заздалегідь напрямки приходу радіохвиль, можна знайти його, обертаючи систему з двох антен доти, доки прилад у точках 3-4 не покаже мінімум напруги в лінії. І тут, очевидно, напрям поширення радіохвиль збігається з напрямом II. Діаграма спрямованості такого антеннофідерного пристрою буде кардіоїдного типу. Вважаючи, що сигнал "лисиці" помітний на рівні шумів приймача, коли антена повернена до неї на деякий кут щодо нульового напрямку, можна знайти ту зону нечутливості, всередині якої, напевно, один з напрямків шуканий. У міру наближення до передавача (зі збільшенням рівня випромінювання) зона нечутливості зменшуватиметься, а шуканий напрямок визначатиметься точніше.

Реалізувати описаний спосіб побудови антени та приймача можна, використавши як приклад конструктивний варіант, наведений на рис. 2. Тут показано загальний вигляд пристрою, виконаного у вигляді шоломофона.

Рис.2. Загальний вигляд приймального пристрою "Лісолова"

Його основу складають металеві обруч 1 і поперечна дуги 11 і поздовжня 12. Б області перетину дуг встановлений також металевий футляр 2 для приймача. Якщо за габаритами батареї живлення не можуть бути розміщені всередині футляра приймача, їх закріплюють на поздовжній дузі 12 (дві батареї - 3). Навантаженням приймача служать телефони 8, обрамлені в м'які прокладки звукоізолюючі, до яких пришиті ремені 9 для закріплення шоломофона під підборіддям. Телефони через прокладки зафіксовані на кінцях поперечної дуги 11. На лобовій та потиличній частинах обруча 1 розміщені та жорстко з ним скріплені два антенних ізолятори 4. Антенні ізолятори фіксують антени 5 штирьового типу. На кінцях антен є регулювальні втулки 13. Клеми живлення обох антен з'єднує лінія 7 (лінія l на рис. 1, г), лінія 6 підключає вхід приймача лінії 7 через трійник 10 (точки 3 і 4 на рис. 1, г). Приймач повинен мати високий вхідний опір (щоб не шунтувати лінію). Більш довгий відрізок лінії 7 у згорнутому (зигзагоподібному) вигляді покладено на обручі 1.

При виготовленні конструкції слід прагнути максимальної симетрії щодо вертикальної осі, що проходить через центр обруча. Невиконання цієї вимоги спричинить спотворення симетрії в діаграмі спрямованості та помилки у визначенні напрямку.

Рис. 3. Елементи шоломофона

На рис. 3 наведено розміри елементів, що становлять основу шоломофона. Розмір S важливий лише тим, що він визначає відстань у частках довжини хвилі в лінії 7 від лобової антени до місця включення лінії 6. Геометричний розмір відрізка лінії 7 визначиться як

l₁=S/2e ,

де e – коефіцієнт укорочення. Для коаксіального кабелю з поліетиленовим заповненням e=1,51-1,52, тому для нашого варіанта l₁= 70 мм. Загальна довжина лінії становить половину середньої довжини хвилі з урахуванням скорочення хвилі в кабелі. При lср = 2,07 м l = 680 мм.

Якщо додати до загальної довжини l за однаковим відрізком 80 мм з кожного боку, це дозволить збільшити l₁ до 150 мм для зручнішого розміщення трійника 10 у місці перехрещування дуг.

Якби антенно-фідерний пристрій можна було виконати без похибок та суворо симетрично електрично, виготовлення на цьому було б закінчено.

Однак зробити це відразу не вдається, і в точках включення лінії б в лінію напруги 7 сигналів від антен або не рівні по амплітуді, або зсув фаз між ними не дорівнює 180 °, коли радіохвилі приходять з "нульового" напрямку. І те, й інше не дозволяє отримати результуючу напругу, що дорівнює нулю. Це рис. 4. Тут вектори 1 в. 2 зображують напруги, що надходять від першої та другої антен відповідно, кут a - зсув фаз. Результуюча напруга - червоний колір вектор. На рис. 4 а напруги 1 і 2 рівні по амплітуді, але не суворо протифазні, на рис. 4 б напруги протифазні, але їх амплітуди не рівні один одному, на рис. 4, напруги не протифазні і не рівні по амплітуді. На всіх цих позиціях результуюча напруга відмінно від нуля і лише на рис. 4, г воно задовольняє нашим вимогам.

Рис.4. Векторна діаграма антенно-фідерного пристрою

Забезпечити обидві ці умови в реальному антенно-фідерному пристрої не так просто, оскільки при зміні, наприклад, довжини антени одночасно змінюються і фаза, і амплітуда сигналу, що надходить від неї. Потрібна ще хоча б одне регулювання, що забезпечує зміну лише фази (або амплітуди). Забезпечити зміну тільки фази можна, розсуваючи осі вібраторів один щодо одного (змінюючи розмір S) або змінюючи точку підключення лінії 6 до лінії 7. ​​Як конструктивно змінювати точку підключення, показано на рис. 5 та 6.

Рис.5. Закладення кінців кабелю сполучної лінії

Загальна довжина лінії (за оплеткою) дорівнює 840 мм. Кінці Dl, однакові з обох боків, необхідні закладення в ізолятори. Тут 1 - центральний провідник кабелю, 2 - частина його поліетиленової ізоляції, що виступає, 3 - скоба, що охоплює обплетення і припаяна до неї (служить контактом і фіксатором обплетення). Ці скоби мають бути припаяні до обруча шоломофона. На відстані - 150 мм від торця скоби 3, що примикає до лобової антени, слід зробити розріз, оголивши провідник 1 протягом близько 50 мм. Обплетення кабелю в розрізі також потрібно закласти в скоби 3 і припаяти їх до мідної (латунної) пластинки 4. Цей розріз надалі служитиме відрізком лінії для компенсації фази.

Рис.6. Спосіб регулювання фази сигналу

На рис. 6 показано ділянку; шоломофона, на якому розміщено цей вузол. Тут 12 – відрізок поперечної дуги, 7 – відрізок обруча. Обруч та поперечна дуга скріплені один з одним та мають електричний контакт. Пластина 4 прикріплена до обруча заклепками 9 так, щоб між нею і обручем була щілина. Кабель 5 покладено вздовж обруча. Обплетення кінця кабелю лінії 6 охоплена скобою 11, закріпленою на пластині 10, кабель 6 покладений на поперечній дузі 12 і другим кінцем підведений до приймача. Пластина 10 щільно вставлена ​​в щілину, утворену деталями 4 та 7, центральні провідники 1 та 8 з'єднані. Виступаюча частина поліетиленової ізоляції 13 оберігає провідник 8 від короткого замикання з пластиною 4. Переміщуючи по щілині пластину 10, а разом з нею і провідник 8, можна змінювати точку включення лінії 6, підбираючи таким чином фазу, що шукається.

Налаштування проводиться в декілька прийомів методом послідовних наближень. Змінюючи довжину вібратора однієї з антен, намагаються підібрати таке положення включення ліній, щоб на вході приймача сигнал дорівнював нулю (або мав різкий мінімум). При цьому шоломофон має бути відповідно орієнтований на передавач. Стосуватися провідників ліній у момент виміру не слід, щоб не було порушень електричної симетрії системи. Після досягнення результату потрібно зафіксувати отримані розміри та положення. Відкриті частини ліній (розріз) потрібно закрити кришкою (можна діелектричною) і всі відрізки кабелів прикріпити ізоляційною стрічкою до обруча та дуги.

Обруч і дуги шоломофона можна зробити з мідної чи латунної стрічки, вібратори антен – з гнучкої стрічки або дроту, ізолятори – з будь-якого високочастотного діелектрика, для сполучних ліній використовувати коаксіальний кабель практично будь-якого типу. Зручна конструкція ізолятора. Внутрішню половину ізолятора надягають на виступаючу частину 2 (рис. 5) кабелю після того, як скоба 3 буде припаяна до обруча. Зовнішню частину ізолятора накладають на внутрішню після того, як вібратор антени буде припаяний до центрального провідника лінії. Скріплювати частини ізолятора можна за допомогою болтів.

Усі металеві частини шоломофона повинні між собою мати електричний контакт, обплетення фідерних ліній - електрично замкнуті на ті частини шоломофона, до яких вони примикають; обплетення лінії 6 (рис. 2) має бути розпаяна на корпусі приймача. Для дотримання електричної симетрії пристрою бажано прокласти "холости" відрізки кабелів, що точно імітують лінії 7 і 6 (мал. 2), але на протилежних сторонах шоломофона.

Налаштовувати антенно-фідерну систему можна тільки поза приміщенням, на відстані до передавача не менше 10-15 м, на лінійній ділянці характеристики приймача. У районі вимірювань повинно бути будівель і предметів, яких міг відбиватися сигнал передавача і приходити до антенам з інших напрямів. Наявність цих відображень погіршить якість налаштування або навіть унеможливить її.

Рис.7. Діаграма спрямованості антени за різних відстаней до "лисиці"

У приймачів з пороговим пристроєм (обмеженням за заданим рівнем сигналу) діаграма спрямованості, знята вихідним рівнем сигналу, матиме характер, показаний на рис. 7, а - 7, послідовно, в міру наближення до "лисиці".

Автор: Харченко; 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 Одяг вбиває планету 04.03.2018 Вчені вважають, що одяг людей завдає непоправної шкоди планеті. Врятувати ситуацію може екологічно чисте виробництво. Дослідники з Австралії дійшли висновку, що сучасний одяг, який носять люди по всій планеті, завдає величезної шкоди екології. Справа в тому, що майже весь одяг виробляється у країнах Південно-Східної Азії. Під час виготовлення тканин виробляється неймовірна кількість вуглекислого газу, а барвники, що використовуються, шкідливі для здоров'я людей. До того ж, викинутий одяг через хімікати у складі довго не розкладається і є отруйним сміттям. Вихід дослідники вбачають в інноваційному розвитку легкої промисловості. Вони пропонують виробляти виключно екологічно чисті тканини, реформувати швейне виробництво та зробити матеріали для одягу відновлюваним ресурсом. Тобто після того, як людина зносила річ, вона могла б здати її в спеціальний центр, де тканину переробили б і використовували для пошиття нових виробів.

Інші цікаві новини:

▪ Енергозбереження за способом фламінго

▪ Двоканальний DC/DC-перетворювач для живлення екранів портативних пристроїв

▪ Охолодження лазером

▪ Підводний квантовий комунікаційний канал

▪ Нові пристрої від Buffalo

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Медицина. Добірка статей

▪ стаття Відеоігри. Історія винаходу та виробництва

▪ стаття Що це за течія - Куро-сіо? Детальна відповідь

▪ стаття Начальник відділу виробництва реклами. Посадова інструкція

▪ стаття Автосигналізація Сигнал-003. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Короткохвильовий трансівер Урал Д-4. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

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