Коаксіальні вертикальні антени. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

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

Коаксіальні вертикальні антени. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Антени КВ

Коментарі до статті

Так називають антени типу Groundplane із вбудованим короткозамкненим чвертьхвильовим шлейфом із коаксіального кабелю (рис.1). Основна перевага антен такого типу - розширена смуга частот.

Коаксіальні вертикальні антени
Рис.1. Схема коаксіальної вертикальної антени (Rv – сума опорів втрат)

Вона утворена вертикально розташованим коаксіальним кабелем з довільним хвильовим опором. Нижній кінець центральної жили кабелю з'єднаний із мережею заземлення, а її верхній кінець припаяний до екрану кабелю. Довжина кабелю дорівнює l/4хVk, де Vk - величина коефіцієнта укорочення зі специфікації (зазвичай 0,66). Таким чином, йдеться про коаксіальну замкнуту чвертьхвильову лінію, яка виступає як паралельний резонансний контур. Радіохвилі випромінюються тільки екраном кабелю, але внаслідок малого відношення l/d його коефіцієнт укорочення близький до 0,95, і тому він занадто короткий для чвертьхвильового резонансу. Щоб сформувалася чвертьхвильова Ground-plane, потрібно l1 наростити відрізком l2 до довжини резонансної l/4.

Приклад

Використовується коаксіальний кабель з Vk = 0,66. Геометрична чверть довжини хвилі l1=0,25lх0,66=0,165l. Якщо для екрану кабелю прийняти з урахуванням його відношення l/d коефіцієнт укорочення V=0,95, то нормальна довжина складе l1+l2=0,25lх0,95=0,2376l, а довжина відрізка l2=0,2376l-0,165l= 0,0725l. При резонансі вбудований чвертьхвильовий шлейф не працює через дуже високий вхідний опір (паралельний резонансний контур). Якщо підвищити частоту передавача, то відрізок l1+l2 виявиться надто довгим - інакше кажучи, на ньому з'явиться індуктивна реактивна складова. Одночасно стане надмірно довгою та короткозамкнута чвертьхвильова коаксіальна лінія (шлейф). Лінія, що перевищує чверть довжини хвилі, має ємнісну дію, і в результаті індуктивна складова відрізка випромінювача і ємнісна реактивність чвертьхвильового шлейфу взаємно компенсуються, а опір випромінювання Rs зростає.

Зі зниженням частоти передавача відбувається зворотне: відрізок випромінювача стає ємнісним, а шлейф - індуктивним, що також призводить до взаємної компенсації реактивних складових. Завдяки такій здатності чвертьхвильової лінії частотна смуга антени розширюється. Зверху її обмежують небажані зміни діаграми спрямованості, а знизу різке падіння опору випромінювання. Завдяки подібній широкосмуговій довжину елементів антени не обов'язково точно витримувати. Як і інших вертикальних антен, добротна мережу заземлення - передумова високого ККД.

DL2FA докладно описав коаксіальні антени [1]. Ескіз найпростішої представлений на рис.2а.

Коаксіальні вертикальні антени
Рис. 2. Типи вертикальних коаксіальних антен:
а - укорочена Groundplane; б - повнорозмірна Groundplane;
в - сильно вкорочена Groundplane з котушкою, що подовжує, L і кінцевою ємністю C_D

Якщо коефіцієнт укорочення коаксіального кабелю Vk=0,66, його геометрична довжина складе 0,25lх0,66=0,165l; вона є довжиною випромінювача, оскільки ніяких способів подовження цього елемента не застосовувалися. Отже, тут є укорочена Groundplane довжиною ~60 ° (1 l = 360 °). Опір випромінювання Rs цього варіанта антени приблизно дорівнює 13 Ом. Для досягнення високого ККД антени опір втрат має бути тим нижчим, чим менше опір випромінювання. Дещо більш сприятливі умови створює застосування коаксіального кабелю з напівповітряним діелектриком і Vk = 0,82. Тоді довжина кабелю l1=0,25lх0,82=0,205l (близько 74°), величина опору випромінювання (20 Ом). Завдяки описаній дії коаксіального чвертьхвильового шлейфу вхідний опір залишається активним у широкій області частот, а його величина змінюється разом з опіром випромінювання. За допомогою омега-узгоджувальної ланки (С_А-З_К) здійснюється погодження з хвильовим опором будь-якого кабелю.
Рис.2б у принципі відповідає рис.1, відрізняючись лише відображенням параметрів антени та омега-подібним узгодженням. На рис.2в показана сильно вкорочена Groundplane з котушкою, що подовжує, і кінцевою ємністю.

Коаксіальні антени експлуатуються у багатодіапазонному режимі. У цьому випадку слід пам'ятати про зміни вертикальної діаграми спрямованості з переходом від одного діапазону до іншого та опору випромінювання, а також необхідність підстроювання омега-подібної ланки при перемиканні діапазонів. Це не потрібно при роботі в єдиному діапазоні.

Значна ширина частотного діапазону відкриває багато можливостей підстроювання під місцеві умови. Коаксіальний кабель потребує штучної чи природної опори. Ідеальним рішенням була б фібергласова труба з коаксіальним кабелем усередині. Іноді можна протягнути кабель між двома високо розташованими опорними точками (наприклад, на деревах).

література

1. Wurtz H. DX-Antennen mit spiegelnden Flachen – Koakxiale Antennen. cq-DL 7/1981, S.330-332

Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Антени КВ.

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

5G модем Snapdragon X75 23.02.2023

Компанія Qualcomm представила модем Snapdragon X75 5G, який першим у світі пропонує агрегацію 10 несучих.

Сам виробник каже, що це перша система 5G Advanced-Ready Modem-RF System. Насправді модем справді унікальний. Крім вже обумовленої особливості, він також виділяється наявністю власного тензорного блоку Qualcomm 5G AI Processor Gen 2 підвищення продуктивності з використанням II. Крім того, модем пропонує швидкість низхідного каналу до 10 Гбіт/с як для 5G, так і Wi-Fi 7.

Qualcomm також виділяє конвергентний приймач для діапазонів mmWave та Sub-6 у поєднанні з новими антенними модулями Qualcom QTM565 п'ятого покоління для mmWave, що знижує вартість, складність плати та енергоспоживання. Підтримка Qualcomm DSDA Gen 2 дозволяє одночасно використовувати 5G/4G Dual Data на двох SIM-картках.

Очікується, що Snapdragon X75 5G буде інтегрований у SoC Snapdragon 8 Gen 3, який цього року може вийти раніше за попередницю минулого. Крім того, новий модем, ймовірно, використовуватиметься в лінійці iPhone 16.

Крім топового модему Qualcomm також представила Snapdragon X72 5G. Він також відноситься до сімейства Modem-RF, оснащується тим самим тензорним блоком і в цілому максимально схожий на X75, але швидкість завантаження обмежена 4,4 Гбіт/с.

Інші цікаві новини:

▪ Однокристальна система Semiconductor RSL10

▪ Мобільники з 3-мегапіксельними камерами з'являться вже цього року

▪ Більше дружин – менше дітей

▪ Зелене сяйво Марса

▪ Samsung Galaxy Tab 3 Lite

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Ваші історії. Добірка статей

▪ стаття Відеозйомка: поради аматора. Мистецтво відео

▪ стаття Як вчені визначають глибину океану? Детальна відповідь

▪ стаття Посів та посадка лісу. Типова інструкція з охорони праці

▪ Стабільний генератор плавного діапазону (до 30 МГц). Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Конвертор УКХ на мікросхемі К174ПС1. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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