Ще один варіант вертикальної спрямованої антени. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Антени УКХ

 Коментарі до статті

У попередній статті автора (В. Поляков. Вертикальна спрямована антена. "KB журнал", № 5, 1998 р., с. 27-31) була докладно описана спрямована двоелементна антена, що складається з двох активних вертикальних вібраторів. У процесі експериментів з нею було придумано й інший спосіб живлення вертикальних вібраторів, без застосування чвертьхвильової двопровідної лінії. Можливо, це певною мірою повернення до старого і відомого, проте антена запрацювала, легко налаштовувалась, показала непогані результати і була використана практично. Пропонуємо цю конструкцію до суду читачам.

За ідеологією ця антена, як і раніше, є ZL-бімом з двома близько розташованими вертикальними напівхвильовими вібраторами, що живляться майже в протифазі (фазовий зсув струмів у вібраторах близько 215°). Зміни стосуються способу живлення вібраторів. Звернемося до рис. 1 де показаний нерозрізний напівхвильовий вібратор і розподілу струму I і напруги U в ньому.

Графіки цих розподілів майже точно відповідають відрізкам синусоїд. У точці X, зміщеній на деяку відстань від середини вібратора, його опір, у повній відповідності до закону Ома, визначається ставленням напруги до струму, R=U/I. Воно дорівнює нулю в середині вібратора (оскільки тут напруга перетворюється на нуль) і зростає пропорційно tg(2пX/L,) при зміщенні точки живлення на відстань Х від середини вібратора. У такий спосіб, до речі, здійснюється живлення антени Windom однопровідним фідером з опором близько 600 Ом. Нам же знадобиться опір близько 25 Ом, тому усунення точки живлення від середини вібраторів буде дуже незначним.

Електрична схема пропонованої антени з орієнтовними розмірами, наведеними у довжинах хвиль, показано на рис.2.

Кабель живлення з хвильовим опором 50 Ом підключається до точок YY, забезпечуючи їхнє протифазне збудження. Ці точки з'єднуються короткими "товстими" відрізками провідників із точками живлення вібраторів Х-Х. "Товсті" провідники потрібні тут для зниження їхнього індуктивного опору, який, втім, буде компенсований при налаштуванні антени, і, як з'ясувалося, істотного впливу не має. Для живильного фідера вхідні опори вібраторів включені послідовно, тому вхідний опір вібраторів в точках Х-Х і має бути близько 25 Ом. З рівним успіхом антену можна узгодити і з 75-омним кабелем, просто відстань від середини вібраторів до точок Х-Х буде трохи більше.

Якби вібратори були однаковими, вони збудилися б точно в протифазі і антена випромінювала б погано, з діаграмою спрямованості двох однакових пелюсток вперед і назад. Для необхідного фазування передній вібратор зроблений трохи коротше напівхвилі, а задній - трохи довше (як і належить рефлектору). Електричні довжини вібраторів на рис.2 наведені з урахуванням "природного" скорочення вібраторів, що мають кінцеву товщину. Укорочення переднього вібратора дає зсув фази близько 16° (0.045L) у бік випередження, а подовження заднього - такий самий фазовий зсув у бік відставання. Відстань між вібраторами становить 0,09L, тому хвиля, випромінювана переднім вібратором назад, виявляється точно протифазної хвилі, випромінюваної заднім вібратором, і обидві хвилі виявляються скомпенсованими. Тому випромінювання тому відсутнє. Різниця фаз між хвилями, що випромінюються обома вібраторами вперед, становить більше 60°, і ці хвилі не компенсуються, утворюючи спрямоване випромінювання.

Описана антена була змодельована в діапазоні 430 МГц наступним чином: на пластинці фольгіро-ванного склотекстоліту розмірами 7х80 мм в середині фольга була прорізана і туди був припаяний кабель (точки YY), оплеткою у бік рефлектора (так зручніше називати задній, більш довгий Вібратори були виготовлені з мідного дроту діаметром 1,8 мм і кріпилися до скло-текстолітової планки дужками, що пружинять (точки Х-Х), так, щоб вібратори можна було пересувати по вертикалі. Таким пересуванням, чи усуненням точок Х-Х, вдавалося досягти КСВ== 1 робочої частоті. Пригнічення випромінювання назад досягалося підбором довжин вібраторів. Ось що вийшло після налаштування: виграш антени порівняно з одиночним напівхвильовим вібратором становив 5 дБ. Діаграми спрямованості у вертикальній та горизонтальній площинах показані на рис.3.

Ріс.3

Вони є дуже типовими для двоелементної антени і ніяких особливостей не мають. Кут розкриття діаграми по половинній потужності становить 110 ° у горизонтальній площині (по азимуту) і 90 ° у вертикальній площині (по куту місця). В останньому випадку позначаються спрямовані властивості самих вібраторів, що додаються до спрямованих властивостей випромінювачів. Оцінка виграшу за діаграмою спрямованості дає значення 6,5 дБ щодо ізотропного випромінювача, що досить добре відповідає наведеній вище цифрі.

Отримавши ці результати, було вирішено збудувати портативну розбірну антену для роботи в польових умовах на діапазоні 10 м. Її ескіз наведено на рис.4. Антена піднімалася телескопічною щоглою висотою 6,5 м, виготовленої з відрізків дюралюмінієвих труб діаметром від 24 до 35 мм. Щоб щогла не збуджувалася полем випромінювання антени, її довжина має бути кратної чверті довжини хвилі. Хоча це становище експериментально і перевірялося, помітного впливу щогли зазначеної висоти працювати антени зазначено був. Можна використовувати і діелектричні щогли будь-якої висоти. Щогла фіксувалася у вертикальному положенні розтяжками з поліамідного рибальського шнура. На верхньому кінці щогли була закріплена пластина з товстого (15 мм) органічного скла (ізолятор), до якої кріпилися болтами горизонтальні частини живильної лінії. Вони були виготовлені з дюралюмінієвого П-подібного профілю перетином 35х20 мм. Розміри профілю некритичні, аби він забезпечував достатню механічну жорсткість кріплення вібраторів. Під болти кріплення профілю до ізолятора були підкладені пелюстки, до яких припаювали кабель. Для зменшення затікання струмів на обплетення кабелю, на нього були надіті два феритові кільця. Електричного контакту з щоглою кабель у відсутності.

Вібратори були виготовлені з двох дюралюмінієвих трубок діаметром 14 та довжиною 3000 мм. З обох кінців вібратори надставлялися стібками з тоншої і дуже легкої трубки. Стінь можна було пересувати і фіксувати гвинтами, регулюючи довжину вібраторів. До кінців профілів (у точках Х-Х) вібратори кріпилися обтисканнями з м'якого дюралюмінію та гвинтами з отворами в профілі. Поки гвинти не затиснуті, вібратори можна було пересувати по вертикалі з деяким зусиллям, тримаючи за нижню стінку.

Налаштування антени звелося до підбору довжин вібраторів висунення та всування нижніх стінок. У цьому контролювалася діаграма спрямованості. Практично це зручно робити при прийомі будь-якої радіостанції, сигнал від якої стабільний і приходить земною хвилею. Обертаючи щоглу, спостерігають діаграму спрямованості. Автор, експериментуючи на садовій ділянці за 60 км від Москви, приймав радіостанцію московської "Служби порятунку" в СВ діапазоні 27 МГц, і отримав різницю при прийомі "спереду" та "ззаду" в 4...5 балів (до 30 дБ). Потім розміри вібраторів було вкорочено на 4% для перебудови на 28 МГц. Отримавши прийнятну діаграму, пересувають вібратори по вертикалі до отримання хорошого КСВ в фідері живлення. Вібратори при цьому засмучуються мало, але все ж таки операції з формування діаграми та узгодження краще повторити послідовно кілька разів. Це можна робити в робочому положенні антени, можливо приспустивши щоглу на одне коліно, оскільки дістати для регулювання треба тільки до нижніх стін обох вібраторів. У жодному разі не можна торкатися стінок при включеному передавачі, оскільки на кінцях вібраторів знаходяться пучності (максимуми) напруги і можна отримати високочастотні опіки. До того ж і антена засмучується навіть при піднесенні рук до кінців вібраторів. Після регулювання антену опускають, затягують всі гвинти кріплення і піднімають знову в робоче положення.

Розміри, наведені на рис.4, отримані вже після налаштування антени. Щоб перевірити повторюваність результатів, іноді антена була зібрана на землі за наведеними розмірами і піднята без налаштування. Відношення випромінювання вперед/назад вийшло близько 25 дБ, а КСВ менше 2. Потрібна була лише невелика підстроювання КСВ переміщенням вібраторів по вертикалі в їх кріпленнях.

З цією антеною був проведений експеримент з прийому сигналів скандинавських маяків в один із днів, коли проходження на 10-метровому діапазоні і близько не було. Налаштувавши приймач на 28,268 МГц і направивши антену на північний захід, автор півтори години терпляче слухав чистий шум ефіру. Треба сказати, що експеримент проходив у досить "тихому" місці, де шум ефіру, приведений до 50-го входу приймача, склав 0,08 ... 0,1 мкВ в SSB смузі 2,4 кГц. Терпіння було винагороджено трьома, одним сильним і двома слабшими "спалахами" сигналу фінського маяка OH9TEN, що випромінює 20 Вт вертикальної всеспрямованої антеною. "Спалахи" тривали від однієї до чотирьох секунд, і жодного сумніву немає, що це були відображення сигналу від спорадичних метеорних слідів. Наступні розрахунки дали значення згасання метеорного сигналу цій трасі близько 170...180дБ, тобто. величину, яку цілком можна перекрити, використовуючи випромінювану потужність в кілька десятків ват, чутливі приймачі та найпростіші спрямовані антени, подібні до описаної. Таким чином, метеорний зв'язок на "десятці" цілком можливий!

Автор: Володимир Поляков (RA3AAE), м. Москва; 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 Мова сповільнюється через іменники 28.05.2018 Проаналізувавши 9 мов, вчені дійшли висновку, що перед іменниками мова уповільнюється. Дослідження проводилося лінгвістами Цюріхського університету. Команда лінгвістів-теоретиків на чолі з Бальтазаром Бікелем вирішила провести дослідження та дізнатися, перед якою частиною мови частіше уповільнюється артикуляція - іменником або дієсловом. Дослідники записали мовлення носіїв 9 мов, серед яких нечисленні мови - чинтанг, евенська мова, віннебаго, нц'у та інші. На записах було виділено окремі слова (близько 300 000), які вчені розбили частинами мови. Далі лінгвісти залишили лише дієслова та іменники та почали вивчати паузи. Виявилося, що всі носії мов, що вивчаються, уповільнювали мову через паузи, які частіше зустрічалися перед іменниками. Однак уповільнення перед дієсловом також було, але тільки в одній із взятих на вивчення мов – англійської. Вчені пояснили, що іменники використовують, коли їм необхідно сказати про те, про що раніше не йшлося. Це сприяє паузам, які останнім часом помітно уповільнили живу мову.

Інші цікаві новини:

▪ П'ять волосків із бороди

▪ Глобальна супутникова карта тропічних лісів

▪ Флуоресцентне світіння для пошуку позаземного життя

▪ Під поглядом автомата

▪ Як розпізнати підробку лайкри

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Поради радіоаматорам. Добірка статей

▪ стаття Тачка, що самозавантажується. Креслення, опис

▪ стаття Скільки супутників у Юпітера? Детальна відповідь

▪ стаття Шпинат городній. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Радіоприймач рибалки-любителя. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Перша електрична батарея. Фізичний експеримент

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