Багатодіапазонна напівхвильова антена. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Антени КВ

 Коментарі до статті

Відколи почалося освоєння коротких хвиль, у радіоаматорів незмінний інтерес викликають дротяні антени, довжина випромінювача яких дорівнює чи кратна половині довжини хвилі, яке збудження здійснюється з кінця випромінювача. В англомовній літературі такі антени так і називають - EFHW, що розшифровується як антена, що "запитується з кінця напівхвильова" (end fed half wave). Мабуть, найбільш відомою з них є антена Фукса, у якої збудження випромінювача здійснюється за допомогою додаткового коливального коливального контуру, налаштованого на робочу частоту. Багатьох приваблює те, що за твердженням Фукса вона не вимагає хорошої "землі" або "радіотехнічної землі" (противаг) на відміну від більшості простих антен (багато дротових антени, GP і т. д.). Твердження це помилкове, хоча ця антена справді виявилася працездатною без явних противаг. Просто вимоги до них у неї невисокі (не такі, як, наприклад, у GP), і їхня роль часто виконує те, що підключено до узгоджувального контуру (фідер, корпус передавача).

Хоча EFHW антена, по суті, багатодіапазонна, але в неї сьогодні є і невеликий недолік – вона працює без проблем лише на кратних (старих) КВ-діапазонах. А зараз уже є й кілька тих, що до цієї сітки не потрапляють. Другий недолік - це те, що на різних діапазонах такі антени з незмінною довжиною електричної випромінювача мають різні діаграми спрямованості на різних діапазонах. Але цей недолік є абсолютно у всіх подібних антен, починаючи з WINDOM. Однак на це завжди "заплющують очі", оскільки в реальних міських умовах встановити й одну дротяну антену не завжди можливо.

Вихідний опір сучасних трансіверів і передавачів низький (зазвичай 50 Ом), а це означає, що для збудження напівхвильової антени, у якої високий вхідний опір (до кількох кіло-м), необхідне узгоджувальне пристрій. Це можуть бути і паралельний коливальний контур, як в антені Фукса, і різні ланцюги LC. Недолік таких узгоджувальних пристроїв у багатодіапазонній антені – необхідність перемикань та підстроїв при переході з діапазону на діапазон.

Широкосмугові високочастотні трансформатори на магнітопроводах із фериту вже давно застосовуються в транзисторних підсилювачах, зокрема, у широкосмугових підсилювачах потужності. Тому не варто дивуватися, що виникла ідея запитати з кінця напівхвильовий випромінювач через такий трансформатор. Виграш зрозумілий - при зміні діапазонів не потрібні перемикання у узгоджувальному пристрої.

Один із варіантів подібної антени був запропонований голландським короткохвильовиком PD7MAA [1]. Він використав її для роботи в польових умовах, але вона підходить і як стаціонарна у місті. Адже багато короткохвильовиків змушені обмежувати своє "антенне господарство" дротяною антеною, що виходить з вікна квартири на довколишній стовп або дерево.

Він реалізував два варіанти антени – одну на діапазони 80, 40, 20, 15 та 10 метрів, а іншу – на діапазони 40, 20 та 10 метрів. Вони відрізняються лише виконанням випромінювача. Варіант антени на 40, 20 та 10 метрів та її узгоджувального пристрою наведено на рис. 1. Для неї А = 10,1 м, = 1,85 м.

Рис. 1. Варіант антени на 40, 20 та 10 метрів та її узгоджувального пристрою

Її випромінювач утворений напівхвильовим (для діапазону 20 метрів) відрізком дроту, котушкою індуктивності L1 та підключеним після цієї котушки порівняно коротким відрізком дроту. Індуктивність котушки L1 обрана такою (34 мкГн), що разом із другим відрізком дроту електрична довжина випромінювача близька до половини довжини хвилі на діапазоні 40 метрів. На діапазонах 20 і 10 метрів ця котушка індуктивності працює як дросель, що практично "відсікає" додатковий відрізок від основної частини випромінювача, і його довжина дорівнює половині довжини хвилі на діапазоні 20 метрів і одній довжині хвилі на діапазоні 10 метрів. В результаті на всіх трьох діапазонах до узгоджувального пристрою підключаються "напівхвильові" випромінювачі. Розподіл струмів по випромінювачу цих діапазонів наведено на рис. 2.

Рис. 2. Розподіл струмів по випромінювачу для діапазонів 7МГц, 14 МГц та 28 МГц

Котушка індуктивності L1 намотана на пластиковому каркасі діаметром 19 мм і має 90 витків дроту діаметром 1 мм.

Узгоджувальний пристрій вийшов гранично простий - широкосмуговий ВЧ-трансформатор Т1 і конденсатор, що коригує С1. Воно розміщується у невеликій пластмасовій коробці (рис. 3). Трансформатор виконаний на магнітопроводі FT 140-43 фірми Amindon. Первинна його обмотка - 2 витки, вторинна - 16 витків. Обмотки намотані дротом діаметром 1 мм.

Рис. 3. Узгоджувальний пристрій

Вторинна обмотка, як видно на рис. 3 розділена на дві рознесені по кільцю частини по 8 витків кожна. Особливість конструкції цього трансформатора - це те, що провід первинної обмотки і провід перших двох витків вторинної обмотки (нижніх по рис. 3) перевиті між собою. Це також добре видно на рис. 3. Конденсатор С1 служить для корекції частотної характеристики узгоджувального пристрою на діапазоні 28 МГц (10 метрів). Його ємність може бути не більше 100...150 пФ. Він має бути розрахований на номінальну напругу 1000 В.

На корпусі узгоджувального пристрою встановлені коаксіальний ВЧ-роз'єм XW1 для підключення кабелю, що йде від трансівера, та клема Е1 для підключення випромінювача антени.

Цей узгоджуючий пристрій розрахований на потужність трансівера приблизно 100 Вт.

Інший варіант антени PD7MAA, призначений для роботи на діапазонах 80, 40, 20, 15 та 10 метрів, відрізняється лише розмірами випромінювача та індуктивністю котушки L1. Він розміри А=20,35 м і В=2,39 м, а котушка має індуктивність 110 мкГн.

Її також намотують на каркасі діаметром 19 мм - 260 витків дроту діаметром 1 мм.

На фідер у трансівера треба встановити кабельний дросель (вдягнути, наприклад, феритову "засувку"), а до узгоджувального пристрою бажано підключити короткі противаги. Їхня довжина некритична - для антени Фукса в літературі рекомендується довжина приблизно 0,05λ.

Налаштування випромінювача в обох варіантів антени починають із високочастотних діапазонів. Котушка індуктивності L1 не є добрим "режектором" (трапом, як в антені типу W3DZZ), тому другий відрізок випромінювача (В) може трохи впливати на резонансну частоту випромінювача. Відповідно може знадобитися деяка корекція її індуктивності. На самому низькочастотному діапазоні налаштування зводиться до підбору довжини відрізка, щоб електрична довжина випромінювача (його резонансна частота) на цьому діапазоні (40 або 80 метрів відповідно) була близька до "півхвилі".

Американська фірма PAR Electronics випускає кілька антен подібного типу, у тому числі й антену під назвою EF-10/20/40 MKII на діапазони 40, 20 та 10 метрів [2]. Цікаві дані її випробувань є у Інтернеті [3, 4]. Ця антена має узгоджуючий пристрій, розрахований на меншу допустиму потужність (25 Вт), але в іншому дуже близька до антени PD7MAA. На рис. 4 наведено фотографію набору для встановлення цієї антени.

Рис. 4. Набори для встановлення антени

За даними фірми, смуга її пропускання на діапазоні 20 метрів за рівнем КВС = 1,5 приблизно 500 кГц. На діапазоні 40 метрів вона близько 140 кГц за рівнем КСВ = 2, а на діапазоні 10 метрів - близько 900 кГц за рівнем КСВ = 1,5. Ці дані відповідають фідер з хвильовим опором 50 Ом. Іншими словами, це дуже пристойні значення смуги пропускання для простої багатодіапазонної антени.

В описі антени наведено дані, які можуть бути корисними при налаштуванні PD7MAA антени. Зміна довжини основної частини випромінювача і його додаткового відрізка (А і В на рис. 1) на 1 дюйм (2,5 см) призводить до зсуву смуги пропускання на 30 ... 35 кГц.

література

1. PD7MAA homepage. - URL: pa-11019.blogspot.ie.
2. HF END-FEDZ. - URL: parelectronics.com/end-fedz.php.
3. LNR Precision EF-10/20/40 МКІІ examination. - URL: hamradio. me/antennas/lnr-precislon-ef-102040mkii-examination.html.
4. LNR Precision EF 10/20/40 MKII test data. - URL: hamradio.me/antennas/lnr-precision-ef-1 02040mkii-test-data.html.

Автор: Борис Степанов (RU3AX)

Дивіться інші статті розділу Антени КВ.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

У світі сучасної технології звуку виробники прагнуть не тільки бездоганної якості звучання, але й поєднання функціональності з естетикою. Одним із останніх інноваційних кроків у цьому напрямку є нова бездротова акустична система Samsung Music Frame HW-LS60D, представлена ​​на заході 2024 World of Samsung. Samsung HW-LS60D – це не просто акустична система, це мистецтво звуку у стилі рамки. Поєднання 6-динамічної системи з підтримкою Dolby Atmos та стильного дизайну у формі фоторамки робить цей продукт ідеальним доповненням до будь-якого інтер'єру. Нова колонка Samsung Music Frame оснащена сучасними технологіями, включаючи функцію адаптивного звуку, яка забезпечує чіткий діалог на будь-якому рівні гучності, а також автоматичну оптимізацію приміщення для насиченого звукового відтворення. За допомогою з'єднань Spotify, Tidal Hi-Fi і Bluetooth 5.2, а також інтеграцією з розумними помічниками, ця колонка готова задовольнити ...>>

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. ...>>

Випадкова новина з Архіву Робот-мухолів 10.11.2019 Дослідники з Університету Пердью (США) розробили новий клас м'яких роботів та приводів, які за допомогою накопиченої пружної енергії можуть зловити комаху всього за 120 мілісекунд. Робот діє так само швидко, як хльостка мова хамелеона. На створення подібного робота вчених надихнула природа, а саме - плазуни та земноводні: хамелеони, саламандри та жаби. Ці істоти використовують накопичену пружну енергію, щоб запустити свої липкі мови в комах, що нічого не підозрюють. Протягом однієї десятої секунди мова хамелеона чи саламандри може подолати відстань, що перевищує півтори довжини тіла тварини. Робот, який нагадує мову хамелеона, виготовлений з полімерів, що розтягуються, схожих на гумові стрічки, з внутрішніми пневматичними каналами, які розширюються при підвищенні тиску. Еластична енергія робота зберігається за рахунок розтягування його тіла в одному або кількох напрямках у процесі виготовлення. Сама дія м'якого робота виглядає так: спочатку він максимально стиснутий, скручений у рулон, а потім різко, подібно до мови хамелеона, розкручується, збільшуючи свою довжину в п'ять разів, ловить живу муху і повертається у вихідне положення. І все це відбувається лише за 120 мілісекунд. Нова технологія має ряд переваг перед іншими м'якими роботизованими системами. По-перше, новий робот легко може вистачати, утримувати різні об'єкти і маніпулювати ними на високій швидкості. По-друге, він може використовувати пружну енергію, накопичену в його попередньо напруженому еластомерному шарі, щоб утримувати предмети, що у 100 разів перевищують його вагу, не споживаючи жодної зовнішньої енергії. "Ми вірили, що якби ми могли виготовити роботів, здатних виконувати такі рухи з великою амплітудою на високій швидкості, як хамелеони, то багато автоматизованих завдань могли б бути виконані точніше і набагато швидше", - наголосив Рамсес Мартінес (Ramses Martinez), доцент у Школі промислової інженерії Пердью та у Школі біомедичної інженерії Уелдона при Технічному коледжі Університету Пердью, провідний автор роботи.

Інші цікаві новини:

▪ INA260 - цифровий вимірювач струму, напруги та потужності з вбудованим шунтом

▪ Роботи замість мігрантів

▪ Mercedes зробить вантажівки економічнішими

▪ Картини на вимогу

▪ Китайських дітей обмежать у користуванні гаджетами

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Нормативна документація з охорони праці. Добірка статей

▪ стаття Всерйоз і надовго. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке дельфін? Детальна відповідь

▪ стаття Автомобіль-купе Пегас. Особистий транспорт

▪ стаття Радіоприймач на двох транзисторах. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Наелектризований папір. 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