آنتن های دوقطبی کمپینگ ساخته شده از یک خط دو سیمه. آنتن های موج کوتاه

آنتن در نقاط A-A (نگاه کنید به شکل 5.13) دارای مقاومت ورودی بالایی است (حدود 600 اهم)، بسته به ضخامت الکتریکی سیم و ظرفیت انتهایی. چنین آنتنی می تواند توسط یک خط متقارن با امپدانس مشخصه حدود 600 اهم (طول خط R/4 یا ZA,/4) تحریک شود. قطعه موج چهارم به عنوان یک ترانسفورماتور عمل می کند و مقاومت را در نقاط B-B کاهش می دهد.

K-x/2 U/IU p-l/2

Ts15m (2aA2m)

Ts15m (gO,42m)

12.80 متر یا 23.60 متر (12.95 متر یا 19.95 متر)

سیم پیچ کوپلینگ فرستنده

برنج. 5 13 Anteia Zeppelin:

الف - طراحی آنتن؛ ب - ابعاد اصلی آنتن پنج باند. ج - آنتن دوبل زپلین

در این نقاط می توان یک خط کواکسیال با امپدانس مشخصه Zo=50...75 اهم وصل کرد.

یک میدان الکترومغناطیسی قوی در فضای نزدیک آنتن (از سمت خط برق) ایجاد می شود که در واقع،

تصویر آینه ای از یک آنتن واقعی. بنابراین این فضا باید عاری از همه اشیا باشد. در غیر این صورت، تغییر شکل قابل توجهی از ویژگی های تابش مشاهده می شود که منجر به افزایش سطح تداخل می شود. توجه داشته باشید که این آنتن مانند آنتن نوع /. که قبلا در نظر گرفته شده بود، خاصیت فیلترینگ ندارد و تمام هارمونیک های فرستنده را به فضا می تاباند. درست است، می توان تا حدودی سطح تابش آنها را کاهش داد، که با اتصال بالون ها بین خروجی فرستنده و ورودی خط برق V-V به دست می آید.

توجه داشته باشید که اگر طول خط تغذیه مضربی از طول موج باشد، آنتن مورد نظر شبیه یک آنتن نوع L می شود. در این صورت خط برق به منبع تشعشع تبدیل می شود. برای جلوگیری از این پدیده طول خط برق در محدوده 12.8 تا 13.75 متر انتخاب می شود که به جای خط هوایی دو سیم با Zo=600 اهم می توان از خط دو سیم در عایق دی الکتریک با Zo= استفاده کرد. 240...300 اهم; در این مورد، باید تأثیر ضریب کوتاه شدن را به خاطر بسپارید و طول خط را به 11.9 متر کاهش دهید. اگر آنتن فقط در یک باند استفاده می شود، برای بهبود تطابق باید از حلقه های تنظیم استفاده کنید (شکل 2.46 را ببینید).

آنتن دوبل زپلین. با اتصال دو آنتن به یکدیگر همانطور که در شکل نشان داده شده است. 5.1 Sv، یک آنتن دوتایی زپلین دریافت می کنیم که می تواند در پنج باند رادیویی آماتور کار کند.

جدول B. 5.4 مناسب ترین طول خطوط تغذیه و روش های منبع تغذیه مربوطه را نشان می دهد.

جدول 5.4

طول خطوط برق و روش های مربوط به تغذیه آنتن دوبل زپلین

طول کل ویبراتور، متر	طول خط برق، متر	روش منبع تغذیه در محدوده فرکانس، مگاهرتز

/- عرضه فعلی؛ U - منبع ولتاژ.

تامین ولتاژ نیاز به استفاده از مدار موازی دارد و تامین جریان نیاز به مدار سری دارد (برای اطلاعات بیشتر به بند 3.2 مراجعه کنید).

آنتن باند با تغییر طول خط تغذیه. دلایل تغییر Z\=Ra+\Xa با تغییر در محدوده فرکانس های مورد استفاده روشن شد. امپدانس ورودی هنگامی که آنتن تشدید می شود فقط یک جزء فعال دارد.

این شرط فقط در یک محدوده قابل اجرا است. اگر آنتن را با استفاده از خطی با Zo=/?4 تحریک کنیم، در محدوده‌های باریک Za>Ra درجه زیادی از عدم تطابق خواهیم داشت.

اتصال آنتن به خط برق به جای استفاده از سیستم های مختلف تنظیم، در این صورت می توانید از روش تطبیق دیگری یعنی تغییر محل اتصال برق آنتن استفاده کنید که در عمل مشکل چندانی ایجاد نمی کند.

امکان استفاده از این روش تطبیق با در نظر گرفتن شکل 1 روشن شده است. 5.14، که توزیع مقاومت Da را در طول خط برای فرکانس های مختلف باندهای رادیویی آماتور نشان می دهد. مقیاس تغییر در مقیاس لگاریتمی ساخته شده است و تغییرات Ra از 65 اهم تا 3000 اهم را در نظر می گیرد. علاوه بر این، در این نمودارها، بخش های منحنی تغییر Ra با قطعات مستقیم جایگزین می شوند و ضریب کوتاه شدن K برابر با 1 است.

با وجود ساده سازی های انجام شده در ساخت، نمودارهای تغییرات Ra برای اهداف عملی کاملاً دقیق هستند. مقادیر دقیق Ra را می توان با استفاده از فرمول به دست آورد

R = - Az + Ro، (5.5)

که در آن Rai و Ra2 به ترتیب مقاومت های ورودی مربوط به گره های جریان و ولتاژ هستند. Ro - امپدانس موج دوقطبی؛ b فاصله نقطه اتصال برق تا نقطه مربوط به حداکثر جریان در آیتین است. من طول موج هستم

از نمودارهای نشان داده شده در شکل. 5.14، واضح است که بیشتر تقاطع های خطوط تغییر در Ra برای محدوده های مختلف و برای طول های مختلف خط برق در مقادیر زنجیره مرزی 200 و 300 اهم رخ می دهد.

مثال. با طول خط برق 14.1 متر، نمودارهای تغییرات Ra برای چهار محدوده (3.5، 6، 14 و 28 مگاهرتز) تقریباً در یک نقطه، متناظر با /?a = 240 اهم، و برای محدوده 21 مگاهرتز تقاطع می‌کنند. طول خط برق انتخاب شده مربوط به حداکثر مقدار Ra است - با طول خط برق 7 متر، همان مقادیر Ra (حدود 240 اهم) برای سه محدوده (7، 14 و 28 مگاهرتز) مشاهده می شود.

اگر اکنون امپدانس مشخصه خط برق که طول آن بر اساس همزمانی Ra برای چندین محدوده انتخاب شده است برابر با Zo = a = 240 Ohms در نظر گرفته شود، چنین سیستمی (آنتن - خط برق) عملیاتی خواهد شد. در چندین محدوده فرکانس به طور همزمان.

باید در نظر داشت که دستیابی به همزمانی کامل مقاومت ها بسیار دشوار خواهد بود، زیرا در استدلال ما مقدار واقعی ضریب کوتاه شدن در نظر گرفته نشده است، اما K = 1 در نظر گرفته شده است. با این وجود، با انتخاب عملی طول خط برق، که دارای امپدانس مشخصه Zo- = 240... 300 اهم است، می توان به عملکرد تطبیق بسیار خوبی در چندین محدوده فرکانس دست یافت.

آنتن های Zeppeli-n گسترش یافته و کوتاه شده است. در شکل شکل 5.15a نموداری از آنتن را نشان می دهد که آنتن دوبل توسعه یافته زپلین نامیده می شود. این آنتن با آنتن نشان داده شده در RNS متفاوت است. 5.13 ولت، طول بازوی ویبراتور. طول بازوی ویبراتور 27 متر است. امپدانس ورودی آنتن در محدوده 10 است. 20; 40; 80 m/?а=240 ... 300 اهم (مقدار دقیق امپدانس ورودی به ارتفاع تعلیق آنتن بستگی دارد)، که امکان استفاده از یک خط دو سیم در یک دی الکتریک نواری را برای تغذیه آنتن فراهم می کند.

توجه داشته باشید که ضریب جهت چنین آنتنی کمی بیشتر از یک آنتن دوبل معمولی است. علاوه بر این، باید در نظر داشت که امپدانس ورودی توسعه یافته است

منظور ما از نام "Levy" همه آنتن‌ها با تغذیه مرکزی و یک خط دو سیمه با هر طول پرتوها و سیم‌های خط است.

اجازه دهید ابتدا یک آنتن نوع LW را در نظر بگیریم (شکل 1).طول پرتو باید حداقل یک چهارم طول موج کمترین محدوده فرکانس استفاده شده باشد. یک دستگاه منطبق به شما کمک می کند آن را روی هر فرکانسی تنظیم کنید. LW را می توان به عنوان نیمی از آنتن Levy در نظر گرفت.

اما این گزینه ناخوشایند است، زیرا جریان های RF که از طریق پرتو و دستگاه تطبیق جریان می یابد، نیاز به زمین خوب کل سیستم دارند. لازم است آنتن های تلویزیون را در این "خازن" عظیم (پرتو به زمین) قرار ندهید که باعث مشکلات آشکار می شود.

آنتن Levy (آنتن دوگانه زپلین) در شکل نشان داده شده است. 2.

تا کنون گفته شده است که سیم های تابشی ویبراتورها باید دارای طول رزونانس 41.40 متر یا 20.40 متر باشند، در واقع این شرط چندان ضروری نیست. اگر می‌خواهید کارایی آنتن را حفظ کنید، طول موج یک چهارم حداقل طول است، اما با استفاده از پرتوهای کوتاه‌تر می‌توان نتایج نسبتاً خوبی به دست آورد.

ویژگی های یک خط دو سیم اجازه می دهد تا آن را از پارچه آنتن جدا کنید و نه عمود بر پایین، همانطور که برای یک کابل کواکسیال مطلوب است. و در این حالت، جریان های HF در دستگاه تطبیق جبران می شود (پتانسیل HF همیشه نسبت به زمین صفر است).

این تقارن نسبت به زمین باعث می شود که لوی تحت تأثیر دریافت تلویزیون قرار نگیرد. کوتاه ترین طول خط دو سیم انتخاب می شود.

می‌توانید به آنتن شکل V معکوس بدهید. انتهای پایینی آنتن باید حداقل 3 متر ارتفاع داشته باشد، که با رعایت ملاحظات ایمنی تعیین می‌شود. در انتهای آنتن یک آنتی گره ولتاژ وجود دارد.

قسمت تابشی لوی با پرتوها تعریف نمی شود. دستگاه تطبیق آن، خط دو سیم، تیرها عناصر جدانشدنی هستند.

خط در حالت موج ایستاده است، و اشتباه است که این خط را «فدر» بنامیم. فیدر واقعی در Levy قطعه ای از کابل کواکسیال است که خروجی فرستنده گیرنده را به دستگاه تطبیق آنتن و متر SWR متصل می کند. این در حالت موج سفر با SWR-1 عمل می کند که توسط یک دستگاه تطبیق ارائه می شود. دستگاه تطبیق راکتانس خط و سیم های تابشی را جبران می کند و همچنین امپدانس کل خط را به 50 اهم تبدیل می کند.

آنتن Levy توسط تعداد فرد نیمه موج تحریک می شود که با طول کل قطعه سیم و راکتانس سیم پیچ ها و خازن های دستگاه تطبیق تعیین می شود.

دستگاه های تطبیق آنتن Levy

تمام آنتن های غیر پریودیک به خوبی با یک مدار نوسانی تنظیم می شوند، اما بار ویبراتور می تواند در فرکانس های زیادی تشدید کند، در حالی که یک مدار نوسانی متشکل از یک سیم پیچ و یک خازن فقط می تواند در یک فرکانس تشدید کند.

اکثر ایستگاه ها دارای دستگاه های تطبیقی ​​هستند که راکتانس را جبران کرده و مقاومت را تبدیل می کنند. بیایید چندین طرح از دستگاه های تطبیق را در نظر بگیریم. در دستگاه نشان داده شده در شکل. 1، Balun در ورودی 50 اهم به طور دائم در نسبت 1:1 مطابقت دارد و L 50 اهم دوگانه را به صورت متقارن تغذیه می کند. خازن های C1 و C2 یکسان هستند و با یک دسته می چرخند.

طراحی (شکل 2) نیازی به استفاده از Balun ندارد، اما داشتن PDA دوگانه ضروری است.

از آنجایی که یک مدار دوگانه وجود دارد، بسیار انتخابی است، زیرا رزونانس تند دارد. این به شما امکان می دهد آنتن را در حین دریافت تنظیم کنید. اعتقاد بر این است که Levy عملکرد بهتری نسبت به آنتن های KB با سیم پیچ های کوتاه کننده، با همان ابعاد خطی دارد. با این حال، فاکتور کیفیتی که به این نتایج اجازه می دهد به دست آیند به قیمت تنظیم تطابق در QSY در هر کیلوهرتز است!

بسته به محدوده خاص، لازم است یک خط دو سیم در گره جریان یا ولتاژ برق داده شود و با استفاده از گیره ها از یک مدار نوسانی سری به یک مدار موازی حرکت کنید.

مدارهای زیادی وجود دارد - آسان ترین طراحی با کوپلینگ ترانسفورماتور خودکار است، اما مقداری عدم تقارن را ایجاد می کند. ساده ترین (شکل 3) توسط F3LG منتشر شد. نسخه اتوترانسفورماتور (شکل 4) با F9HJ نشان داده شده است.

گزینه دیگری، که در آن مقاومت خروجی توسط خازن ها تعیین می شود، در شکل 5 نشان داده شده است

در تمام باندهای KB، Levy بدون شک بهترین آنتن است: ساده است و در مناطق مناسب امواج کوتاه کار می کند، الگوی انتشار برای همه باندها یکسان است. به لطف تقارن و خط برق دو سیم آن، TVI را ارائه نمی دهد.

چیزی در مورد آنتن

من به نظر من اطلاعات جالبی را در مورد آنتن ها و تقویت کننده های آنتن که از منابع مختلف و در نتیجه آزمایش ها به دست آمده است ، مورد توجه شما قرار می دهم.

بنابراین، آیا می دانستید که:

چند عنصری ترین "کانال موج" توصیف شده در ادبیات رادیویی آماتور یک آنتن 34 عنصری برای برد 1296 مگاهرتز است که توسط G8AZM پیشنهاد شده است و طول تراورس آنقدر طولانی نیست - 2 متر.

اولین جایگاه از نظر طول تراورس (16 متر!) توسط آنتن 24 عنصری (در فرکانس 144 مگاهرتز) طراحی DJ40B اشغال شده است که همچنین "نرم ترین" در بین "کانال های موج" است، زیرا می توان آن را رول کرد. بالا در هنگام حمل و نقل؛

طول تراورس حدود 10 متر است و دارای نسخه 22 عنصری آنتن Spindler با فرکانس 144 مگاهرتز است. این طرح رول نمی شود!

در آنتن‌های «کانال موج» با بازتاب‌دهنده‌های ساده، وابستگی ضریب عملکرد حفاظتی Kzd (یعنی نسبت تابش «به جلو/عقب») به تعداد کارگردان‌ها دارای یک کاراکتر نوسانی با حداکثر حدود dB10- و dB-20 است. . آنتن هایی با 2.5، 8 و ... بیشترین Kzd را دارند. کارگردانان؛

هنگام تنظیم "کانال های موج"، دو گزینه امکان پذیر است: هنگام تنظیم آنتن به حداکثر بهره، بهره می تواند 10 دسی بل یا بیشتر کاهش یابد، و هنگام تنظیم به حداکثر بهره، بهره در 0.5 ... 1 دسی بل کاهش می یابد.

در آنتن ها با به اصطلاح عنصر "جذب" واقع در پشت بازتابنده اصلی در فاصله 0.18 ... 0.25 طول موج می تواند مقادیر بسیار زیادی از Kzd (بیش از 70 دسی بل!) را بدست آورد، اما در یک بخش نسبتاً باریک تابش.

یکی از دلایل بدتر شدن الگوی هر دو آنتن HF و VHF ممکن است پدیده رزونانس در ساختار نگهدارنده باشد. آنها را می توان به روش های مختلف حذف کرد: با جدا کردن عنصر اصلی از تراورس، قرار دادن حلقه های فریت روی تراورس در نزدیکی عنصر فعال، یا ساده تر، با رنگ آمیزی تراورس (اما نه عناصر!) با رنگ حاوی پودر گرافیت.

با تغذیه طولانی مدت، می توانید تعادل آنتن را بهبود بخشید و تداخل محلی را با استفاده از دو حلقه فریت کاهش دهید. یکی روی فیدر نزدیک نقاط تغذیه آنتن و دیگری نزدیک ورودی/خروجی آنتن دستگاه نصب می شود. در برخی موارد پیچیده، ممکن است لازم باشد چندین حلقه فریت در امتداد کل فیدر قرار داده شود و فاصله بین آنها به طور تجربی انتخاب شود.

با استفاده از یک آبشار دیفرانسیل به عنوان تقویت کننده آنتن (AA)، نه تنها می توان از تعادل پهنای باند آنتن اطمینان حاصل کرد، بلکه به میزان قابل توجهی تداخل محلی را کاهش داد. و از ماشین ها m/s K174PS1 به خوبی به عنوان یک تلویزیون دیفرانسیل AU برای مگابایت کار می کند.

با استفاده از تعدادی دیجیتال ESL m/s سری K500 (K100) در حالت خطی، می توان یک تقویت کننده دیفرانسیل با پهنای باند تا 160 ... 180 مگاهرتز تولید کرد. بهره (به طور معکوس متناسب با پهنای باند) چنین تقویت کننده ای به 40 (!) دسی بل می رسد.

آنتن های تغذیه انتهایی، و به ویژه آنتن های سیم بلند که برای عملکرد چند باند طراحی شده اند، اغلب با استفاده از خطوط تنظیم شده تغذیه می شوند (شکل 2-24).

آنتن زپلین یک ویبراتور نیمه موج ساده است که توسط یک خط انتقال دو سیم تنظیم شده که به انتهای آن متصل است تغذیه می شود.

یک سیم خط انتقال به ویبراتور متصل است و دیگری از آن جدا شده است. طول خط انتقال باید λ/4 یا مضربی از λ/4 باشد. اگر طول خط انتقال 2λ/4 باشد. 4λ/4; 6λ/4 و غیره، یعنی مساوی با تعداد زوج موج یک چهارم، پس توزیع جریان و ولتاژ در ورودی و خروجی خط انتقال یکسان است. اگر طول خط انتقال برابر با تعداد فرد موج یک چهارم باشد، یعنی 1λ/4. 3λ/4; 5λ/4، سپس توزیع جریان و ولتاژ در ورودی خط برخلاف توزیع در خروجی است.

در انتهای هر ویبراتور یک آنتی گره ولتاژ وجود دارد. اگر ویبراتور از طریق خطی به طول 2λ/4 تغذیه شود، در انتهای پایینی آن نیز یک آنتی گره ولتاژ وجود دارد و آنها از اتصال با خط با ولتاژ صحبت می کنند. اگر طول خط انتقال برابر با 1/4λ (3/4λ، 5/4λ و غیره) باشد، در این صورت نسبت تغییر می کند و اگرچه هنوز یک پادگره در انتهای ویبراتور وجود دارد، یک گره ولتاژ در آن وجود دارد. انتهای پایین خط (آنتی گره فعلی). هنگامی که یک خط انتقال به یک فرستنده در نقاط حداکثر جریان متصل می شود، آنها از جفت جریان صحبت می کنند.

یک آنتن نیم موج زپلین که برای موج 80 متری طراحی شده است، می تواند به طور همزمان به عنوان یک آنتن باند وسیع با برخی محدودیت ها عمل کند، زیرا در موج 40 متری این آنتن به عنوان آنتن زپلین موج عمل می کند و در امواج 20، آنتن 15 و 10 متری مانند 2λ، 3λ یا 4λ به صورت سیم بلند با قدرت در انتهای آن. اگر طول خط انتقال تقریباً 40 متر باشد، یعنی 2λ/4 برای 80 متر، آنگاه در تمام باندها اتصال به خط انتقال ولتاژ وجود دارد. اگر طول خط انتقال 20 متر باشد، که مربوط به λ/4 برای 80 متر است، در فرکانس 3.5 مگاهرتز یک جفت جریان وجود دارد، و در محدوده های باقی مانده - یک جفت ولتاژ.

نمودارهای تنظیم برای انواع مختلف ارتباطات در شکل 1 نشان داده شده است. 2-25.

روش راه اندازی چنین دستگاه های ارتباطی آنتنی به تفصیل در فصل توضیح داده خواهد شد. 13.

آنتن زپلین چند باند

یک آنتن طراحی شده بر اساس ملاحظات فوق در شکل نشان داده شده است. 2-26.

این آنتن برای محدوده های 80، 40، 20 و 15 متر دارای کوپلینگ جریان و در محدوده 10 متری دارای کوپلینگ ولتاژ است و همچنین می تواند با طول ویبره 20، 42 متر، اما در محدوده 80 متر ساخته شود. آنتن تغذیه می شود، که در شکل 2-26 نشان داده شده است، کار نمی کند، فقط اگر انتهای خط انتقال متصل به فرستنده اتصال کوتاه داشته باشد و ارتباط با مرحله نهایی از طریق یک مدار P باشد، در این صورت چنین آنتنی را می توان در موج 80 متری به عنوان ساده ترین آنتن L شکل استفاده کرد.

اگر آنتنی که از انتها تغذیه می شود فقط برای استفاده در یک باند در نظر گرفته شده است، منطقی است که یک بخش یک چهارم موج بسته از یک خط دو سیمه را به انتهای ویبراتور وصل کنید و آن را در حالت موج حرکتی تغذیه کنید، همانطور که نشان داده شده است. در شکل 2-27.

یک قطعه کابل نواری با هر طول یا یک خط دو سیم خانگی می تواند به عنوان یک خط انتقال که در حالت موج سیار کار می کند استفاده شود.

آنتن دوگانه زپلین

همانطور که قبلا ذکر شد، یک ویبراتور متقارن تغذیه مرکزی ساده ترین الگوی قطبی را دارد. یکی از آنتن های تغذیه مرکزی، که در همه باندهای موج کوتاه استفاده می شود، به عنوان آنتن دوگانه زپلین شناخته می شود (شکل 2-28).

جدول 2-2. ابعاد آنتن های چند باند مختلف.

طول کل ویبراتور، متر	طول خط انتقال پیکربندی شده، متر	محدوده، m	نوع اتصال بین خط و فرستنده
		80	توسط ولتاژ
		40	-"-
41,15	12,80	20	-"-
		15	-"-
		10	توسط جریان
		80	توسط ولتاژ
		40	-"-
41,15	23,60	20	-"-
		15	-"-
		10	-"-
		80	توسط جریان
		40	توسط ولتاژ
20,42	12,95	20	-"-
		15	-"-
		10	-"-
		80	توسط ولتاژ
		40	توسط جریان
20,42	19,95	20	توسط ولتاژ
		15	توسط جریان
		10	توسط ولتاژ

برای پیکربندی خط انتقال و تطبیق آن با مرحله نهایی فرستنده، مدارهای نشان داده شده در شکل. 2-25. با این حال، اغلب مورد استفاده، درست مانند یک آنتن معمولی زپلین، اتصال خط انتقال با مرحله نهایی فرستنده با استفاده از یک مدار P متقارن است (شکل 2-28).

در مورد استفاده از ویبراتور متقارن منحصراً به عنوان آنتن تک باند، خط برق با استفاده از یک حلقه تطبیق موج چهارم تطبیق داده می شود. خط انتقال منطبق می تواند از هر طولی باشد، زیرا در حالت موج سیار عمل می کند. باید در نظر داشت که اگر طول کل ویبراتور حداقل برابر با 1λ یا یک عدد صحیح λ (آنتی گره ولتاژ در نقطه تغذیه) باشد، از یک خرده موج یک چهارم بسته استفاده می شود، و اگر طول ویبره برابر λ/2 یا یک عدد فرد λ/2 است، سپس از یک حلقه موج یک چهارم باز استفاده کنید.

ناگفته نماند که هر نوع وسیله تطبیقی ​​را می توان برای تطبیق استفاده کرد، مشروط بر اینکه از نظر ساختاری به راحتی قابل اجرا باشند.

هنگام توصیف آنتن L شکل به عنوان یک آنتن چند باند، مشخص شد که یک ویبراتور که روی همه باندها کار می کند عملاً می تواند دقیقاً برای رزونانس فقط برای یک باند تنظیم شود. در تمام محدوده های دیگر، انحراف بیشتر یا کمتر از طول رزونانس ویبراتور باید در نظر گرفته شود.

موارد فوق نه تنها در مورد آنتن L شکل، بلکه برای تمام آنتن های ممکن تمام موج نیز صادق است. ضریب کوتاه شدن آنتن تا حد زیادی به اثر لبه خازنی که در انتهای آنتن رخ می دهد بستگی دارد. همانطور که در شکل دیده میشود. 2-29، اگر یک رسانا در هارمونیک های بالاتر موج تشدید خود برانگیخته شود، یعنی چندین نیم موج در طول آن قرار گیرند، آنگاه اثر لبه خازنی فقط در انتهای آن ظاهر می شود.

از آنجایی که اثر لبه خازنی باعث افزایش طول الکتریکی آنتن می شود، طول آنتن باید کاهش یابد. از شکل 2-29 واضح است که یک ویبراتور که در طول آن چندین نیم موج جا می شود، باید نسبتاً کمتر از یک ویبره نیمه موج کوتاه شود، زیرا اثر خازنی در این مورد فقط در انتهای ویبراتور رخ می دهد.

رادیو آماتورها دائماً به دنبال آنتن هایی هستند که برای شرایط خاص ایده آل هستند. البته دانش نظریه در این فرآیند ضروری است، اما هیچ نظریه ای جایگزین تجربه شخصی نمی شود. به عبارت دیگر، کاری نمی‌توان کرد جز اینکه آنتن‌های مختلف را بارها و بارها امتحان کنید، نقاط قوت و ضعف آن‌ها را بسنجید و سپس نتیجه‌گیری کنید. این کاری است که ما امروز انجام خواهیم داد. این بار ما چندین آنتن ساخته شده از یک خط دو سیم را آزمایش خواهیم کرد.

کمی تئوری

یک خط دو سیم دو سیم است که به صورت موازی حرکت می کنند. مانند هر خط، یک خط دو سیمه با تعدادی ویژگی مشخص می شود که مهمترین آنها عبارتند از (1) امپدانس مشخصه، (2) ضریب کوتاه کننده و (3) تلفات در واحد طول برای یک فرکانس معین. البته خواص دیگری مانند ظرفیت خطی و همچنین هزینه، وزن و غیره نیز وجود دارد.

برخلاف HF، کابل RG58 برای تغذیه آنتن های VHF مناسب نیست. به جای آن باید از کابل RG213 یا حتی با تلفات کمتر استفاده کرد. هنگام استفاده از 10 متر RG58، تضعیف سیگنال در 144 مگاهرتز 1.82 دسی بل و در 450 مگاهرتز 3.65 دسی بل است. برای RG213 به ترتیب 0.86 دسی بل و 1.73 دسی بل است. با این حال، اگر کابل کوتاه باشد، فقط چند متر، آنگاه RG58 این کار را انجام می دهد.

در HF خطوط دو سیم تلفات کمی دارند. با طول خط حدود 10 متر، لازم نیست نگران تلفات آن باشید.

در آخر یادآوری می کنم که خطوط دو سیمه به بارندگی حساس هستند. همچنین خط دو سیم باید حداقل ده فاصله بین سیم های آن از زمین و اجسام فلزی قرار گیرد. بر خلاف یک خط دو سیم، کابل کواکسیال را می توان به هر شکلی که دوست دارید - در امتداد دیوارها، در امتداد زمین یا حتی زیر زمین قرار داد.

چگونه امپدانس و بهره مشخصه یک خط را اندازه گیری کنیم؟

خطوط دو سیم رادیویی واقعی هم از فروشگاه های آنلاین تخصصی و هم در eBay برای جستجوهایی مانند "450 Ohm Ladder Line" و "MFJ-18H250" در دسترس هستند. اما قیمت چنین خطوطی در حدود 1.5-3 دلار در هر متر در نوسان است که کمی گران است. بنابراین، خطوط دو سیم اغلب به طور مستقل از سیم ها و اسپیسرهای موجود ساخته می شوند یا به عنوان خطوطی که برای اهداف کمی متفاوت در نظر گرفته شده اند استفاده می شوند. به عنوان نمونه‌هایی از خطوط دو سیم موجود، می‌توان سیم‌های P-274M ("ولوم"، حدود 0.17 دلار در هر متر) و TRP 2x0.4 ("نودل تلفن"، حدود 0.06 دلار در هر متر) را مثال زد. همچنین می توانید پیشنهادات زیادی را در eBay برای پرس و جو "سیم بلندگو" بیابید (حدود 0.75 دلار در هر متر، بسته به ضخامت سیم).

نقطه ضعف چنین خطوطی امپدانس و بهره موج ناشناخته است. سوال این است که چگونه می توان آنها را اندازه گیری کرد؟

امپدانس مشخصه را می توان حداقل به دو روش اندازه گیری کرد. راه اول این است. چند متر خط و یک متر RLC بگیرید. دستگاه به یک سر خط اعمال می شود و ظرفیت C اندازه گیری می شود.سپس سیم های خط در انتهای دیگر وصل می شوند و اندوکتانس L اندازه گیری می شود.امپدانس مشخصه با فرمول Z = sqrt(L/ تعیین می شود. ج) .

حقیقت خنده دار!ظرفیت خطی که قبلا ذکر شد بیش از C در واحد طول خط نیست. به عنوان مثال، یک متر کابل کواکسیال RG58 ظرفیتی در حدود 100 pF دارد. قبلاً از این واقعیت در ساخت نردبان های دوقطبی استفاده می کردیم.

برای روش دوم ما به یک اسیلوسکوپ، یک سیگنال ژنراتور و یک مولتی متر نیاز داریم. یک کانکتور BNC T شکل به اسیلوسکوپ متصل است. یک ژنراتور به یکی از ورودی های کانکتور و بخشی از خط اندازه گیری شده به دومی متصل می شود. یک پتانسیومتر در انتهای دوم خط وصل شده است. یک موج مربعی توسط مولد سیگنال تولید می شود و دکمه پتانسیومتر در موقعیتی تنظیم می شود که در آن اسیلوسکوپ سیگنال را بدون هیچ گونه اعوجاج نمایش می دهد. وقتی چنین موقعیتی پیدا شد، به این معنی است که هیچ بازتابی در خط وجود ندارد. این تنها در صورتی امکان پذیر است که پتانسیومتر مقاومتی برابر با امپدانس مشخصه خط داشته باشد. تنها چیزی که باقی می ماند این است که یک مولتی متر بگیرید و مقاومت حاصل از پتانسیومتر را اندازه گیری کنید. روند به وضوح در نشان داده شده است ویدئو، فیلمبرداری شده توسط Alan Wolke، W2AEW.

البته شایان ذکر است که هر دو روش با ایده آل فاصله زیادی دارند. تمرین نشان می دهد که خطای اندازه گیری حداقل 5٪ است.

با استفاده از همان تکنیک با اسیلوسکوپ، می توانید بهره خط را تعیین کنید. اگر پتانسیومتر را قطع کنیم، سیگنال به طور کامل از انتهای خط منعکس می شود. با استفاده از یک اسیلوسکوپ، می‌توانیم مدت زمانی را که طول می‌کشد تا یک سیگنال در طول خط دوبار حرکت کند (زمان رفت و برگشت) اندازه‌گیری کنیم. طول خط مشخص است، که اجازه می دهد تا سرعت انتشار سیگنال اندازه گیری شود. با تقسیم این سرعت بر سرعت نور، KU به دست می آید.

اگر اسیلوسکوپ ندارید، می توان بهره را با استفاده از یک متر SWR و بار معادل 50 اهم اندازه گیری کرد. یک قطعه خط به طول 5 متر بگیرید. یک سر به متر SWR و سر دیگر به معادل بار متصل است. در مرحله بعد، در محدوده 15-30 مگاهرتز، حداقل SWR جستجو می شود. در نتیجه، ما باید فرکانس را پیدا کنیم که در آن SWR برابر با 1 یا بسیار نزدیک به این مقدار است. در این فرکانس خط به عنوان یک تکرار کننده نیمه موج عمل می کند و دستگاه بار 50 اهم را می بیند. طول خط مشخص است و نیمی از طول موج نیز مشخص است. رابطه اول به دوم KU است.

یک آنتن کمپینگ ساده که از یک خط دو سیم ساخته شده است

تئوری شرح داده شده در بالا برای درک و ساخت آنتن زیر ضروری است (تصویر گرفته شده از کتاب آنتن ARRL):

آنتن یک دوقطبی معمولی است که توسط یک خط دو سیم تغذیه می شود. در میان آماتورهای رادیویی انگلیسی زبان، آنتن به عنوان آنتن سیم بلندگو شناخته می شود، زیرا اغلب از همان سیم بلندگو ساخته می شود. به نظر می رسد که اگر یک دوقطبی با امپدانس ورودی 50-73 اهم را با استفاده از یک خط دو سیم با امپدانس مشخصه 100-600 اهم تغذیه کنید، هیچ چیز خوبی حاصل نمی شود. اما در بالا متوجه شدیم که یک خط به طول λ/2 به عنوان یک تکرار کننده نیمه موج کار می کند. تنها چیزی که باقی می ماند این است که یک خط مناسب پیدا کنیم، CV آن را اندازه گیری کنیم، خط را به طول مناسب برش دهیم و یک دوقطبی بسیار سبک و فشرده به دست می آوریم. از آنجایی که دوقطبی توسط یک خط دو سیم تغذیه می شود، هیچ جریان معمولی در خط ایجاد نمی شود، به این معنی که چنین آنتنی به بالون نیاز ندارد. می توانید از چوب ماهیگیری نازک به عنوان دکل استفاده کنید و نترسید که زیر وزن بالون بشکند.

برای محیط اطراف، تصمیم گرفته شد که 100 فوت (30 متر) از همان سیم بلندگو با ضخامت 20 AWG خریداری شود و از آن یک دوقطبی برای برد 20 متر ساخته شود. COE اندازه گیری شده خط ~0.75 بود. این بسیار راحت است، زیرا طول خط λ/2 7.5 متر خواهد بود و این دقیقاً طول میله های سبک و ارزان قیمت است.

برای چسباندن میله، به جای بچه ها، مانند دفعه قبل، تصمیم گرفته شد از یک پیک اسکنه شده استفاده شود:

لنس چرخان قطعه ای از پروفیل آلومینیومی است که تا نیم متر بریده شده و با استفاده از درمل تیز می شود. نیزه تقریباً نصف طول آن به داخل زمین رانده می شود. این میله با استفاده از تسمه های Velcro به آن متصل می شود، مانند مواردی که برای اتصال باتری به کوادکوپتر استفاده می شود. برخلاف تصور، این طراحی کاملاً قابل اعتماد است و از نظر وزن و فضای اشغال شده به طور قابل توجهی از سه پیچ گوشتی با طناب بهتر است.

برای اتصال آنتن به فرستنده گیرنده، استفاده از یک کروکودیل و یک پلاگین موز با قطر 4 میلی متر راحت است:

دوشاخه به کانکتور SO-239 متصل می شود. از نظر قطر، آنها کاملاً به یکدیگر تناسب دارند. ساده ترین راه برای گرفتن کروکودیل، گرفتن ترمینال زمینی فرستنده گیرنده است.

ابعاد دقیق آنتنی که گرفتم به شرح زیر است. طول خط - 758 سانتی متر طول یک بازو - 490 سانتی متر نمودار SWR آنتن بسته به ارتفاع آنتن به زمین و زاویه بین بازوها کمی متفاوت است، اما به طور متوسط ​​به این صورت است:

در صورت تمایل، با بازی با شکل و ارتفاع آنتن، می توان SWR در 20 متری را به سمت وحدت سوق داد. در یک تصادف خوشحال کننده، معلوم شد که آنتن کاملاً قابل تحمل در 15 متر مطابقت دارد. SWR در این محدوده بین 1.7 تا 2 است. ارتباطات رادیویی در هر یک از محدوده ها انجام شد. از نظر میزان نویز و گزارش های دریافتی، تفاوتی با دوقطبی کلاسیک مشاهده نکردم.

حقیقت خنده دار!از آنجایی که آنتن در هنگام تا شدن بسیار جمع و جور است، منطقی است که همیشه آن را به عنوان یدکی همراه خود داشته باشید.

اگر می خواهید فرستنده و گیرنده را دورتر از آنتن قرار دهید و/یا از دکل بالاتر استفاده کنید (مثلاً 10 متر بهینه برای این باند)، خط دو سیم را می توان از طریق یک بالون 1:1 به یک کابل کواکسیال متصل کرد. با هر طول

گزینه چند باند

نسخه چند باندی از چنین آنتنی نیز امکان پذیر است (تصویر دوباره از The ARRL Antenna Book قرض گرفته شده است):

این آنتن با نام‌های زیپلین دوبل، زیپ دوبل، زیپ با تغذیه مرکزی و همچنین در صورت استفاده از اندازه‌ها و انواع خطوط خاص، آنتن G5RV شناخته می‌شود. آنتن خیلی مشخص نیست که امپدانس ورودی چقدر است. با این حال، با انتخاب موفقیت آمیز طول خط و شانه، می توان آن را با استفاده از تیونر روی هر باند HF تنظیم کرد.

مهم!برخلاف آنچه که افسانه ها می گویند، آنتن G5RV به طور جادویی خود را روی همه باندها تنظیم نمی کند. آنتن برای همه باندها به جز 14 مگاهرتز نیاز به تیونر دارد.

این بار آنتن از یک "ول" با ابعاد زیر ساخته شده است. طول خط 1340 سانتی متر طول یک بازو 1305 سانتی متر است برای مطابقت با آنتن تصمیم گرفته شد از اتوتونر mAT-30 استفاده شود.

آنتن کاملاً روی هر محدوده رادیویی آماتوری از 80 تا 10 متر با SWR 1-1.2 تنظیم می شود. ارتباطات رادیویی آزمایشی در محدوده های 20، 40 و 80 متر به عنوان محبوب ترین انجام شد. در همه گروه ها گزارش های خوبی دریافت شد.

در همان زمان، آنتن به طرز شگفت انگیزی ساکت بود. سطح صدا در 20 متری 1-2 نقطه، در 40 متری 2-3 و در 80 متری 5-6 نقطه بود. در QTH من قبلاً چنین سطح نویز پایینی ندیده بودم، چه با دوقطبی، چه با عمودی، یا حتی با آنتن های حلقه (البته، دومی نزدیک به خانه نصب می شود). به عنوان مثال، در همان 40 متر من معمولاً 6-7 سطح نویز را مشاهده می کنم. اینکه این با چه ارتباطی دارد خیلی واضح نیست، اما کار روی هوا بسیار دلپذیرتر است.

نتیجه

گزینه های آنتن توصیف شده ارزان هستند، ساخت آنها آسان است، وزن کمی دارند و فضای کمی را در کوله پشتی اشغال می کنند. بر خلاف دوقطبی های کلاسیک، آنها به بالون سنگین نیاز ندارند. بنابراین در میدان با استفاده از چوب ماهیگیری می توان چنین آنتن هایی را بر روی یک ب Oارتفاع بالاتر بر خلاف عمودی ها، آنها به وزنه های تعادلی نیاز ندارند، که همیشه باعث می شود کسی به زمین بخورد. آنتن برای برد 20 متری نیازی به تیونر ندارد و هنگامی که روی دکل 10 متری نصب می شود (شما به یک بالون نیاز دارید، اما در پایین آنتن) یک آنتن کاملا مناسب برای ارتباطات از راه دور است. گزینه آنتن چند باند به تیونر نیاز دارد. اما دسترسی به تمام باندهای HF را به یکباره فراهم می کند و سطح نویز پایینی دارد.

به طور کلی، تجربه من با آنتن های دو سیمه بسیار مثبت بوده است. من قصد دارم زمان بیشتری را برای یادگیری در مورد آنتن های مرتبط صرف کنم.

اضافه شدن:در ادامه موضوع به مقاله مراجعه کنید

به عنوان یک قاعده، یک آماتور رادیویی تازه کار که شروع به ساخت آنتن می کند، وقتی با انتخاب انواع طرح های مختلف آنتن مواجه می شود، ضرر می کند. احتمالاً قبل از هر چیز باید به خانواده ویبره های نیمه موج توجه کنید.

طول الکتریکی آنها برابر λ/2 است و در جهتی عمود بر صفحه ای که در آن معلق هستند تابش می کنند.

آنتن های نیمه موج ساده عبارتند از:

• آنتن با مدار میانی، آنتن "ویندوم" ("آمریکایی")،
• آنتن Y، ویبراتور قفسه،
• ویبراتور با خط برق کابلی،
• آنتن تمام موج W3DZZ، آنتن زپلین.

تمامی این آنتن ها از نظر بهره کاملاً معادل هستند و تنها در نوع منبع تغذیه با هم تفاوت دارند.

دسته بعدی آنتن ها آنتن هایی به شکل سیم بلند هستند. آنها ساطع کننده هایی هستند که در طول آنها چندین نیم موج فرکانس کاری قرار می گیرند. در این حالت، بخش های نیمه موج منفرد در پادفاز برانگیخته می شوند و بنابراین، با افزایش طول هادی، جهت تابش اصلی به طور فزاینده ای به جهت کشش سیم نزدیک می شود.

آنتن های سیم بلند عبارتند از:

• آنتن به شکل سیم بلند، آنتن تمام موج DL7AB،
• آنتن V شکل
• آنتن لوزی

گروه بعدی شامل آنتن های حلقه جهت دار است که دارای الگوی تشعشعی تیز در جهت عمود بر صفحه ای است که عناصر آنها در آن قرار دارند. در این مورد ما در مورد ویبراتورهای نیمه موج برانگیخته درون فاز صحبت می کنیم که در یک صفحه عمودی یکی بالای دیگری قرار دارند.

آنتن های جهت دار دوار تقریباً همان بهره را در جهت تابش اصلی دارند. آنها این مزیت را دارند که می توان از آنها برای برقراری ارتباط در همه جهات استفاده کرد. آنها فضای کمی را اشغال می کنند، اما طراحی مکانیکی آنها بسیار پیچیده تر است. مقرون به صرفه ترین در طراحی و در عین حال موثرترین آنتن جهت دار چرخشی آنتن "مربع دوگانه" است. با داشتن تنها دو عنصر، پارامترهای آن نسبت به آنتن چهار عنصری "کانال موج" کمتر نیست.

در آخر به امیترهای عمودی اشاره می کنیم که ساده ترین آنتن های عمودی به صورت پین هستند. تفاوت آنها در این است که به فضای بسیار کمی نیاز دارند و الگوی تابش دایره ای دارند. معروف ترین و موثرترین طراحی این گونه آنتن ها، آنتن زمینی (GP) است که با نصب صحیح، علیرغم اینکه الگوی تابش دایره ای دارد، باز هم یک بهره کوچک و یک زاویه صاف از تابش عمودی می دهد.

کدام آنتن موج کوتاه را انتخاب کنم؟

می توان به یک رادیو آماتور تازه کار توصیه کرد که آنتن های زیر را بسازد، زیرا آنها برای اهداف توصیف شده در نظر گرفته شده اند، که با تمرین طولانی مدت استفاده از آنها تأیید شده است، و نسبت بین هزینه های نیروی کار و مواد برای ساخت آنها و نتایج به دست آمده است. خیلی خوبه.

رادیاتور با الگوی تابش دایره ای و حداقل مساحت قابل استفاده برای بردهای 10، 15، 20 متر آنتن زمینی است.

یک آنتن تمام موج با بهره کوچک در محدوده های موج کوتاه فرکانس بالا و یک اثر جهتی ضعیف - آنتن تمام موج W3DZZ.

امیتر جهت دار با ردپای بسیار بزرگ و بهره بالا برای همه باندها - آنتن V شکل.

یک امیتر جهت دار چرخشی با بهره بسیار بالا برای محدوده های 20، 15 و 10 متر - یک آنتن "دو مربع".

یک عبارت رادیویی آماتور محبوب می گوید: بهترین تقویت کننده قدرت یک آنتن است.

در اینجا ما انواع آنتن های ساده اما کاملاً مؤثر را در نظر خواهیم گرفت.

دوقطبی نیم موج

الگوی تابش در صفحه افقی به شکل شکل هشت است، حداکثر تابش (دریافت) روی صفحه پارچه آنتن می افتد.

تابش از انتهای آن حداقل است.

در صفحه عمودی، نوع نمودار تابش بستگی به ارتفاع تعلیق دوقطبی از سطح زمین دارد. هر چه آنتن بیشتر معلق باشد، کارآمدتر در فواصل طولانی کار می کند.

امپدانس ورودی دوقطبی حدود 75 اهم است و با ارتفاع تعلیق کمی تغییر می کند - H بیشتر از λ / 2 است. اگر ارتفاع تعلیق کمتر از یک چهارم طول موج باشد، مقاومت ورودی کاهش می یابد.

طول دوقطبی نیم موج با فرمول محاسبه می شود:

جایی که L بر حسب متر، f بر حسب کیلوهرتز است.

هرچه سیمی که آنتن از آن ساخته شده ضخیم تر باشد، پهنای باند آن بیشتر است. در عمل، قطر سیم آنتن حداقل 4 میلی متر کاملاً کافی است و کابل آنتن یا بی متال بهترین گزینه برای این کار است.

آنتن چند باند W3DZZ

یکی از راه های استفاده از چند باند دوقطبی، خاموش کردن بخشی از آن با استفاده از مدارهای تشدید است.

آنتن چند باند با خط انتقال کابلی همسان، طراحی شده توسط رادیو آماتور W3DZZ، شایسته توجه ویژه است. برای آماتورهای رادیویی که می خواهند یک آنتن باند کامل داشته باشند، این طراحی بسیار ساده ترین و کاربردی ترین است.

فضای مورد نیاز برای قرار دادن آنتن کم است و در محدوده‌هایی که بیشتر ارتباطات از راه دور در آن اتفاق می‌افتد، می‌توان به سود قابل توجهی دست یافت. اگر ابعاد مشخص شده رعایت شود، معمولاً نیازی به تنظیمات اضافی نیست. تغذیه آنتن از طریق یک کابل کواکسیال در حالت موج حرکت نیز تداخل در پخش رادیویی را حذف می کند (کابل باید در فاصله 6 متری عمود بر آنتن باشد).

سلف های L1 و L2 یکسان هستند. آنها را می توان روی یک قاب با قطر 50 میلی متر پیچید (سیم PEV-2 1.5 ، گام سیم پیچ حدود 2.5 میلی متر ، تعداد چرخش ها 20 است). قبل از اتصال مدار به آنتن، توسط GIR بررسی می شود و طول یا تعداد پیچ ​​های سیم پیچ L1 و L2 تنظیم می شود تا رزونانس در فرکانس 7050 کیلوهرتز به دست آید. خازن های C1 و C2 - 60 pF، باید برای ولتاژ تا 3000 ولت و توان راکتیو تا 10 کیلو ولت آمپر طراحی شوند. با توجه به اینکه مدارهای آنتن نباید هنگام تغییر دمای محیط جدا شوند، خازن ها باید با TKE منفی باشند.

آنتن عمودی (GP)

آنتن عمودی یک میله موج چهارم با وزنه های تعادل است. وزنه های ضد وزن مانند زمین مصنوعی عمل می کنند. تحقیقات انجام شده توسط رادیو آماتور سوئیسی HB9OP نشان داده است که با آنتن GP می توان به تابش جهت در صفحه افقی دست یافت که از سه هادی شعاعی استفاده می شود که با زاویه 120 درجه نسبت به یکدیگر در صفحه افقی کشیده شده و شیب دار هستند. در زاویه 45 درجه

این آنتن عمدتاً در جهت نیم‌سازهای زوایای بین هادی‌های افقی تابش می‌کند و زاویه تابش عمودی آن بین 6 تا 7 درجه است. الگوی تشعشعی این آنتن در صفحه افقی به شکل یک برگ شبدر است.

با توجه به رادیو آماتور HB9OP، زاویه تابش عمودی بهینه 6 - 7 درجه با ارتفاع آنتن 6 متر به دست می آید. تعداد هادی های شعاعی در یک زاویه شیب معین 45 درجه بر امپدانس ورودی آنتن تأثیر می گذارد و برای آنتن مشخص شده از 50 تا 53 اهم متغیر است.

73!

بازدید: 437