Antena în punctele A-A (vezi Fig. 5.13) are o rezistență de intrare mare (aproximativ 600 Ohmi), în funcție de grosimea electrică a firului și de capacitatea de capăt. O astfel de antenă poate fi excitată de o linie simetrică cu o impedanță caracteristică de aproximativ 600 ohmi (lungimea liniei R/4 sau ZA,/4). Segmentul sfert de undă acționează ca un transformator, reducând rezistența în punctele B-B.
K-x/2 U/IU p-l/2
Ts15m(2aA2m)
Ts15m(gO,42m)
12,80 m sau 23,60 m (12,95 m sau 19,95 m)
Bobina de cuplare emițător
Orez. 5 13 Anteia Zeppelin:
a - proiectarea antenei; b - dimensiunile principale ale unei antene cu cinci benzi; c - antenă dublă Zeppelin
In aceste puncte se poate conecta o linie coaxiala cu impedanta caracteristica Zo=50...75 Ohm.
Un câmp electromagnetic puternic este creat în spațiul din apropierea antenei (din partea liniei de alimentare), care este, de fapt,
imaginea în oglindă a unei antene reale. Prin urmare, acest spațiu ar trebui să fie liber de toate obiectele. În caz contrar, se observă o deformare semnificativă a caracteristicilor radiației, ceea ce duce la creșterea nivelului de interferență. Rețineți că această antenă, ca și antena de tip /. considerată anterior, nu are proprietăți de filtrare și radiază toate armonicile transmițătorului în spațiu. Adevărat, este posibil să se reducă oarecum nivelul radiației lor, care se realizează prin conectarea dispozitivelor balun între ieșirea transmițătorului și intrarea liniei de alimentare V-V.
Rețineți că dacă lungimea liniei de alimentare este un multiplu al lungimii de undă, atunci antena în cauză devine similară cu o antenă de tip L. În acest caz, linia de alimentare devine o sursă de radiații. Pentru a preveni acest fenomen, lungimea liniei de alimentare este aleasă în intervalul de la 12,8 la 13,75 m În locul unei linii aeriene cu două fire cu Zo=600 Ohm, puteți utiliza o linie cu două fire în izolație dielectrică cu Zo=. 240...300 Ohm; în acest caz, ar trebui să vă amintiți influența factorului de scurtare și să reduceți lungimea liniei la 11,9 m Dacă antena este utilizată într-o singură bandă, atunci pentru a îmbunătăți potrivirea ar trebui să utilizați bucle de reglare (vezi Fig. 2.46).
Antenă dublă Zeppelin. Prin conectarea a două antene individuale împreună, așa cum se arată în Fig. 5.1 Sv, obținem o antenă dublă Zeppelin, care poate funcționa în cinci benzi de radio amatori.
tabelul B. 5.4 prezintă cele mai potrivite lungimi ale liniilor de alimentare și metodele de alimentare corespunzătoare.
TABELUL 5.4
Lungimile liniilor electrice și metodele corespunzătoare de alimentare a antenei duble Zeppelin
Lungimea totală a vibratorului, m | Lungimea liniei de alimentare, m | Metoda de alimentare în intervale de frecvență, MHz |
||||
/-alimentare curentă; U - alimentare cu tensiune.
Alimentarea cu tensiune necesită utilizarea unui circuit paralel, iar alimentarea cu curent necesită un circuit în serie (pentru mai multe informații, vezi § 3.2).
Antenă în bandă cu modificarea lungimii liniei de alimentare. Au fost clarificate motivele modificării Z\=Ra+\Xa cu o modificare a gamei de frecvențe utilizate. Impedanța de intrare atunci când antena este rezonantă are doar o componentă activă.
Această condiție poate fi implementată doar într-un interval. Dacă excităm antena folosind o linie având Zo=/?4, atunci în intervale înguste Za>Ra obținem un grad mare de nepotrivire
conectarea antenei cu linia de alimentare. În loc să utilizați diverse sisteme de reglare, în acest caz, puteți utiliza o altă metodă de potrivire, și anume, schimbați locația conexiunii de alimentare a antenei, ceea ce în practică nu provoacă prea multe dificultăți.
Posibilitatea utilizării acestei metode de potrivire este clarificată examinând Fig. 5.14, care arată distribuțiile rezistenței Da de-a lungul liniei pentru diferite frecvențe ale benzilor de radioamatori. Scala de schimbare este construită pe o scară logaritmică și ia în considerare modificările Ra de la 65 Ohm la 3000 Ohm. În plus, în aceste grafice, segmentele curbilinii ale modificării lui Ra sunt înlocuite cu unele drepte, iar coeficientul de scurtare K este egal cu 1.
În ciuda simplificărilor luate în construcție, graficele modificărilor în Ra sunt destul de precise în scopuri practice. Valori Ra mai precise pot fi obținute folosind formula
R = - Az + Ro, (5,5)
unde Rai și Ra2 sunt rezistențe de intrare corespunzătoare nodurilor de curent și respectiv de tensiune; Ro - impedanța de undă a dipolului; b este distanța de la punctul de conectare la putere până la punctul corespunzător curentului maxim din aitein; Eu sunt lungimea de undă.
Din graficele prezentate în Fig. 5.14, se poate observa că majoritatea intersecțiilor liniilor Ra se schimbă pentru diferite game și pentru diferite lungimi ale liniilor de alimentare au loc în limitele valorilor de 200 și 300 ohmi.
Exemplu. Cu o lungime a liniei de alimentare de 14,1 m, graficele modificărilor în Ra pentru patru intervale (3,5, 6, 14 și 28 MHz) se intersectează în aproape un punct, corespunzând /?a = 240 Ohm, iar pentru intervalul de 21 MHz lungimea liniei de alimentare selectată corespunde valorii maxime a lui Ra- Cu o lungime a liniei de alimentare de 7 m, aceleași valori Ra (aproximativ 240 ohmi) sunt observate pentru trei intervale (7, 14 și 28 MHz).
Dacă acum impedanța caracteristică a liniei de alimentare, a cărei lungime este selectată pe baza coincidenței lui Ra pentru mai multe intervale, este luată egală cu Zo = a = 240 ohmi, atunci un astfel de sistem (antenă - linie de alimentare) va fi funcțional în mai multe intervale de frecvenţă simultan.
Trebuie avut în vedere că va fi destul de dificil să se realizeze coincidența completă a rezistențelor, deoarece în raționamentul nostru nu a fost luată în considerare valoarea reală a coeficientului de scurtare, ci a fost luată K = 1. Cu toate acestea, prin selectarea practică a lungimii liniei de alimentare, care are o impedanță caracteristică Zo- = 240... 300 Ohmi, este posibil să se obțină o performanță de potrivire foarte bună în mai multe game de frecvență.
Antene Zeppeli-n extinse și scurtate. În fig. Figura 5.15a prezintă o diagramă a antenei, numită antenă Zeppelin dublă extinsă. Această antenă diferă de antena prezentată pe RNS. 5,13 V, lungime braț vibrator. Lungimea brațului vibratorului este de 27 m. Impedanța de intrare a antenei este de 10; 20; 40; 80 m/?а=240 ... 300 Ohm (valoarea exactă a impedanței de intrare depinde de înălțimea suspensiei antenei), ceea ce permite utilizarea unei linii cu două fire într-o bandă dielectrică pentru alimentarea antenei.
Rețineți că coeficientul de direcție al unei astfel de antene este oarecum mai mare decât cel al unei antene duble convenționale. În plus, trebuie avut în vedere faptul că impedanța de intrare a extins
Prin numele „Levy” ne referim la toate antenele cu alimentare centrală și o linie cu două fire cu orice lungime de fascicule și fire de linie.
Să luăm în considerare mai întâi o antenă de tip LW (Fig. 1). Lungimea fasciculului trebuie să fie de cel puțin un sfert din lungimea de undă a intervalului de frecvență cel mai scăzut utilizat. Un dispozitiv potrivit vă va ajuta să îl reglați la orice frecvență. LW poate fi considerată ca jumătate dintr-o antenă Levy.
Dar această opțiune este incomodă, deoarece curenții RF care curg prin fascicul și dispozitivul de potrivire necesită o împământare bună a întregului sistem. Este necesar să nu plasați antenele de televiziune în acest „condensator” uriaș (fascicul la sol), ceea ce provoacă dificultăți evidente.
Antena Levy (antena Dual Zepellin) este prezentată în Fig. 2.
Până acum s-a spus că firele radiante ale vibratoarelor trebuie să aibă lungimi de rezonanță de 41,40 m sau 20,40 m În realitate, această condiție nu este atât de necesară. Un sfert de lungime de undă este lungimea minimă dacă doriți să mențineți eficiența antenei, dar rezultate destul de bune pot fi obținute folosind fascicule mai scurte.
Proprietățile unei linii cu două fire permit ca aceasta să fie îndepărtată de materialul antenei nu perpendicular în jos, așa cum este de dorit pentru un cablu coaxial. Și în acest caz, curenții HF sunt compensați în dispozitivul de potrivire (potențialul HF este întotdeauna zero față de masă).
Această simetrie față de sol îl face pe Levy să nu fie afectat de recepția TV. Se alege cea mai scurtă lungime a liniei cu două fire.
Puteți da antenei forma unui V inversat. Capetele inferioare ale antenei trebuie să fie la o înălțime de cel puțin 3 m, ceea ce este dictat de considerente de siguranță, deoarece la capetele antenei se află un antinod de tensiune.
Partea radiantă a lui Levy nu este definită de raze. Dispozitivul său de potrivire, linia cu două fire, grinzile sunt elemente inseparabile.
Linia este în modul unde staționare și ar fi o greșeală să numim această linie „alimentator”. Alimentatorul real din Levy este o bucată de cablu coaxial care conectează ieșirea transceiver-ului la dispozitivul de potrivire a antenei și la contorul SWR. Funcționează în modul val de călătorie cu SWR-1, care este furnizat de un dispozitiv de potrivire. Dispozitivul de potrivire compensează reactanța liniei și a firelor radiante și, de asemenea, transformă impedanța totală a liniei în 50 ohmi.
Antena Levy este excitată de un număr impar de semi-unde, care este determinat de lungimea totală a părții firului și de reactanța bobinelor și condensatoarelor dispozitivului de potrivire.
Levy Dispozitive de potrivire a antenei
Toate antenele non-aperiodice sunt bine reglate cu un circuit oscilant, dar sarcina vibratorului poate rezona la mai multe frecvențe, în timp ce un circuit oscilant format dintr-o bobină și un condensator poate rezona doar la o singură frecvență.
Majoritatea stațiilor au dispozitive de potrivire care compensează reactanța și rezistența la transformare. Să luăm în considerare mai multe scheme de potrivire a dispozitivelor. În dispozitivul prezentat în fig. 1, Balun-ul la intrarea de 50 ohmi este potrivit permanent într-un raport de 1:1, alimentând dual L de 50 ohmi într-o manieră simetrică. Condensatorii C1 și C2 sunt identici și se rotesc cu același mâner.
Designul (Fig. 2) nu necesită utilizarea Balun, dar este necesar să existe un PDA dublu.
Deoarece există un circuit dublu, este foarte selectiv, deoarece are o rezonanță ascuțită. Acest lucru vă permite să reglați antena în timpul recepției. Se crede că Levy are performanțe mai bune decât antenele KB cu bobine de scurtare, cu aceleași dimensiuni liniare. Cu toate acestea, factorul de calitate care permite obținerea acestor rezultate vine cu prețul de a ajusta potrivirea la QSY pe kHz!
În funcție de domeniul specific, este necesar să se alimenteze o linie cu două fire în nodul de curent sau de tensiune și să se deplaseze folosind cleme de la un circuit oscilant în serie la unul paralel.
Există o mulțime de circuite - designul cel mai ușor de fezabil este cu cuplarea autotransformatorului, dar introduce o oarecare asimetrie. Cel mai simplu (Fig. 3) a fost publicat de F3LG. Versiunea autotransformatorului (Fig. 4) este reprezentată de F9HJ.
O altă opțiune, în care rezistența de ieșire este determinată de condensatoare, este prezentată în Fig. 5
Pe toate benzile KB, Levy este, fără îndoială, cea mai bună antenă: este simplă și funcționează în zonele potrivite de unde scurte, modelul de emisie este același pentru toate benzile. Datorită simetriei și liniei de alimentare cu două fire, nu oferă TVI.
CEVA DESPRE ANTENE
Vă aduc la cunoștință informații interesante, după părerea mea, despre antene și amplificatoare de antenă, obținute din diverse surse și în urma experimentelor.
Deci, știai că:
Cel mai multi-element „canal de undă” descris în literatura de radio amator este o antenă cu 34 de elemente pentru gama de 1296 MHz, propusă de G8AZM, iar lungimea traversării nu este atât de mare - 2 m
Primul loc în ceea ce privește lungimea traversării (16 metri!) este ocupat de antena cu 24 de elemente (la 144 MHz) a designului DJ40B, care este și cea mai „moale” dintre „canalele de undă”, deoarece poate fi rulată. sus în timpul transportului;
Lungimea traversei este de aproximativ 10 metri și are o versiune cu 22 de elemente a antenei Spindler la 144 MHz. Acest design nu se rostogolește!
În antenele „canal de undă” cu reflectoare simple, dependența coeficientului de acțiune de protecție Kzd (adică raportul de radiație „înainte/înapoi”) de numărul de directori are un caracter oscilant cu extreme de aproximativ -10 dB și -20 dB . Antenele cu 2,5, 8 etc. au cel mai mare Kzd. directori;
La ajustarea „canalelor de unde”, sunt posibile două opțiuni: atunci când reglați antena la câștig maxim, câștigul poate scădea cu 10 dB sau mai mult, iar când reglați la câștig maxim, câștigul va scădea în intervalul 0,5... 1 dB;
În antene cu așa-numitul elementul „absorbant” situat în spatele reflectorului principal la o distanță de 0,18...0,25 lungimi de undă reușește să obțină valori foarte mari ale Kzd (peste 70 dB!), însă, într-un sector destul de îngust de radiație;
Unul dintre motivele deteriorării modelului atât al antenelor HF, cât și al antenelor VHF poate fi fenomenele de rezonanță în structura de susținere. Ele pot fi eliminate în diferite moduri: prin izolarea elementului principal de traversă, punerea inelelor de ferită pe traversă în apropierea elementului activ sau, cel mai simplu, prin vopsirea traversei (dar nu a elementelor!) cu vopsea ce conține pulbere de grafit;
Cu un alimentator lung, puteți îmbunătăți echilibrarea antenei și puteți reduce interferențele locale folosind două inele de ferită. Unul este instalat pe alimentator în apropierea punctelor de alimentare a antenei, iar celălalt este instalat lângă intrarea/ieșirea antenei a dispozitivului. În unele cazuri complexe, poate fi necesară plasarea suplimentară a mai multor inele de ferită de-a lungul întregului alimentator și selectarea experimentală a distanței dintre ele;
Prin utilizarea unei cascade diferențiale ca amplificator de antenă (AA), este posibil nu numai să se asigure echilibrarea în bandă largă a antenei, ci și să se reducă semnificativ interferența locală, inclusiv. și de la mașini. M/s K174PS1 funcționează bine ca un TV AU diferenţial pentru MB.
Folosind unele serie digitale ESL m/s K500 (K100) în modul liniar, este posibil să se producă un amplificator diferențial cu o lățime de bandă de până la 160 ... 180 MHz. Câștigul (invers proporțional cu lățimea de bandă) al unui astfel de amplificator ajunge la 40 (!) dB.
Antenele alimentate la capăt, și în special antenele cu fir lung concepute pentru funcționare pe mai multe benzi, sunt adesea alimentate folosind linii acordate (Figura 2-24).
O antenă Zeppelin este un simplu vibrator cu jumătate de undă alimentat de o linie de transmisie reglată cu două fire conectată la capătul său.
Un fir al liniei de transmisie este conectat la vibrator, iar celălalt este izolat de acesta. Lungimea liniei de transmisie trebuie să fie λ/4 sau un multiplu de λ/4. Dacă lungimea liniei de transmisie este 2λ/4; 4λ/4; 6λ/4 etc., adică egal cu un număr par de sferturi de undă, atunci distribuția curenților și tensiunilor la intrarea și la ieșirea liniei de transmisie este aceeași. Dacă lungimea liniei de transmisie este egală cu un număr impar de sferturi de undă, adică 1λ/4; 3λ/4; 5λ/4, atunci distribuția curenților și tensiunilor la intrarea liniei este opusă distribuției la ieșire.
La capătul oricărui vibrator există un antinod de tensiune. Dacă vibratorul este alimentat printr-o linie de lungime 2λ/4, atunci la capătul său inferior există și un antinod de tensiune și se vorbește despre o legătură cu linia prin tensiune. Dacă linia de transmisie are o lungime egală cu 1/4λ (3/4λ, 5/4λ etc.), atunci raportul se modifică și, deși există încă un antinod la capătul vibratorului, există un nod de tensiune la capătul inferior al liniei (antinodul curent). Când o linie de transmisie este conectată la un transmițător în puncte de curent maxim, se vorbește despre cuplarea curentului.
O antenă Zeppelin cu jumătate de undă, proiectată pentru un val de 80 m, poate servi simultan ca antenă de bandă largă cu unele restricții, deoarece la un val de 40 m această antenă funcționează ca antenă Zeppelin cu undă și la unde de 20, 15 și 10 m - ca antenă 2λ, 3λ sau 4λ sub forma unui fir lung cu putere la capăt. Dacă lungimea liniei de transmisie este de aproximativ 40 m, adică 2λ/4 pentru 80 m, atunci există cuplare la linia de transmisie a tensiunii pe toate benzile. Dacă linia de transmisie are o lungime de 20 m, ceea ce corespunde cu λ/4 pentru 80 m, atunci la o frecvență de 3,5 MHz există o cuplare de curent, iar în intervalele rămase - o cuplare de tensiune.
Diagramele de setare pentru diferite tipuri de comunicații sunt prezentate în Fig. 2-25.
Procedura de instalare a unor astfel de dispozitive de comunicație cu antenă va fi descrisă în detaliu în Capitolul. 13.
Antenă Zeppelin cu benzi multiple
O antenă proiectată pe baza considerațiilor de mai sus este prezentată în Fig. 2-26.
Această antenă pentru intervalele de 80, 40, 20 și 15 m are un cuplaj de curent, iar în domeniul de 10 m - o cuplare de tensiune și poate fi realizată și cu o lungime a vibratorului de 20, 42 m, dar în intervalul de 80 m. antena este alimentată, prezentată în Fig. 2-26, nu funcționează numai dacă capătul liniei de transmisie conectat la transmițător este scurtcircuitat și comunicarea cu etapa finală se realizează printr-un circuit P, atunci în. în acest caz o astfel de antenă poate fi folosită la un val de 80 m ca antenă simplă în formă de L.
Dacă antena alimentată de la capăt este destinată utilizării într-o singură bandă, atunci este logic să conectați o secțiune închisă de un sfert de undă a unei linii cu două fire la capătul vibratorului și să o alimentați în modul de undă de călătorie, așa cum se arată. în fig. 2-27.
O bucată de cablu panglică de orice lungime sau o linie cu două fire de casă poate fi folosită ca linie de transmisie care funcționează în modul unde călătorie.
Antenă dublă zeppelin
După cum sa menționat deja, un vibrator simetric alimentat central are cel mai simplu model polar. O astfel de antenă cu alimentare centrală, utilizată pe toate benzile de unde scurte, este cunoscută ca antenă zeppelin dublă (Figura 2-28).
| Lungimea totală a vibratorului, m | Lungimea liniei de transmisie configurată, m | Raza de acțiune, m | Tip de conexiune între linie și transmițător |
|---|---|---|---|
| 80 | prin tensiune | ||
| 40 | -"- | ||
| 41,15 | 12,80 | 20 | -"- |
| 15 | -"- | ||
| 10 | prin curent | ||
| 80 | prin tensiune | ||
| 40 | -"- | ||
| 41,15 | 23,60 | 20 | -"- |
| 15 | -"- | ||
| 10 | -"- | ||
| 80 | prin curent | ||
| 40 | prin tensiune | ||
| 20,42 | 12,95 | 20 | -"- |
| 15 | -"- | ||
| 10 | -"- | ||
| 80 | prin tensiune | ||
| 40 | prin curent | ||
| 20,42 | 19,95 | 20 | prin tensiune |
| 15 | prin curent | ||
| 10 | prin tensiune |
Pentru a configura linia de transmisie și a o potrivi cu etapa finală a transmițătorului, circuitele prezentate în Fig. 2-25. Cu toate acestea, cel mai des folosit, la fel ca pentru o antenă obișnuită Zeppelin, este conectarea liniei de transmisie cu treapta finală a transmițătorului folosind un circuit P simetric (Fig. 2-28).
În cazul utilizării unui vibrator simetric exclusiv ca antenă cu bandă unică, linia de alimentare este adaptată folosind o buclă de potrivire cu un sfert de undă. Linia de transmisie potrivită poate fi de orice lungime, deoarece funcționează în modul de undă de călătorie. Trebuie avut în vedere faptul că, dacă lungimea totală a vibratorului este egală cu cel puțin 1λ sau un întreg λ (antinodul de tensiune la punctul de alimentare), atunci se folosește o buclă închisă cu un sfert de undă și dacă lungimea vibratorului este egal cu λ/2 sau un număr impar λ/2, apoi utilizați o buclă deschisă cu un sfert de undă.
Este de la sine înțeles că orice tipuri de dispozitive de potrivire pot fi utilizate pentru potrivire, cu condiția ca acestea să fie ușor de fezabil din punct de vedere structural.
Când am descris antena în formă de L ca o antenă cu mai multe benzi, sa constatat că un vibrator care funcționează pe toate benzile poate fi practic reglat cu precizie la rezonanță pentru o singură bandă. În toate celelalte intervale, trebuie luată în considerare o abatere mai mare sau mai mică de la lungimea rezonantă a vibratorului.
Cele de mai sus sunt valabile nu numai pentru antena în formă de L, ci și pentru toate antenele posibile cu toate undele. Factorul de scurtare a antenei depinde în mare măsură de efectul de margine capacitiv care apare la capetele antenei. După cum se poate observa din fig. 2-29, dacă un conductor este excitat la armonicile superioare ale undei sale de rezonanță, adică mai multe semi-unde se potrivesc de-a lungul lungimii sale, atunci efectul de margine capacitivă apare numai la capete.
Deoarece efectul de margine capacitiv prelungește lungimea electrică a antenei, lungimea antenei trebuie redusă. Din fig. 2-29 este clar că un vibrator, pe lungimea căruia se potrivesc mai multe semi-unde, ar trebui să fie relativ mai puțin scurtat decât un vibrator cu jumătate de undă, deoarece efectul capacitiv în acest caz are loc numai la capetele vibratorului.
Radioamatorii caută în permanență antene care sunt ideale pentru condiții specifice. Desigur, cunoașterea teoriei în acest proces este necesară, dar nicio teorie nu înlocuiește experiența personală. Cu alte cuvinte, nu este nimic de făcut decât să încerci diferite antene din nou și din nou, cântărindu-le punctele forte și punctele slabe și apoi trageți concluzii. Asta vom face astăzi. De data aceasta vom experimenta cu mai multe antene realizate dintr-o linie cu două fire.
Puțină teorie
O linie cu două fire sunt două fire care rulează în paralel. Ca orice linie, o linie cu două fire este caracterizată de o serie de proprietăți, dintre care cele mai importante sunt (1) impedanța caracteristică, (2) factor de scurtare și (3) pierderi pe unitate de lungime pentru o anumită frecvență. Desigur, există și alte proprietăți, cum ar fi capacitatea liniară, precum și costul, greutatea și altele.
Spre deosebire de HF, cablul RG58 nu este potrivit pentru VHF pentru alimentarea antenelor. În schimb, ar trebui folosit un cablu RG213 sau chiar cu pierderi mai mici. Când utilizați 10 metri de RG58, atenuarea semnalului la 144 MHz este de 1,82 dB, iar la 450 MHz este de 3,65 dB. Pentru RG213 este de 0,86 dB, respectiv 1,73 dB. Cu toate acestea, dacă cablul este scurt, doar câțiva metri, atunci RG58 va face.
Pe HF, liniile cu două fire au pierderi mici. Cu o lungime a liniei de aproximativ 10 metri, nu trebuie să vă faceți griji cu privire la pierderile din ea.
În cele din urmă, permiteți-mi să vă reamintesc că liniile cu două fire sunt sensibile la precipitații. De asemenea, linia cu două fire trebuie să fie amplasată față de pământ și obiecte metalice la o distanță de cel puțin zece distanțe între firele sale. Spre deosebire de o linie cu două fire, cablul coaxial poate fi așezat în orice mod doriți - de-a lungul pereților, de-a lungul solului sau chiar subteran.
Cum se măsoară impedanța caracteristică și câștigul unei linii?
Liniile cu două fire pentru radioamatori reale sunt disponibile atât de la comercianții cu amănuntul specializați online, cât și pe eBay pentru căutări precum „450 Ohm Ladder Line” și „MFJ-18H250”. Dar prețurile pentru astfel de linii fluctuează în jurul valorii de 1,5-3 USD pe metru, ceea ce este puțin scump. Prin urmare, liniile cu două fire sunt adesea realizate independent de firele și distanțierele disponibile sau sunt folosite ca linii destinate unor scopuri ușor diferite. Ca exemple de linii disponibile cu două fire, putem cita exemplul firului P-274M („vol”, aproximativ 0,17 USD pe metru) și TRP 2x0,4 („fidea telefonică”, aproximativ 0,06 USD pe metru). De asemenea, puteți găsi multe oferte pe eBay pentru interogarea „sârmă difuzor” (aproximativ 0,75 USD pe metru, în funcție de grosimea firului).
Dezavantajul unor astfel de linii este impedanța și câștigul undei necunoscute. Întrebarea este cum pot fi măsurate?
Impedanța caracteristică poate fi măsurată în cel puțin două moduri. Prima cale este aceasta. Luați câțiva metri de linie și un contor RLC. Dispozitivul este aplicat la un capăt al liniei și se măsoară capacitatea C. Apoi firele liniei sunt conectate la celălalt capăt și se măsoară inductanța L este determinată de formula Z = sqrt (L/). C) .
Fapt amuzant! Capacitatea liniară menționată anterior nu este mai mare de C pe unitate de lungime a liniei. De exemplu, un metru de cablu coaxial RG58 are o capacitate de aproximativ 100 pF. Anterior, am folosit acest fapt la fabricarea de scări pentru dipol.
Pentru a doua metodă vom avea nevoie de un osciloscop, un generator de semnal și un multimetru. Un conector BNC în formă de T este conectat la osciloscop. Un generator este conectat la una dintre intrările conectorului, iar o secțiune a liniei măsurate este conectată la a doua. Un potențiometru este conectat la al doilea capăt al liniei. O undă pătrată este generată de generatorul de semnal, iar butonul potențiometrului este setat într-o poziție în care osciloscopul afișează semnalul fără nicio distorsiune. Când se găsește o astfel de poziție, înseamnă că nu există reflexii în linie. Acest lucru este posibil numai dacă potențiometrul are o rezistență egală cu impedanța caracteristică a liniei. Tot ce rămâne este să luați un multimetru și să măsurați rezistența rezultată a potențiometrului. Procesul este arătat clar în video, filmat de Alan Wolke, W2AEW.
De remarcat, totuși, ambele metode sunt departe de a fi ideale. Practica arată că eroarea de măsurare este de cel puțin 5%.
Folosind aceeași tehnică cu un osciloscop, puteți determina câștigul de linie. Dacă deconectam potențiometrul, semnalul va fi reflectat complet de la capătul liniei. Folosind un osciloscop, putem măsura timpul necesar unui semnal pentru a călători de două ori de-a lungul liniei (timp dus-întors). Este cunoscută lungimea liniei, ceea ce permite măsurarea vitezei de propagare a semnalului. Împărțind această viteză la viteza luminii, obținem KU.
Dacă nu aveți un osciloscop, atunci câștigul poate fi măsurat folosind un contor SWR și o sarcină echivalentă de 50 ohmi. Luați un segment de linie lung de 5 metri. Un capăt este conectat la contorul SWR, celălalt capăt la echivalentul sarcinii. În continuare, în intervalul 15-30 MHz, se caută SWR minim. Ca urmare, trebuie să găsim frecvența la care SWR este egal cu 1 sau foarte aproape de această valoare. La această frecvență, linia funcționează ca un repetor cu jumătate de undă, iar dispozitivul vede o sarcină de 50 ohmi. Lungimea liniei este cunoscută, la fel și jumătate din lungimea de undă. Relația primului cu al doilea este KU.
O antenă simplă de camping realizată dintr-o linie cu două fire
Teoria descrisă mai sus este necesară pentru a înțelege și construi următoarea antenă (ilustrare luată din The ARRL Antenna Book):
Antena este un dipol obișnuit, alimentat de o linie cu două fire. Printre radioamatorii vorbitori de limba engleză, antena este cunoscută ca antenă cu fir de difuzor, deoarece este adesea făcută din același fir de difuzor. S-ar părea că dacă alimentați un dipol cu o impedanță de intrare de 50-73 ohmi folosind o linie cu două fire cu o impedanță caracteristică de 100-600 ohmi, nu va ieși nimic bun. Dar am aflat mai sus că o linie de lungime λ/2 funcționează ca un repetor cu jumătate de undă. Tot ce rămâne este să găsim o linie potrivită, să-i măsuram CV-ul, să tăiem linia la lungimea potrivită și obținem un dipol foarte ușor și compact. Deoarece dipolul este alimentat de o linie cu două fire, nu apar curenți de mod comun în linie, ceea ce înseamnă că o astfel de antenă nu are nevoie de un balun. Puteți folosi o undiță subțire ca catarg și nu vă fie teamă că se va rupe sub greutatea balunului.
Pentru împrejurimi, s-a decis să achiziționați 100 de picioare (30 de metri) din același fir de difuzor cu o grosime de 20 AWG și să faceți un dipol din acesta pe o rază de 20 de metri. COE măsurat al liniei s-a dovedit a fi ~ 0,75. Acest lucru este foarte convenabil, deoarece lungimea liniei λ/2 va fi de 7,5 metri și aceasta este exact lungimea tijelor ușoare și ieftine.
Pentru a atașa lanseta, în loc de băieți, ca data trecută, s-a decis să se folosească o știucă dăltuită:
O lance intoarsa este o bucata de profil de aluminiu, taiata la jumatate de metru si ascutita cu ajutorul unui Dremel. Lancea este introdusă în pământ aproximativ jumătate din lungime. Tija este atașată de ea folosind curele Velcro, precum cele folosite pentru atașarea bateriilor la quadcoptere. Contrar intuiției, acest design este destul de fiabil, iar în ceea ce privește greutatea și spațiul ocupat, depășește semnificativ trei șurubelnițe cu funii.
Pentru a conecta antena la transceiver, este convenabil să folosiți un crocodil și un mufă banană cu un diametru de 4 mm:
Fișa se conectează la conectorul SO-239. Din punct de vedere al diametrului, se potrivesc perfect unul cu celălalt. Cel mai simplu mod de a prinde un crocodil este să apuci terminalul de masă al transceiver-ului.
Dimensiunile exacte ale antenei pe care am primit-o sunt următoarele. Lungimea liniei - 758 cm Lungimea unui braț - 490 cm Graficul SWR al antenei variază ușor în funcție de înălțimea antenei față de sol și de unghiul dintre brațe, dar în medie arată astfel:
Dacă se dorește, jucându-se cu forma și înălțimea antenei, SWR la 20 de metri poate fi condus la unitate. Printr-o coincidență fericită, antena s-a dovedit a fi destul de tolerabil potrivită la 15 metri. SWR în acest interval variază de la 1,7 la 2. Comunicațiile radio au fost efectuate în fiecare dintre intervale. În ceea ce privește nivelul de zgomot și rapoartele primite, nu am observat nicio diferență față de dipolul clasic.
Fapt amuzant! Deoarece antena este foarte compactă atunci când este pliată, este logic să o aveți întotdeauna cu dvs. ca rezervă.
Dacă doriți să plasați transceiver-ul mai departe de antenă și/sau să utilizați un catarg mai înalt (de exemplu, cei 10 metri optimi pentru această bandă), linia cu două fire poate fi conectată printr-un balun 1:1 la un cablu coaxial de orice lungime.
Opțiune cu mai multe benzi
De asemenea, este posibilă o versiune cu mai multe benzi a unei astfel de antene (ilustrare din nou împrumutată din The ARRL Antenna Book):
Această antenă este cunoscută sub numele de zeppelin dublu, zepp dublu, zepp alimentat central și, de asemenea, atunci când se utilizează anumite dimensiuni și tipuri de linii, ca antenă G5RV. Antena nu are foarte clar care este impedanța de intrare. Cu toate acestea, cu o alegere cu succes a lungimii liniei și a umerilor, poate fi reglat pe orice bandă HF folosind un tuner.
Important! Contrar a ceea ce spun legendele, antena G5RV nu se reglează în mod magic pe toate benzile. Antena necesită un tuner pentru toate benzile, cu excepția celor 14 MHz.
De data aceasta antena a fost realizată dintr-un „vol” cu următoarele dimensiuni. Lungimea liniei este de 1340 cm Lungimea unui braț este de 1305 cm.
Antena este perfect adaptată la orice gamă de radio amator de la 80 la 10 metri cu un SWR de 1-1,2. Testele de comunicații radio au fost efectuate în intervalele de 20, 40 și 80 de metri, ca fiind cele mai populare. S-au primit rapoarte bune în toate trupele.
În același timp, antena s-a dovedit a fi surprinzător de silențioasă. Nivelul de zgomot a fost de 1-2 puncte la 20 de metri, 2-3 puncte la 40 de metri și 5-6 puncte la 80 de metri. În QTH-ul meu, nu am mai văzut până acum un nivel de zgomot atât de scăzut, fie cu dipoli, fie cu verticale, sau chiar cu antene buclă (totuși, aceasta din urmă este instalată aproape de casă). De exemplu, la aceiași 40 de metri observ de obicei 6-7 niveluri de zgomot. Cu ce este legat acest lucru nu este foarte clar, dar lucrul la aer este mult mai plăcut.
Concluzie
Opțiunile de antenă descrise sunt ieftine, ușor de fabricat, cântăresc puțin și ocupă puțin spațiu într-un rucsac. Spre deosebire de dipolii clasici, aceștia nu necesită un balun greu. Prin urmare, pe teren, folosind o undiță, astfel de antene pot fi instalate pe un b O altitudine mai mare. Spre deosebire de verticale, acestea nu au nevoie de contragreutăți, care întotdeauna provoacă pe cineva să se împiedice. Antena pentru gama de 20 de metri nu necesită un tuner și atunci când este instalată pe un catarg de 10 metri (veți avea nevoie de un balun, dar în partea de jos a antenei) este o antenă destul de decentă pentru comunicații la distanță lungă. Opțiunea de antenă cu mai multe benzi necesită un tuner. Dar oferă acces la toate benzile HF simultan și are un nivel scăzut de zgomot.
În general, experiența mea cu antenele cu două fire a fost extrem de pozitivă. Voi investi mai mult timp în a învăța despre antenele aferente.
Plus: Continuând subiectul, vezi articolul
De regulă, un radioamator începător care începe să facă o antenă este în pierdere atunci când se confruntă cu alegerea unei varietăți de modele diferite de antene. Probabil că ar trebui să acordați atenție, în primul rând, familiei de vibratoare cu jumătate de undă.
Au lungimea electrică egală cu λ/2 și iradiază într-o direcție perpendiculară pe planul în care sunt suspendate.
Astfel de antene simple cu jumătate de undă sunt:
- antenă cu circuit intermediar, antenă „Windom” („americană”),
- Antenă Y, vibrator de raft,
- vibrator cu cablu de alimentare,
- antenă all-wave W3DZZ, antenă Zeppelin.
Toate aceste antene sunt complet echivalente din punct de vedere al câștigului și diferă doar prin tipul de alimentare.
Următorul grup de antene sunt antene sub forma unui fir lung. Sunt emițători, pe lungimea cărora se potrivesc mai multe semi-unde ale frecvenței de operare. În acest caz, segmentele individuale de jumătate de undă sunt excitate în antifază și, prin urmare, odată cu creșterea lungimii conductorului, direcția radiației principale se apropie din ce în ce mai mult de direcția de tensiune a firului.
Antenele cu fir lung includ:
- antenă sub forma unui fir lung, antenă cu toate undele DL7AB,
- antenă în formă de V,
- antenă rombică.
Următorul grup este format din antene buclă direcționale, care au un model de radiație ascuțit în direcția perpendiculară pe planul în care sunt situate elementele lor. În acest caz, vorbim de vibratoare cu semi-undă excitate în fază situate într-un plan vertical unul deasupra celuilalt.
Antenele direcționale rotative au aproximativ același câștig în direcția radiației principale. Au avantajul că pot fi folosite pentru a stabili conexiuni în toate direcțiile. Ocupă puțin spațiu, dar designul lor mecanic este mult mai complex. Cea mai economică ca design și, în același timp, cea mai eficientă antenă direcțională rotativă este antena „dublă pătrată”. Având doar două elemente, parametrii săi nu sunt inferiori unei antene „canal de undă” cu patru elemente.
În sfârșit, să amintim emițătorii verticali, care sunt cele mai simple antene verticale sub formă de pini. Ele diferă prin faptul că necesită foarte puțin spațiu și au un model de radiație circular. Cel mai faimos și mai eficient design al unor astfel de antene este antena Ground Plane (GP), care, atunci când este instalată corect, în ciuda faptului că are un model de radiație circular, oferă totuși un câștig mic și un unghi plat de radiație verticală.
Ce antenă cu unde scurte ar trebui să aleg?
Un radioamator începător i se poate recomanda să construiască antenele de mai jos, deoarece acestea sunt destinate scopurilor descrise, care au fost verificate prin practica pe termen lung a utilizării lor și raportul dintre costurile forței de muncă și materialele pentru fabricarea lor și rezultatele obținute. este foarte bun.
Un radiator cu un model de radiație circular și o suprafață minimă utilizabilă pentru intervalele de 10, 15, 20 de metri este o antenă Ground Plane.
O antenă cu toate undele cu un câștig mic în intervalele de unde scurte de înaltă frecvență și un efect direcțional slab exprimat - antena cu toate undele W3DZZ.
Un emițător direcțional cu o amprentă foarte mare și câștig mare pentru toate benzile - antenă în formă de V.
Un emițător direcțional rotativ cu un câștig foarte mare pentru intervalele de 20, 15 și 10 metri - o antenă „dublă pătrată”.
O expresie populară de radio amator spune: cel mai bun amplificator de putere este o antenă.
Aici vom lua în considerare tipuri de antene simple de fabricat, dar destul de eficiente.
Dipol cu jumătate de undă
Modelul de radiație în plan orizontal are forma unui opt, radiația maximă (recepție) cade pe planul țesăturii antenei.
Radiația de la capete este minimă.
În plan vertical, tipul diagramei de radiație depinde de înălțimea suspensiei dipolului deasupra solului. Cu cât antena este suspendată mai sus, cu atât funcționează mai eficient pe distanțe lungi.
Impedanța de intrare a dipolului este de aproximativ 75 Ohmi și se modifică ușor odată cu înălțimea suspensiei - H este mai mare decât λ / 2. Dacă înălțimea suspensiei este mai mică de un sfert din lungimea de undă, rezistența de intrare scade.
Lungimea dipolului de semiundă se calculează cu formula:
unde L este în metri, f este în kHz.
Cu cât este mai gros firul din care este făcută antena, cu atât lățimea de bandă a acesteia este mai largă. În practică, un diametru al firului de antenă de cel puțin 4 mm este destul de suficient și un cablu de antenă sau bimetal este cel mai potrivit pentru aceasta.
Antenă multi-bandă W3DZZ
O modalitate de a utiliza un dipol multi-bandă este de a opri o parte din acesta folosind circuite rezonante.
Antena multi-bandă cu o linie de transmisie prin cablu asortată, proiectată de radioamator W3DZZ, merită o atenție deosebită. Pentru radioamatorii care doresc să aibă o antenă cu bandă completă, acest design este de departe cel mai simplu și mai practic.
Spațiul necesar pentru amplasarea antenei este mic și se poate obține un câștig semnificativ în intervalele în care au loc majoritatea comunicațiilor la distanță lungă. Dacă sunt respectate dimensiunile specificate, de obicei nu sunt necesare ajustări suplimentare. Alimentarea antenei printr-un cablu coaxial în modul unde călătorii elimină, de asemenea, interferența cu transmisia radio (cablul trebuie să fie la o distanță de 6 m perpendicular pe antenă).
Inductoarele L1 și L2 sunt aceleași. Ele pot fi înfășurate pe un cadru cu un diametru de 50 mm (sârmă PEV-2 1,5, pasul de înfășurare este de aproximativ 2,5 mm, numărul de spire este de 20). Înainte de conectarea circuitului la antenă, acesta este verificat de GIR și se reglează lungimea sau numărul de spire de înfășurare L1 și L2 până când se obține rezonanța la o frecvență de 7050 kHz. Condensatoarele C1 și C2 - 60 pF, trebuie proiectate pentru tensiuni de până la 3000 V și putere reactivă de până la 10 kVA. Avand in vedere ca circuitele antenei nu trebuie detonate atunci cand temperatura ambientala se schimba, condensatoarele trebuie sa fie cu TKE negativ.
Antenă verticală (GP)
Antena verticală este o tijă cu un sfert de undă cu contragreutăți. Contragreutățile acționează ca un teren artificial. Cercetările efectuate de radioamatorul elvețian HB9OP au arătat că cu antena GP este posibil să se realizeze radiații direcționale în plan orizontal atunci când se folosesc trei conductori radiali, întinși la un unghi de 120° unul față de celălalt în plan orizontal și înclinați. la un unghi de 45°.
Aceasta antena radiaza predominant in directiile bisectoarelor unghiurilor dintre conductoarele orizontale si are un unghi de radiatie vertical de ordinul 6 - 7°. Modelul de radiație al acestei antene în plan orizontal are forma unei frunze de trifoi.
Unghiul de radiație vertical optim de 6 - 7° se realizează, conform radioamatorului HB9OP, cu o înălțime a antenei de 6 metri. Numărul de conductori radiali la un unghi de înclinare dat de 45° afectează impedanța de intrare a antenei și pentru antena specificată variază de la 50 la 53 ohmi.
73!Vizualizari: 437
