Antena në pikat A-A (shih Fig. 5.13) ka një rezistencë të lartë hyrëse (rreth 600 Ohms), në varësi të trashësisë elektrike të telit dhe kapacitetit fundor. Një antenë e tillë mund të ngacmohet nga një linjë simetrike me një rezistencë karakteristike prej rreth 600 Ohms (gjatësia e linjës R/4 ose ZA,/4). Segmenti çerek-valë vepron si një transformator, duke zvogëluar rezistencën në pikat B-B.
K-x/2 U/IU p-l/2
Ts15m (2aA2m)
Ts15m (gO,42m)
12,80 m ose 23,60 m (12,95 m ose 19,95 m)
Bobina e bashkimit të transmetuesit
Oriz. 5 13 Anteia Zeppelin:
a - dizajni i antenës; b - dimensionet kryesore të një antene me pesë breza; c - antenë e dyfishtë Zeppelin
Në këto pika mund të lidhet një vijë koaksiale me impedancë karakteristike Zo=50...75 Ohm.
Një fushë e fortë elektromagnetike krijohet në hapësirën pranë antenës (nga ana e linjës së energjisë), e cila në fakt është,
imazh pasqyrë i një antene të vërtetë. Prandaj, kjo hapësirë duhet të jetë e lirë nga të gjitha objektet. Përndryshe, vërehet deformim i konsiderueshëm i karakteristikave të rrezatimit, gjë që çon në një rritje të nivelit të ndërhyrjes. Vini re se kjo antenë, si antena e konsideruar më parë e tipit /., nuk ka veti filtruese dhe rrezaton të gjitha harmonikët e transmetuesit në hapësirë. Vërtetë, është e mundur të zvogëlohet disi niveli i rrezatimit të tyre, i cili arrihet duke lidhur balun midis daljes së transmetuesit dhe hyrjes së linjës së energjisë V-V.
Vini re se nëse gjatësia e linjës së furnizimit është shumëfish i gjatësisë së valës, atëherë antena në fjalë bëhet e ngjashme me një antenë të tipit L. Në këtë rast, linja e energjisë bëhet burim rrezatimi. Për të parandaluar këtë fenomen, gjatësia e linjës elektrike zgjidhet në intervalin nga 12,8 deri në 13,75 m. Në vend të një linje ajrore me dy tela me Zo=600 Ohm, mund të përdorni një linjë me dy tela në izolimin dielektrik me Zo= 240 ... 300 Ohm; në këtë rast, duhet të mbani mend ndikimin e faktorit të shkurtimit dhe të zvogëloni gjatësinë e linjës në 11.9 m Nëse antena përdoret vetëm në një brez, atëherë për të përmirësuar përputhjen duhet të përdorni sythe akordimi (shih Fig. 2.46).
Antenë e dyfishtë Zeppelin. Duke lidhur dy antena të vetme së bashku siç tregohet në Fig. 5.1 Sv, marrim një antenë të dyfishtë Zeppelin, e cila mund të funksionojë në pesë breza radio amatore.
Tabela B. 5.4 tregon gjatësitë më të përshtatshme të linjave të furnizimit dhe metodat përkatëse të furnizimit me energji elektrike.
TABELA 5.4
Gjatësitë e linjave të energjisë dhe metodat përkatëse të fuqizimit të antenës së dyfishtë Zeppelin
Gjatësia totale e vibratorit, m | Gjatësia e linjës elektrike, m | Metoda e furnizimit me energji elektrike në intervalet e frekuencës, MHz |
||||
/-furnizimi aktual; U - furnizimi me tension.
Furnizimi me tension kërkon përdorimin e një qarku paralel dhe furnizimi me rrymë kërkon një qark seri (për më shumë informacion, shih § 3.2).
Antenë brezi me ndryshim të gjatësisë së linjës së furnizimit. U sqaruan arsyet e ndryshimit në Z\=Ra+\Xa me një ndryshim në diapazonin e frekuencave të përdorura. Impedanca e hyrjes kur antena është rezonante ka vetëm një komponent aktiv.
Ky kusht mund të zbatohet vetëm në një gamë. Nëse e ngacmojmë antenën duke përdorur një linjë që ka Zo=/?4, atëherë në intervale të ngushta Za>Ra marrim një shkallë të madhe mospërputhjeje.
lidhja e antenës me linjën e energjisë. Në vend që të përdorni sisteme të ndryshme akordimi, në këtë rast, mund të përdorni një metodë tjetër të përputhjes, përkatësisht, të ndryshoni vendndodhjen e lidhjes së energjisë së antenës, e cila në praktikë nuk shkakton shumë vështirësi.
Mundësia e përdorimit të kësaj metode të përputhjes sqarohet duke marrë parasysh Fig. 5.14, i cili tregon shpërndarjet e rezistencës Da përgjatë vijës për frekuenca të ndryshme të brezave radio amatore. Shkalla e ndryshimit është ndërtuar në një shkallë logaritmike dhe merr parasysh ndryshimet në Ra nga 65 Ohm në 3000 Ohm. Për më tepër, në këta grafikë, segmentet lakor të ndryshimit në Ra zëvendësohen me ato të drejta, dhe koeficienti i shkurtimit K është i barabartë me 1.
Megjithë thjeshtimet e bëra në ndërtim, grafikët e ndryshimeve në Ra janë mjaft të sakta për qëllime praktike. Vlerat më të sakta të Ra mund të merren duke përdorur formulën
R = - Az + Ro, (5.5)
ku Rai dhe Ra2 janë rezistenca hyrëse që korrespondojnë me nyjet e rrymës dhe tensionit, përkatësisht; Ro - impedanca valore e dipolit; b është distanca nga pika e lidhjes së energjisë deri në pikën që korrespondon me rrymën maksimale në aitein; Unë jam gjatësia e valës.
Nga grafikët e paraqitur në Fig. 5.14, është e qartë se shumica e kryqëzimeve të linjave të ndryshimit në Ra për vargje të ndryshme dhe për gjatësi të ndryshme të linjës së energjisë ndodhin brenda vlerave të zinxhirit kufizues prej 200 dhe 300 Ohms.
Shembull. Me një gjatësi të linjës së energjisë prej 14,1 m, grafikët e ndryshimeve në Ra për katër diapazon (3,5, 6, 14 dhe 28 MHz) kryqëzohen pothuajse në një pikë, që korrespondon me /?a = 240 Ohm, dhe për diapazonin 21 MHz Gjatësia e zgjedhur e linjës së energjisë korrespondon me vlerën maksimale të Ra- Me një gjatësi të linjës së energjisë prej 7 m, të njëjtat vlera Ra (rreth 240 Ohms) vërehen për tre intervale (7, 14 dhe 28 MHz).
Nëse tani impedanca karakteristike e linjës së energjisë, gjatësia e së cilës zgjidhet në bazë të koincidencës së Ra për disa vargje, merret e barabartë me Zo = a = 240 Ohms, atëherë një sistem i tillë (antenë - linja elektrik) do të funksionojë. në disa diapazon frekuencash njëkohësisht.
Duhet të kihet parasysh se do të jetë mjaft e vështirë të arrihet koincidencë e plotë e rezistencave, pasi në arsyetimin tonë nuk është marrë parasysh vlera reale e koeficientit të shkurtimit, por është marrë K = 1. Megjithatë, me zgjedhjen praktike të gjatësisë së linjës së energjisë, e cila ka një rezistencë karakteristike Zo- = 240... 300 Ohms, është e mundur të arrihet një performancë shumë e mirë e përputhjes në disa diapazon frekuencash.
Antena të zgjeruara dhe të shkurtuara Zeppeli-n. Në Fig. Figura 5.15a tregon një diagram të antenës, të quajtur antena e zgjatur e dyfishtë Zeppelin. Kjo antenë ndryshon nga antena e treguar në RNS. 5.13v, gjatësia e krahut të vibratorit. Gjatësia e krahut të vibratorit është 27 m. Impedanca hyrëse e antenës shkon në gjatësi prej 10; 20; 40; 80 m/?а=240 ... 300 Ohm (vlera e saktë e rezistencës së rezistencës së hyrjes varet nga lartësia e pezullimit të antenës), e cila lejon përdorimin e një linje me dy tela në një dielektrik me shirit për të fuqizuar antenën.
Vini re se koeficienti i drejtimit të një antene të tillë është pak më i madh se ai i një antene të dyfishtë konvencionale. Përveç kësaj, duhet të kihet parasysh se impedanca hyrëse e zgjatur
Me emrin "Levy" nënkuptojmë të gjitha antenat me furnizim qendror dhe një linjë me dy tela me çdo gjatësi të trarëve dhe telave të linjës.
Le të shqyrtojmë fillimisht një antenë të tipit LW (Fig. 1). Gjatësia e rrezes duhet të jetë të paktën një e katërta e gjatësisë së valës së intervalit më të ulët të frekuencës së përdorur. Një pajisje që përputhet do t'ju ndihmojë ta rregulloni atë në çdo frekuencë. LW mund të konsiderohet si gjysma e një antene Levy.
Por ky opsion është i papërshtatshëm, pasi rrymat RF që rrjedhin nëpër rreze dhe pajisjen përputhëse kërkojnë tokëzim të mirë të të gjithë sistemit. Është e nevojshme të mos vendosni antena televizive në këtë "kondensator" të madh (rreze-tokë), i cili shkakton vështirësi të dukshme.
Antena Levy (antena Dual Zepellin) është paraqitur në Fig. 2.
Deri më tani është thënë se telat rrezatues të vibratorëve duhet të kenë gjatësi rezonante 41,40 m ose 20,40 m. Në realitet, kjo gjendje nuk është aq e nevojshme. Gjatësia e valës çerek është gjatësia minimale nëse dëshironi të ruani efikasitetin e antenës, por rezultate mjaft të mira mund të merren duke përdorur rreze më të shkurtër.
Karakteristikat e një linje me dy tela lejojnë që ajo të hiqet nga pëlhura e antenës jo pingul poshtë, siç është e dëshirueshme për një kabllo koaksiale. Dhe në këtë rast, rrymat HF kompensohen në pajisjen përputhëse (potenciali HF është gjithmonë zero në lidhje me tokën).
Kjo simetri në lidhje me tokën e bën Levy-n të pandikuar nga pritja televizive. Është zgjedhur gjatësia më e shkurtër e linjës me dy tela.
Ju mund t'i jepni antenës formën e një V të përmbysur. Skajet e poshtme të antenës duhet të jenë në një lartësi prej të paktën 3 m, e cila diktohet nga konsideratat e sigurisë, sepse në skajet e antenës ka një antinyjë të tensionit.
Pjesa rrezatuese e Levy nuk përcaktohet nga rrezet. Pajisja e saj përputhëse, linja me dy tela, trarët janë elementë të pandashëm.
Linja është në modalitetin e valëve në këmbë dhe do të ishte gabim ta quash këtë linjë një "ushqyes". Furnizuesi i vërtetë në Levy është një copë kabllo koaksiale që lidh daljen e transmetuesit me pajisjen e përputhjes së antenës dhe njehsorin SWR. Funksionon në modalitetin e valës udhëtuese me SWR-1, i cili sigurohet nga një pajisje përputhëse. Pajisja përputhëse kompenson reaktancën e linjës dhe telave rrezatues, dhe gjithashtu transformon rezistencën totale të linjës në 50 Ohms.
Antena Levy ngacmohet nga një numër tek i gjysmë-valëve, i cili përcaktohet nga gjatësia totale e pjesës së telit dhe reaksioni i mbështjellësve dhe kondensatorëve të pajisjes që përputhet.
Pajisjet e përputhjes së antenës Levy
Të gjitha antenat jo-aperiodike janë të akorduara mirë me një qark lëkundës, por një ngarkesë vibrator mund të rezonojë në shumë frekuenca, ndërsa një qark oscilues i përbërë nga një spirale dhe një kondensator mund të rezonojë vetëm në një frekuencë.
Shumica e stacioneve kanë pajisje përputhëse që kompensojnë reaktancën dhe transformojnë rezistencën. Le të shqyrtojmë disa skema të pajisjeve që përputhen. Në pajisjen e treguar në Fig. 1, Balun në hyrjen 50 ohm përputhet përgjithmonë në një raport 1:1, duke ushqyer L-në e dyfishtë 50 ohm në një mënyrë simetrike. Kondensatorët C1 dhe C2 janë identikë dhe rrotullohen me të njëjtën dorezë.
Dizajni (Fig. 2) nuk kërkon përdorimin e Balun, por është e nevojshme të keni një PDA të dyfishtë.
Meqenëse ka një qark të dyfishtë është shumë selektiv, sepse ka një rezonancë të mprehtë. Kjo ju lejon të sintonizoni antenën gjatë marrjes. Besohet se Levy ka performancë më të mirë se antenat KB me bobina shkurtuese, me të njëjtat dimensione lineare. Megjithatë, faktori i cilësisë që lejon që këto rezultate të merren vjen me koston e rregullimit të përputhjes në QSY për kHz!
Në varësi të diapazonit specifik, është e nevojshme të fuqizoni një linjë me dy tela në nyjen e rrymës ose të tensionit dhe të lëvizni duke përdorur kapëset nga një qark oscilues i serisë në një paralel.
Ka shumë qarqe - dizajni më lehtësisht i realizueshëm është me bashkimin e autotransformatorit, por ai paraqet njëfarë asimetrie. Më e thjeshta (Fig. 3) u botua nga F3LG. Versioni i autotransformatorit (Fig. 4) përfaqësohet nga F9HJ.
Një opsion tjetër, ku rezistenca e daljes përcaktohet nga kondensatorët, është paraqitur në Fig. 5
Në të gjitha brezat KB, Levy është padyshim antena më e mirë: është e thjeshtë dhe funksionon në zonat e duhura të valëve të shkurtra, modeli i emetimit është i njëjtë për të gjitha brezat. Falë simetrisë dhe linjës elektrike me dy tela, nuk ofron TVI.
DIÇKA PËR ANTENA
Unë sjell në vëmendjen tuaj interesante, për mendimin tim, informacione rreth antenave dhe amplifikuesve të antenave, të marra nga burime të ndryshme dhe si rezultat i eksperimenteve.
Pra, a e dini se:
"Kanali me valë" më shumë elementësh i përshkruar në literaturën radio amatore është një antenë me 34 elemente për intervalin 1296 MHz, e propozuar nga G8AZM, dhe gjatësia e kalimit nuk është aq e gjatë - 2 m.
Vendin e parë për sa i përket gjatësisë së kalimit (16 metra!) e zë antena me 24 elementë (në 144 MHz) e dizajnit DJ40B, e cila është gjithashtu "më e buta" e "kanaleve të valës", pasi mund të rrotullohet. lart gjatë transportit;
Gjatësia e kalimit është rreth 10 metra dhe ka një version me 22 elementë të antenës Spindler në 144 MHz. Ky dizajn nuk rrokulliset!
Në antenat e "kanalit të valës" me reflektorë të thjeshtë, varësia e koeficientit të veprimit mbrojtës Kzd (d.m.th., raporti i rrezatimit "përpara/prapa") nga numri i drejtorëve ka një karakter oscilues me ekstreme rreth -10 dB dhe -20 dB. . Kzd më të lartë kanë antenat me 2.5, 8 etj. drejtorët;
Kur rregulloni "kanalet e valës", janë të mundshme dy opsione: kur akordoni antenën në fitimin maksimal, fitimi mund të ulet me 10 dB ose më shumë, dhe kur akordoni në fitimin maksimal, fitimi do të ulet brenda 0,5 ... 1 dB;
Në antenat me të ashtuquajturat elementi "thithës" i vendosur pas reflektorit kryesor në një distancë prej 0.18...0.25 gjatësi vale arrin të marrë vlera shumë të mëdha të Kzd (mbi 70 dB!), megjithatë, në një sektor mjaft të ngushtë rrezatimi;
Një nga arsyet për përkeqësimin e modelit të antenave HF dhe VHF mund të jenë fenomenet e rezonancës në strukturën mbështetëse. Ato mund të eliminohen në mënyra të ndryshme: duke izoluar elementin kryesor nga traversa, duke vendosur unaza ferriti në traversën pranë elementit aktiv ose, më thjesht, duke lyer traversën (por jo elementet!) me bojë që përmban pluhur grafiti;
Me një furnizues të gjatë furnizimi, mund të përmirësoni balancimin e antenës dhe të zvogëloni ndërhyrjet lokale duke përdorur dy unaza ferriti. Njëra është e instaluar në ushqyes pranë pikave të furnizimit të antenës dhe tjetra është instaluar pranë hyrjes/daljes së antenës të pajisjes. Në disa raste komplekse, mund të jetë e nevojshme të vendosni gjithashtu disa unaza ferriti përgjatë gjithë ushqyesit dhe të zgjidhni distancën midis tyre eksperimentalisht;
Duke përdorur një kaskadë diferenciale si një përforcues antenash (AA), është e mundur jo vetëm të sigurohet balancimi me brez të gjerë të antenës, por edhe të reduktohet ndjeshëm ndërhyrja lokale, përfshirë. dhe nga makinat. M/s K174PS1 funksionon mirë si një TV diferencial AU për MB.
Duke përdorur disa seri dixhitale ESL m/s K500 (K100) në modalitetin linear, është e mundur të prodhohet një përforcues diferencial me një gjerësi brezi deri në 160 ... 180 MHz. Fitimi (në proporcion të kundërt me gjerësinë e brezit) i një amplifikuesi të tillë arrin 40 (!) dB.
Antenat me furnizim në fund, dhe në veçanti antenat me tela të gjata të dizajnuara për funksionim me shumë breza, shpesh ushqehen duke përdorur linja të sintonizuara (Figura 2-24).
Një antenë Zeppelin është një vibrator i thjeshtë gjysmë-valë i mundësuar nga një linjë transmetimi e akorduar me dy tela e lidhur në fundin e saj.
Një tel i linjës së transmetimit është i lidhur me vibratorin, dhe tjetri është i izoluar prej tij. Gjatësia e linjës së transmetimit duhet të jetë λ/4 ose shumëfish i λ/4. Nëse gjatësia e linjës së transmetimit është 2λ/4; 4λ/4; 6λ/4, etj., pra e barabartë me një numër çift valësh çerekësh, atëherë shpërndarja e rrymave dhe tensioneve në hyrje dhe dalje të linjës së transmetimit është e njëjtë. Nëse gjatësia e linjës së transmetimit është e barabartë me një numër tek i valëve çerek, pra 1λ/4; 3λ/4; 5λ/4, atëherë shpërndarja e rrymave dhe tensioneve në hyrje të linjës është e kundërt me shpërndarjen në dalje.
Në fund të çdo vibratori ka një antinyjë të tensionit. Nëse vibratori fuqizohet përmes një linje me gjatësi 2λ/4, atëherë në skajin e poshtëm të tij ka edhe një antinyjë të tensionit, dhe ata flasin për një lidhje me linjën me tension. Nëse linja e transmetimit ka një gjatësi të barabartë me 1/4λ (3/4λ, 5/4λ, etj.), atëherë raporti ndryshon dhe, megjithëse ka ende një antinyje në fund të vibratorit, ekziston një nyje tensioni në skaji i poshtëm i linjës (antinoda aktuale). Kur një linjë transmetimi është e lidhur me një transmetues në pikat e rrymës maksimale, ato flasin për bashkimin e rrymës.
Një antenë Zeppelin me gjysmë valë, e projektuar për një valë prej 80 m, mund të shërbejë njëkohësisht si një antenë me brez të gjerë me disa kufizime, pasi në një valë prej 40 m kjo antenë funksionon si një antenë Zeppelin me valë dhe në valët 20, Antenë 15 dhe 10 m - si 2λ, 3λ ose 4λ në formën e një teli të gjatë me fuqi në fund. Nëse gjatësia e linjës së transmetimit është afërsisht 40 m, pra 2λ/4 për 80 m, atëherë ka lidhje me linjën e transmetimit të tensionit në të gjitha brezat. Nëse linja e transmetimit ka një gjatësi prej 20 m, që korrespondon me λ/4 për 80 m, atëherë në një frekuencë prej 3.5 MHz ka një bashkim aktual, dhe në intervalet e mbetura - një bashkim tensioni.
Diagramet e vendosjes për lloje të ndryshme komunikimi janë paraqitur në Fig. 2-25.
Procedura për vendosjen e pajisjeve të tilla të komunikimit antenash do të përshkruhet në detaje në Kapitull. 13.
Antenë Zeppelin me shumë breza
Një antenë e projektuar bazuar në konsideratat e mësipërme është paraqitur në Fig. 2-26.
Kjo antenë për diapazonin 80, 40, 20 dhe 15 m ka një bashkim aktual, dhe në intervalin 10 m - një bashkim tensioni dhe gjithashtu mund të bëhet me një gjatësi vibrator prej 20, 42 m, por në intervalin 80 m. antena është e ndezur, e paraqitur në figurën 2-26, nuk funksionon. Vetëm nëse fundi i linjës së transmetimit të lidhur me transmetuesin është me qark të shkurtër dhe komunikimi me fazën përfundimtare bëhet përmes një qarku P, atëherë në këtë rast një antenë e tillë mund të përdoret në një valë prej 80 m si antena më e thjeshtë në formë L.
Nëse antena e ushqyer nga fundi është e destinuar për përdorim vetëm në një brez, atëherë ka kuptim të lidhni një seksion të mbyllur çerek-valë të një linje me dy tela në fund të vibratorit dhe ta ushqeni atë në modalitetin e valës udhëtuese, siç tregohet. në Fig. 2-27.
Një copë kabllo fjongo e çdo gjatësi ose një linjë shtëpie me dy tela mund të përdoret si një linjë transmetimi që funksionon në modalitetin e valës udhëtuese.
Antenë e dyfishtë zepelin
Siç u përmend tashmë, një vibrator simetrik i ushqyer nga qendra ka modelin më të thjeshtë polar. Një antenë e tillë e ushqyer me qendër, e përdorur në të gjitha brezat e valëve të shkurtra, njihet si një antenë e dyfishtë zepelin (Figura 2-28).
| Gjatësia totale e vibratorit, m | Gjatësia e linjës së konfiguruar të transmetimit, m | Gama, m | Lloji i lidhjes ndërmjet linjës dhe transmetuesit |
|---|---|---|---|
| 80 | nga tensioni | ||
| 40 | -"- | ||
| 41,15 | 12,80 | 20 | -"- |
| 15 | -"- | ||
| 10 | nga rryma | ||
| 80 | nga tensioni | ||
| 40 | -"- | ||
| 41,15 | 23,60 | 20 | -"- |
| 15 | -"- | ||
| 10 | -"- | ||
| 80 | nga rryma | ||
| 40 | nga tensioni | ||
| 20,42 | 12,95 | 20 | -"- |
| 15 | -"- | ||
| 10 | -"- | ||
| 80 | nga tensioni | ||
| 40 | nga rryma | ||
| 20,42 | 19,95 | 20 | nga tensioni |
| 15 | nga rryma | ||
| 10 | nga tensioni |
Për të konfiguruar linjën e transmetimit dhe për ta përshtatur atë me fazën përfundimtare të transmetuesit, qarqet e paraqitura në Fig. 2-25. Megjithatë, më shpesh përdoret, ashtu si për një antenë të zakonshme Zeppelin, është lidhja e linjës së transmetimit me fazën përfundimtare të transmetuesit duke përdorur një qark simetrik P (Fig. 2-28).
Në rastin e përdorimit të një vibratori simetrik ekskluzivisht si një antenë me një brez, linja e energjisë përputhet duke përdorur një lak përputhjeje me valë çerek. Linja e përputhur e transmetimit mund të jetë e çdo gjatësie, pasi ajo funksionon në modalitetin e valës udhëtuese. Duhet të kihet parasysh se nëse gjatësia totale e vibratorit është e barabartë me të paktën 1λ ose një numër të plotë λ (antinoda e tensionit në pikën e furnizimit), atëherë përdoret një cung i mbyllur me valë çerek, dhe nëse gjatësia e vibratorit është e barabartë me λ/2 ose një numër tek λ/2, më pas përdorni një lak të hapur çerek-valë.
Është e vetëkuptueshme që çdo lloj pajisjeje përputhëse mund të përdoret për përputhje, me kusht që ato të jenë lehtësisht të realizueshme strukturore.
Kur përshkruhej antena në formë L si një antenë me shumë breza, u zbulua se një vibrator që vepron në të gjitha brezat praktikisht mund të akordohet saktësisht në rezonancë vetëm për një brez. Në të gjitha vargjet e tjera, duhet të merret parasysh devijimi më i madh ose më i vogël nga gjatësia rezonante e vibratorit.
Sa më sipër është e vërtetë jo vetëm për antenën në formë L, por edhe për të gjitha antenat e mundshme me valë. Faktori i shkurtimit të antenës varet kryesisht nga efekti i skajit kapacitiv që ndodh në skajet e antenës. Siç mund të shihet nga Fig. 2-29, nëse një përcjellës ngacmohet në harmonitë më të larta të valës së tij rezonante, d.m.th., disa gjysmëvalë përshtaten përgjatë gjatësisë së tij, atëherë efekti i skajit kapacitiv shfaqet vetëm në skajet e tij.
Meqenëse efekti i skajit kapacitiv zgjat gjatësinë elektrike të antenës, gjatësia e antenës duhet të reduktohet. Nga Fig. 2-29 është e qartë se një vibrator, përgjatë gjatësisë së të cilit përshtaten disa gjysmë valë, duhet të jetë relativisht më pak i shkurtuar se një vibrator me gjysmëvalë, pasi efekti kapacitiv në këtë rast ndodh vetëm në skajet e vibratorit.
Amatorët e radios janë vazhdimisht në kërkim të antenave që janë ideale për kushte specifike. Sigurisht, njohja e teorisë në këtë proces është e nevojshme, por asnjë teori nuk zëvendëson përvojën personale. Me fjalë të tjera, nuk ka asgjë për të bërë veçse të provoni antena të ndryshme vazhdimisht, duke peshuar pikat e forta dhe të dobëta të tyre dhe më pas të nxirrni përfundime. Kjo është ajo që ne do të bëjmë sot. Këtë herë do të eksperimentojmë me disa antena të bëra nga një linjë me dy tela.
Pak teori
Një linjë me dy tela është dy tela që kalojnë paralelisht. Ashtu si çdo linjë, një linjë me dy tela karakterizohet nga një numër karakteristikash, më të rëndësishmet prej të cilave janë (1) rezistencë karakteristike, (2) faktor shkurtimi dhe (3) humbje për njësi gjatësi për një frekuencë të caktuar. Sigurisht, ka veti të tjera, si kapaciteti linear, si dhe kostoja, pesha dhe të tjera.
Ndryshe nga HF, kablloja RG58 nuk është e përshtatshme për VHF për të fuqizuar antenat. Në vend të kësaj duhet të përdoret kabllo RG213 ose edhe më pak humbje. Kur përdorni 10 metra RG58, dobësimi i sinjalit në 144 MHz është 1.82 dB dhe në 450 MHz është 3.65 dB. Për RG213 është përkatësisht 0.86 dB dhe 1.73 dB. Sidoqoftë, nëse kablloja është e shkurtër, vetëm disa metra, atëherë RG58 do të bëjë.
Në HF, linjat me dy tela kanë humbje të vogla. Me një gjatësi prej rreth 10 metrash, nuk duhet të shqetësoheni për humbjet në të.
Së fundi, më lejoni t'ju kujtoj se linjat me dy tela janë të ndjeshme ndaj reshjeve. Gjithashtu, linja me dy tela duhet të jetë e vendosur të paktën dhjetë distanca midis telave të saj nga toka dhe objektet metalike. Ndryshe nga një linjë me dy tela, kablloja koaksiale mund të vendoset në çdo mënyrë që ju pëlqen - përgjatë mureve, përgjatë tokës, apo edhe nën tokë.
Si të matet impedanca karakteristike dhe fitimi i një linje?
Linjat reale të radios me dy tela janë të disponueshme si nga dyqanet e specializuara online ashtu edhe në eBay për kërkime si "450 Ohm Ladder Line" dhe "MFJ-18H250". Por çmimet për linja të tilla luhaten rreth 1,5-3 dollarë për metër, që është pak e shtrenjtë. Prandaj, linjat me dy tela shpesh bëhen në mënyrë të pavarur nga telat dhe ndarësit në dispozicion, ose ato përdoren si linja të destinuara për qëllime paksa të ndryshme. Si shembuj të linjave të disponueshme me dy tela, mund të citojmë shembullin e telave P-274M ("vole", rreth 0,17 dollarë për metër) dhe TRP 2x0,4 ("petë telefonike", rreth 0,06 dollarë për metër). Ju gjithashtu mund të gjeni shumë oferta në eBay për pyetjen "tela e altoparlantit" (rreth 0,75 dollarë për metër, në varësi të trashësisë së telit).
Disavantazhi i linjave të tilla është impedanca dhe fitimi i panjohur i valës. Pyetja është se si mund të maten?
Impedanca karakteristike mund të matet në të paktën dy mënyra. Mënyra e parë është kjo. Merrni disa metra linjë dhe një metër RLC. Pajisja aplikohet në njërin skaj të linjës dhe matet kapaciteti C. Më pas telat e linjës lidhen në skajin tjetër dhe matet induktiviteti L. Impedanca karakteristike përcaktohet me formulën Z = sqrt(L/ C) .
Fakt gazmor! Kapaciteti linear i përmendur më parë nuk është më shumë se C për njësi gjatësi të linjës. Për shembull, një metër kabllo koaksiale RG58 ka një kapacitet prej rreth 100 pF. Më parë, ne e përdornim këtë fakt në prodhimin e shkallëve për dipolin.
Për metodën e dytë na duhet një oshiloskop, një gjenerator sinjali dhe një multimetër. Një lidhës BNC në formë T është i lidhur me oshiloskopin. Një gjenerator është i lidhur me një nga hyrjet e lidhësit dhe një pjesë e linjës së matur është e lidhur me të dytën. Një potenciometër është i lidhur në skajin e dytë të linjës. Një valë katrore gjenerohet nga gjeneratori i sinjalit dhe pulla e potenciometrit vendoset në një pozicion në të cilin oshiloskopi shfaq sinjalin pa asnjë shtrembërim. Kur gjendet një pozicion i tillë, do të thotë se nuk ka reflektime në rresht. Kjo është e mundur vetëm nëse potenciometri ka një rezistencë të barabartë me rezistencën karakteristike të linjës. Mbetet vetëm për të marrë një multimetër dhe për të matur rezistencën që rezulton e potenciometrit. Procesi tregohet qartë në video, filmuar nga Alan Wolke, W2AEW.
Sidoqoftë, vlen të përmendet se të dyja metodat janë larg idealit. Praktika tregon se gabimi i matjes është të paktën 5%.
Duke përdorur të njëjtën teknikë me një oshiloskop, mund të përcaktoni fitimin e linjës. Nëse e shkëputim potenciometrin, sinjali do të reflektohet plotësisht nga fundi i linjës. Duke përdorur një oshiloskop, ne mund të matim kohën që i duhet një sinjali për të udhëtuar përgjatë linjës dy herë (koha vajtje-ardhje). Dihet gjatësia e linjës, e cila lejon të matet shpejtësia e përhapjes së sinjalit. Duke e ndarë këtë shpejtësi me shpejtësinë e dritës, marrim KU.
Nëse nuk keni një oshiloskop, atëherë fitimi mund të matet duke përdorur një matës SWR dhe një ngarkesë ekuivalente prej 50 Ohms. Merrni një segment të linjës 5 metra të gjatë. Njëri skaj është i lidhur me njehsorin SWR, skaji tjetër me ekuivalentin e ngarkesës. Më pas, në intervalin 15-30 MHz, kërkohet SWR minimale. Si rezultat, ne duhet të gjejmë frekuencën ku SWR është e barabartë me 1 ose shumë afër kësaj vlere. Në këtë frekuencë linja funksionon si një përsëritës gjysmë-valë, dhe pajisja sheh një ngarkesë 50 Ohm. Dihet gjatësia e vijës, dhe po ashtu gjysma e gjatësisë valore. Lidhja e të parës me të dytën është KU.
Një antenë e thjeshtë kampingu e bërë nga një linjë me dy tela
Teoria e përshkruar më sipër është e nevojshme për të kuptuar dhe ndërtuar antenën e mëposhtme (ilustrimi i marrë nga Libri i Antenës ARRL):
Antena është një dipol i zakonshëm, i mundësuar nga një linjë me dy tela. Ndër amatorët e radios që flasin anglisht, antena njihet si një antenë me tela altoparlanti, pasi shpesh është bërë nga i njëjti tel altoparlant. Duket se nëse fuqizoni një dipol me një rezistencë hyrëse prej 50-73 Ohms duke përdorur një linjë me dy tela me një rezistencë karakteristike prej 100-600 Ohms, asgjë e mirë nuk do të vijë prej saj. Por më sipër zbuluam se një vijë me gjatësi λ/2 funksionon si një përsëritës gjysmëvalë. Mbetet vetëm të gjejmë një linjë të përshtatshme, të matim CV-në e saj, të presim vijën në gjatësinë e duhur dhe të marrim një dipol shumë të lehtë dhe kompakt. Meqenëse dipoli ushqehet nga një linjë me dy tela, nuk lindin rryma të modalitetit të zakonshëm në linjë, që do të thotë se një antenë e tillë nuk ka nevojë për një balun. Ju mund të përdorni një kallam të hollë peshkimi si direk dhe mos kini frikë se do të thyhet nën peshën e balunit.
Për rrethinën, u vendos që të bliheshin 100 këmbë (30 metra) të të njëjtit tela altoparlanti me trashësi 20 AWG dhe të bëhej një dipol prej tij për një rreze prej 20 metrash. COE e matur e linjës doli të jetë ~0.75. Kjo është shumë e përshtatshme, sepse gjatësia e linjës λ/2 do të jetë 7.5 metra, dhe kjo është pikërisht gjatësia e shufrave të lehta dhe të lira.
Për të lidhur shufrën, në vend të djemve, si herën e kaluar, u vendos të përdorej një pike e daltë:
Një shtizë e kthyer është një copë profili alumini, e prerë në gjysmë metri dhe e mprehur me një Dremel. Shtiza futet në tokë afërsisht gjysmën e gjatësisë së saj. Shufra është e lidhur me të duke përdorur rripa Velcro, si ato që përdoren për të bashkuar bateritë me kuadrot. Ndryshe nga intuita, ky dizajn është mjaft i besueshëm, dhe për sa i përket peshës dhe hapësirës së zënë, ai tejkalon ndjeshëm tre kaçavida me litarë.
Për të lidhur antenën me marrësin, është e përshtatshme të përdorni një krokodil dhe një prizë banane me një diametër prej 4 mm:
Spina futet në lidhësin SO-239. Për sa i përket diametrit, ato përshtaten në mënyrë të përkryer me njëri-tjetrin. Mënyra më e lehtë për të kapur një krokodil është të kapni terminalin tokësor të transmetuesit.
Dimensionet e sakta të antenës që mora janë si më poshtë. Gjatësia e linjës - 758 cm. Gjatësia e një krahu - 490 cm. Grafiku SWR i antenës ndryshon pak në varësi të lartësisë së antenës në tokë dhe këndit midis krahëve, por mesatarisht duket kështu:
Nëse dëshironi, duke luajtur me formën dhe lartësinë e antenës, SWR në 20 metra mund të drejtohet në unitet. Nga një rastësi e lumtur, antena doli të ishte mjaft e përputhur me tolerancë në 15 metra. SWR në këtë diapazon varion nga 1.7 në 2. Komunikimet me radio kryheshin në secilin prej diapazoneve. Për sa i përket nivelit të zhurmës dhe raporteve të marra, nuk vura re ndonjë ndryshim me dipolin klasik.
Fakt gazmor! Meqenëse antena është shumë kompakte kur paloset, ka kuptim ta keni gjithmonë me vete si rezervë.
Nëse dëshironi ta vendosni marrësin më larg nga antena dhe/ose të përdorni një direk më të lartë (për shembull, 10 metra optimale për këtë brez), linja me dy tela mund të lidhet përmes një balun 1:1 me një kabllo koaksiale. të çdo gjatësi.
Opsioni me shumë breza
Një version me shumë breza i një antene të tillë është gjithashtu i mundur (ilustrimi i huazuar përsëri nga Libri i Antenës ARRL):
Kjo antenë njihet si zeppelin i dyfishtë, zepp i dyfishtë, zepp i ushqyer në qendër dhe gjithashtu, kur përdorni madhësi dhe lloje të caktuara linjash, si antenë G5RV. Antena nuk e ka shumë të qartë se çfarë është impedanca e hyrjes. Megjithatë, me një zgjedhje të suksesshme të gjatësisë së linjës dhe shpatullave, ajo mund të sintonizohet me çdo brez HF duke përdorur një sintonizues.
E rëndësishme! Ndryshe nga sa thonë legjendat, antena G5RV nuk përshtatet me magji me të gjitha bandat. Antena kërkon një sintonizues për të gjitha brezat përveç 14 MHz.
Këtë herë antena është bërë nga një "vole" me dimensionet e mëposhtme. Gjatësia e linjës është 1340 cm Gjatësia e një krahu është 1305 cm Për t'u përshtatur me antenën, u vendos që të përdoret autoaktuner mAT-30.
Antena është akorduar në mënyrë të përkryer për çdo rreze radio amator nga 80 në 10 metra me një SWR 1-1,2. Komunikimet radio testuese u kryen në intervalet 20, 40 dhe 80 metra, si më të njohurit. Raporte të mira u morën në të gjitha grupet.
Në të njëjtën kohë, antena doli të ishte çuditërisht e qetë. Niveli i zhurmës ishte 1-2 pikë në 20 metra, 2-3 pikë në 40 metra dhe 5-6 pikë në 80 metra. Në QTH-në time nuk kam parë kurrë më parë një nivel kaq të ulët zhurme, as me dipole, as me vertikale, as edhe me antena loop (megjithatë, kjo e fundit është e instaluar afër shtëpisë). Për shembull, në të njëjtat 40 metra zakonisht vëzhgoj 6-7 nivele zhurme. Me çfarë lidhet kjo nuk është shumë e qartë, por të punosh në ajër është shumë më e këndshme.
konkluzioni
Opsionet e përshkruara të antenës janë të lira, të lehta për t'u prodhuar, peshojnë pak dhe zënë pak hapësirë në një çantë shpine. Ndryshe nga dipolet klasike, ato nuk kërkojnë një balun të rëndë. Prandaj, në terren, duke përdorur një shufër peshkimi, antena të tilla mund të instalohen në një b O lartësi më të madhe. Ndryshe nga vertikalet, ato nuk kanë nevojë për kundërpesha, të cilat gjithmonë bëjnë që dikush të pengojë. Antena për rrezen 20 metra nuk kërkon një sintonizues dhe kur instalohet në një direk 10 metra (do t'ju duhet një balun, por në fund të antenës) është një antenë mjaft e mirë për komunikime në distanca të gjata. Opsioni i antenës me shumë breza kërkon një sintonizues. Por siguron akses në të gjitha brezat HF menjëherë dhe ka një nivel të ulët zhurme.
Në përgjithësi, përvoja ime me antenat me dy tela ka qenë jashtëzakonisht pozitive. Unë do të investoj më shumë kohë për të mësuar rreth antenave të lidhura.
Shtesë: Duke vazhduar temën, shihni artikullin
Si rregull, një radio amator fillestar që fillon të prodhojë një antenë është në humbje kur përballet me zgjedhjen e një sërë modelesh të ndryshme antenash. Ju ndoshta duhet t'i kushtoni vëmendje, para së gjithash, familjes së vibratorëve gjysmë valë.
Ata kanë një gjatësi elektrike të barabartë me λ/2 dhe rrezatojnë në një drejtim pingul me rrafshin në të cilin janë pezull.
Antena të tilla të thjeshta gjysmëvale janë:
- antenë me qark të ndërmjetëm, antenë "Windom" ("Amerikane"),
- Antenë Y, vibrator rafti,
- vibrator me kabllo elektrike,
- Antenë me të gjitha valët W3DZZ, antenë Zeppelin.
Të gjitha këto antena janë plotësisht ekuivalente për sa i përket fitimit dhe ndryshojnë vetëm në llojin e furnizimit me energji elektrike.
Grupi tjetër i antenave janë antenat në formën e një teli të gjatë. Ata janë emetues, përgjatë gjatësisë së të cilave përshtaten disa gjysmëvalë të frekuencës së funksionimit. Në këtë rast, segmentet individuale të gjysmë-valës ngacmohen në antifazë dhe, për rrjedhojë, me rritjen e gjatësisë së përcjellësit, drejtimi i rrezatimit kryesor i afrohet gjithnjë e më shumë drejtimit të tensionit të telit.
Antenat me tela të gjata përfshijnë:
- antenë në formën e një teli të gjatë, antenë me valë DL7AB,
- Antenë në formë V,
- antenë rombike.
Grupi tjetër përbëhet nga antena me lak drejtimi, të cilat kanë një model të mprehtë rrezatimi në drejtim pingul me rrafshin në të cilin ndodhen elementët e tyre. Në këtë rast bëhet fjalë për vibratorë gjysmëvalë të ngacmuar në fazë të vendosur në një plan vertikal njëri mbi tjetrin.
Antenat me drejtim rrotullues kanë afërsisht të njëjtin fitim në drejtim të rrezatimit kryesor. Ata kanë avantazhin se mund të përdoren për të vendosur lidhje në të gjitha drejtimet. Ata zënë pak hapësirë, por dizajni i tyre mekanik është shumë më kompleks. Më ekonomike në dizajn dhe në të njëjtën kohë antena drejtimore rrotulluese më efektive është antena "katrore e dyfishtë". Duke pasur vetëm dy elementë, parametrat e tij nuk janë inferiorë ndaj një antene "kanali valësh" me katër elementë.
Së fundi, le të përmendim emetuesit vertikal, të cilët janë antenat vertikale më të thjeshta në formën e kunjave. Ato ndryshojnë në atë që kërkojnë shumë pak hapësirë dhe kanë një model rrezatimi rrethor. Dizajni më i famshëm dhe më efektiv i antenave të tilla është antena Ground Plane (GP), e cila, kur instalohet saktë, pavarësisht nga fakti se ka një model rrezatimi rrethor, përsëri jep një fitim të vogël dhe një kënd të sheshtë të rrezatimit vertikal.
Cilën antenë me valë të shkurtër duhet të zgjedh?
Një radio amator rishtar mund t'i rekomandohet të ndërtojë antenat më poshtë, pasi ato janë të destinuara për qëllimet e përshkruara, të cilat janë verifikuar nga praktika afatgjatë e përdorimit të tyre, dhe raporti midis kostove të punës dhe materialeve për prodhimin e tyre dhe rezultateve të marra. është shumë mirë.
Një radiator me një model rrezatimi rrethor dhe një zonë minimale të përdorshme për rrezet 10, 15, 20 metra është një antenë e aeroplanit tokësor.
Një antenë me të gjitha valët me një fitim të vogël në intervalet e valëve të shkurtra me frekuencë të lartë dhe një efekt drejtimi të shprehur dobët - antena me valë të gjitha W3DZZ.
Një emetues i drejtuar me një gjurmë shumë të madhe dhe fitim të lartë për të gjitha brezat - antenë në formë V.
Një emetues me drejtim rrotullues me një fitim shumë të lartë për diapazonin 20, 15 dhe 10 metra - një antenë "katrore e dyfishtë".
Një shprehje popullore radio amator thotë: amplifikuesi më i mirë i fuqisë është një antenë.
Këtu do të konsiderojmë lloje të thjeshta për t'u prodhuar, por mjaft efektive të antenave.
Dipol gjysmëvalë
Modeli i rrezatimit në planin horizontal ka formën e një figure tetë, rrezatimi maksimal (pritja) bie në rrafshin e pëlhurës së antenës.
Rrezatimi nga skajet është minimal.
Në planin vertikal, lloji i diagramit të rrezatimit varet nga lartësia e pezullimit të dipolit mbi tokë. Sa më e lartë të jetë antena e pezulluar, aq më efikase funksionon në distanca të gjata.
Impedanca e hyrjes së dipolit është rreth 75 Ohms dhe ndryshon pak me lartësinë e pezullimit - H është më i madh se λ / 2. Nëse lartësia e pezullimit është më e vogël se një e katërta e gjatësisë së valës, rezistenca e hyrjes zvogëlohet.
Gjatësia e dipolit gjysmëvalë llogaritet me formulën:
ku L është në metra, f është në kHz.
Sa më i trashë të jetë teli nga i cili është bërë antena, aq më i gjerë është gjerësia e brezit. Në praktikë, një diametër i telit të antenës prej të paktën 4 mm është mjaft i mjaftueshëm dhe një kabllo antene ose bimetal është më i përshtatshmi për këtë.
Antenë me shumë breza W3DZZ
Një mënyrë për të përdorur një dipole me shumë breza është të fikni një pjesë të tij duke përdorur qarqe rezonante.
Antena me shumë breza me një linjë transmetimi kabllor të përshtatur, e projektuar nga radio amatori W3DZZ, meriton vëmendje të veçantë. Për amatorët e radios që duan të kenë një antenë me brez të plotë, ky dizajn është deri tani më i thjeshti dhe më praktik.
Hapësira e nevojshme për vendosjen e antenës është e vogël dhe fitimi i konsiderueshëm mund të merret në intervalet në të cilat ndodhin shumica e komunikimeve në distanca të gjata. Nëse respektohen dimensionet e specifikuara, rregullime shtesë zakonisht nuk kërkohen. Fuqia e antenës nëpërmjet një kablloje koaksiale në modalitetin e valës udhëtuese eliminon gjithashtu ndërhyrjen në transmetimin e radios (kablloja duhet të jetë në një distancë prej 6 m pingul me antenën).
Induktorët L1 dhe L2 janë të njëjtë. Ato mund të mbështillen në një kornizë me një diametër prej 50 mm (teli PEV-2 1.5, hapi i dredha-dredha është rreth 2.5 mm, numri i kthesave është 20). Para se të lidhni qarkun me antenën, ai kontrollohet nga GIR dhe rregullohet gjatësia ose numri i kthesave të mbështjelljes L1 dhe L2 derisa të merret rezonanca në një frekuencë prej 7050 kHz. Kondensatorët C1 dhe C2 - 60 pF, duhet të projektohen për tensione deri në 3000 V dhe fuqi reaktive deri në 10 kVA. Duke marrë parasysh që qarqet e antenës nuk duhet të çmontohen kur ndryshon temperatura e ambientit, kondensatorët duhet të jenë me TKE negative.
Antenë vertikale (GP)
Antena vertikale është një shufër me valë çerek me kundërpesha. Kundërpeshat veprojnë si tokë artificiale. Hulumtimi i kryer nga radio amatori zviceran HB9OP ka treguar se me antenën GP është e mundur të arrihet rrezatimi i drejtimit në planin horizontal kur përdoren tre përçues radialë, të shtrirë në një kënd prej 120° me njëri-tjetrin në planin horizontal dhe të pjerrët. në një kënd prej 45°.
Kjo antenë rrezaton kryesisht në drejtimet e përgjysmuesve të këndeve midis përçuesve horizontalë dhe ka një kënd rrezatimi vertikal të rendit prej 6 - 7°. Modeli i rrezatimit të kësaj antene në planin horizontal ka formën e një gjetheje tërfili.
Këndi optimal i rrezatimit vertikal prej 6 - 7° arrihet, sipas radio amatorit HB9OP, me një lartësi antene prej 6 metrash. Numri i përçuesve radialë në një kënd të caktuar animi prej 45° ndikon në impedancën hyrëse të antenës dhe për antenën e specifikuar varion nga 50 në 53 Ohms.
73!Shikime: 437
