Ăng-ten triển khai nhanh một băng tần. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Ăng-ten HF

 Bình luận bài viết

Mùa hè là thời gian dành cho các cuộc biểu tình và sự kiện trên đài nghiệp dư. Trước khi ra ngoài trời cần chuẩn bị thích hợp các thiết bị, anten. Thông thường, các biến thể về chủ đề “chữ V ngược” có thể nhìn thấy được khi phát quang rừng. Nhưng hiệu quả của một ăng-ten như vậy là bao nhiêu? Phần quan trọng nhất của nó là nơi có các điện áp antinode - đây là các đầu của tấm ăng-ten và chúng chính xác ở vị trí bất lợi nhất - gần mặt đất. Và bản thân vết đứt ở đầu chữ V ngược hoàn toàn không cải thiện tính chất bức xạ - trường điện từ của cả hai nửa ăng-ten triệt tiêu lẫn nhau một phần vì điều này. Một lựa chọn khác - một lưỡng cực phân chia với hai điểm treo, chẳng hạn như giữa các cây, cũng có nhược điểm: khó kéo căng ăng-ten tốt. Dưới sức nặng của cáp nguồn, tâm của nó sẽ chùng xuống và chiều cao của hệ thống treo bị mất.

Vấn đề phối hợp trở kháng ăng-ten với cáp cũng thường không được lý tưởng. Ăng-ten có chiều dài cố định, sau khi được điều chỉnh thành cộng hưởng, không nhất thiết phải tạo cộng hưởng khi di chuyển đến vị trí khác. Kết quả là, do sự không phù hợp giữa trở kháng ăng-ten tại điểm cấp nguồn và trở kháng đặc tính của cáp, SWR tăng lên. Đúng, nếu sử dụng bộ thu phát có bộ điều chỉnh ăng-ten và ăng-ten có đường dây điện phù hợp với bước sóng, bội số của nửa sóng, thì bạn không thể chú ý nhiều đến sự không phù hợp của các điện trở. Điểm kết nối ăng-ten dường như được truyền trực tiếp đến bộ thu phát. Nhưng tình trạng này không phải lúc nào cũng xảy ra.

Có một cách khác để “đưa điểm cấp dữ liệu ăng-ten đến gần hơn” và đồng thời đơn giản hóa hệ thống treo của nó. Đây là việc sử dụng máy rung liên tục nửa sóng có nguồn điện từ đầu cuối ở điện áp antinode sử dụng thiết bị phù hợp dưới dạng máy biến áp đồng trục ngắn mạch một phần tư sóng. Vòng cáp cũng đóng vai trò như một bộ cấp nguồn. Thiết kế này cho phép bạn đặt các bộ phận bức xạ và cấp nguồn của ăng-ten trên cùng một đường thẳng và treo nó, kéo nó từ đầu đối diện bằng cách sử dụng một sợi dây nylon đã ném qua khối trước đó.

Bộ thu phát có thể được kết nối trực tiếp với thiết bị phù hợp với hệ thống ăng-ten tại một điểm cách điểm cuối của vòng lặp bị ngắn mạch một khoảng. Trong trường hợp này, không cần phải lựa chọn cẩn thận vị trí kết nối, bộ điều chỉnh ăng-ten sẽ tự thực hiện nhiệm vụ kết nối tối ưu. Nếu có nhu cầu kết nối đường dây đồng trục thì trong trường hợp này, ăng-ten được đề xuất sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phối hợp. Ở đây cũng sẽ hữu ích khi điểm nối với cáp nguồn được đặt cách xa phần bức xạ của ăng-ten, “nằm trong tay” của người vô tuyến nghiệp dư, điều này cho phép bạn lựa chọn cẩn thận hơn điện trở tại điểm nguồn tương ứng. đến trở kháng đặc tính của bộ cấp nguồn được sử dụng.

Trong điều kiện đô thị, đôi khi có thể phối hợp một ăng-ten như vậy mà không cần rời khỏi căn hộ trong một môi trường gia đình hoàn toàn thoải mái. Việc thiết lập hệ thống ăng-ten bao gồm việc chọn độ dài của cáp phù hợp và xác định vị trí cắt để kết nối nguồn điện. Công việc này được hỗ trợ rất nhiều nhờ việc sử dụng cáp đồng trục có lớp cách điện bằng nhựa dẻo. Có thể dễ dàng bổ sung nó bằng cách hàn điểm kết nối trên bện màn hình mà không sợ đoản mạch với lõi trung tâm. Bạn nên sử dụng cáp có trở kháng đặc tính là 50 Ohms vì các thiết bị cần thiết để thiết lập chủ yếu được thiết kế cho tải như vậy.

Sơ đồ anten được thể hiện trong hình. 1. Độ dài của phần phát ra bằng một nửa bước sóng ở giữa phạm vi đã chọn, có tính đến hệ số rút ngắn khoảng 0,95. Độ dài này không thay đổi trong quá trình điều chỉnh ăng-ten. Độ dài ước tính của vòng lặp phù hợp bằng 0,66/XNUMX bước sóng nhân với hệ số rút ngắn của cáp được sử dụng, hệ số này đối với nhiều thương hiệu là khoảng XNUMX. Việc điều chỉnh chính xác độ dài của cáp được thực hiện bằng cách sử dụng máy phát RF, đến đầu ra mà một đoạn cáp bị chập mạch ở đầu đối diện được kết nối. Bằng cách rút ngắn dần nó, chúng ta đạt được điện áp tối đa ở đầu ra máy phát ở tần số hoạt động.

Hình 1 Ăng-ten đơn băng tần có vòng lặp phù hợp

Nên thực hiện các phép đo điện áp với kết nối tối thiểu có thể giữa đầu đo của vôn kế và vị trí đo. Với mục đích này, một tụ điện tách có công suất không quá 1 pf được sử dụng. Nên thực hiện phép đo bằng vôn kế có thang đo kỹ thuật số. Sau khi chỉ định chiều dài của máy biến áp phù hợp, điểm nối của cáp với ăng-ten sẽ được lắp đặt. Đầu cáp được giải phóng khỏi lớp cách điện phía trên và bện ở khoảng cách khoảng 5 cm, buộc chặt bằng dây câu nylon có lớp cách điện bằng thủy tinh plexi. Sau đó, dây ăng-ten được hàn vào lõi trung tâm của cáp, lõi này cũng được buộc vào chất cách điện bằng dây câu. Mối nối được chống thấm bằng băng keo điện có tẩm keo BF. Để loại bỏ tải cơ học khỏi cáp, ăng-ten được kéo căng theo hướng của nguồn bằng cách sử dụng một sợi dây tổng hợp được gắn một đầu vào lỗ trên chất cách điện và đầu kia, chẳng hạn như vào một cái chốt trên mặt đất. Một ăng-ten bán thành phẩm như vậy được treo trong không gian ở khoảng cách tối đa so với các vật dẫn điện, nhưng theo cách sao cho có thể truy cập được vòng lặp phù hợp để thực hiện các thao tác tiếp theo với nó.

Cáp phải được cắt theo tỷ lệ như trong hình, tách các bộ phận thu được, ghép chúng lại với nhau và kết nối lại bằng phương pháp hàn nhẹ. Tín hiệu công suất thấp từ bộ thu phát phải được cung cấp cho điểm nối thông qua máy đo SWR, trước đó đã định cấu hình mạch P hoặc bộ điều chỉnh ăng-ten ở mức tương đương 50 ohm. Bằng cách thay đổi tỷ lệ độ dài của cả hai đoạn cáp trong giới hạn nhất định, cần đạt được công suất tối thiểu của sóng ngược.

Khi điều chỉnh ăng-ten này, máy đo DIAMOND ANTENNA SX-100 SWR, được cửa hàng BERMOS vui lòng cung cấp cho nhóm tác giả bộ sưu tập Thiết kế Radio, đã chứng tỏ tính năng xuất sắc của mình.

Cuối cùng, trong quá trình thiết lập, trở kháng đầu vào của ăng-ten được kiểm tra xem có phù hợp với trở kháng đặc tính của cáp đồng trục 50 ohm hay không. Bạn nên kết nối cuộn cáp có độ dài bất kỳ với vòng lặp đã định cấu hình và giá trị SWR không được thay đổi và duy trì gần bằng 1. Sau khi hoàn tất thiết lập, bạn cũng nên kiểm tra độ tin cậy của tất cả các vật hàn và niêm phong chúng.

Dải tần hoạt động của hệ thống ăng-ten như vậy trên phạm vi mười mét là khoảng 500 kHz và trên bốn mươi mét - 120 kHz với giá trị SWR không tệ hơn 1,2. Do đặc tính chọn lọc của nó, ăng-ten hóa ra được bảo vệ tốt hơn nhiều khỏi nhiễu mạnh ngoài băng tần và sự hiện diện của vòng lặp ngắn mạch giúp nó miễn nhiễm với sự tích tụ tĩnh điện trong khí quyển.

Việc kéo dài mạng ăng-ten theo bội số của nửa sóng sẽ cải thiện hiệu suất của ăng-ten và hầu như không làm thay đổi kích thước của vòng lặp phù hợp. Cũng có thể thu được kết quả tốt với sự phối hợp tương tự với các ăng-ten thẳng hàng, được thảo luận trong các bài viết của G.I. Osipova (RV3AK) trong "R-D" số 1, 2 năm 1997.

Máy tính để tính chiều dài gần đúng của các phần tử ăng-ten: