|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Anten định hướng dọc. 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 Nhiệm vụ tạo ra một ăng-ten định hướng với phân cực dọc không phải là đơn giản như thoạt nhìn. Có vẻ như ông đã xoay các phần tử của một chùm thông thường (kênh sóng) theo chiều dọc, và mọi thứ đều theo thứ tự, nhưng câu hỏi đặt ra là gắn một ăng-ten như vậy vào cột buồm. Trên VHF, bạn có thể di chuyển chùm sóng mang đến bên cột buồm, theo hướng bức xạ, nhưng một ăng-ten như vậy hóa ra không cân bằng về mặt cơ học và cần một cột buồm rất dày và chắc để gắn vào. Các ưu điểm chính của ăng-ten dọc biến mất - kích thước ngang nhỏ, nhẹ và dễ lắp đặt. Nhưng sẽ nói thêm về vấn đề này ở phần sau, nhưng trước tiên chúng ta cần tập trung vào khái niệm đã chọn của một ăng-ten hướng thẳng đứng. Mong muốn thiết kế một ăng-ten nhẹ và đơn giản đã khiến chúng tôi chuyển sang thiết kế chùm tia ZL, chỉ chứa hai phần tử được cấp nguồn hoạt động và có kích thước chiều dài rất nhỏ theo thứ tự là L / 8 ... L / 10. Đồng thời, hệ số định hướng (DFA) của ăng-ten này khá đáng kể và tương đương, như được chỉ ra trong tài liệu, với DFA của chùm ba phần tử với các phần tử thụ động. Ý tưởng tương tự cũng được sử dụng trong "quảng trường Thụy Sĩ", cũng có các thông số rất tốt và thậm chí còn cao hơn. Do đó, nguyên lý hoạt động của các ăng-ten này đáng được phân tích kỹ lưỡng, mà bây giờ chúng ta sẽ thực hiện.
Chúng ta hãy lấy hai bộ tản nhiệt điểm giả định S1 và S2, nằm cách nhau một khoảng d, như trong Hình. 1 trên đầu trang. Để công suất máy phát được chia đều giữa các bộ phát, do đó biên độ của trường do các bộ phát tạo ra sẽ giống nhau. Nhưng các pha kích thích của các bộ phát phải khác nhau để thu được bức xạ định hướng. Để bắt đầu, chúng ta hãy xem xét trường hợp đơn giản nhất, khi d = V4 và các bộ tản nhiệt được nạp theo phương vuông góc, tức là độ lệch pha của dao động tác dụng lên chúng là 90 °. Trên giản đồ vectơ (ở hàng giữa, ở giữa), dao động của các vật phát được biểu diễn bằng các vectơ s1 và s2. Góc φ tương ứng với sự dịch chuyển pha thêm của dao động lên đến 180 °. Chúng ta cũng đồng ý rằng độ lệch pha (độ trễ pha) khi sóng truyền qua một khoảng cách nhất định được tính đến bằng cách quay vectơ theo chiều kim đồng hồ một góc thích hợp. Vì vậy, ví dụ, một sóng đã đi một phần tư đường sóng sẽ thu được một góc lệch pha là 90 °. Chúng ta hãy xem xét bức xạ của hệ thống ở bên phải, và các pha của sóng sẽ được đo trực tiếp gần bộ phát S2 (với sự lan truyền xa hơn về bên phải, cả hai sóng từ hai bộ phát sẽ có cùng độ lệch pha và quan hệ pha giữa chúng dao động sẽ không thay đổi). Biểu đồ vectơ tương ứng được hiển thị ở hàng giữa bên phải. Dao động s2 sẽ không thay đổi và dao động s1 sẽ có độ lệch pha 90 ° sau khi đi qua đường đi L / 4. Kết quả là, các sóng sẽ bị lệch pha và sẽ không có bức xạ theo hướng này. Khi sóng truyền sang phía bên trái của bộ phát, vectơ s1 sẽ vẫn ở vị trí cũ và vectơ s2 sẽ quay 90 ° theo chiều kim đồng hồ, vì sóng từ bộ phát s2 sẽ đi qua đường L / 4. Biểu đồ vectơ của dao động gần bộ phát s1 được thể hiện trong Hình 1 ở hàng giữa bên trái. Có thể thấy rằng sóng từ các cơ phát ra S1 và S2 thêm pha và dao động tổng hợp có biên độ tăng gấp đôi. Theo cách chính xác, người ta có thể tìm thấy trường bức xạ theo các hướng khác. Để có một biểu diễn hình tượng hơn, chúng ta có thể giả sử rằng Hình 1 cho thấy hình chiếu bằng của hai ăng ten roi S1 và S2 từ phía trên. Một hệ thống hai chân như vậy sẽ có một mẫu bức xạ gần với một tim mạch. Bức xạ cực đại sẽ được hướng sang bên trái, và bức xạ không sẽ được hướng sang bên phải. Theo các hướng bên (lên và xuống trong hình), hệ thống cũng sẽ bức xạ, và khá đáng kể, vì hai sóng vuông góc sẽ cộng lại theo các hướng này. Có thể tăng một chút độ sắc nét của mẫu bức xạ bằng cách đặt các bộ phát S1 và S2 gần nhau hơn, ví dụ, ở khoảng cách L / 8. Biểu đồ vectơ cho trường hợp này được hiển thị ở hàng dưới cùng trong hình. một. Dựa trên thực tế là bức xạ ở bên phải, như trước đây, nên không có, chúng tôi xác định độ lệch pha của dao động của các bộ phát. Nó phải là 4p / 135 hoặc 1 ° như được hiển thị trong biểu đồ vectơ ở trung tâm của hàng dưới cùng. Sau đó, khi phát ra bên phải, vectơ dao động s4 sẽ quay một góc n / 45 hoặc 2 °, và sẽ ngược hướng với vectơ s1 (xem giản đồ vectơ ở hàng dưới bên phải). Khi phát ra bên trái, các vectơ s2 và s1,41 sẽ không còn cùng pha, mà sẽ ở phương vuông góc, và biên độ trường kết quả sẽ không còn tăng gấp đôi, như trong trường hợp trước, mà sẽ chỉ lớn hơn trường 2 lần. của mỗi bộ phát (biểu đồ vectơ ở bên trái). Bức xạ sang bên cũng sẽ ít hơn, vì các trường gần với phản xạ được thêm vào theo các hướng này. Khoảng cách giữa các bộ phát có thể được làm nhỏ hơn, nhưng để thu được bức xạ một chiều, góc bổ sung cho sự chuyển pha của các bộ phát thành phản xạ, phải thỏa mãn điều kiện: φ = XNUMXpd / L, tức là. cũng nên giảm. Không nên nghĩ rằng hiệu suất của một anten "ngắn" với các bộ phát d nhỏ và gần như lệch pha nhỏ hơn hiệu quả của một anten "cỡ lớn" với khoảng cách d = L / 4. Nếu có thể bỏ qua tổn hao phần tử, thì tất cả công suất cung cấp cho hệ thống ăng ten phải được bức xạ và trường của cả hai ăng ten phải giống nhau (bỏ qua sự khác biệt nhỏ trong các mẫu bức xạ). Nhưng dòng điện trong các phần tử của một ăng-ten "ngắn" để tạo ra cùng một trường là lớn, và nếu tính đến tổn thất trong các phần tử, chúng cũng tăng lên do dòng điện lớn. Dòng điện ngược pha trong các phần tử của ăng ten "ngắn" tương tự như dòng điện ngược pha trong cuộn dây và tụ điện của mạch dao động song song, biên độ của nó tỷ lệ thuận với hệ số chất lượng. Theo cách tương tự, khi khoảng cách giữa các bộ rung được rút ngắn và dòng điện trong chúng tiếp cận ngược pha, hệ số chất lượng tương đương của hệ thống ăng ten tăng lên và theo đó, dải tần hoạt động của nó giảm xuống. Đó là cái giá cho việc thu hẹp quy mô. Nhưng với khoảng cách giữa các bộ rung L/8...L/10, sự gia tăng tổn thất trong các phần tử và hệ số chất lượng tương đương không vượt quá 1,4...2 lần và hoàn toàn được đền đáp bằng cách giảm kích thước của ăng-ten, điều này đã được khẳng định qua nhiều năm thực hành thiết kế dầm ZL.
Một trong những thiết kế chùm ZL đơn giản nhất được thể hiện trong Hình 2. Nó chứa hai bộ rung nửa sóng phân chia (bộ rung vòng thường được sử dụng) được kết nối bằng một đường dây trên không có dây chéo. Vì hệ số ngắn sóng trong đường dây trên không gần bằng thống nhất, nên khi hệ thống được cấp điện tại các điểm "X-X", độ lệch pha của dao động trong máy rung chỉ tương ứng với công thức trên. Việc phân chia các phần tử chính xác hơn đạt được bằng cách thay đổi (chọn) độ dài của chúng. Trong trường hợp này, tần số cộng hưởng của phần tử thay đổi và giống như bất kỳ mạch dao động nào, phù hợp với đặc tính tần số pha của nó, là pha của dao động trong đó. Nói một cách chính xác, nguồn điện có thể được cung cấp ngay cả ở giữa đường dây và việc phân chia các phần tử có thể được thực hiện theo cách này: một phần tử được rút ngắn một chút, và phần tử còn lại được kéo dài ra một chút. Sự tách biệt của các phần tử là rất nhỏ, vì độ lệch pha cần thiết trong mỗi phần tử chỉ là f / 2. Dạng bức xạ của chùm tia ZL trong mặt phẳng nằm ngang (theo góc phương vị) bị thu hẹp đáng kể cũng do bản thân các bộ rung không phát xạ theo phương ngang. Trong mặt phẳng thẳng đứng, sơ đồ có phần rộng hơn. Ăng-ten này rất tốt khi là một ăng-ten định hướng kích thước nhỏ với phân cực ngang. Theo nhiều dữ liệu từ các tài liệu, hiệu suất của nó đạt 4 dB so với lưỡng cực hoặc 6 dB so với bộ phát đẳng hướng (đa hướng). Vì những lý do thiết kế rõ ràng, việc định vị máy rung chùm tia ZL theo chiều dọc không phải là rất dễ dàng, ngoài ra, có vấn đề với hệ thống dây điện. Trước những khó khăn này, suy nghĩ của tác giả đã chuyển sang các bộ tản nhiệt dọc phù hợp hơn, có thể được đặt ở một khoảng cách nhỏ với nhau, theo hệ tư tưởng chùm tia ZL. Một trong những bộ tản nhiệt này là ăng-ten chữ J, hai phiên bản của chúng, chỉ khác nhau ở cách khớp với bộ nạp, được hiển thị trong Hình.3.
Ăng-ten J là một máy rung nửa sóng dọc được cấp nguồn từ đầu dưới. Cuối cùng, điện trở của bộ rung rất cao và đạt tới vài kilôgam, hoàn toàn phù hợp với định luật Ohm - suy cho cùng, dòng điện ở đây nhỏ, và điện áp cao. Để phù hợp với nó với điện trở cáp thấp, một đường dây hai phần tư sóng được sử dụng. Trong biến thể đầu tiên (bên trái trong Hình 3), trở kháng sóng của nó phải bằng trung bình hình học giữa bộ rung và điện trở cáp, tức là bất kỳ thứ gì trong vùng 300 ... 600 ohms. Có thể đạt được sự phù hợp chính xác bằng cách thay đổi trở kháng sóng của đường dây (thực tế - khoảng cách giữa các dây dẫn). Điều này không hoàn toàn thuận tiện, vì vậy phiên bản thứ hai của ăng-ten J (ở bên phải trong Hình 3) tốt hơn ở nhiều khía cạnh. Ở đây, các dây dẫn của đường sóng XNUMX/XNUMX đơn giản được đóng ở đầu dưới và điểm này có điện thế bằng XNUMX có thể được nối đất bằng một dây có chiều dài bất kỳ, được nối với bất kỳ "khối lượng" nào, ví dụ: mái nhà hoặc xe, thuận tiện về mặt xây dựng, nhưng bạn không thể kết nối ở bất cứ đâu. Nguồn được cung cấp cho đường dây bằng máy biến áp tự động, tại các điểm "XX" nằm ở độ cao nhất định so với điểm cuối ngắn mạch của đường dây. Với bất kỳ loại cáp nào, ăng-ten có thể dễ dàng khớp bằng cách di chuyển các điểm cấp dữ liệu "XX". Trở kháng sóng của đường dây hai dây trong phương án này không quan trọng nhiều. Quá trình suy nghĩ xa hơn như sau: nếu hai ăng ten J trong một hệ thống định hướng được đặt cạnh nhau, thì liệu có thể sử dụng một đường dây hai dây chung để cấp nguồn và phối hợp chúng không? Rốt cuộc, điện áp trên các dây dẫn của đầu dây để hở là phản điện thế, chính xác là những gì cần thiết để cung cấp năng lượng cho hai máy rung đặt gần nhau! Chà, sự dịch chuyển pha cần thiết của dao động trong bộ rung + f / 2 và -f / 2 có thể thu được bằng cách thay đổi độ dài của chúng - rút ngắn một và kéo dài một. Việc kết nối các đầu của bộ rung nửa sóng, cách nhau L / 8, với các đầu của dây hai dây, nằm cạnh nhau vẫn là quyết định. Hóa ra là dễ dàng - xét cho cùng, dòng điện nhỏ ở các đầu của bộ rung, chúng gần như không bức xạ, vì vậy sẽ không có gì sai nếu các đầu của bộ rung được uốn cong về phía nhau và được kết nối trực tiếp với các đầu. của dòng. Mọi thứ hóa ra cực kỳ đơn giản, đến nỗi nảy sinh nghi ngờ - liệu nó có hoạt động không? Một thử nghiệm là cần thiết. Không nói sớm là làm, ăng ten ở tần số 430 MHz (bước sóng 70 cm) được uốn từ một đoạn dây đồng có đường kính 1,7 mm. Bản phác thảo của nó với các kích thước được tinh chỉnh trong quá trình thí nghiệm được thể hiện trong Hình 4 b).
Cáp nguồn có trở kháng sóng 50 ôm được kết nối như trong Hình 4 c). Điều hữu ích là làm cho các địa chỉ liên hệ tại các điểm nguồn cấp dữ liệu "XX" có thể di chuyển được để chọn vị trí của các điểm này theo SWR tối thiểu. Thật không may, không có gì để đo SWR và vị trí của các điểm nguồn cấp dữ liệu được chọn theo mức tối đa của trường ăng-ten ở hướng chính. Một bộ chỉ thị trường tự chế đã được sử dụng, bao gồm một ăng-ten lưỡng cực, một bộ dò đi-ốt và một đầu đo 50 µA. Nguồn tín hiệu là một bộ dao động đo có trở kháng đầu ra là 50 Ω và một bộ suy giảm có bước 1 dB. Ban đầu, ăng-ten được cố định trong một tấm che bàn cho đế dưới của đường dây hai dây, sau đó một chân đế xoay nguyên thủy được chế tạo. Mặc dù các phép đo được thực hiện trong một căn phòng kín đáo và không được cho là có độ chính xác cao, nhưng ăng-ten hoàn toàn đáp ứng được mong đợi! Đầu tiên, ăng-ten hoạt động và phát ra bức xạ một chiều về phía bộ rung ngắn. Thứ hai, khi so sánh với một lưỡng cực nửa sóng nằm ở cùng một vị trí và được nuôi bằng cùng một cáp, bộ suy giảm dao động phải được đẩy vào 4 dB để có được cùng một tín hiệu trên chỉ thị trường. Điều này cho phép chúng tôi đánh giá hệ số định hướng của ăng-ten bằng cùng một hình. Dạng bức xạ trong mặt phẳng thẳng đứng (mặt phẳng của bộ rung) được thể hiện trong Hình 4a, và nói chung, hoàn toàn tương ứng với các dạng tương tự của chùm hai phần tử. Trong mặt phẳng nằm ngang, sơ đồ cũng giống như vậy, nhưng có phần rộng hơn. Điều tò mò là bằng cách điều chỉnh độ dài của các phần tử, có thể đạt được sự vắng mặt hoàn toàn của thùy sau (trong mọi trường hợp, bộ chỉ thị trường không phát hiện ra nó), nhưng đồng thời, độ lợi phần nào, bằng cách một phần nhỏ của decibel, nhỏ hơn khi điều chỉnh ăng-ten đến mức tăng ích lớn nhất. Kết luận, chúng tôi trình bày một số cân nhắc thực tế về thiết kế của ăng-ten được đề xuất. Để tăng độ bền cơ học, bạn có thể lắp đặt chất cách điện ở hai đầu của đường dây hai đầu, trong khu vực uốn cong của nó và chuyển tiếp sang các dây dẫn của máy rung. Chất cách điện phải có chất lượng tốt, vì cực dương của điện áp được đặt ở đây. Bản thân các khúc cua không nhất thiết phải được thực hiện ở một góc vuông, "vai" của ăng-ten cũng có thể nghiêng. Hơn nữa, đối với tác giả, có vẻ như vị trí của các "vai" không phải là đặc biệt quan trọng - chúng có thể nằm cao hơn một chút hoặc thấp hơn một chút. Điều quan trọng hơn nhiều là quan sát toàn bộ chiều dài của các dây dẫn từ cuối đường dây hai đầu đến đầu trên cùng của bộ rung. Nó phải là khoảng 0,73L. đối với bộ rung ngắn (đạo diễn) và khoảng 0,77L đối với bộ rung dài (bộ phản xạ). Với sự gia tăng đường kính của các dây dẫn (ống) mà từ đó ăng ten được tạo ra, chiều dài của chúng giảm đi phần nào. Hệ số rút ngắn đối với bộ rung "dày" có thể được tìm thấy trong tài liệu về ăng-ten. Chúng ta cũng lưu ý rằng không cần tạo bộ rung và một đường dây hai đầu từ các ống có cùng đường kính. Ăng-ten sẽ mạnh hơn và có khả năng chịu tải trọng gió tốt hơn nếu đường dây hai đầu được làm bằng các ống có đường kính lớn hơn và các bộ rung được làm tương đối mỏng. Để thuận tiện cho việc điều chỉnh, rất hữu ích khi trang bị cho các bộ rung với "đỉnh" ở đầu trên, được lồng vào ống chính, vì việc rút ngắn bộ rung bằng máy cắt dây, như tác giả đã làm, sẽ dẫn đến hậu quả không thể đảo ngược - sau đó , bộ rung chỉ có thể được kéo dài bằng mỏ hàn. Tác giả: Vladimir Polyakov (RA3AAE), Mátxcơva; Xuất bản: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
Nồng độ cồn của bia ấm
07.05.2024 Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc
07.05.2024 Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024
▪ Điện thoại di động có hai camera ▪ Trình phát đa phương tiện iRiver P8 ▪ xe điện ▪ Phá hủy chip bộ nhớ theo lệnh ▪ Điện thoại di động nhận ra chủ sở hữu
▪ phần của trang web Intercoms. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết của Jerome Stridonsky. câu cách ngôn nổi tiếng ▪ bài viết Kim tự tháp Cheops ban đầu có màu gì? đáp án chi tiết ▪ bài viết Thiết kế đồ họa máy tính của bộ phận sản xuất video. Mô tả công việc ▪ Bài viết GPA cho bộ biến tần VHF. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Thế nào là mát, thế nào là thô? Thí nghiệm vật lý. thí nghiệm vật lý
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này