|
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 đa 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 Nhiều người nghiệp dư vô tuyến mơ ước về một ăng-ten định hướng đa băng tần. Có một số giải pháp kỹ thuật cho phép bạn tạo ra một thiết kế như vậy, nhưng không phải tất cả chúng đều dễ dàng tái tạo trong điều kiện nghiệp dư. Tác giả của bài viết này cung cấp cho độc giả phiên bản triển khai ăng ten định hướng năm dải nhỏ gọn của riêng mình. Anten KB xoay định hướng cho 5 băng tần (10 - 20 mét) và thậm chí cho 7 băng tần (10 -40 m) là một thiết kế vô tuyến nghiệp dư thực tế. Hầu hết các nhà sản xuất ăng-ten vô tuyến nghiệp dư hàng đầu thế giới đều có một số ăng-ten năm dải trong phạm vi sản phẩm của họ, khác nhau về hiệu suất và giá cả. Mỗi công ty, như một quy luật, sử dụng các phương pháp tiêu chuẩn và được thiết lập tốt của riêng mình để thực hiện đa phạm vi. Ví dụ: FORCE 12 sử dụng sự sắp xếp không liên tục của các phần tử thuộc các phạm vi khác nhau (kiểu XR5, 5VA), MOSLEY - một số lượng lớn bẫy cộng hưởng (PRO-67, PRO-96), HY-GAIN - phần tử hoạt động định kỳ log trong kết hợp với các giám đốc "bẫy" (TH- 11), TITANEX - một loạt các ăng-ten dây định kỳ log. Tính mới được đề xuất bởi công ty SteppIR - các phần tử của ăng-ten của nó thay đổi kích thước của chúng với sự trợ giúp của ổ đĩa cơ điện theo lệnh của thiết bị vi xử lý nằm bên dưới. Bài viết được đề xuất thảo luận ngắn gọn về những ưu điểm và nhược điểm chính của các phương pháp tiêu chuẩn để tạo MDA (Anten đa băng tần) và mô tả phiên bản của chính nó, cho phép, trong kích thước của phạm vi VK (Kênh sóng) ba phần tử là 20 mét với một chiều dài cần nhỏ hơn 6 m, để có được ăng-ten năm băng tần (10, 12, 15, 17 và 20 mét). Tổng số phần tử là 16 và ảnh hưởng lẫn nhau của các phần tử được giảm thiểu mà không cần sử dụng thang. Các đặc điểm của ăng-ten trên mỗi phạm vi thực tế tương ứng với VK ba phần tử (!). Điểm đặc biệt của biến thể này là các bộ phận của giám đốc phạm vi 20 mét bị cắt với sự trợ giúp của hai rơle chân không được sử dụng làm giám đốc phạm vi 10 và 15 mét. Ăng-ten sử dụng phần tử hoạt động năm băng tần với mạch kết hợp đơn giản, giúp có thể cấp nguồn cho nó bằng một cáp mà không cần chuyển đổi. Đặc điểm của MDA được áp dụng Để phân tích MDA, cả dữ liệu được trình bày trong tài liệu và tính toán bằng chương trình máy tính để lập mô hình ăng-ten MMANA [1] đều được sử dụng. Theo quy định, khi phát triển các ăng-ten như vậy, chúng cố gắng đạt được các đặc điểm tương ứng với VC hai hoặc ba phần tử trên một số băng tần nhất định, vì vậy bạn nên bắt đầu bằng cách xác định các đặc điểm này. Chúng tôi sẽ sử dụng ký hiệu được thông qua trong MMANA:
Hãy để chúng tôi tính toán các đặc điểm của một VC ba phần tử. Điều này có thể được thực hiện cho bất kỳ tần số. Hãy lấy f \u28,3d 10,6 MHz (X \u600d \u28,0d 28,6 m), dải tần hoạt động là 10 kHz (0,3 ... 0,3 MHz), bán kính của dây dẫn r \u0,4d XNUMX mm. Khi tối ưu hóa anten, hệ số trọng số cho các thông số SWR, Gh và F/B được lấy lần lượt bằng XNUMX; XNUMX và XNUMX. Chúng tôi sẽ tính toán cho ba lựa chọn:
Điều kiện tính toán - ăng ten ở trong không gian trống, F/B được xác định cho độ cao bằng không. Các dữ liệu tính toán được tóm tắt trong bảng. 1. Ba số được phân tách bằng dấu gạch chéo tương ứng với các giá trị tham số ở đầu (28 MHz), giữa và cuối của dải tần hoạt động. Khi tính toán BW, chúng tôi tiến hành từ thực tế là một thiết bị phù hợp SU được sử dụng ở đầu vào ăng ten, cung cấp SWR = 1 ở tần số trung bình. Dữ liệu được đưa ra trong hàng thứ tư của bảng này sẽ được thảo luận thêm trong phần "Ảnh hưởng lẫn nhau của các phần tử VC thụ động trên các băng tần khác nhau".
Khi tần số tính toán thay đổi, độ rộng của dải tần hoạt động sẽ thay đổi theo tỷ lệ. Ví dụ, tại f = 14,15 MHz, các thông số G và F/B sẽ giống như trong Bảng. 1, nhưng ở băng tần 0,3 MHz. Ngoài ra, giá trị BW sẽ nhỏ hơn 2 lần (với điều kiện là bán kính của các phần tử sẽ tăng theo tỷ lệ, tức là 2 lần). Các phần tử được rút gọn Thông thường, việc rút ngắn đạt được bằng cách bao gồm một cuộn cảm trong mỗi nhánh phần tử [2]. Trong trường hợp này, một số đặc điểm của các phần tử xấu đi, chủ yếu là băng thông rộng của chúng. Một đóng góp hữu hình cho việc thu hẹp dải làm việc có thể được thực hiện bằng điện dung ký sinh giữa các vòng của cuộn dây C0. Ví dụ, cuộn dây có L = 10 µH và C0 = 2 pF. Ở tần số f = 28 MHz XL = coL = j1760 ohm và Xc = 1/ωС = -j2664 ohm. Điện trở của đoạn mạch song song L và C0 sẽ là Xn = j[1760x(-2664)/(1760-2664)] = = j5187 ohm. Hóa ra, có tính đến ảnh hưởng của C0, giá trị thực của điện trở phản kháng của "cuộn dây" đã tăng 5187/1760 = 2,95 lần (điện trở tổn thất tăng tương ứng) và độ tự cảm tương đương của mạch sẽ là XLeq = 10x2,95 = 29,5 μH. Vấn đề chính phát sinh do sự hiện diện của C0 là cùng với sự gia tăng điện trở cảm ứng của mạch, tốc độ thay đổi của nó cũng tăng lên khi chuyển từ tần số hoạt động này sang tần số hoạt động khác. Vì vậy, trong trường hợp cuộn dây có 0 C5, khi tần số hoạt động thay đổi, chẳng hạn như một phần trăm, điện trở của cuộn dây XL cũng sẽ thay đổi một phần trăm và đối với mạch của chúng tôi, sự thay đổi sẽ lớn hơn nhiều - khoảng XNUMX%. Kết luận rõ ràng là điện dung C0 phải càng nhỏ càng tốt. Điều này đạt được bằng cách cuộn dây một hàng (tốt nhất là với một bước nhỏ) trên khung có đường kính nhỏ. Đây là dữ liệu thử nghiệm. Một cuộn dây làm bằng dây MGTF có đường kính cách điện 1,55 mm, đường kính khung 23 mm, số vòng n = 41 (vòng dây nối tiếp vòng dây) có độ tự cảm đo được L = 13 μH và hệ số chất lượng Q = 260. Sử dụng GIR, tần số cộng hưởng của mạch được xác định LCD (hóa ra là fn = 42 MHz) và bằng cách tính toán (MMANA), giá trị C0 = 1,1 pF đã thu được. Từ cùng một dây, một cuộn dây khác được tạo ra trên khung có đường kính 50 mm. Dữ liệu của cô ấy là n = 20, L = 19 μH, Q = 340, f0 = 25MHz và C0 = 2,13pF. Lưỡng cực có thang Hãy xem xét một lưỡng cực được thiết kế để hoạt động trên dải 10 và 15 mét, hoạt động của dải kép được đảm bảo bằng cách sử dụng các bẫy LC cộng hưởng được điều chỉnh ở tần số trên f1 = 28,5 MHz. Ở tần số trong phạm vi 15 mét, điện trở của thang Xt có tính chất cảm ứng và giá trị của nó được xác định bởi các giá trị của Lt và St (St cũng bao gồm C0). Rõ ràng, sự hiện diện của tụ điện St sẽ ảnh hưởng đến băng thông rộng lưỡng cực BW giống như cách điện dung xoay chiều C0. Trước tiên, chúng ta hãy tính toán băng thông BW1,5 cho các lưỡng cực đơn có kích thước đầy đủ với tần số cộng hưởng f1 = 28,5 (lưỡng cực 1) và f2 = 21,2 MHz (lưỡng cực 2), sau đó cho ăng-ten bẫy băng tần kép. Chúng tôi sẽ tính toán ba tùy chọn cho bẫy (bẫy 1, bẫy 2 và bẫy 3) với các giá trị điện dung của tụ điện bẫy - 15, 25 và 35 pF (độ tự cảm 1_t, tương ứng là 2,08, 1,25 và 0,89 μH) với chất lượng hệ số của cuộn dây Q = 150 và bán kính dây dẫn r = 15 mm. Kết quả tính toán được đưa ra trong bảng. 2. Các số trong ngoặc đơn cho biết phần trăm băng thông lưỡng cực toàn chiều rộng mà ăng-ten bẫy có trên băng tần đó.
Tính toán cho thấy một ăng-ten như vậy kém hơn đáng kể, 1,5 ... 3 lần so với một chiếc có kích thước đầy đủ về băng thông rộng. Vì điều này trước hết là do khả năng phản ứng đầu vào (nội tại) tăng nhanh hơn, khi sử dụng các phần tử bẫy làm thụ động, chỉ báo F / B cũng sẽ thay đổi nhanh hơn nhiều trong phạm vi. Từ dữ liệu được tính toán, sự phụ thuộc của ăng-ten bẫy băng thông rộng ở phạm vi trên (10 mét) và dưới (15 mét) vào giá trị của St có đặc tính ngược lại và việc lựa chọn giá trị của St là một nhiệm vụ thỏa hiệp. Trong phạm vi trên, giá trị của LT càng lớn (nhỏ hơn St) thì điện trở cộng hưởng của mạch bẫy càng cao và ảnh hưởng của nó đối với băng thông rộng của anten trong phạm vi này càng ít. Nhưng ở mức thấp hơn, với sự gia tăng Lt, tổng chiều dài của ăng-ten giảm và theo đó, băng thông rộng của nó. Chúng tôi lưu ý một tính năng thú vị - các phần tử thụ động được rút ngắn giúp có thể đạt được chỉ số F / B tốt hơn so với các phần tử có kích thước đầy đủ, nhưng ở dải tần hẹp. Đối với tổn thất trong ăng ten bẫy, phép tính cho các giá trị sau: trong một lưỡng cực đơn ba dải dài 7,4 m với hai cặp bẫy có hệ số chất lượng cuộn dây Q = 150, tổn thất trên phạm vi 10 mét là 0,14 dB, 15 mét là 0,78 dB và 20 mét - 0,59 dB. Trong VC có các phần tử bẫy, tổng tổn thất có thể vượt quá 1 dB. Ảnh hưởng lẫn nhau của các phần tử thụ động của VC ở các phạm vi khác nhau Được biết, khi đặt ăng-ten của các băng tần khác nhau trên cùng một cần, các phần tử của ăng-ten tần số thấp hơn có thể ảnh hưởng lớn đến các thông số của ăng-ten tần số cao hơn [3]. Để đánh giá hiệu ứng này, chúng tôi sẽ tính toán các tham số của VK-10 ba phần tử trong phạm vi 10 mét (fo = 28,5 MHz, xem Bảng 1, dòng 1), nằm trong "môi trường" của các phần tử thụ động dài hơn. Để chắc chắn, chúng tôi giả định rằng đây là các đạo diễn và gương phản xạ của phạm vi VK là 15 và 20 mét. Độ dài của các phần tử D15, R15 và D20, R20, cũng như bán kính và khoảng cách của chúng từ tâm, được đặt dựa trên các kích thước tương tự D10 và R10, có tính đến các hệ số tương tự (tỷ lệ tần số) K15 - 28,3 / 21,2 = 1,33 và K20 = 28,3 ,14,15/ /2 = 1 (Hình 10). Việc tính toán được thực hiện theo từng giai đoạn. Chúng tôi tính toán băng tần SWR và BW bằng thiết bị khớp bên ngoài. Ở mỗi giai đoạn, cơ chế tối ưu hóa tham số VK-3 được sử dụng. Các kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng. XNUMX.
Tính toán được thực hiện (dòng 1 và 2) cho thấy các dây dẫn nằm phía sau gương phản xạ P10 thực tế không ảnh hưởng đến các tham số VK-10. Điều này là do trường phía sau gương phản xạ rất yếu và không có dòng điện đáng chú ý nào có thể xảy ra trong dây dẫn "phía sau". Vị trí của các gương phản xạ, như trong Hình. 1 được sử dụng rộng rãi trong ăng ten đa băng tần, đặc biệt khi sử dụng phần tử tích cực đa băng tần, ví dụ, với bẫy hoặc cuộn dây LOM [4]. Trong trường hợp vị trí của các phần tử dài hơn "phía trước" VK-10 (trong vùng có trường mạnh), dòng điện trong các phần tử này đạt giá trị đáng kể. Ảnh hưởng của chúng làm xấu đi đáng kể các chỉ số chất lượng của VK-10 (dòng 3, 4, 5), vì vậy nên tránh những lựa chọn như vậy. Như một ngoại lệ, một biến thể có thể xảy ra khi dây dẫn "dài" nằm ở vùng gần của phần tử tích cực (ở khoảng cách 0,05L, dòng 6) [3].
Trên thực tế, câu hỏi về ứng dụng (vị trí) của các phần tử đạo diễn là một trong những vấn đề chính trong quá trình phát triển ăng-ten nhiều băng tần. Ví dụ, hãy xem xét một biến thể của ăng-ten kết hợp bao gồm một VK-20 ba phần tử với khoảng cách giữa các phần tử tối ưu và một VK-10 bốn phần tử (Hình 2). Tính toán của VK-20 cho thấy tính năng của nó gần giống như số liệu trong Bảng. 1 (dòng 1). Sau đó, việc tính toán (tối ưu hóa) các chỉ số VK-10 đã được thực hiện. Để thuận tiện cho việc so sánh với hiệu suất của ăng ten ba phần tử không kết hợp, dữ liệu tính toán được đặt trong Bảng. 1, dòng 4. Có thể thấy rằng việc bổ sung đạo diễn thứ hai D10 đã giúp khắc phục phần lớn tác động tiêu cực của D20 và VK-10 bốn yếu tố về G và F / B đã tiến gần đến ba- yếu tố một (!), nhưng kém hơn đáng kể về băng thông rộng. Một ví dụ khác là loại ăng-ten ba băng tần 14 phần tử kết hợp C-31XR (FORCE-12) với chiều dài cần 9,3 m. Trên băng tần 10 mét, ăng-ten cung cấp mức tăng 7,3 dBd khi sử dụng bảy phần tử của băng tần này [5]. Tính toán cho thấy rằng sự khuếch đại như vậy chỉ có thể được cung cấp bởi bốn phần tử, do đó, hoạt động của ba phần tử còn lại nhằm mục đích bù đắp cho ảnh hưởng "tiêu cực" của các đạo diễn phạm vi thấp hơn. Khi xây dựng ăng-ten năm dải (10-20 mét), việc sử dụng nguyên tắc bù là không thể do quá phức tạp. Các yếu tố hoạt động đa phạm vi Ngoài các bộ phát bẫy định kỳ và bẫy đã được sử dụng từ lâu, các loại tương đối mới khác cũng được sử dụng. Một trong những thiết kế ba dải phổ biến được thể hiện trong Hình 3.
Nó bao gồm một lưỡng cực phân chia cho phạm vi 20 mét và nằm ở khoảng cách 0,1 ... 0,5 m của hai dây dẫn có chiều dài gần 0,5λ cho phạm vi 15 và 10 mét. Do sự liên kết điện từ mạnh mẽ giữa chúng, hệ thống có ba tần số cộng hưởng. Bằng cách chọn độ dài của dây dẫn và khoảng cách của chúng đến lưỡng cực, bạn có thể nhận được giá trị mong muốn của trở kháng đầu vào trên phạm vi 10 và 15 mét ở cả ăng-ten đơn giản và nhiều phần tử. Thiết kế này được gọi là ống bọc mở hoặc CR (bộ cộng hưởng kết hợp) [6]. Nhược điểm của tùy chọn này là dải tương đối hẹp. Đặc biệt, để phủ sóng toàn bộ phạm vi 10 mét, cần sử dụng hai dây dẫn của bộ cộng hưởng có độ dài khác nhau. Một trong số chúng cung cấp hoạt động ở phần dưới 28,0 ... 29,0 MHz và thứ hai - 29,0 ... 29,7 MHz. Kết quả tốt có thể thu được bằng cách kết nối song song một số lưỡng cực cách đều nhau với các tần số cộng hưởng khác nhau. Với khoảng cách giữa các lưỡng cực riêng lẻ là 0,3 ... 0,5 m, một phần tử tích cực như vậy có thể cung cấp hiệu suất bình thường trong phạm vi 12, 15, 17 và 20 mét và kết hợp với các phương pháp khác - trong phạm vi 10, 30 và 40 mét [4]. Các loại ăng ten năm băng tần khác nhau (các mẫu cụ thể) Logoperiodic. Một mẫu có đặc điểm rất cao cho loại anten này được đưa ra trong [7]. Phạm vi - từ 14 đến 30 MHz, số lượng phần tử - 13, chiều dài bùng nổ - 10,97 m, mức tăng trong phạm vi từ 4,85 đến 5,65 dBd, F/B - 20...26 dB. Một thiết kế khác được mô tả trong SỔ TAY ăng-ten ARRL và có các thông số khiêm tốn hơn - chiều dài cần 7,8 m, 12 thành phần, mức tăng 4,4... .4,6 dBd và F/B - 14...21 dB. Trong cả hai thiết kế, các phần tử được làm bằng ống có đường kính khoảng 25 mm. Hãy nhớ rằng mức tăng ăng-ten giảm khi đường kính của các phần tử giảm, do đó, phiên bản dây sẽ yêu cầu nhiều phần tử hơn so với ăng-ten ống có cùng mức tăng. Sự hiện diện của một đường thu gom và sự cần thiết phải cách ly các phần tử khỏi sự bùng nổ làm phức tạp đáng kể và làm cho thiết kế nặng hơn. Không còn nghi ngờ gì nữa, LPA "cộng" - chỉ có một đường trung chuyển. Trong một chu kỳ nhật ký với một số lượng lớn các phần tử trong mỗi dải vô tuyến nghiệp dư tương đối hẹp, theo quy luật, chỉ có ba phần tử đang hoạt động tích cực. Do các đặc điểm của LPA, các phần tử này được sử dụng kém hiệu quả hơn so với thành phần của VC "băng tần hẹp". Do đó, nếu năm VC ba phần tử được đặt tuần tự, lần lượt, trên các dải 10, 12,15, 17 và 20 mét trên một cần dài, bạn có thể nhận được mức tăng lớn hơn so với trong một chu kỳ log với cùng số lượng phần tử. Các lỗi thiết kế của cấu trúc như vậy là rõ ràng - một số lượng lớn các đường trung chuyển (năm) và chiều dài cần rất dài. Một cách để giải quyết vấn đề có thể được nhìn thấy trong hình. 4.
Đây là kiểu 5VA từ FORCE 12. Các đặc điểm được khai báo của ăng-ten này là: mức tăng - trong khoảng 5,4 ... 5,9 dBd, F / B - 14 ... 23 dB, chiều dài giấy - 9,9 m, 15 phần tử, 3 đường trung chuyển . Giá của ăng-ten vào khoảng 1300 USD. Ăng-ten VMA 5 Ăng-ten định hướng năm băng tần VMA-5 được phát triển bởi tác giả của bài viết này. Đây là dữ liệu của cô ấy:
Tất cả dữ liệu thu được do tính toán - mạch ăng ten, hình dạng và kích thước hình học của các phần tử dây dẫn, tải phản kháng, cũng như các chỉ số điện theo phạm vi có trong tệp VMA-5. Hình ảnh chung của ăng-ten được hiển thị trong ảnh (Hình 5)
Nó bao gồm hai cụm - đạo diễn và hoạt động, và một số gương phản xạ nằm trên cần theo Hình. 6. Tọa độ của các phần tử trên cần được thiết lập liên quan đến phần tử hoạt động trong phạm vi 20 mét (A20), vị trí của phần tử này được lấy làm điểm 12. Các bộ phản xạ dây P17 và P15 được gắn tương ứng phía trên các bộ phản xạ ống P20 và P0,5 sao cho phần giữa của chúng ở độ cao 0,15 m và các cạnh ở trên các ống XNUMX m.
Mạch điện của phần hoạt động của ăng-ten được hiển thị trong hình. 7. Nó bao gồm bốn phần tử hoạt động riêng biệt A12, A15, A17, A20, được kết nối song song với nhau và thông qua các tụ điện "rút ngắn" C1 và C2 bằng cáp nguồn và một lưỡng cực A10 được ghép trường riêng biệt ("ống bọc mở" hệ thống). Sự phối hợp trong phạm vi 10 mét đạt được bằng cách chọn độ dài của A10 và khoảng cách của nó với nhóm chính. Độ dài của các lưỡng cực A12 - A20 được chọn nhiều hơn các lưỡng cực cộng hưởng sao cho điện trở đầu vào (phần hoạt động) tăng lên Ra ≈ 50 Ohm. Bằng cách chọn độ dài của các lưỡng cực và điện dung của các tụ điện bù C1 và C2, cũng như vị trí của các phần tử thụ động trên cần và cài đặt (độ dài) của chúng, có thể thu được SWR = 1,05 ... 1,25 tại tần số trung bình của tất cả các phạm vi. Thiết kế của cụm tích cực được hiển thị trong hình. 8 trong hai hình chiếu (tổ hợp đối xứng, chỉ hiển thị một nửa). Chất cách điện IP - chất cách điện bằng nhựa loại A1001 ("Antennopolis", Zaporozhye), chất cách điện IO - đai ốc.
Việc lắp ráp dựa trên phần tử A20, được làm bằng các ống duralumin có đường kính (ngoài/trong) 35/30 + 30/26 + 30/27 với tổng chiều dài 10 m, tải điện dung nhỏ EH20 được cố định ở hai đầu của A20. Việc sử dụng EH20 được phép:
Một sợi cáp polypropylene gấp đôi có đường kính khoảng 3 mm được sử dụng làm nẹp. Thanh căng trước với lực 5...10 kg được vặn vào ống EH20 (10...15 vòng), sau đó cố định đầu thanh bằng kẹp. Hình dạng cong được chấp nhận của A12 và A17 giúp tăng khoảng cách giữa A20 và bộ rung dây và do đó giảm ảnh hưởng lẫn nhau. Ngoài ra, chúng còn thực hiện thành công vai trò của các vết rạn bảo vệ chiếc A20 hạng nặng khỏi bị lệch hướng nghiêm trọng, đặc biệt là trong trường hợp băng giá. Phần tử A15 được cố định bên dưới A20 ở khoảng cách 0,38 m bằng cách sử dụng bốn miếng đệm điện môi. Ở khoảng cách đã chọn, băng thông của A15 giảm nhẹ - khoảng 10%. Như các phần ban đầu của A15, các đoạn của cáp linh hoạt PK75-4 đã được sử dụng (dây bện và lõi được hàn lại với nhau). Bạn có thể sử dụng bất kỳ sợi dây đồng nào có đường kính 5 ... 8 mm để cách nhiệt, nhưng nó sẽ đắt hơn và nặng hơn. Việc cân bằng được thực hiện bằng cách sử dụng cuộn cảm bảo vệ gồm 15 vòng của cáp đồng trục RG-58, quấn trên mạch từ ferit có đường kính ngoài 65 mm và độ thẩm thấu 300. Đối với công suất hơn 200 W, công suất mạnh hơn cáp nên được sử dụng. Cuộn cảm và tụ điện C1, C2 loại K15U-2 200 pF được đặt trong hộp textolite có kích thước bên ngoài là 130x140x45 mm, đầu nối góc đồng trục XS loại SR50-153F được gắn vào đáy hộp. Hộp được gắn vào một giá đỡ thẳng đứng, được làm giống như thanh ngang phía trên, bằng thép hình vuông có thành mỏng với kích thước 20x20 mm. Kết nối cơ học của các nửa A20 được thực hiện bằng cách sử dụng khớp nối, được gia công từ một thanh sợi thủy tinh rắn, khoảng cách giữa các nửa là 50 mm. A20 được gắn vào một tấm sợi thủy tinh có kích thước 225x100x19 mm bằng hai đinh tán hình chữ U làm bằng dây không gỉ có đường kính 6 mm. Cụm chủ động A12-A20 là một cụm có thể tháo lắp dễ dàng. Phần tử A10 được gắn riêng vào cần bằng cách sử dụng giá đỡ chữ U và đai ốc cánh. Mạch điện của cụm giám đốc được hiển thị trong hình. 9. Nó bao gồm các yếu tố đạo diễn cho cả năm phạm vi. Cơ sở cấu trúc của cụm lắp ráp là phần tử ở giữa, bao gồm ba phần a-b, c-d, e-f, có thể được kết nối với nhau bằng các tiếp điểm rơle K1.1 và K2.1.
Nếu bật cả hai rơle và đóng các tiếp điểm, thì sẽ thu được phần tử điều khiển dải 20 mét (D20), dài khoảng 9,65 m, khi chỉ bật một trong các rơle, sẽ thu được phần tử điều khiển dải 15 mét (D15). Đây sẽ là phần tử a-b-c-d hoặc c-d-e-f, tùy thuộc vào rơle nào đang bật và rơle nào đang tắt. Do D15 được đặt không đối xứng so với trục của ăng-ten (bùng nổ), nên mô hình bức xạ (DN) cũng sẽ hơi bất đối xứng. Tính toán cho thấy thùy trước của RP hơi lệch khỏi trục ăng-ten - khoảng 5 độ, nhưng điều này không đi kèm với việc giảm mức tăng (sự biến dạng của thùy sau sẽ được hiển thị bên dưới). Khi cả hai rơle đều tắt, các phần cuối a-b và e-f hoạt động như hai bộ điều khiển băng tần 10m. Độ dài của các phần này không đủ cho hoạt động bình thường, vì vậy hai tải điện dung EH10 được lắp đặt ở đầu bên trong của các phần (b và e). Một đạo diễn đôi như vậy ảnh hưởng đến các tham số của ăng-ten trên phạm vi này gần giống như một đạo diễn đơn thông thường nằm ngay trên cần. Có thể lưu ý rằng trong D15 và D20 (với các tiếp điểm rơle đóng), ảnh hưởng của EH10 là không đáng kể. Với phương pháp "tổ chức" này của các giám đốc của ba dải chính, các ảnh hưởng tiêu cực lẫn nhau của chúng, cũng như các ảnh hưởng của chúng (với các tiếp điểm mở của rơle K1, K2) và trên các dải 12 và 17 mét, đều bị loại trừ hoàn toàn. Ngoài ra, mức tiêu thụ ống duralumin sẽ giảm khoảng 11 m, cũng như sức gió và trọng lượng của ăng-ten. Bộ phận giám đốc được đặt ở khoảng cách 2,85 m so với A20. Đây là một giá trị thỏa hiệp. Khoảng cách dài hơn sẽ nhanh chóng giảm F/B trên 10 mét, trong khi khoảng cách ngắn hơn sẽ làm giảm hầu hết hiệu suất trên 20 mét. Giám đốc sử dụng rơle chân không cao tần (công tắc) V1 V-1V với giá trị cho phép 1=10 A và U=3 kV. Tính toán cho thấy rằng dòng điện và điện áp như vậy trong đạo diễn tương ứng với công suất đầu vào của ăng-ten ít nhất là 5 kW. Phạm vi nhiệt độ của rơle là từ -60° đến +100°, số lần chuyển mạch được đảm bảo là 100000. Giá trị đo được của điện dung "thông qua" của rơle mở là khoảng 0,9 pF, có tính đến điện dung ký sinh của cài đặt, giá trị 1,5 pF được đưa vào mô hình tính toán (bảng tải, xung w35c, w36c). Trạng thái đóng của rơle tương ứng với các tải giống nhau, nhưng đã có giá trị 100000 pF (tương đương ngắn mạch, xem "bình luận" cho tệp VMA-5). Tính toán cho thấy rằng có thể sử dụng rơle có điện dung "thông qua" lên đến 5 pF với việc điều chỉnh kích thước của các thành phần D20 và EH10. Cụ thể, bạn có thể thử rơle kín REN-33 phổ biến với kết nối nối tiếp song song của cả bốn nhóm tiếp điểm. Các giám đốc của phạm vi 12 mét (D12) và 17 mét (D17) được làm bằng dây. Để loại bỏ tác động tiêu cực của các yếu tố này đối với các tham số của dải tần số cao hơn, các biện pháp sau đây đã được thực hiện. 1. Các giám đốc của cả năm dãy nằm trong cùng một mặt phẳng thẳng đứng. Như các tính toán cho thấy, với sự sắp xếp như vậy, ảnh hưởng lẫn nhau của chúng giảm đi. 2. Ảnh hưởng mạnh mẽ có thể có của D12 trong phạm vi 10 mét (dọc theo chiều dài của nó, D12 sẽ là gương phản xạ chính thức trong phạm vi 10 mét) được loại bỏ với sự trợ giúp của mạch song song - L12C12 chống bẫy với một tần số điều chỉnh 28,3 MHz, được cài đặt ở phần giữa của D12. Tại sao lại là antitrap? Mục đích của bậc thang là để tách khỏi phần tử ăng-ten một phần có kích thước gần với cộng hưởng. Mục đích của antitrap là ngược lại - để cắt phần tử thành các phân đoạn, kích thước của chúng nhỏ hơn nhiều so với kích thước cộng hưởng. Để không ảnh hưởng đến phạm vi băng thông rộng 12 mét, các điện trở thấp bất thường đã được sử dụng - C12=150 pF và 1.12=0,21 μH, ít hơn 8...10 lần so với tiêu chuẩn cho bẫy. Mặc dù vậy, điện trở cộng hưởng của mạch đủ để thực hiện chức năng chính của nó. Một vòng kết nối Lc được cung cấp, qua đó, sử dụng máy đo SWR kiểu cầu, bạn có thể xác định tần số cộng hưởng của mạch. 3. Độ tự cảm L17 = 17 μH được đưa vào phần giữa của D4. Điều này dẫn đến một người nào đó rằng khi hoạt động ở tần số 21 MHz trở lên, dòng điện cảm ứng trong D17 giảm đáng kể - L17 dường như cắt D17 thành hai nửa. Do đó, sự suy giảm của chỉ số F / B ở các dải trên dưới ảnh hưởng của D17 không vượt quá 1 dB. Để đơn giản hóa thiết kế, L17 được làm từ hai cuộn dây cách đều nhau giống hệt nhau (L17' và L17 ") với độ tự cảm 2 μH mỗi cuộn. Tất nhiên, việc giới thiệu L17 làm xấu đi các thông số băng thông rộng của ăng-ten trên 17- dải mét, nhưng điều này đã được chú ý bên ngoài dải tần làm việc (xem Bảng 4).
Thiết kế của phần giữa với thư mục lắp ráp được hiển thị trong Hình 10. Các ống được sử dụng là phần trung tâm có đường kính 30/26 mm, chèn cách điện từ các thanh sợi thủy tinh, các phần cuối từ các ống có đường kính 30/27 và 22/20 mm, tải điện dung - 16/13,8 mm.
Phần giữa D20 được gắn vào cần thông qua một tấm thủy tinh-textolite (Hình 10, a) với kích thước 270x95x12 mm. Mỗi cuộn dây L17 được quấn trên một chất cách điện ăng-ten bằng nhựa loại A1001 với cùng một dây như trong D17 (Hình 10,6). Trên hình. Hình 11 cho thấy một hộp (hộp có kích thước 70x120x35 mm, được làm từ textolite) với rơle V1V-1V và phương pháp gắn nó vào D20 (giá treo dễ tháo). Nguồn được cung cấp cho rơle thông qua đầu nối RS4GV. Dây nguồn của rơle được chia thành các đoạn dài khoảng 2 m sử dụng cuộn cảm loại DPM-1,2, mỗi đoạn 15 μH. Ở phần giữa của chúng, các dây được buộc vào một giá đỡ ngang. Tụ C1 - K31-11-3 dung lượng 2000 pf.
Do vị trí không đối xứng của D15, dòng điện có thể được tạo ra trên cần, điều này sẽ dẫn đến sự bất đối xứng bổ sung của mẫu trên phạm vi 15 mét. Để tránh rắc rối này, phần cực của cần (ở phía bên của các đạo diễn) dài 2 m được tách ra khỏi phần còn lại của cần bằng một miếng chèn textolite. Thử nghiệm ăng-ten và tính toán các thông số điện được thực hiện liên quan đến vị trí của nó trong không gian trống. Với độ cao ăng-ten so với mặt đất hơn 20 m, các thông số của nó sẽ không thay đổi nhiều. Có hai tùy chọn để tính toán: để đạt được các chỉ báo G và F / B tối đa có thể trong một số phần của phạm vi và để đạt được sự đồng nhất lớn nhất của các chỉ báo trong toàn bộ phạm vi. Trong trường hợp thứ hai, ở tần số trung bình của dải, mức tăng sẽ nhỏ hơn 0,2 ... 0,4 dB. Một tùy chọn đã được chọn trong đó các tham số được tối ưu hóa cho các phần của dải 14,0 ... 14,3, 21.0 ... 21,4 và 28,0.-28,6 MHz. Nếu việc tối ưu hóa cũng bao phủ các phần phía trên, ít được sử dụng của các dải, thì điều này chắc chắn sẽ làm giảm hiệu suất "bên dưới", trong các phần điện báo. Đối với các dải 12 và 17 mét, tính toán được thực hiện cho F / B tối đa ở tần số trung bình. Các kết quả tính toán được tóm tắt trong Bảng. 4. Lưu ý về các giá trị của tham số F/B được đánh dấu hoa thị * ở tần số 21,0 và 21,4 MHz. Trên hình. Hình 12 và 13 hiển thị hai DN có cùng tần số 21,0 MHz, thu được tùy thuộc vào rơle nào K1 hoặc K2 được bật. Các MD này thực tế chỉ khác nhau ở hình dạng của phần phía sau (đối xứng gương). Vì các rơle được điều khiển hiệu quả từ điều khiển từ xa của đài phát thanh, nhiễu từ bất kỳ hướng nào trong nửa mặt phẳng phía sau, như có thể thấy từ các hình, có thể bị triệt tiêu bằng 21 ... 24 dB. Để so sánh, trong hình. 14 hiển thị DN ở tần số trung tâm là 21,2 MHz.
Ăng-ten 5VA (FORCE-12) và LPA 13 thành phần được đề cập trong phần đầu tiên của bài viết gần với VMA-5 về các thông số điện. Các thông số khai báo của 5VA đã được đề cập ở trên: mức tăng - trong khoảng 5,4 ... 5,9 dBd, F / B - từ 14 đến 23 dB, chiều dài cần - 9,9 m, 15 phần tử, 3 đường trung chuyển. Đồng thời, mức tiêu thụ của ống duralumin là: VMA-5 - 63 m (có tính đến tải trọng và tải điện dung), 5VA - khoảng 110 m, LPA - khoảng 100 m. có sức cản gió và trọng lượng lớn hơn đáng kể.
Thiết kế của VMA-5 mang tính chất thử nghiệm: tất cả các phần tử hình ống đều có phần cuối có thể điều chỉnh, độ dài của các phần tử dây có thể điều chỉnh được ở phần cách điện cuối và các phần tử có thể di chuyển dọc theo cần. Điều này làm cho nó có thể trong thử nghiệm, nếu cần, để tinh chỉnh dữ liệu được tính toán.
Đặc biệt, tính toán không tính đến ảnh hưởng của "mặt đất", chủ yếu là do trong QTH của tác giả ở các hướng khác nhau so với ăng ten, các tham số của mặt đất khác nhau đáng kể. Ăng-ten được chế tạo theo dữ liệu tính toán ban đầu được lắp đặt ở độ cao 1,8 m so với đỉnh của mái đá phiến và với một sự điều chỉnh nhỏ về độ dài của các phần tử hoạt động (độ dài của EH20 trong A20), tần số cộng hưởng đã được đặt đến "địa điểm của họ" bằng máy đo SWR. Tiếp theo là leo lên độ cao làm việc - 6,5 m so với sườn của một ngôi nhà bốn tầng và 25 m so với mặt đất và kiểm tra các thông số. Kiểm tra F/B chính trên ba tần số của mỗi băng tần được thực hiện bằng cách sử dụng tín hiệu của đài phát thanh địa phương UT1MQ ở chế độ nhận. Máy thu bật điều khiển khuếch đại thủ công, mức tín hiệu ở đầu ra tần số thấp được theo dõi bằng vôn kế V7-37. Giá trị F/B đo được nằm trong khoảng 18...30 dB. Một thử nghiệm thú vị đã được thực hiện với Arthur (4X4DZ). Trong vòng 20 phút, cả hai bên đã "xoay" ăng-ten của mình cho nhau (Arthur's - TN-11) trên cả năm băng tần, kết quả ở cả hai bên là xấp xỉ nhau - F / B ở mức trung bình 20 dB (4 .. .XNUMX điểm). Giá trị SWR và dải BW gần với giá trị được tính toán, các phép đo nghiêm trọng về độ lợi của ăng ten vẫn chưa được thực hiện. Thiết kế VMA-5 có một số khác biệt so với mô hình thiết kế:
Cũng cần lưu ý rằng tải trọng phản kháng trong chương trình được chỉ định là tải trọng điểm, trong khi L và C thực có độ dài riêng và điều này có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép tính. Trên cơ sở VMA-5, một mô hình ăng-ten bảy dải đã được phát triển, cũng bao gồm hai phần tử cho mỗi phần tử 30 và 40 mét. Có lẽ, theo thời gian, mô hình này sẽ được triển khai trong phần cứng. Một phần của mô hình này - một phần tử hoạt động trong phạm vi 40 mét (A40) đã được áp dụng (dưới dạng bổ sung) cho ăng-ten hiện có (xem Hình 5 - ảnh). A40 dựa trên A20 bằng cách thêm một cuộn dây có độ tự cảm 20 μH vào mỗi đầu của nó và phần cuối dài 1,41 m (công nghệ LOM). Độ dài của tải điện dung phải được tăng lên một chút. Tóm lại, có thể lưu ý rằng rơle điện từ đang bắt đầu xuất hiện cả trong ăng-ten có thương hiệu (MAGNUM 280 FORCE-12, TITAN EX, v.v.) và trong các thiết kế nghiệp dư [8]. Tác giả rất biết ơn Boris Kataev (UR1MQ) vì đã giúp đỡ rất nhiều trong quá trình cài đặt VMA-5 và Alexander Pogudin (UT1MQ) vì đã tham gia vào các phép đo. Văn chương
Tác giả: Ernest Gutkin (UT1MA), Lugansk, Ukraine
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
▪ Trạng thái vật chất kỳ lạ mới được phát hiện ▪ Năng lượng gió thay vì hạt nhân
▪ phần của trang web Thợ điện trong nhà. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Hãy vác thập tự giá của bạn. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Cellulose là gì? đáp án chi tiết ▪ bài báo Hyssop angustifolia. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Cao su vecni. Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên
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