ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Về ảnh hưởng của đường kim loại đi qua hoạt động của ăng-ten. 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. Học thuyết Trong bài viết này, các tác giả đã cố gắng làm rõ các khuyến nghị có sẵn trong tài liệu vô tuyến nghiệp dư về ảnh hưởng của đường truyền ăng-ten kim loại lên máy rung nửa sóng. Kết quả là, các giá trị hiệu chỉnh phù hợp cho việc sử dụng thực tế đối với chiều dài của bộ rung đã thu được tùy thuộc vào tỷ lệ của các kích thước “di chuyển ngang của bộ rung”, tần số hoạt động và khoảng cách của bộ rung từ điểm cuối của hành trình di chuyển, ví dụ: ba phương pháp chính của sự gắn kết của nó. Đường đỡ bằng kim loại mà trên đó các phần tử của ăng-ten máy rung được gắn vào nằm ở trường gần của ăng-ten và có thể có tác động đáng kể đến các thông số của nó. Đặc biệt, kích thước của tất cả các phần tử của ăng ten “kênh sóng”, được tính toán mà không tính đến ảnh hưởng như vậy, cần phải hiệu chỉnh. Trong tài liệu mà các tác giả có được, không có phân tích chi tiết nào về ảnh hưởng này, các phương pháp tính đến nó hoặc sự điều chỉnh hiệu quả, không tốn nhiều công sức. Trong phần mô tả về ăng-ten, tốt nhất, có dấu hiệu cho thấy kích thước được đưa ra để lắp đặt trên một thanh kim loại có đường kính nhất định [1] hoặc có nhận xét rằng ở dải tần 432 MHz, phương pháp gắn bộ rung vào kết cấu đỡ có ảnh hưởng lớn đến tính chất của anten [2] . Trong [3], nên kéo dài bộ rung thêm 0,5...1% khi có mặt chuyển động ngang bằng kim loại, và trong [4] khuyến nghị được đưa ra về sự cần thiết phải tính đến ảnh hưởng của chuyển động ngang bằng cách tăng chiều dài thiết kế của máy rung bằng 2/3 đường kính ngang. Cuốn sách [5] lưu ý rằng đối với gương phản xạ và bộ định hướng cuối cùng, điều kiện “2/3” chỉ áp dụng nếu các đầu tương ứng của đường ngang nhô ra ít nhất năm đường kính ngang. Bản dịch tiếng Nga cuốn sách của K. Rothhammel và A. Krischke [6] ghi nhận sự gần đúng và hạn chế của quy tắc thực nghiệm “2/3” và chỉ ra ảnh hưởng của phương pháp buộc chặt phần tử, cũng như độ dày và hình dạng của mặt cắt ngang. Ở đó, dựa trên các công trình của DL6WU [7, 8], một bảng tóm tắt các hiệu chỉnh về độ dài của các phần tử thụ động của ăng-ten “kênh sóng” của các băng tần 145 và 432 MHz được đưa ra. Phương pháp luận và mô hình Hiệu ứng của đường truyền dẫn lên chiều dài cộng hưởng của máy rung nửa sóng đã được nghiên cứu thông qua mô hình điện động lực sử dụng chương trình WIPL [9], được sử dụng để phân tích các cấu trúc bức xạ và tán xạ làm bằng dây và tấm mà không tính đến tổn thất. Ba phương pháp điển hình để gắn đối xứng máy rung tròn vào dầm ngang có tiết diện lục giác đã được mô phỏng (Hình 1): 1 - máy rung được cách ly với dầm ngang, trục của máy rung và dầm ngang không giao nhau; 2 - bộ rung được cách ly khỏi đường truyền, trục của chúng giao nhau; 3 - bộ rung được nối với bộ truyền động (có tiếp xúc điện tốt - hàn), trục của bộ rung và bộ truyền động giao nhau. Người ta cũng tin rằng chỉ có một bộ rung trên đường truyền và không có gì khác ngoài đường truyền ảnh hưởng đến độ dài cộng hưởng của nó. Ảnh hưởng của các bộ rung không cộng hưởng trong anten đa phần tử và việc điều chỉnh độ dài của chúng sẽ được thảo luận dưới đây. Độ dài cộng hưởng chính xác của máy rung nửa sóng có đường kính nhất định với kích thích đối xứng ở tần số nhất định được xác định bởi điều kiện X = 0, trong đó X là phần ảo của điện trở đầu vào phức Z = R + jX của máy rung. Đầu tiên, độ dài cộng hưởng L® được xác định trong không gian tự do (không có đường truyền) và sau đó, tương tự, độ dài cộng hưởng L trong các điều kiện đã cho là gắn phần tử vào một đường truyền nhất định. Giá trị hiệu chỉnh cần thiết được tính toán dưới dạng l=L-Lo hoặc dưới dạng phần trăm là σ=(l/Lo)·100%. Ảnh hưởng đến chiều dài cộng hưởng của phương pháp buộc chặt phần tử trên hành trình (1, 2. 3), đường kính b của hành ngang tương đương có tiết diện tròn, chiều dài đầu nhô của hành ngang t khi gắn thanh ngang t bộ rung ở đầu của nó, đường kính của bộ rung d và chiều dài của nó (gián tiếp thông qua tần số f, xác định bước sóng X), cũng như ảnh hưởng của khe hở s giữa bộ rung cách điện và đường truyền. Trong bảng 1 cho thấy các khoảng của các tham số mô hình tương đối, kết quả của chúng được sử dụng trong tương lai để thu được các mối quan hệ tính toán thực nghiệm. Đối với đường ngang lục giác với phương pháp lắp bộ rung 3, kích thước b = 1,09D. Việc đánh giá “chiều dài hiệu dụng” của hành trình di chuyển, tức là khoảng cách từ bộ rung đến các đầu của hành trình di chuyển, sự gia tăng mà thực tế không dẫn đến thay đổi giá trị hiệu chỉnh, có thể được thực hiện từ các kết quả mô phỏng. thể hiện trong hình. 2. Có tính đến các hạn chế của chương trình WIPL, đối với mô hình hóa ở dải tần 150... 1200 MHz và trên toàn bộ dải đường kính ngang 7,4...29,6 mm, chiều dài hiệu dụng t1 được lấy bằng 92 mm. Kết quả mô phỏng Trong bộ lễ phục. 2 - 4 hiển thị các biểu đồ được chọn thể hiện bản chất sự phụ thuộc của hiệu chỉnh vào các tham số mô hình. Chúng ta hãy lưu ý một số mẫu chung. Sự hiện diện của một đường truyền kim loại, độ dày của nó lớn hơn độ dày của bộ rung, với tất cả các phương pháp buộc chặt dẫn đến sự rút ngắn đáng kể về mặt điện của bộ rung, tức là làm tăng tần số cộng hưởng của nó. Để khôi phục độ dài cộng hưởng về tần số trước đó, cần tăng chiều dài thiết kế của máy rung bằng mức rút ngắn l. Phân tích cho thấy hiệu ứng này là do dòng điện chạy ngang. Do đó, nó không thể được phát hiện bằng cách lập mô hình di chuyển ngang bằng cách sử dụng các chương trình dành cho dây dẫn mỏng (MININEC, ELNEC, MMANA), trong đó chỉ tính đến dòng điện dọc của dây dẫn, ngay cả khi bạn đặt đường kính dây đủ lớn. Từ hình. 2 theo đó bộ rung càng dài thì giá trị hiệu chỉnh l càng nhỏ. Ở tần số 600 và 1200 MHz, ảnh hưởng của cộng hưởng ngang là đáng chú ý, mặc dù không đáng kể. Ảnh hưởng của chuyển động ngang được thể hiện rõ nhất trong các kết nối được thực hiện theo phương pháp 3 và khi buộc chặt máy rung mà không tiếp xúc điện, nó phụ thuộc đáng kể vào kích thước của khe hở s trong phương pháp 1 và hầu như không phụ thuộc vào kích thước của khe hở ( trong giới hạn hợp lý) trong phương án buộc chặt 2. Độ lớn của hiệu chỉnh đối với độ dày ngang nhất định phụ thuộc khác nhau vào độ dày của bộ rung (Hình 3): đối với các kết nối có tiếp điểm loại 3, nó giảm đáng kể khi tăng đường kính của bộ rung; đối với các kết nối loại 2 không có tiếp điểm, trên ngược lại, nó tăng lên, và trong phương pháp 1, sự phụ thuộc này rất không đáng kể và thực tế không có ở độ hở bằng 1,5. Ảnh hưởng của tần số giảm xuống mức tăng vừa phải trong giá trị l với tần số tăng dần - 2...100 lần trong dải tần 1200...XNUMX MHz. Độ dày (đường kính) của đường ngang có ảnh hưởng mạnh nhất đến giá trị hiệu chỉnh (Hình 4). Do đó, ở tần số 800 MHz, đường kính bộ rung là 2 mm (chiều dài cộng hưởng không tính cánh tay đòn là 176,2 mm) và đường kính cánh tay đòn b=14,8 mm, mức hiệu chỉnh là 9,74 mm (nhân tiện, trong trường hợp này gần với giá trị 2b/3, được đưa ra trong tài liệu như một khuyến nghị để điều chỉnh độ dài của bất kỳ máy rung nào có kết nối loại 3). Sự tăng gấp đôi của b dẫn đến sự gia tăng của I với hệ số 2,47 và sự giảm gấp đôi dẫn đến sự giảm tương ứng của l theo hệ số 2,59. Sự hiệu chỉnh tăng đáng kể khi điểm gắn bộ rung di chuyển ra khỏi điểm cuối của đường ngang được xác định lên đến khoảng cách 3...5 đường kính ngang (Hình 4) và nếu bộ rung được lắp ở cuối của ngang (t = 0), thì giá trị của l có thể xấp xỉ 60.. .70% giá trị tối đa. Trong bộ lễ phục. Hình 5 thể hiện bản phác thảo của một số mô hình có mặt cắt hình chữ nhật và hình vuông. Trên mô hình theo Hình. 5a, các tính toán hiệu chỉnh được thực hiện để so sánh với phương pháp buộc chặt tương tự (1) trên phương ngang lục giác có cùng đường kính mặt cắt ngang hình tròn tương đương với phương pháp 3 (b = 14,8 mm). Sự so sánh này được thể hiện trong Hình. 6, từ đó suy ra rằng trong trường hợp này, khi bộ rung song song với một trong các mặt của đường ngang hình vuông, thì ảnh hưởng của đường ngang đó mạnh hơn đáng kể. Đường kính của mặt cắt ngang tròn tương đương với dầm ngang hình vuông được buộc chặt theo phương pháp 3 (Hình 5, d) được tính bằng b = 1.14D.
Ứng dụng thực tế Dựa trên các kết quả mô hình hóa, các biểu thức thực nghiệm đã thu được cho các phương pháp gắn bộ rung khác nhau vào đường truyền, liên quan đến mức độ hiệu chỉnh cần thiết đối với dữ liệu ban đầu (kích thước và tần số). Để tìm ra những phần phụ thuộc này, nhiều quy trình hồi quy đã được sử dụng (Stat-graphtcs plus v.2.1 [10]). Sai số bình phương trung bình gốc khi tính giá trị tương đối của hiệu chỉnh l/b sử dụng các công thức là 0,0115 đối với phương pháp siết chặt 1, 0,00758 đối với phương pháp siết chặt 2 và 0,0132 đối với phương pháp siết chặt 3. Các công thức tính toán rất phức tạp và không được đưa ra ở đây. Dựa trên các công thức thu được, các chương trình tính toán được biên soạn. Nội dung của chương trình: boom_r.bas tiếng Nga và boom_e.bas tiếng Anh bằng ngôn ngữ Turbo-Basic, cũng như các tệp thực thi boom_r.exe và boom_e.exe tương ứng, có thể được tải xuống do đó. Việc nhập dữ liệu được thực hiện ở chế độ hộp thoại với các hạn chế theo bảng. 1. Do các chương trình hoạt động trên các kích thước tương đối nên dải tần số để tính toán không bị giới hạn bởi dải mô phỏng. Trong bảng 2 hiển thị để so sánh các giá trị hiệu chỉnh (phương pháp lắp 3) cho tần số 432 MHz, do DL6WU [8] thu được đối với phần tử có đường kính d chưa xác định và được tính toán bằng chương trình của chúng tôi cho ba giá trị của d. Máy rung không cộng hưởng Các kết quả thu được cũng có thể được sử dụng để hiệu chỉnh độ dài của các bộ dao động thụ động không cộng hưởng của ăng-ten “kênh sóng”. Để làm điều này, trước tiên bạn cần tính giá trị tương đối của hiệu chỉnh cho bộ rung cộng hưởng trong cùng điều kiện. Chương trình cần chuyển đổi hiệu chỉnh tuyệt đối l (tính bằng milimét) thành hiệu chỉnh tương đối σ (tính bằng phần trăm). Sau đó, áp dụng cùng một giá trị hiệu chỉnh tương đối l cho chiều dài đã tính toán (không tính đến ảnh hưởng của hành trình di chuyển ngang) của bộ rung thụ động và kết quả là thu được giá trị tuyệt đối của hiệu chỉnh. Ví dụ: chiều dài ước tính của gương phản xạ có đường kính 20 mm ở tần số 50 MHz là 3060 mm. Đường kính dầm ngang b=80 mm, t=140 mm, lắp chặt loại 3 hoặc loại 1 với khe hở s=20 mm. Tính toán bằng chương trình cần cho kết quả hiệu chỉnh l=32,74 mm (σ=1,15%) đối với dây buộc loại 3, l=8,44 mm (σ=0,3%) - đối với loại 1. Do đó, trong trường hợp đầu tiên, tấm phản xạ cần được lắp đặt mở rộng nó thêm 1,15% chiều dài tính toán của nó, tức là thêm 3060-0,0115 = 35,2 mm và trong giây - bằng 0,3% chiều dài tính toán của nó, tức là thêm 3060 0,003 = 9,18 mm. Kỹ thuật này, với sai số lệch pha lên tới ±3°, có thể áp dụng cho các máy rung có chiều dài khác với các máy rung cộng hưởng từ ±10% trở xuống. Trong trường hợp này, ảnh hưởng của việc di chuyển ngang mà không có hiệu chỉnh có thể dẫn đến độ lệch pha một góc lên tới ±15°. Ảnh hưởng của các máy rung khác cũng có thể dễ dàng được tính đến bằng cách sử dụng các công cụ mô hình hóa ăng-ten dây đơn giản, ví dụ: MININEC, v.v. Tính phù hợp của kỹ thuật này đã được thử nghiệm trong thực tế, đặc biệt là trong việc phát triển các ăng-ten “kênh sóng” 11 phần tử cố định trong dải tần 820...875 MHz cho các thuê bao di động ở xa. Chiều dài tính toán của tất cả các phần tử (d = 5,6 mm) tăng 2,3% khi lắp đặt trên dầm ngang bằng nhôm có đường kính 15 mm theo phương pháp 2 với chiều dài các đầu nhô ra của dầm ngang không nhỏ hơn 60 mm. Tuy nhiên, nếu phần tử (gương phản xạ hoặc bộ điều hướng cuối cùng) được lắp đặt ở khoảng cách 10 mm tính từ điểm cuối của đường ngang thì chiều dài của nó chỉ được tăng thêm 1.5%. Chúng tôi hy vọng rằng kết quả thu được có thể hữu ích cho những người nghiệp dư về vô tuyến cũng như các nhà phát triển và thiết kế ăng-ten rung cho truyền hình, liên lạc vô tuyến và các ứng dụng khác. Các câu hỏi, đánh giá, đề xuất, nhận xét, phê bình sẽ được tiếp nhận một cách biết ơn tại: . Các tác giả xin chân thành cảm ơn V.V. Krylov và I.P. Kovalev vì những lời khuyên và nhận xét quý giá. Văn chương
Tác giả: A. Grechikhin (UA3TZ), N. Seleznev, Nizhny Novgorod Xem các bài viết khác razdela Ăng ten. Học thuyết. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Các phân tử tổng hợp tiêu diệt dị ứng ▪ Bộ định tuyến Netgear R6250, 802.11ac (Wi-Fi 5G) Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của bộ khuếch đại công suất RF của trang web. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết của Romain Rolland. câu cách ngôn nổi tiếng ▪ bài viết Ai đã phát minh ra bản nhạc? đáp án chi tiết ▪ Bài báo Thợ điện trên mạng cáp. Mô tả công việc ▪ bài viết Véc ni pyroxylin mờ đục. Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên ▪ bài viết Bộ chuyển đổi 12/220 volt. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |