Ăng-ten vòng rút ngắn bằng điện. 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 VHF

Bình luận bài viết

Trong một số trường hợp thực tế, kích thước của ăng-ten tương ứng với bước sóng là lớn không thể chấp nhận được. Do đó, các ăng-ten (nhỏ) rút ngắn bằng điện đã được phát triển. Điều quan trọng nữa là ăng-ten là thành phần duy nhất phát ra hoặc nhận năng lượng điện từ. Một trong những biến thể của ăng-ten như vậy, ăng-ten vòng lặp rút ngắn bằng điện, sẽ được thảo luận trong bài báo. Các thí nghiệm được thực hiện ở các tần số 14, 27 và 430 MHz.

Anten vòng có đặc tính tốt nhất khi, đối với một chu vi nhất định, nó bao phủ diện tích lớn nhất, tức là nó là một khung hình tròn. Nhưng để thuận tiện cho việc xem xét, chúng ta hãy chuyển sang khung hình vuông và sự phân cực dọc của sóng phát ra (nhận) (Hình 1a).

Hệ số định hướng (DAC) của khung hình vuông có chu vi e = λ (λ là bước sóng) trong không gian tự do so với lưỡng cực nửa sóng là 1,35 dB với điện trở rΣ = 100 Ohm [1].

Một vòng vuông phân cực theo chiều dọc có thể được coi là bao gồm hai lưỡng cực dọc nửa sóng được tải ở hai đầu (tải điện dung) và cách nhau một phần tư bước sóng. Không có bức xạ lên và xuống, vì dòng điện trong dây dẫn nằm ngang của khung triệt tiêu lẫn nhau. Sự phân bố dòng điện I và điện áp U dọc theo dây dẫn khung được thể hiện trong hình. 1b. Các điểm A và C, các antinode hiện tại, là các điểm có tiềm năng bằng không. Khi ăng-ten được kết nối với khe hở tại điểm A, một lưỡng cực được cung cấp dòng điện và lưỡng cực kia - tại các điểm B và D - với điện áp ngược pha. Các dạng bức xạ của khung nằm trong không gian trống, trong mặt phẳng thẳng đứng và nằm ngang, được thể hiện trong hình. 1 c, d và có hình dạng gần với dạng bức xạ của một lưỡng cực nửa bước sóng [2].

Việc rút ngắn điện của ăng ten vòng có thể được thực hiện bằng cách tăng tải điện dung của các lưỡng cực bằng cách bật các cực điện áp, tức là, tại các điểm B và D, điện dung, làm thay đổi thêm pha của điện áp tại các điểm này 180 ° (Hình 2, a). Hãy gọi ăng-ten này là ăng-ten vòng lặp rút ngắn của hai nửa khung hình.

Dòng điện trong mạch khung hiện chỉ chạy theo một hướng (Hình 2, b), tức là dòng điện trong các dây dẫn đối diện của khung hóa ra có hướng ngược lại với nhau. Điều này có nghĩa là không có bức xạ theo hướng vuông góc với mặt phẳng của khung, tức là, dạng bức xạ xấp xỉ là một hình tròn trong mặt phẳng thẳng đứng và "hình số tám" theo chiều ngang (Hình 2, c, d). Nếu chúng ta coi hai lưỡng cực nửa sóng có dòng điện bằng nhau ngược chiều là một chất tương tự của ăng-ten này, thì mức tăng trong mặt phẳng nằm ngang so với dạng bức xạ tròn là 3,8 dB [1].

Do đó, về đặc tính của nó, ăng-ten này tiệm cận với ăng-ten từ tính - một ăng-ten có dòng điện phân bố không đổi dọc theo đường viền của vòng lặp và bức xạ chủ yếu là thành phần từ tính của trường điện từ ở vùng gần.

Ăng-ten đang được xem xét có bốn điểm có điện thế bằng không: A, C - cực âm của dòng điện và B, D - trung điểm của khoảng cách giữa các bản của tụ điện - nút điện áp. Theo đó, ăng-ten có thể được cấp nguồn gần những điểm này. Cách đơn giản nhất là sử dụng khớp nối hình chữ T khi được cấp nguồn trong antinode hiện tại (Hình 3, a) [2] hoặc bộ chia điện áp dạng điện dung khi được kết nối với nút điện áp (Hình 3, b) [1].

Các thông số gần đúng của mạch kết nối có thể được xác định từ những cân nhắc sau.

• Ban đầu, khung có chu vi đã chọn e < λ được điều chỉnh để cộng hưởng ở tần số hoạt động f bằng cách sử dụng hai tụ điện giống hệt nhau có điện dung 2C và hệ số chất lượng của khung không tải Q được đo.
• Trở kháng sóng của anten mạch vòng như một mạch LC là PA = 1 / (2πfC).
• Hệ số đưa đường dây điện có trở kháng sóng rl vào mạch ăng ten, dựa trên điều kiện khi khớp, hệ số chất lượng của mạch giảm đi một nửa, k = (PAQ / Рl) 1/2.
• Khoảng cách giữa các điểm nối của khớp chữ T et = e / k.
• Các phần tử của bộ chia điện dung Cn = kC, C '= 4C · k / (k -2).
• Nếu bạn kết nối đường dây điện với khoảng trống trong khung tại điểm A, thì điện trở đầu vào rin = Pa / Q.
• Khả năng chống bức xạ của khung [3] rΣ = 80π2(2πSp/λ2)2, trong đó Sp là diện tích của khung, hay đối với khung tròn rΣ=20π2(e/λ)4.

Một phiên bản khác của ăng-ten vòng rút ngắn bằng điện đã được biết đến - một lưỡng cực nửa sóng có tải điện dung, được gấp lại thành khung (Hình 4, a). Để thực hiện ăng-ten này, chu vi của vòng lặp phải nhỏ hơn một nửa bước sóng. Các điểm có điện thế bằng 4 - điểm A và chính giữa khoảng cách giữa các bản của tụ điện C (Hình XNUMX, b). Dạng bức xạ xấp xỉ trùng với dạng bức xạ của anten vòng gồm hai nửa khung. Đường dây điện được kết nối gần các điểm có điện thế bằng XNUMX, như được thực hiện trong ăng ten vòng có hai nửa khung.

Anten vòng rút ngắn của hai nửa khung được đặc trưng bởi sự phân bố biên độ dòng điện dọc theo dây dẫn vòng đồng đều hơn so với anten vòng có vòng lặp liên tục, do đó, với cùng chu vi, nó có điện trở bức xạ lớn rΣ và, kết quả là, hiệu quả cao hơn ηA (hiệu quả). Độ lợi theo dữ liệu đo đạt 3 dB tại e/λ = 0,2.

Nghiên cứu về một ăng ten vòng rút ngắn của hai nửa khung được thực hiện ở tần số 14, 27 và 430 MHz, đối với tần số 14 MHz, một khung hình vuông làm bằng dây đồng có đường kính 2 mm có chu vi e = 0λ, điện dung 2C = 22 pF, hệ số chất lượng của khung không tải Q = 100, điện trở bức xạ rΣ = 2 Ω, điện trở đầu vào trong antinode hiện tại rin = 10 Ω, hiệu suất ηA - 0,1 và băng thông 0,3 MHz. Để kết nối cáp có trở kháng sóng Pl = 50 Ohm, bộ phân áp điện dung bao gồm các tụ điện C = 47 pF và Cn = 510 pF, và chiều dài của phần dây dẫn khung cho khớp hình chữ T eτ = 160 mm. Việc cân bằng được thực hiện bằng cách sử dụng một vòng ferit và một số vòng dây cáp đồng trục [2]. Ăng-ten được sử dụng làm máy thu trong phòng để theo dõi hoạt động của các đài phát thanh nghiệp dư. Trong một số trường hợp, có thể giảm mức tín hiệu gây nhiễu do tính đối xứng của ăng-ten, làm giảm nhiễu ở chế độ chung và sự hiện diện của "giá trị vô hiệu" trong mô hình bức xạ.

Đối với tần số 27 MHz, một số ăng-ten được tạo từ hai nửa khung có chu vi e = (0,1 ... 0,5)%. Nghiên cứu của họ đưa ra kết quả như sau. Đối với ăng ten vòng đang được xem xét, điện trở bức xạ giảm rất mạnh khi giảm kích thước. Nó phụ thuộc vào bình phương diện tích (hoặc lũy thừa bậc 0,1 của chu vi hình tròn). Do đó, đối với ăng ten vòng có chu vi e < 0.2 A, điện trở bức xạ nhỏ hơn nhiều so với điện trở suy hao và băng thông của ăng ten chỉ được xác định bởi các tham số của mạch LC của ăng ten. Đối với anten vòng có chu vi e > XNUMXA. điện trở bức xạ trở nên tương xứng với điện trở suy hao, hệ số chất lượng bắt đầu giảm, băng thông và hiệu suất của ăng ten tăng lên. Ngoài ra, khi cấp nguồn cho ăng-ten, bạn nên cố gắng đảm bảo rằng các bộ phận trung tâm của bộ rung, tức là các cực âm của dòng điện, không có các phần tử kết nối. Do đó, một bộ chia điện áp kiểu điện dung được ưu tiên hơn so với cách đấu hình chữ T.

Ăng-ten vòng 430 MHz có kích thước 36x22 mm và được làm bằng dây đồng mạ bạc có đường kính 1,5 mm. Điện dung 2C bao gồm tụ điện tông đơ 1...5 pF. Kết hợp hình chữ T không đối xứng đã được sử dụng. Bện cáp với Pl = 50 Ohm được kết nối với điểm tiềm năng bằng không - antinode hiện tại và lõi trung tâm - ở khoảng cách 10 mm so với nó. Băng thông của anten tải là 4,5 MHz, hiệu suất là 0,05 ... 0,1.

Anten vòng được coi là đối xứng, không yêu cầu đối trọng, không có điểm tiềm năng (cho phép sử dụng các phương pháp cấp nguồn thông thường), có thể điều chỉnh bằng tụ điện thay đổi, không nhạy cảm lắm với sự hiện diện của các vật thể điện môi và dẫn điện yếu trong lân cận ngay lập tức của nó và không chứa các phần tử khớp quy nạp. Đối với một chu vi nhất định, ăng-ten vòng tròn ngắn nhất, bao gồm hai nửa khung, được cấp nguồn qua bộ chia điện áp dạng điện dung với tổn thất thấp nhất có thể trong vật liệu khung và tụ điện, có hiệu suất cao nhất.

Văn chương

1. Dededere John. DXing băng tần thấp. American Radio Relay League, Inc. - 1987, tr. 266.
2. Grigorov I. Thiết kế thực tế của anten. - M.: DMK, 2000, 352 tr. phù sa,
3. Grechikhin L. Anten điện nhỏ: khả năng và ảo tưởng. - Đài, 1992, số 11, tr. 8-10.

Tác giả: N. Turkin, St.Petersburg

Xem các bài viết khác razdela Ăng ten VHF.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Sự đông đặc của các chất số lượng lớn 30.04.2024

Có khá nhiều điều bí ẩn trong thế giới khoa học, và một trong số đó là hành vi kỳ lạ của vật liệu khối. Chúng có thể hoạt động như chất rắn nhưng đột nhiên biến thành chất lỏng chảy. Hiện tượng này đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu và cuối cùng chúng ta có thể đang tiến gần hơn đến việc giải đáp bí ẩn này. Hãy tưởng tượng cát trong một chiếc đồng hồ cát. Nó thường chảy tự do, nhưng trong một số trường hợp, các hạt của nó bắt đầu bị kẹt, chuyển từ chất lỏng sang chất rắn. Quá trình chuyển đổi này có ý nghĩa quan trọng đối với nhiều lĩnh vực, từ sản xuất thuốc đến xây dựng. Các nhà nghiên cứu từ Hoa Kỳ đã cố gắng mô tả hiện tượng này và tiến gần hơn đến việc hiểu nó. Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã tiến hành mô phỏng trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng dữ liệu từ các túi hạt polystyrene. Họ phát hiện ra rằng các rung động trong các bộ này có tần số cụ thể, nghĩa là chỉ một số loại rung động nhất định mới có thể truyền qua vật liệu. Đã nhận ... >>

Máy kích thích não được cấy ghép 30.04.2024

Trong những năm gần đây, nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực công nghệ thần kinh đã đạt được những tiến bộ to lớn, mở ra những chân trời mới cho việc điều trị các chứng rối loạn tâm thần và thần kinh khác nhau. Một trong những thành tựu quan trọng là việc tạo ra thiết bị kích thích não cấy ghép nhỏ nhất, do phòng thí nghiệm tại Đại học Rice trình bày. Được gọi là Máy trị liệu qua não có thể lập trình bằng kỹ thuật số (DOT), thiết bị cải tiến này hứa hẹn sẽ cách mạng hóa các phương pháp điều trị bằng cách mang lại nhiều quyền tự chủ và khả năng tiếp cận hơn cho bệnh nhân. Bộ cấy ghép được phát triển với sự cộng tác của Motif Neurotech và các bác sĩ lâm sàng, giới thiệu một phương pháp tiếp cận sáng tạo để kích thích não. Nó được cấp nguồn thông qua một máy phát bên ngoài sử dụng truyền năng lượng điện từ, loại bỏ nhu cầu về dây dẫn và pin lớn điển hình của các công nghệ hiện có. Điều này làm cho thủ tục ít xâm lấn hơn và mang lại nhiều cơ hội hơn để cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân. Ngoài công dụng chữa bệnh, chống ... >>

Nhận thức về thời gian phụ thuộc vào những gì người ta đang nhìn 29.04.2024

Nghiên cứu trong lĩnh vực tâm lý học về thời gian tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với kết quả của nó. Những khám phá gần đây của các nhà khoa học đến từ Đại học George Mason (Mỹ) hóa ra khá đáng chú ý: họ phát hiện ra rằng những gì chúng ta nhìn vào có thể ảnh hưởng rất lớn đến cảm nhận về thời gian của chúng ta. Trong quá trình thử nghiệm, 52 người tham gia đã thực hiện một loạt bài kiểm tra, ước tính thời lượng xem các hình ảnh khác nhau. Kết quả thật đáng ngạc nhiên: kích thước và độ chi tiết của hình ảnh có tác động đáng kể đến nhận thức về thời gian. Những khung cảnh lớn hơn, ít lộn xộn hơn tạo ra ảo giác thời gian đang chậm lại, trong khi những hình ảnh nhỏ hơn, bận rộn hơn lại tạo ra cảm giác thời gian trôi nhanh hơn. Các nhà nghiên cứu cho rằng sự lộn xộn về thị giác hoặc quá tải chi tiết có thể gây khó khăn cho việc nhận thức thế giới xung quanh chúng ta, từ đó có thể dẫn đến nhận thức về thời gian nhanh hơn. Do đó, người ta đã chứng minh rằng nhận thức của chúng ta về thời gian có liên quan mật thiết đến những gì chúng ta nhìn vào. Lớn hơn và nhỏ hơn ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Vận chuyển gây ô nhiễm không khí 08.07.2009 Gần 5% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính của thế giới - carbon dioxide đến từ đội bay hành khách và thương gia trên thế giới, đây là 1,2 tỷ tấn khí, gấp đôi lượng khí thải từ hàng không. Cùng với carbon dioxide, các động cơ tàu biển thải ra không khí 37 triệu tấn nitơ oxit và 20 triệu tấn oxit lưu huỳnh. Các tàu được cung cấp nhiên liệu bằng các phân đoạn dầu nặng giàu lưu huỳnh. Các nhà sinh thái học Hà Lan đã tính toán rằng khi một container được vận chuyển bằng đường biển từ Thượng Hải đến Hamburg, lượng lưu huỳnh điôxít vào khí quyển tương đương với 3950 chiếc ô tô trong cùng thời gian. Và 24 tàu container lớn, mỗi tàu chở 8000 container tiêu chuẩn, gây ô nhiễm không khí nhiều bằng tất cả các loại ô tô trên thế giới cộng lại (có khoảng 750 triệu chiếc trong số đó). Nhiên liệu biển hiện nay chứa 4,5% lưu huỳnh. Tổ chức Hàng hải Quốc tế dự định giảm tỷ trọng này xuống 2012% vào năm 3,5 và thậm chí là 2020% vào năm 0,5. Kể từ tháng 2010 năm 1, chỉ nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh tối đa 0,001% mới được phép sử dụng trong các khu vực vận chuyển đông đúc ngoài khơi Châu Âu. Đúng như vậy, xăng tại các trạm xăng ở châu Âu hiện nay chỉ chứa XNUMX% lưu huỳnh, vì vậy tàu thủy vẫn còn kém xa ô tô.

Tin tức thú vị khác:

▪ Bộ xử lý AMD FX-series mới

▪ Tiện ích Fidget Cube sẽ cai nghiện bạn khỏi những thói quen xấu

▪ Đại dương đã lạnh

▪ Internet di động nhanh nhất

▪ Máy ảnh Canon EOS 6D Mark II

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 trang web Câu đố vui. Lựa chọn các bài viết

▪ điều luật Ngân sách. Giường cũi

▪ bài báo Dòng chữ vô tận nào trên món quà của Mayakovsky dành cho Lilya Brik? đáp án chi tiết

▪ bài viết Bệnh hen phế quản. Chăm sóc sức khỏe

▪ Điều Phương tiện để tẩy và giặt đồng thời. Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên

▪ bài viết Tổ chức và vận hành lắp đặt điện. Quản lý điện. Quản lý hoạt động. 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

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024