Hệ số Q và hiệu suất của anten vòng. 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

Anten vòng kích thước nhỏ đã được những người nghiệp dư vô tuyến quan tâm trong nhiều năm. Gần đây, đã xuất hiện các ăng-ten thương mại được điều chỉnh từ xa bằng cách sử dụng KPI điều khiển bằng động cơ.

Ai cũng biết rằng hệ số chất lượng Q của khung nhỏ (so với bước sóng X) cao và do đó, băng thông 2Δf \u0d f 0 / Q không quá vài phần trăm tần số cộng hưởng f XNUMX của nó. Có truyền thuyết hoặc dữ liệu hoàn toàn không đáng tin cậy về hiệu quả (hiệu suất) của khung.

Trong điều kiện vô tuyến nghiệp dư, thật dễ dàng để tạo một ăng-ten vòng, điều chỉnh nó theo tần số mong muốn f 0 và khớp nó với bộ nạp. Cũng dễ dàng xác định băng thông 2Δf, ít nhất bằng cách tăng mô đun của điện trở đầu vào lên 1,4 lần với độ lệch Δf. SWR trong bộ nạp sau đó thay đổi từ đơn vị ở tần số f 0 thành khoảng 2,6 ở tần số f 0 ± Δf. Nó chỉ ra rằng những dữ liệu này là khá đủ để đánh giá hiệu quả của ăng ten vòng được xây dựng, tất nhiên, kích thước của nó cũng đã được biết... Hãy cùng tác giả rút ra một số công thức đơn giản sẽ cho phép chúng ta đánh giá hiệu quả. Nếu ai đó không thích toán học, anh ta có thể chỉ cần nhìn vào phần cuối của bài viết với các kết luận và kết quả. Tôi hy vọng chúng không có vẻ phức tạp với anh ấy (hi).

Vì vậy, chúng ta sẽ nói về một khung "tròn" có chu vi p = πD, nhỏ hơn đáng kể so với λ/2 (Hình 1). Độ tự cảm của vòng lặp được bù bằng điện dung của tụ điều chỉnh C, do đó, ăng-ten được điều chỉnh thành cộng hưởng và điện trở của nó trở nên hoạt động hoàn toàn và bằng R∑ + Rn, trong đó R∑ là điện trở bức xạ; Rn là điện trở tổn thất. Trong trường hợp này, một dòng điện vòng có biên độ cực đại được thiết lập trong khung với sự phân bố gần như đồng đều dọc theo chu vi. Phối hợp với cáp được thực hiện theo nhiều cách khác nhau: vòng giao tiếp, biến áp ferrite hoặc vòng gamma, như trong hình. 1.

Trước tiên chúng ta hãy đưa ra các công thức đã biết từ lý thuyết về ăng ten hữu ích trong việc tính toán ăng ten vòng. Như chúng ta có thể thấy, điện trở bức xạ R∑ = 20π2р4/λ4 của nó khá nhỏ và giảm nhanh khi chu vi giảm. Họ cũng cố gắng làm cho khả năng chống mất mát nhỏ đi, vì hiệu suất = R∑/(R∑ + Rn).

Hệ số chất lượng của khung, cũng như mạch dao động thông thường, bằng tỷ số giữa điện trở cảm ứng ở tần số cộng hưởng X = 2πf 0L với tần số hoạt động: Q = X/2(R∑ + Rn). Hai trong mẫu số được đưa vào để tính đến trở kháng đầu ra của máy phát hoặc trở kháng đầu vào của máy thu được chuyển đổi thành khung, bằng (bằng các điều kiện phù hợp) với trở kháng hoạt động của ăng ten. Đối với ăng-ten không tổn thất (Rn = O, hiệu suất = 100%), hệ số chất lượng là một giá trị hữu hạn, do tổn thất bức xạ hữu ích vẫn còn: Q0 = X / 2R∑. Cũng dễ dàng chứng minh rằng hiệu quả = Q/Q0.

Để tính độ tự cảm của vòng lặp, khá nhiều công thức đã được đề xuất trong tài liệu hơi khác nhau về hệ số số (không có công thức chính xác tuyệt đối, vì rất khó tính đến các hiệu ứng nhỏ: sự khác biệt về hình dạng so với hình tròn, đường kính cuối cùng của dây, dòng điện phân bố trên bề mặt của nó, hiệu ứng da, v.v.). Tác giả ưu tiên sử dụng công thức đơn giản và chính xác nhất - L = μ0R ln(R/r), trong đó μ0=4π10-7 H/m là hằng số từ tính; R = D/2 và r = d/2 lần lượt là bán kính của khung và dây. Tất cả các thứ nguyên ở đây đều nằm trong hệ đơn vị SI. Ta thấy rằng độ tự cảm tỷ lệ thuận với đường kính vòng dây D nhân với hệ số hình dạng β = ln(D/d). Các giá trị của nó được hiển thị trên biểu đồ (Hình 2)

Chúng tôi tính toán điện kháng cảm ứng X = 2πf0L = πf0Lμ0Dβ và chuyển từ tần số sang bước sóng, có tính đến f0 = c/λ. c = 1√μ0 / e0(tốc độ ánh sáng) và √μ0 / e0 = 120π (trở kháng sóng của không gian trống):

Nó vẫn còn để tìm ra yếu tố chất lượng:

Đối với các ăng-ten nhỏ khác (xem các bài viết trước của tác giả về chủ đề này), hệ số chất lượng tỷ lệ nghịch với lập phương của kích thước tuyến tính hoặc thể tích trường gần của ăng-ten. Hãy đơn giản hóa công thức: vì π ≈ 3 với sai số không quá 5%, cuối cùng chúng ta có thể viết ra:

Q0 = β (λ / p) 3.

Đây phải là hệ số chất lượng của ăng ten vòng với hiệu suất = 100%. Nếu giá trị đo được của Q nhỏ hơn (và về mặt lý thuyết là không thể nhiều hơn), thì hiệu quả = Q / Q0. Giờ đây, những người nghiệp dư vô tuyến sẽ có thể, bằng cách tính toán hệ số chất lượng Q0 cần thiết từ chu vi đã biết của khung và đo hệ số chất lượng thực Q, để xác định hiệu quả của ăng-ten của họ.

Tác giả: Vladimir Polyakov (RA3AAE), Moscow

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 Máy tính thu nạp trí tưởng tượng của nhà thiết kế 07.01.2005 Trong nhiều phòng thiết kế, bảng vẽ đã được thay thế bằng màn hình máy tính, và các kỹ sư thiết kế không vẽ mà kết hợp thiết kế của họ từ các bản vẽ có sẵn của các cụm và bộ phận riêng lẻ được lưu trong bộ nhớ của máy tính. Thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính giúp tăng tốc và đơn giản hóa công việc của một kỹ sư, nhưng, như một thử nghiệm được thực hiện tại Đại học Kỹ thuật Dresden (Đức) cho thấy, ở giai đoạn đầu của thiết kế, làm việc theo cách cũ, với giấy vẽ, tốt hơn là bút chì và bút vẽ. 66 sinh viên, những kỹ sư tương lai có thể làm việc với các chương trình máy tính để thiết kế, đã được yêu cầu thiết kế một bếp nướng thịt nướng. Đồng thời, 22 học sinh chỉ được phát giấy và đồ chuẩn bị, 22 học sinh khác phải tự vẽ phác thảo trên máy tính bảng bằng bút chì điện tử, và nhóm thứ ba được trang bị máy tính với phần mềm thiết kế tự động mới nhất. Kết quả của hai nhóm đầu tiên không chỉ vượt qua thành công của các nhà thiết kế máy tính, mà còn xuất hiện nhanh hơn nhiều. Và các bản phác thảo "thủ công" dễ đọc hơn. Theo các nhà tâm lý học tiến hành thí nghiệm, bút chì dễ sử dụng hơn nhiều so với máy tính với hệ thống lệnh và menu phức tạp. Nỗ lực tinh thần chủ yếu tập trung vào việc làm đúng chương trình, không phải để tìm ra các giải pháp kỹ thuật thanh lịch. Trong tương lai, khi cụ thể hóa ý tưởng, tốt hơn là sử dụng máy tính.

Tin tức thú vị khác:

▪ Dòng điện chống bám bẩn

▪ Hiệu quả của việc tập luyện phụ thuộc vào thời gian trong ngày

▪ Khi chúng ta ngủ, chúng ta nhớ

▪ thần kinh nhân tạo

▪ Máy đếm bước đi của thế kỷ XNUMX

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 Thiết bị điện gia dụng. Lựa chọn các bài viết

▪ bài viết Rắn lục. biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Con tằm được sử dụng lần đầu tiên khi nào? đáp án chi tiết

▪ Điều Golden Root. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài báo Một máy dò kim loại đơn giản với mạch 4,6 kHz. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Quy mô tuyến tính phát quang. 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