ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Roi 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 VHF 1. Định nghĩa và khái niệm Ăng-ten không đối xứng (roi) là những ăng-ten được đặt trực tiếp tại mặt đất (hoặc màn hình kim loại) vuông góc (ít thường xuyên xiên hơn) với bề mặt của nó. Nếu chúng ta giả định rằng trái đất là dẫn điện lý tưởng và có tính đến hình ảnh phản chiếu, thì một máy rung một đầu có thể được coi là một nửa của máy rung cân bằng tương đương của nó (Hình 1).
Điện trở bức xạ của một máy rung không đối xứng nhỏ hơn hai lần so với một máy rung đối xứng tương đương, vì tại cùng một dòng điện, máy phát ra một nửa công suất (không có bức xạ vào nửa không gian phía dưới) [1]. Điện trở đầu vào của bộ rung không đối xứng nhỏ hơn hai lần so với điện trở của bộ rung đối xứng tương đương, vì với cùng một dòng điện cung cấp, điện áp nguồn đầu tiên nhỏ hơn hai lần (Hình 1). Hệ số tác dụng định hướng của một bộ rung không đối xứng gấp đôi so với một bộ rung đối xứng tương đương, vì ở cùng một công suất bức xạ, cái trước cung cấp gấp đôi mật độ công suất góc, vì tất cả công suất của nó được bức xạ vào một nửa không gian (Hình 2) . Tất cả những điều trên đều đúng đối với một máy rung không đối xứng lý tưởng, nghĩa là khi trái đất là một vật dẫn lý tưởng. Nếu trái đất có đặc tính dẫn điện kém thì trường bức xạ của máy rung sẽ thay đổi. Ngoài ra, điều này dẫn đến giảm biên độ dòng điện trong máy rung và do đó làm tăng điện trở của nó và giảm công suất phát ra. Đất là một chất điện môi có hằng số điện môi cao (gần 80), dẫn đến sự thay đổi độ dài điện của lưỡng cực ảo, cũng như độ dài đường đi của dòng điện dịch chuyển. Kết quả là sự biến dạng hoàn toàn của mô hình bức xạ (nâng các thùy lên trên và sự biến mất của bức xạ ở những góc nhỏ so với đường chân trời) và sự gia tăng điện trở của chốt. Vì lý do này, đất thực tế không được sử dụng làm "đất", mà là đất nhân tạo được sử dụng. 2. Roi đất Tính toán lý thuyết cho thấy tổn thất lớn nhất xảy ra ở vùng có bán kính 0,35 bước sóng, do đó, ở vùng này nên “kim loại hóa” trái đất: nối các dây xuyên tâm với nhau bằng dây nối (Hình 3). Sẽ rất tốt nếu quá trình kim loại hóa này được thực hiện dọc theo toàn bộ khoảng cách của các đối trọng.
Các đối trọng nên được cách ly với mặt đất. Nếu chúng nằm trên mặt đất, thì từ độ ẩm, chiều dài điện của chúng sẽ không được cộng hưởng cho ăng-ten. Ngoài ra, các đầu của chúng phải được cách ly với mặt đất. Chỉ trong một trường hợp không thể cách ly các đầu của đối trọng khỏi mặt đất: nếu chúng được kết nối an toàn bằng một vòng đệm (Hình 3). Chúng ta đừng bao giờ quên rằng một ăng-ten roi lý tưởng có hiệu suất là 47% và hiệu suất của ăng-ten có 3 đối trọng là dưới 5%. Điều này có nghĩa là khi làm việc với một ăng-ten roi có ba đối trọng, trong số 200 watt cung cấp cho thanh, 180 watt (!!!) sẽ bị lãng phí một cách vô ích, đồng thời tạo ra TVI. Nhiều quá trình trong tầng điện ly là phi tuyến tính, tức là Sự phản xạ của sóng vô tuyến bắt đầu ở mức công suất 7 watt cung cấp cho ăng-ten của bạn và không còn xảy ra ở mức 5 watt nữa. Điều này có nghĩa là bạn đang bỏ lỡ các khả năng DX QSO độc đáo trong khi tiết kiệm dây đối trọng. Nó cũng cần tính đến sự biến dạng của mẫu bức xạ với một số lượng nhỏ đối trọng. Từ hình cầu, nó trở thành cánh hoa, có hướng dọc theo các đối trọng. Bài toán tìm số đối trọng tối ưu đã được tôi giải quyết bằng máy tính. Giải pháp được hiển thị trong hình. 4. Từ đó có thể thấy rằng số đối trọng cần thiết tối thiểu là 12. Với số lượng lớn hơn thì hiệu suất tăng chậm. Các đối trọng nên được đặt ở cùng một khoảng cách tương đối với nhau.
Góc của vị trí của chúng so với chốt phải từ 90 ° đến 1350. Ở các góc lớn hơn và nhỏ hơn, hiệu suất và d.n. bị bóp méo. Đối trọng ít nhất phải dài bằng chốt chính. Điều này có thể được giải thích bởi thực tế là các dòng phân cực chạy giữa chốt và đối trọng chiếm một lượng không gian nhất định, có liên quan đến việc hình thành mô hình định hướng. Giảm chiều dài của các đối trọng, và do đó, giảm lượng không gian phục vụ cho việc hình thành DP, chúng tôi làm xấu đi đáng kể các đặc tính của ăng-ten. Với tính gần đúng tuyệt vời, chúng ta có thể nói rằng mỗi điểm trên chốt tương ứng với điểm riêng của nó trên đối trọng. Tuy nhiên, không nhất thiết phải sử dụng đối trọng dài hơn chốt chính. Đối trọng và bản thân chốt phải được phủ sơn bảo vệ. Điều này là cần thiết để vật liệu làm ăng ten không bị ôxy hóa. Quá trình oxy hóa của bộ rung làm cho ăng-ten không thể sử dụng được do thực tế là một màng oxit mỏng có điện trở đáng kể, và vì hiệu ứng bề mặt được rõ rệt trên RF, năng lượng phát được hấp thụ và tiêu tán thành nhiệt bởi màng này. Chúng tôi rất mong muốn sử dụng sơn vô tuyến cho việc này (sơn mà bộ định vị được sơn). Sơn thông thường có chứa các hạt thuốc nhuộm hấp thụ năng lượng RF. Tuy nhiên, trong trường hợp cực đoan, bạn có thể sử dụng sơn thông thường. 3. Kích thước Antenna Roi Như đã biết, điện trở bức xạ của ăng-ten Rizl tỷ lệ thuận với tỷ lệ L/d, trong đó L là chiều dài và d là đường kính của ăng-ten. Tỷ lệ L/d càng thấp thì ăng-ten càng rộng và hiệu quả càng cao. Cần lưu ý khi sử dụng máy rung dày sẽ gây “hiệu ứng cuối”. Nó được xác định bởi điện dung giữa hai đầu của máy rung và mặt đất. Về mặt vật lý, điều này được thể hiện ở chỗ ăng-ten hóa ra "dài" hơn so với tính toán. Để giảm bớt nó, các chân băng thông rộng thường có hình dạng thon gọn. Tính toán cho thấy độ dày yêu cầu tối thiểu của đối trọng phải là d = D / 2,4n, trong đó d là đường kính của đối trọng, D là đường kính của chốt, n là số lượng đối trọng. Thường thì những người nghiệp dư của đài không thể lắp chân sóng 3/90 mà phải dùng chân cắm nhỏ hơn. Về nguyên tắc, có thể khớp một chân có độ dài bất kỳ với sự trợ giúp của các thiết bị phù hợp. Tuy nhiên, các chân ngắn có điện trở hoạt động thấp và cao [XNUMX] và sẽ được kết hợp rất không tối ưu (lên đến XNUMX% năng lượng có thể bị tiêu tán trên chính các thiết bị phù hợp). Và nếu các đối trọng ngắn thay thế cũng được sử dụng, thì hiệu quả của hệ thống ăng-ten như vậy sẽ rất thấp. Tuy nhiên, trong truyền thông di động, các ăng-ten thay thế như vậy thường được sử dụng. Nhưng điều này chỉ là do các loại anten rút ngắn khác sẽ hoạt động tồi tệ hơn! 4. Các mô hình định hướng của ăng-ten roi Nhiều người quan tâm đến việc chiều cao của thanh ảnh hưởng như thế nào đến phương hướng của nó trong mặt phẳng nằm ngang và liệu lực cản của nó có phụ thuộc vào chiều cao của hệ thống treo hay không. Kết quả quan trọng nhất [4] là sự phân bố dòng điện trong chân cắm không phụ thuộc vào độ cao của hệ thống treo của nó khi có một “mặt đất” lý tưởng. Trong thực tế, điều này có nghĩa là cho dù chốt ở độ cao nào thì điện trở của nó sẽ không đổi. Kết quả tổng thể của giải pháp cho thấy nếu chân cắm được điều chỉnh theo hướng cộng hưởng thì đầu dưới của nó có thể được nối đất. Hơn nữa, nó có thể được cấp nguồn bất cứ lúc nào. Dựa trên kết quả của kết luận quan trọng này, người ta đã tạo ra các ăng-ten roi (ăng-ten cờ, ăng-ten cột), đầu dưới của chúng được nối với mặt đất và được cấp nguồn thông qua kết hợp gamma. Các dạng bức xạ của mặt phẳng thẳng đứng của chốt nửa sóng được thể hiện trong hình. 5. Hình này cho thấy rằng ăng ten càng lên cao thì góc bức xạ tới đường chân trời càng phẳng. Điều này là do thực tế là diễn ra quá trình cộng sóng phát ra từ chốt và sóng phản xạ từ mặt đất. Nếu đất có đặc tính dẫn điện kém, thì dạng bức xạ sẽ gần với dạng của một chốt trên mặt đất. Nâng ăng-ten lên độ cao hơn bước sóng không có ý nghĩa, bởi vì. trong trường hợp này, góc bức xạ không còn giảm nữa mà chỉ có các thùy phía trên bắt đầu phân mảnh.
Một đặc điểm thú vị nữa của các chân nên được ghi nhớ, chiều cao của chân đó bằng bước sóng hoặc hơn. Ăng-ten như vậy được sử dụng trong truyền thông chuyên nghiệp như là ăng-ten chống mờ [5]. Điều này có nghĩa là một ăng-ten như vậy sẽ nhận được tín hiệu đến mà không có vấn đề gì với sự mờ dần trên chân hoặc lưỡng cực sóng XNUMX/XNUMX. 5. Kết hợp ăng ten roi Để hoạt động thành công, ăng ten roi phải phù hợp. Mặc dù có sự đa dạng rõ ràng về các thiết bị và chân cắm phù hợp, chúng có thể được chia thành 3 nhóm. 1. Chốt được đấu, độ dài điện bằng một phần tư bước sóng; 2. Một chốt có chiều dài điện lớn hơn yêu cầu, chiều dài này được "loại bỏ" bằng cách sử dụng một hộp đựng; 3. Pin dài hơn một phần tư bước sóng. Độ dài bị thiếu được "thêm" bởi một cuộn cảm. Cần phải nhớ rằng tụ điện và cuộn dây phải có hệ số chất lượng cao nhất có thể, đồng thời TKE và TKI càng tốt càng tốt. Thông thường, điện dung của tụ rút ngắn có thể nằm trong khoảng 100 pF ở tần số 28 - 18 MHz, thông số của cuộn dây kéo dài là vài μH đến 21 MHz, hàng chục - đến 3,5 MHz. Kết luận, cần lưu ý rằng thực hành đối sánh này có thể áp dụng cho các chân có độ dài là bội số của một phần tư bước sóng. 6. Các loại anten roi Máy rung không đối xứng với màn hình có kích thước hữu hạn (Hình 3). Ăng-ten này chủ yếu được sử dụng bởi đài nghiệp dư. Như một màn chắn, các đối trọng có chiều dài ít nhất một phần tư bước sóng thường được sử dụng. Máy rung vòng không đối xứng (Hình 6). Tiến sĩ của ông trùng với d.s. ghim cổ điển. Tuy nhiên, nó có ưu điểm là một đầu được nối đất. Bằng cách chọn độ dày dl và d2, bạn có thể thay đổi điện trở đầu vào của nó trong một phạm vi rộng. Với d1 = d2, điện trở của máy rung sẽ là 146 ôm.
Điện trở của một máy rung không đối xứng có các bề dày khác nhau được tính theo công thức / 1 /: Ra = (1 + n2) .36n, trong đó n = ln (d / d1) / ln (d / d2). Máy rung phạm vi rộng được làm bằng ống, chốt và tấm dày. Chúng có thể là hình nón hoặc hình thoi, hình trụ, đặc hoặc dạng lưới (Hình 7). Phạm vi phủ sóng của dải tần hoạt động phụ thuộc vào tỷ lệ I/O. Nó càng nhỏ thì máy rung càng rộng. Ăng-ten nổi tiếng UW4HW là máy rung đơn cực băng thông rộng và bộ phát dọc UA1DZ là máy rung đối xứng băng thông rộng .
Anten hình nón là một trường hợp đặc biệt của bộ rung băng rộng (Hình 8).
Trường bức xạ được tạo ra bởi dòng điện chạy quanh hình nón, đĩa đóng vai trò như một màn chắn và hầu như không bức xạ. Ở góc mở 600, hệ số chồng chéo phạm vi cao nhất đạt được, bằng 0,5, với BV > 50 trong bộ cấp nguồn có trở kháng đặc tính là 3,6 Ohms. Trong trường hợp này, bước sóng tối đa là 8. Mẫu bức xạ của ăng-ten đĩa KB và VHF gần giống như mẫu bức xạ của một thanh thông thường. KB sử dụng phiên bản dây của ăng-ten hình nón (Hình XNUMXb), trong đó quạt dây phẳng được sử dụng thay vì hình nón và hệ thống nối đất bằng dây hướng tâm được sử dụng thay vì đĩa. Riêng biệt, tôi muốn chú ý đến cột ăng-ten. Một đặc điểm của các ăng-ten như vậy là đầu dưới của chúng được nối đất.
Ăng ten nguồn cấp trên cùng (Hình 9) được kích thích bằng cách sử dụng một bộ nạp đặt bên trong cột buồm. Về cơ bản nó là như vậy. D.Sc. nó giống như của pin thông thường, nhưng tổn thất trong quá trình truyền và nhận lớn hơn, vì sóng vô tuyến bị phản xạ từ mặt đất khi phát ra. Ăng-ten cấp nguồn trung bình (Hình 10) là một cột gồm hai phần, được kích thích nối tiếp tại các điểm 1 và 2 bởi điện áp được cung cấp bởi một bộ cấp nguồn được lắp đặt bên trong phần dưới. Điện trở ăng-ten tại các điểm cấp dữ liệu là Ra=Rb/cos2kll, trong đó k là hệ số rút ngắn, Rb là điện trở của bộ rung “thuần túy” tại điểm 3. Bằng cách chọn tỷ lệ giữa 11 và 12, bạn có thể ghép ăng-ten với bộ cấp nguồn. Điều quan trọng cơ bản là bộ cấp nguồn phải đi qua bên trong đáy ăng-ten. Nhược điểm là khó khăn với chất cách điện ở phần trên của nó.
Ăng-ten công suất song song (Hình 11) được kích thích song song bằng cách sử dụng một shunt nối với cột ở một độ cao nhất định 11. Thông thường, điện kháng đầu vào của phần dưới và phần trên của ăng-ten có tính cảm và do đó có bản chất điện dung, và xét về trở kháng đầu vào tại điểm 1 thì anten tương đương với một mạch song song. Việc chọn giá trị 11 đảm bảo sự phối hợp tốt nhất với bộ cấp nguồn. Sự phân bố dòng điện sao cho nó làm suy giảm một phần bức xạ của ăng-ten, do đó, shunt phải được chế tạo với kích thước tối thiểu. Cách triển khai cổ điển của công suất shunt là kết hợp gamma. Thông thường, đặc biệt là khi xây dựng ăng-ten cho dải tần số thấp, không thể đặt bộ rung theo phương thẳng đứng so với mặt đất. Khi chốt nghiêng so với mặt đất, tất nhiên, hình thái bức xạ sẽ bị bóp méo. Đặt càng nhiều đối trọng càng tốt dưới phần ăng-ten bị nghiêng. Nếu có thể, cũng cần nâng các đối trọng lên sao cho chúng tạo với ăng ten một góc không quá 135 °. Cần nhớ rằng ăng-ten như vậy khó kết hợp hơn do sự hiện diện của thành phần phản kháng đáng kể. Văn chương
Tác giả: I. Grigorov (UZ3ZK); Xuất bản: cxem.net Xem các bài viết khác razdela Ăng ten VHF. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Sự đông đặc của các chất số lượng lớn
30.04.2024 Máy kích thích não được cấy ghép
30.04.2024 Nhận thức về thời gian phụ thuộc vào những gì người ta đang nhìn
29.04.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Hydrogel thông minh để in XNUMXD ▪ Trạm nhận dạng sinh trắc học Printrak LiveScan Station Portable ▪ Máy bay đổ bộ không người lái đưa thư đến đảo ▪ Bộ não phản ứng nhanh hơn với một giọng nói hung hăng hơn là một giọng nói điềm tĩnh. Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần trang web Bộ điều chỉnh điện, nhiệt kế, bộ ổn định nhiệt. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Dũng cảm, dũng cảm và dũng cảm hơn nữa. biểu thức phổ biến ▪ bài viết Cây thường xanh là gì? đáp án chi tiết ▪ bài báo Filbert. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài Ổn định dòng điện máy phát điện. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết PS một: vận hành và sửa chữa. 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 |