|
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 Hiệu ứng anten trung chuyển. 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 / Liên lạc vô tuyến dân dụng Hoạt động bình thường của đường dẫn anten-feeder quyết định phần lớn đến hiệu quả của một đài phát thanh nghiệp dư nói chung. Hiệu ứng được thảo luận trong bài viết này có thể làm giảm đáng kể nó, vì nó thể hiện trong hầu hết các thiết kế ăng ten thực tế (kể cả những ăng ten do nhà máy sản xuất). Phần đầu tiên của bài viết tiết lộ nguyên nhân của hiệu ứng ăng ten bộ nạp và ảnh hưởng của nó đến hoạt động của đường dẫn bộ nạp ăng ten. Trong phần thứ hai, các khuyến nghị thực tế sẽ được đưa ra để loại bỏ ảnh hưởng này. Hầu hết mọi sóng ngắn đều nhận thức rõ tình huống khi công việc truyền dẫn gây nhiễu thiết bị điện tử trong nhà - đèn neon phát sáng khi được đưa đến phần thân của thiết bị phát đã bật và việc tiếp nhận đi kèm với nhiễu mạnh có nguồn gốc cục bộ. Đây là những biểu hiện nổi bật nhất của hiệu ứng ăng ten trung chuyển quen thuộc từ lâu nhưng tương đối ít được nghiên cứu, bản chất và tính năng của chúng được mô tả trong bài báo. Bản chất và nguyên nhân của hiệu ứng ăng ten của bộ nạp Thông thường người ta gọi hiệu ứng ăng-ten là hiện tượng bức xạ hoặc thu sóng vô tuyến của các đối tượng không nhằm mục đích này. Đường nguồn chỉ nên được sử dụng để truyền năng lượng tần số cao từ máy phát đến anten hoặc từ anten đến máy thu. Việc xem xét các nguyên nhân gây ra hiệu ứng ăng ten bộ nạp (AEF) sẽ bắt đầu với chế độ truyền. Như đã biết, trường điện từ phát ra từ ăng-ten được tạo ra bởi dòng điện xoay chiều chạy qua các dây dẫn cấu thành của nó. Hầu như luôn luôn có ăng-ten không ở trong không gian trống. Có thể có nhiều vật thể ở ngay gần nó (ví dụ, trong phạm vi bước sóng a). Đó là các dây của đường dây cung cấp điện, phát sóng vô tuyến và thông tin liên lạc, cột dẫn điện, giá đỡ và người, đường ống, giàn khoan, phụ kiện, thân và thân máy bay, mái và tường của các tòa nhà, thân người điều khiển và bề mặt trái đất . Nếu dòng điện bằng cách nào đó phát sinh trong các vật thể xung quanh (ví dụ, được tạo ra bởi trường gần của ăng-ten), thì trường bức xạ được tạo ra bởi các dòng điện này sẽ cộng vào trường từ dòng điện ăng-ten. Ăng-ten cùng với môi trường xung quanh sẽ được gọi là hệ thống ăng-ten (AS). Trong những điều kiện này, đặc tính của loa có thể khác rất nhiều so với đặc tính tính toán của chính ăng-ten. Để làm cho đặc tính của loa ít phụ thuộc vào môi trường hơn, họ cố gắng nâng ăng-ten lên cao hơn, lắp đặt nó xa hơn các cấu trúc dẫn điện và chế tạo các cột và dây dẫn phi kim loại. Một trong những vật thể gần nhất và về cơ bản không thể tháo rời xung quanh ăng-ten là bộ cấp nguồn cho nó. Bộ cấp nguồn đơn giản nhất là đường dây hai dây hở. Trong trường hợp lý tưởng, các giá trị tức thời của dòng điện trong dây dẫn ở bất kỳ phần nào của bộ cấp nguồn và tại bất kỳ thời điểm nào đều giống nhau về độ lớn và ngược chiều, tức là tổng dòng điện của cả hai dây cấp liệu trong bất kỳ phần nào là số không. Chúng ta sẽ gọi những dòng điện đó là phản pha. Một đường dây hai dây hở sẽ bức xạ ngay cả trong điều kiện này, lý do cho điều này là do khoảng cách d hữu hạn giữa các dây của đường dây. Một đường thẳng đứng phát ra các sóng phân cực thẳng đứng trong mặt phẳng ngang với cực đại trong mặt phẳng của đường thẳng và các sóng phân cực ngang có cực đại vuông góc với mặt phẳng này. Trường bức xạ tỉ lệ với tỉ số d/X. Bức xạ của đường dây hai dây là tối thiểu khi tải đường dây phù hợp và tăng đáng kể khi không phối hợp, khi xuất hiện sóng dòng điện dừng. Hiện tượng được mô tả (trong điều kiện dòng điện ngược pha nghiêm ngặt trong hệ thống dây cấp liệu) được gọi là hiệu ứng ăng ten của cấp nguồn loại 2 (AEF-2) [1]. Trong thực tế, nó biểu hiện rất yếu. Ví dụ, ở tần số 145 MHz, một đường truyền từ cáp truyền hình KATB (hoặc KATP) có chiều dài a/2 và d = 10 mm, do hiệu ứng này, phát ra trường yếu hơn khoảng 50 lần so với một nửa máy rung vòng sóng kết nối với đường dây này. Có nhiều lý do tại sao tổng dòng điện của tất cả các dây trong mặt cắt ngang của đường dây cấp nguồn có thể khác 1. Biểu đồ vectơ (Hình 1) cho thấy rằng với sự khác biệt tùy ý về pha và biên độ của dòng điện I2 và I1 trong các dây riêng lẻ, các dòng điện này có thể được biểu diễn dưới dạng tổng của các thành phần nghịch pha I2n = I1n và cùng pha I2c = l1c (cái sau đôi khi được gọi là kết thúc đơn). Các trường được tạo ra bởi các dòng điện chế độ chung của các dây khác nhau không được bù (như các dòng đối pha), mà được tổng hợp lại. Nếu chiều dài nguồn cấp dữ liệu tương đương với X thì tổng của chúng có thể tạo ra bức xạ bổ sung lớn. Hiện tượng này gọi là hiệu ứng anten của bộ cấp nguồn loại 1 (AEF-1) [2]. Nó nghiêm trọng hơn đáng kể so với AEF-XNUMX. sẽ được thảo luận dưới đây.
Vì AEF thuộc loại thứ nhất (sau đây đơn giản là AEF) được liên kết với dòng chế độ chung, vấn đề xác định nguyên nhân của nó có thể được giảm xuống việc tìm ra nguyên nhân của sự xuất hiện của dòng chế độ chung của đường dây nạp ở chế độ truyền tải (trong chế độ nhận, dòng điện như vậy luôn luôn phát sinh dưới tác dụng của điện từ trường bên ngoài). Hãy xem xét một ăng ten lưỡng cực nằm ngang với một bộ cấp hai dây mà không tính đến "mặt đất". Chúng tôi sẽ giả định rằng AU chỉ bao gồm một ăng-ten và một bộ trung chuyển. Trường bức xạ của loa tại mỗi điểm trong không gian là tổng vectơ của các trường được tạo bởi dòng điện của tất cả các dây dẫn của loa. Tổng trường tại mỗi điểm phụ thuộc vào sự phân bố dòng điện dọc theo dây dẫn của hệ thống. Sự phân bố này ở tần số nhất định được xác định duy nhất bởi hình dạng, kích thước và vị trí của dây loa. cũng như phương pháp kích thích. Những cân nhắc khá rõ ràng dẫn đến kết luận (được xác nhận bằng tính toán và thực hành) rằng với sự đối xứng hình học của loa và kích thích đối xứng (nghịch pha), sự phân bố dòng điện cũng sẽ đối xứng cả dọc theo dây ăng-ten và dọc theo dây cấp liệu. Trong trường hợp này, tổng dòng điện ở chế độ chung của tất cả các dây cấp liệu sẽ bằng 0.
Một ví dụ về trường hợp như vậy được thể hiện trong mô hình ở Hình 2. XNUMX, A. Dòng điện của các dây của bộ cấp nguồn đối xứng có biên độ và phản pha bằng nhau, điều này được xác định bởi tính đối xứng của các nhánh của ăng ten máy rung và vị trí đối xứng của bộ cấp nguồn đối xứng so với các nhánh này, cũng như kết nối đối xứng của các nhánh này. máy phát điện đến đầu đường dây trung chuyển. Bất kỳ lý do nào sau đây có thể dẫn đến sự xuất hiện của dòng điện cấp nguồn ở chế độ chung: sự bất đối xứng của ăng-ten (sự bất đối xứng hình học của các cánh tay, nguồn không ở giữa, Hình 2, b): sự bất đối xứng của nguồn cấp dữ liệu (đường kính hoặc độ dài của dây khác nhau, Hình 2, c); sự bất đối xứng của toàn bộ hệ thống loa (vị trí tương đối không đối xứng của ăng-ten và bộ cấp nguồn, Hình 2, d). Khi tính đến “mặt đất”, sự bất đối xứng hình học của AS so với “mặt đất” (Hình 2, e) và sự bất đối xứng về điện của nguồn so với “mặt đất” (Z1-Z2. Hình 2, f) sẽ được thêm vào đây. Nếu trong tình huống trước đó về nguyên tắc có thể đối xứng hoàn toàn, thì khi cấp nguồn cho ăng-ten đối xứng bằng bộ cấp dữ liệu đồng trục (về cơ bản là không đối xứng) mà không thực hiện các biện pháp đặc biệt, AEF-1 đơn giản là không thể tránh khỏi, mặc dù bộ cấp dữ liệu như vậy không có AEF-2. Điểm đặc biệt của đường dây đồng trục là... rằng ở tần số vô tuyến cao, nó có thể được coi không phải là đường dây hai dây mà là đường dây ba dây. Dòng điện dọc theo bề mặt bên trong và bên ngoài của dây bện cáp có thể khác nhau do hiệu ứng bề mặt. Để phân tích dòng điện ở chế độ chung trong mô hình, bạn có thể biểu diễn bề mặt bên ngoài của dây bện cáp dưới dạng một dây và kết nối trực tiếp máy phát với ăng-ten. Trong trường hợp khi dây dẫn trung tâm của cáp được kết nối với một nhánh của ăng ten đối xứng và bện với ống kia (mô hình - Hình 3, a), thì ngay cả với vị trí đối xứng hình học của cáp so với ăng ten , AEF sẽ xảy ra trong người nói. Nguyên nhân là do sự không đối xứng về điện khi kết nối một nguồn tương đương với một loa đối xứng hình học (nguồn được cho là nguồn điểm và được bật chính xác ở trung tâm của ăng-ten, nhưng bên trái là một cánh tay ăng-ten và ở bên phải là mặt khác cộng với bề mặt bên ngoài của vỏ cáp!). Sự phân bố dòng điện trong trường hợp này phụ thuộc nhiều vào chiều dài điện của bề mặt ngoài của bện cáp (do cách điện bên ngoài, nó lớn hơn khoảng 1% so với chiều dài hình học), với chiều dài cộng hưởng (một số nguyên nửa sóng có tính đến chiều dài nối đất đối với đầu dưới nối đất hoặc số nguyên nửa sóng cộng với a/4 đối với đầu cáp không nối đất, như trong trường hợp của chúng tôi), biên độ tối đa của dòng điện chế độ chung lc của cáp là cực đại và có thể đạt tới 43% biên độ cực đại của dòng I ở cánh tay trái của ăng-ten (Hình 3,b).
Trong ví dụ này, thật tiện lợi khi chỉ ra một "cơ chế" đơn giản hóa của dòng điện cảm ứng dọc theo bề mặt bên ngoài của dây bện, điều này sẽ giúp trình bày rõ ràng hơn các quá trình vật lý dẫn đến AEF. Rõ ràng là một trong những lý do giải thích cho dòng điện ở chế độ chung: nó là một nguồn kích thích tương đương, với một trong các cực mà dây dẫn bên ngoài được kết nối. Tuy nhiên, dây dẫn này cũng nằm trong trường gần của các nhánh ăng ten, các dòng điện trong đó không giống nhau. Kết quả là, có một lý do khác cho dòng điện ở chế độ chung: không đối xứng, và do đó không được bù tại vị trí của bộ nạp, trường gần của chính ăng-ten. Tất nhiên, một ý tưởng như vậy là rất sơ khai, nhưng đôi khi trong thực tế chống lại AEF, không hiểu vì lý do gì mà lý do thứ hai này lại không được tính đến cả. Các ăng-ten phân cực dọc nằm ở độ cao thấp có tính bất đối xứng đáng kể so với “mặt đất” (hoặc mái nhà). Ngay cả khi chúng tôi đảm bảo tính đối xứng tương đối về hình thức của ăng-ten và bộ cấp nguồn (lưỡng cực dọc khi được cấp từ bên cạnh). AEF là không thể tránh khỏi. Do đó, trong hoạt động truyền dẫn, dòng điện ở chế độ chung của bộ nạp có thể xảy ra vì bất kỳ lý do chính nào sau đây:
Ở chế độ nhận, dưới tác động của trường điện từ bên ngoài trên đường dây cấp nguồn, cả dòng điện ngược pha và cùng pha có thể phát sinh trong dây dẫn của nó. Những cái đầu tiên phát sinh trong đường dây hai dây mở và ảnh hưởng trực tiếp đến đầu vào của máy thu (AEF loại 2). Dòng điện ở chế độ chung xảy ra ở bất kỳ đường dây trung chuyển nào. Do nguyên lý tương hỗ nên ảnh hưởng của các dòng điện này đến đầu vào của máy thu (AEF loại 1) càng mạnh thì cường độ tương đối của các dòng điện ở chế độ chung của bộ cấp nguồn của một loa nhất định ở chế độ truyền dẫn càng lớn. . Chỉ các dòng cấp ngược pha mới có thể tác động trực tiếp lên đầu vào máy thu được cấu hình chính xác. “Cơ chế” để chuyển đổi dòng điện chế độ chung ở chế độ nhận thành dòng điện ngược pha tương tự như cơ chế được mô tả ở trên đối với bộ cấp nguồn đồng trục ở chế độ truyền. Một trong những cách là kết nối bề mặt bên ngoài của dây bện với bề mặt bên trong tại điểm kết nối ăng-ten và cách thứ hai - thông qua ăng-ten, sử dụng dòng điện ở chế độ chung trường gần không đối xứng đối với các nhánh khác nhau của ăng-ten với một loa không đối xứng. Các đặc tính của hệ thống loa có tính đến bộ cấp nguồn là một phần của nó khác với các đặc tính được tính toán của ăng-ten nếu không tính đến ảnh hưởng của bộ cấp nguồn. Như vậy. AEF không chỉ là việc thu hoặc truyền trực tiếp bởi bộ cấp nguồn, vì vậy khái niệm này có thể được mở rộng. AEF theo nghĩa rộng là ảnh hưởng của bộ cấp nguồn đến đặc tính của hệ thống anten (cả trong quá trình thu và phát). Hãy xem xét ảnh hưởng này chi tiết hơn. Biểu hiện của hiệu ứng ăng-ten của bộ nạp Những biểu hiện nổi bật nhất của AEF đã được ghi nhận ở trên. Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn những điều này và những biểu hiện quan trọng khác có thể có của AEF. Ví dụ: hãy lấy một máy rung nửa sóng nằm ngang và ăng-ten GP thẳng đứng nổi tiếng có chiều cao λ/4 với ba đối trọng có cùng chiều dài, được gắn ở góc 135° so với bộ phát. Trở kháng đầu vào của ăng-ten như vậy trong không gian trống và không tính đến ảnh hưởng của bộ cấp nguồn là hoàn toàn hoạt động và là khoảng 50 Ohms. Trong bộ lễ phục. Hình 4 cho thấy sơ đồ định hướng (DP) trong mặt phẳng thẳng đứng và sự phân bố dòng điện dọc theo dây của chân (I1) và đối trọng (I2 - I4) trong trường hợp này. Tất cả các đặc tính được đưa ra ở đây đều có được bằng cách sử dụng mô phỏng máy tính mà không tính đến tổn thất.
Trong quá trình lây truyền, các biểu hiện sau của ADF có thể xảy ra. 1. Xuất hiện bức xạ AS có độ phân cực không sơ cấp. Nếu phân cực chính của ăng-ten là thẳng đứng và bộ cấp nguồn không thẳng đứng thì bức xạ của bộ cấp nguồn có thành phần nằm ngang sẽ xuất hiện. Nếu phân cực của anten chính là nằm ngang và bộ cấp nguồn không nằm ngang thì bức xạ của bộ cấp nguồn có thành phần thẳng đứng sẽ xuất hiện. Ví dụ - mẫu trong mặt phẳng thẳng đứng Hình. 5 cho một lưỡng cực nằm ngang. Thành phần dọc của trường En do AEF tạo ra bằng khoảng 30% thành phần ngang hữu ích En. Và đây là một hiệu ứng rất không mong muốn, chẳng hạn như đối với việc thu sóng truyền hình.
2. Thay đổi mẫu theo phân cực chính. Bức xạ từ bộ cấp nguồn có phân cực chính có thể dẫn đến sự thay đổi đáng kể trong mẫu chính (ví dụ: đối với ăng ten thẳng đứng trong mặt phẳng thẳng đứng): độ định hướng theo hướng chính thay đổi (có thể giảm hoặc tăng) và các búp sóng không mong muốn xuất hiện ở các hướng khác. Ví dụ - hình. 6 cho ăng-ten GP có chiều dài cáp không nối đất 9λ/4. Nếu cáp có phân cực chính không bức xạ thì dạng có thể thay đổi do phá vỡ đối xứng kích thích (Hình 7 đối với Ep, lưỡng cực ngang) 3 Thay đổi điện trở đầu vào phức tạp. Đối với anten GP, tùy thuộc vào chiều dài của dây cấp tín hiệu đồng trục, thành phần tích cực R của trở kháng phức tại các điểm kích thích Z = R + jX có thể thay đổi từ 42 đến 100 Ohms. và thành phần phản ứng X là từ -40 đến +17 Ohms. 4. Sự thay đổi trở kháng đầu vào có liên quan đến sự thay đổi tỷ lệ sóng đứng (SWR) trong đường nạp. Trong bộ lễ phục. Hình 8 cho thấy sự phụ thuộc SWR của ăng-ten GP ở λ=10.9 m: 1 - với kết nối cáp “bình thường” với ăng-ten; 2 - với khả năng “cách nhiệt” lý tưởng của bề mặt bên ngoài của dây bện tại điểm kết nối với ăng-ten. Như có thể thấy từ biểu đồ, SWR trong cả hai trường hợp đều phụ thuộc vào độ dài của bộ cấp nguồn, điều này sẽ không xảy ra trong trường hợp không có dòng điện chế độ chung (AEF) và tổn thất trong bộ cấp nguồn [2]. Ở đây chúng ta hãy lưu ý rằng chính dòng điện ở chế độ chung dẫn đến sự thay đổi SWR (thông qua Z), chứ không phải ngược lại! Sự phụ thuộc của AEF-2 vào SWR có một “cơ chế” khác.
5. SWR kém có nghĩa là sự hiện diện của một tỷ lệ đáng kể sóng đứng trong dòng cấp nguồn không tham gia vào việc truyền năng lượng RF. Trong cáp thực, tổn hao tăng lên, do đó, hiệu quả của hệ thống bộ cấp anten giảm. Bản thân dòng điện ở chế độ chung cũng dẫn đến tổn thất thêm năng lượng cung cấp cho AC. 6. Sự suy thoái của DP và SWR. hiệu suất giảm làm giảm tiềm năng năng lượng của liên kết vô tuyến. Phạm vi thu sóng đáng tin cậy giảm dần và để đạt được chất lượng liên lạc như mong đợi, cần phải tăng công suất. Và đây là mức tiêu thụ năng lượng bổ sung. Đồng thời, các vấn đề ở điểm 7-9 trở nên trầm trọng hơn. 7. Thay đổi kiểu hình dẫn đến sự xuất hiện của bức xạ theo những hướng không lường trước được, có thể tạo ra giao thoa cường độ mạnh hoặc mức trường không thể chấp nhận được theo tiêu chuẩn vệ sinh. 8. Nếu bộ cấp nguồn được đặt gần các đường dây khác, chẳng hạn như đường dây điện hoặc đường dây điện thoại, thì sự hiện diện của khớp nối cảm ứng với chúng khi có AEF có thể dẫn đến những khó khăn nghiêm trọng trong việc đảm bảo hoạt động chung của đài phát thanh với các đài vô tuyến khác. thiết bị điện tử (nhiễu mạnh lẫn nhau trong quá trình truyền và nhận). 9. Gần bộ nạp của thiết bị phát, một trường điện từ đáng chú ý có thể phát sinh, có thể so sánh với các trường gần các bộ phận hoạt động của AU. Tất cả. liên quan đến những thay đổi trong đặc điểm chung của loa phát. áp dụng tương tự cho các loa thu (DP. Trở kháng đầu vào. SWR. Hiệu suất) Các nguồn nhiễu bên ngoài có phân cực không chính hoặc trong khu vực của các thùy DP bổ sung. hoặc gần bộ nạp sẽ tạo ra, khi có AEF, tiếng ồn nền bổ sung trong quá trình thu. Chúng ta hãy lưu ý một số đặc điểm chung về biểu hiện của AEF: 1. AEF biểu hiện mạnh mẽ hơn với các kích thước cộng hưởng của bộ nạp và yếu hơn - với các kích thước không cộng hưởng. 2. Bản chất của sự thay đổi RP khi có AEF phụ thuộc vào chiều dài của máng nạp. Bộ nạp thẳng đứng càng dài, DN càng thụt vào trong mặt phẳng thẳng đứng. 3. Sự khuếch đại của AS theo hướng chính khi có AEF có thể lớn hơn và nhỏ hơn mà không tính đến AEF. 4. AEF thể hiện chính nó càng mạnh thì trường gần của anten là bộ trung chuyển càng mạnh. Theo nghĩa này, ăng ten GP được coi là một trong những thứ dễ bị tấn công nhất. 5. Đối với ăng ten bộ rung (lưỡng cực), AEF rõ ràng hơn đối với ăng ten vòng. 6. Đối với anten phân cực dọc, AEF xuất hiện thường xuyên hơn và mạnh hơn so với anten phân cực ngang. 7. Ảnh hưởng của bộ cấp nguồn đến đặc tính của loa càng mạnh, kích thước ăng-ten càng nhỏ và hiệu suất của nó càng thấp. ADF rất nguy hiểm đối với ăng-ten điện nhỏ. 8. AEF đặc biệt nguy hiểm đối với các mục tiêu cao và. đặc biệt là anten định hướng. 9. Biểu hiện của AEF ở loa thu không kém, thậm chí còn nghiêm trọng hơn ở loa phát. Vấn đề này nảy sinh đầu tiên ở bộ phận thu loa Văn chương
Tác giả: Anatoly Grechikhin (UA3TZ), Dmitry Proskurykov
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Dây nano ống nano cacbon siêu bền ▪ Da nhân tạo để điều trị bệnh tiểu đường ▪ Di truyền học đã tìm ra nguyên nhân hạnh phúc của phụ nữ
▪ phần của trang web Radio Control. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Tâm lý học thực nghiệm. Ghi chú bài giảng ▪ bài viết Bị ong đốt có chết không? đáp án chi tiết ▪ bài báo Bức xạ không ion hóa ▪ bài viết Chữ nhật UB5UG. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Cây kim và sợi chỉ. tiêu điểm bí mật
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