|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Dikey yönlü anten. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / HF antenleri Dikey polarizasyona sahip yönlü bir anten oluşturma görevi ilk bakışta göründüğü kadar basit değildir. Görünüşe göre geleneksel bir ışının (dalga kanalı) elemanlarını dikey olarak çevirdim ve her şey yolunda, ancak böyle bir antenin direğe takılması sorunu ortaya çıkıyor. VHF'de destek kirişini radyasyon yönünde direğin yan tarafına hareket ettirmek mümkündür, ancak böyle bir antenin mekanik olarak dengesiz olduğu ortaya çıkar ve montajı için çok kalın ve dayanıklı bir direk gerektirir. Dikey antenlerin ana avantajları ortadan kalkar - küçük yatay boyutlar, hafiflik ve kurulum kolaylığı. Ancak bunun hakkında daha sonra daha fazla bilgi vereceğiz, ancak önce seçilen dikey yönlü anten konsepti üzerinde durmamız gerekiyor. Basit ve hafif bir anten yapma isteği bizi, aktif güce sahip yalnızca iki eleman içeren ve L/8... L/10 mertebesinde çok küçük boyutlara sahip olan ZL ışınının tasarımına yönelmeye zorladı. Aynı zamanda bu antenin yönlenme katsayısı (DC) oldukça önemlidir ve literatürde belirtildiği gibi pasif elemanlara sahip üç elemanlı bir ışının yönlenme katsayısına eşdeğerdir. Aynı fikir, çok iyi parametreler ve daha da yüksek verimlilikle de öne çıkan "İsviçre Meydanı"nda da kullanılıyor. Bu nedenle, bu antenlerin çalışma prensibi, şimdi yapacağımız dikkatli bir analizi hak ediyor.
Şekil 1'de gösterildiği gibi d mesafesinde bulunan iki varsayımsal nokta yayıcı S2 ve S1'yi ele alalım. 4 üstte. Verici gücünün yayıcılar arasında eşit olarak bölünmesine izin verin, böylece yayıcılar tarafından oluşturulan alanların genlikleri aynı olacaktır. Ancak yönlendirilmiş radyasyon elde etmek için yayıcıların uyarılma aşamalarının farklı olması gerekir. İlk olarak, d = V90 ve yayıcılara karesel olarak güç verildiği en basit durumu ele alalım; Onlara uygulanan salınımların faz kayması 1°'dir. Vektör diyagramında (orta satırda, ortada), yayıcıların salınımları s2 ve s180 vektörleri ile gösterilmektedir. φ açısı, 90°'ye kadar salınımların ilave faz kaymasına karşılık gelir. Ayrıca, bir dalga belirli bir mesafe boyunca yayıldığında faz kaymasının (faz gecikmesi), vektörün uygun açıda saat yönünde döndürülmesiyle dikkate alındığını da kabul edelim. Yani, örneğin çeyrek dalga yolunu kat eden bir dalga, XNUMX°'lik bir faz kayması elde edecektir. Sağdaki sistemin radyasyonunu ele alalım ve dalgaların fazları doğrudan yayıcı S2'nin yakınında ölçülecektir (sağa doğru daha fazla yayılma ile, iki yayıcıdan gelen her iki dalga da aynı faz kaymasını elde edecek ve faz salınımları arasındaki ilişki değişmeyecektir). İlgili vektör diyagramı sağdaki orta satırda gösterilmektedir. Salınım s2 değişmeyecektir ancak salınım s1, L/90 yolunu geçtikten sonra 4°'lik bir faz kayması elde edecektir. Bunun sonucunda dalgalar faz dışı olacak ve bu yönde radyasyon olmayacaktır. Dalgalar yayıcıların soluna doğru yayıldığında, s1 vektörü aynı konumda kalacak ve yayıcı s2'den gelen dalga L/90 yolunu katedeceğinden s2 vektörü saat yönünde 4° dönecektir. Verici s1 etrafındaki salınımların vektör diyagramı Şekil 1'de soldaki orta sırada gösterilmektedir. S1 ve S2 yayıcılarından gelen dalgaların aynı fazda toplandığı ve toplam salınımın iki kat genlik kazandığı görülebilir. Aynı şekilde radyasyon alanını başka yönlerde de bulabilirsiniz. Daha figüratif bir sunum için, yukarıdaki Şekil 1'in iki S1 ve S2 kamçı anteninin plan görünümünü gösterdiğini düşünebiliriz. Böyle iki pimli bir sistem, bir kardioide yakın bir kutup düzenine sahip olacaktır. Maksimum radyasyon sola, sıfır radyasyon ise sağa yönlendirilecektir. Yan yönlerde (şekilde yukarı ve aşağı), sistem aynı zamanda oldukça belirgin bir şekilde ışıma yapacaktır, çünkü bu yönlerde iki karesel dalga toplanacaktır. Radyasyon modelinin keskinliği, S1 ve S2 yayıcılarının birbirine daha yakın, örneğin L/8 mesafeye yerleştirilmesiyle bir miktar artırılabilir. Bu duruma ilişkin vektör diyagramları Şekil 1'de alt satırda gösterilmektedir. XNUMX. Daha önce olduğu gibi sağa radyasyon olmaması gerektiği gerçeğine dayanarak yayıcıların salınımlarının faz kaymasını belirliyoruz. Alt sıranın ortasındaki vektör şemasında gösterildiği gibi 4p/135 veya 1° olmalıdır. Daha sonra, sağa doğru yayılırken salınım vektörü s4, n/45 veya 2°'lik bir açıyla dönecek ve s1 vektörü ile antifazda olacaktır (sağdaki alt sıradaki vektör diyagramına bakınız). Sola yayıldığında, s2 ve s1,41 vektörleri artık aynı fazda olmayacak, ancak karesel olacak ve ortaya çıkan alan genliği, önceki durumda olduğu gibi artık iki katına çıkmayacak, ancak alandan yalnızca 2 kat daha büyük olacaktır. yayıcıların her birinin (soldaki vektör diyagramı). Bu yönlere antifaza yakın alanlar eklendiğinden yanal radyasyon da daha az olacaktır. Yayıcılar arasındaki mesafe daha da küçültülebilir, ancak tek yönlü radyasyon elde etmek için yayıcılardaki faz kaymasını antifaza tamamlayan açı şu koşulu karşılamalıdır: φ = XNUMXpd/L, yani. da azalması gerekir. Küçük d ve neredeyse faz dışı emitörlere sahip "kısa" bir antenin verimliliğinin, d = L/4 mesafeli "tam uzunlukta" bir antenin verimliliğinden daha az olduğu düşünülmemelidir. Eleman kayıpları ihmal edilebiliyorsa, anten sistemine sağlanan tüm güç yayılmalı ve her iki antenin alanları aynı olmalıdır (ışıma modellerindeki küçük farklılıklar göz ardı edilerek). Ancak aynı alanı oluşturacak “kısa” antenin elemanlarındaki akımlar büyüktür ve elemanlardaki kayıpları da hesaba katarsak, büyük akımlardan dolayı bunlar da artar. "Kısa" bir antenin elemanlarındaki antifaz akımları, genliği kalite faktörüyle orantılı olan paralel bir salınım devresinin bobini ve kapasitöründeki antifaz akımlarına benzer. Aynı şekilde vibratörler arasındaki mesafe kısaldığında ve içlerindeki akımlar antifaza yaklaştığında anten sisteminin eşdeğer kalite faktörü artar ve buna bağlı olarak çalışma frekanslarının bant genişliği de azalır. Bu küçülmenin bedeli. Ancak L/8...L/10 vibratörler arasındaki mesafeyle, elemanlardaki kayıplardaki artış ve eşdeğer kalite faktörü 1,4...2 katını aşmaz ve anten boyutlarındaki azalma ile tamamen telafi edilir. ZL kirişlerinin tasarımında uzun yıllara dayanan uygulamalarla onaylanmıştır.
En basit ZL kiriş tasarımlarından biri Şekil 2'de gösterilmektedir. Çapraz tellerle bir havai hat ile bağlanan iki bölünmüş yarım dalga vibratörü (çoğunlukla döngü vibratörleri kullanılır) içerir. Havai hattaki dalga kısalma katsayısı birliğe yakın olduğundan, sisteme “X-X” noktalarından güç verildiğinde vibratörlerdeki salınımların faz kayması yukarıdaki formüle tam olarak karşılık gelir. Uzunlukları değiştirilerek (seçilerek) elemanların daha doğru aşamalandırılması sağlanır. Bu durumda elemanın rezonans frekansı ve herhangi bir salınım devresinde olduğu gibi, faz-frekans karakteristiğine, içindeki salınımların fazına göre değişir. Nitekim hattın ortasına kadar bile güç verilebilmekte ve elemanların fazlaması tam olarak bu şekilde yapılabilmektedir: Bir eleman biraz kısaltılabilir, diğeri biraz uzatılabilir. Her bir elemanda gerekli faz kayması yalnızca f/2 olduğundan elemanların ayarının bozulması çok küçüktür. ZL ışınının yatay düzlemdeki (azimutta) yön deseni, vibratörlerin yanlara doğru yayılmaması nedeniyle de gözle görülür şekilde daralmıştır. Dikey düzlemde diyagram biraz daha geniştir. Bu anten, yatay polarizasyona sahip, küçük boyutlu, yönlü bir anten olarak çok iyidir. Literatürdeki çok sayıda veriye göre, verimliliği bir dipole göre 4 dB'ye veya izotropik (çok yönlü) bir yayıcıya göre 6 dB'ye ulaşır. Açık tasarım nedenlerinden dolayı ZL kiriş vibratörlerini dikey olarak konumlandırmak çok kolay değildir; ayrıca güç hattının kablolanmasında sorunlar ortaya çıkar. Bu zorluklar karşısında yazarın düşünceleri, ZL ışınının ideolojisine uygun olarak birbirinden kısa bir mesafede yerleştirilebilecek daha uygun dikey yayıcılara yöneldi. Bu yayıcılardan biri, yalnızca besleyiciyle eşleştirme yönteminde farklılık gösteren iki versiyonu Şekil 3'te gösterilen J antenidir.
J anteni, alt uçtan beslenen yarım dalga dikey dipoldür. Sonunda, vibratörün direnci çok yüksektir ve Ohm yasasına tam olarak uygun olarak birkaç kilo-ohm'a ulaşır - sonuçta buradaki akım küçük ve voltaj yüksektir. Bunu kablonun düşük direnciyle eşleştirmek için çeyrek dalga iki telli hat kullanılır. İlk seçenekte (Şekil 3'te solda), dalga empedansı vibratörün ve kablonun dirençleri arasındaki geometrik ortalamaya eşit olmalıdır, yani. 300...600 Ohm civarında bir şey. Hattın karakteristik empedansını (pratik olarak iletkenler arasındaki mesafeyi) değiştirerek doğru eşleştirme elde edilebilir. Bu tamamen uygun değildir, bu nedenle J anteninin ikinci versiyonu (Şekil 3'te sağda) birçok açıdan daha iyidir. Burada, çeyrek dalga hattının iletkenleri alt uçta basitçe kapatılır ve sıfır potansiyele sahip bu nokta, herhangi bir "toprağa", örneğin bir evin çatısına veya herhangi bir "toprağa" bağlanan herhangi bir uzunlukta bir tel ile topraklanabilir. yapısal olarak uygun olan araba, ancak hiçbir yere bağlanmayabilir. Hatta güç, hattın kısa devre ucunun üzerinde belirli bir yükseklikte bulunan “XX” noktalarında bir ototransformatör tarafından sağlanır. Anten, "XX" besleme noktalarının basitçe hareket ettirilmesiyle herhangi bir kabloyla kolayca koordine edilir. Bu seçenekte iki telli hattın karakteristik empedansı özellikle önemli değildir. Daha sonraki düşünce şuydu: Yönlü bir sistemdeki iki J anteni yan yana yerleştirilirse, bunları beslemek ve eşleştirmek için ortak bir iki telli hat kullanmak mümkün müdür? Sonuçta, hattın açık ucundaki iletkenler üzerindeki voltajlar faz dışıdır; bu da birbirine yakın iki vibratöre güç sağlamak için tam olarak gerekli olan şeydir! +f/2 ve -f/2 vibratörlerindeki salınımların gerekli faz kayması, uzunluklarını değiştirerek - birini kısaltıp diğerini uzatarak - elde edilebilir. Yarım dalga vibratörlerin L/8 aralıklı uçlarının yakınlarda bulunan iki telli bir hattın uçlarına nasıl bağlanacağına karar vermek kalıyor. Bunun kolay olduğu ortaya çıktı - sonuçta, vibratörlerin uçlarındaki akım küçük, neredeyse yaymıyorlar, bu nedenle vibratörlerin uçları birbirine doğru bükülürse ve doğrudan uçlara bağlanırsa kötü bir şey olmayacak. çizgi. Her şey inanılmaz derecede basit çıktı, o kadar ki şüpheler ortaya çıktı - işe yarayacak mı? Bir deneye ihtiyaç vardı. Söylendiği gibi, 430 MHz frekansındaki (dalga boyu 70 cm) anten, 1,7 mm çapında tek parça bakır telden büküldü. Deneyler sırasında geliştirilen boyutların taslağı Şekil 4b)'de gösterilmektedir.
Karakteristik empedansı 50 Ohm olan bir güç kablosu, Şekil 4c)'de gösterildiği gibi bağlandı. SWR'yi en aza indirecek şekilde bu noktaların konumunu seçmek için “XX” güç noktalarındaki kontakları hareketli hale getirmek faydalıdır. Maalesef SWR'yi ölçecek hiçbir şey yoktu ve besleme noktalarının konumu, ana yöndeki maksimum anten alanına göre seçildi. Bir çift kutuplu anten, bir diyot detektörü ve 50 μA ölçüm başlığından oluşan ev yapımı bir alan göstergesi kullanıldı. Sinyal kaynağı, çıkış empedansı 50 Ohm olan bir ölçüm jeneratörü ve 1 dB adımlı bir zayıflatıcıydı. Başlangıçta anten, iki telli hattın alt tabanına bir masa mengenesi ile sabitlendi, ardından ilkel bir döner stand yapıldı. Ölçümler donanımsız bir odada gerçekleştirilmiş olmasına ve son derece doğru olduğu iddia edilmemesine rağmen anten beklentileri tam olarak karşıladı! İlk olarak anten çalıştı ve kısa vibratöre doğru tek yönlü radyasyon verdi. İkinci olarak, aynı konumda bulunan ve aynı kabloyla beslenen yarım dalga dipol ile karşılaştırıldığında, osilatör zayıflatıcının alan göstergesinde aynı sinyali elde edebilmesi için 4 dB ayarlanması gerekiyordu. Bu, anten verimliliğini aynı rakamla tahmin etmenizi sağlar. Dikey düzlemdeki (vibratörlerin düzlemi) radyasyon düzeni Şekil 4a'da gösterilmektedir ve genel olarak iki elemanlı kirişlerin benzer diyagramlarına tamamen karşılık gelir. Yatay düzlemde diyagram aynıdır ancak biraz daha geniştir. Elemanların uzunluğunu ayarlayarak arka lobun tamamen yokluğunu elde etmenin mümkün olması (her durumda, alan göstergesi bunu tespit etmedi), ancak aynı zamanda verimliliğin kesirlerle biraz daha az olması ilginçtir. Antenin maksimum verime ayarlandığı zamana göre bir desibel. Sonuç olarak, önerilen antenin tasarımına ilişkin bazı pratik düşünceler sunuyoruz. Mekanik mukavemeti arttırmak için, iki telli hattın uçlarına, bükülme alanına ve vibratör iletkenlerine geçiş alanına bir yalıtkan takabilirsiniz. Gerilim antinodunun bulunduğu yer burası olduğundan yalıtkanın iyi kalitede olması gerekir. Bükülmelerin dik açılarda yapılması gerekmez; antenin “kolları” da eğilebilir. Dahası, yazara göre "omuzların" konumu özellikle kritik değil - biraz daha yükseğe veya biraz daha aşağıya yerleştirilebilirler. İki telli hattın alt tabanından vibratörün üst ucuna kadar olan iletkenlerin tam uzunluğunu korumak çok daha önemlidir. Yaklaşık 0,73L olmalıdır. kısa bir vibratör (yönetici) için ve uzun bir vibratör (reflektör) için yaklaşık 0,77L. Antenin yapıldığı iletkenlerin (tüplerin) çapı arttıkça uzunlukları bir miktar azalır. "Kalın" vibratörler için kısaltma faktörü, antenlerle ilgili literatürde bulunabilir. Ayrıca aynı çaptaki tüplerden vibratör ve iki telli hat yapmaya gerek olmadığını da unutmayın. İki telli hat daha büyük çaplı tüplerden yapılırsa ve vibratörler nispeten ince yapılırsa anten daha güçlü olacak ve rüzgar yüklerine daha iyi dayanacaktır. Ayarlama kolaylığı için, vibratörlerin üst ucunda teleskopik olarak ana boruya itilmiş "üst direkler" ile donatılması faydalıdır, çünkü vibratörlerin yazarın yaptığı gibi tel kesicilerle kısaltılması geri dönüşü olmayan sonuçlarla doludur - bundan sonra vibratör sadece havya ile uzatılabilir. Yazar: Vladimir Polyakov (RA3AAE), Moskova; Yayın: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
Bahçelerdeki çiçekleri inceltmek için makine
02.05.2024 Gelişmiş Kızılötesi Mikroskop
02.05.2024 Böcekler için hava tuzağı
01.05.2024
▪ Anahtarlamalı ağlar için yeni teknolojiler ▪ Esnek Samsung Akıllı Telefon
▪ site bölümü Şarj cihazları, akümülatörler, piller. Makale seçimi ▪ makale Bir virajda kimsenin etrafından dolanmayacaksın. Popüler ifade ▪ makale Survivor Bias nedir? ayrıntılı cevap ▪ makale Paketleme makinelerinin makinisti. İş tanımı ▪ makale Gizemli mendil. Odak sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri