|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Besleyici anten etkisi. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Sivil radyo iletişimi Anten besleme yolunun normal çalışması, bir bütün olarak amatör radyo istasyonunun etkinliğini büyük ölçüde belirler. Bu makalede tartışılan etki, en pratik anten tasarımlarında (fabrika yapımı olanlar dahil) kendini gösterdiğinden, onu önemli ölçüde azaltabilir. Makalenin ilk kısmı, besleyici anten etkisinin nedenlerini ve anten-besleyici yolunun çalışması üzerindeki etkisini ortaya koymaktadır. İkinci bölümde bu etkiyi ortadan kaldırmak için pratik öneriler verilecektir. Hemen hemen her kısa dalga, iletim işinin evdeki elektronik ekipmana müdahale ettiği durumun farkındadır - açık vericinin gövdesine getirildiğinde neon ışığı parlar ve alıma yerel kaynaklı güçlü parazit eşlik eder. Bunlar, özü ve özellikleri makalede açıklanan, uzun süredir bilinen, ancak nispeten az çalışılmış besleyici anten etkisinin en çarpıcı tezahürleridir. Besleyicinin anten etkisinin özü ve nedenleri Anten etkisini, bunun için tasarlanmamış nesneler tarafından radyasyon veya radyo dalgalarının alınması fenomeni olarak adlandırmak gelenekseldir. Besleme hattı yalnızca bir vericiden antene veya bir antenden alıcıya yüksek frekanslı enerjiyi iletmek için kullanılmalıdır. Besleyici anten etkisinin (AEF) nedenlerinin dikkate alınması, iletim modu ile başlayacaktır. Как известно, электромагнитное поле, излучаемое антенной, создается переменными токами, протекающими по составляющим ее проводникам. Почти всегда антенна находится не в свободном пространстве. В непосредственной близости от нее (например, в пределах длины волны а) могут находиться многие объекты. Это - провода линий электроснабжения, радиовещания и связи, проводящие мачты, опоры и оттяжки, трубы, такелаж, арматура, кузова и фюзеляжи транспортных средств, крыши и стены зданий, тело оператора и поверхность земли. Если в предметах окружения каким-то образом возникают токи (наведенные, например, ближним полем антенны), то поле излучения, создаваемое этими токами, будет складываться с полем от токов антенны. Антенну вместе с окружением будем называть антенной системой (АС). В указанных условиях характеристики АС могут сильно отличаться от расчетных характеристик собственно антенны. Чтобы характеристики АС меньше зависели от окружения, стараются поднимать антенну выше, устанавливать ее дальше от проводящих конструкций, делать неметаллические мачты, оттяжки. Одним из ближайших и принципиально неудаляемых предметов окружения антенны является питающий ее фидер. Простейший фидер - открытая двухпроводная линия. В идеальном случае мгновенные значения токов в проводах линии в любом сечении фидера и в любой момент времени одинаковы по величине и противоположны по направлению, т. е. сумма токов обоих проводов фидера в любом сечении равна нулю. Будем называть такие токи противофазными. Открытая двухпроводная линия даже при этом условии будет излучать, причиной этого является конечное расстояние d между проводами линии. Вертикальная линия излучает в горизонтальной плоскости вертикально поляризованные волны с максимумами в плоскости линии и горизонтально поляризованные волны с максимумами перпендикулярно этой плоскости. Поле излучения пропорционально отношению d/X. Излучение двухпроводной линии минимально при согласованной нагрузке линии и заметно возрастает при рассогласовании, когда появляются стоячие волны тока. Описанное явление (при условии строго противофазных токов в системе проводов фидера) называют антенным эффектом фидера 2-го рода (АЭФ-2) [1). На практике он проявляется весьма слабо. Например, при частоте 145 МГц линия из телевизионного кабеля KATB (или КАТП) длиной а/2 при d=10 мм излучает за счет этого эффекта поле примерно в 50 раз слабее, чем подключенный к этой линии полуволновый петлевой вибратор. Существует много причин, по которым сумма токов всех проводов в сечении фидерной линии может отличаться от нуля. На векторной диаграмме (рис. 1) показано, что при произвольной разности фаз и амплитуд токов I1 и I2 в отдельных проводах эти токи можно представить в виде суммы противофазных I1n = I2n и синфазных I1c =l2c составляющих (последние иногда называют однотактными). Поля, создаваемые синфазными токами разных проводов, не компенсируются (как противофазных), а суммируются. Если длина фидера сравнима с X, то их сумма может создать большое дополнительное излучение. Это явление называют антенным эффектом фидера 1-го рода (АЭФ-1) [1]. Оно заметно серьезнее, чем АЭФ-2. о чем будет сказано ниже.
1. tür AEF (bundan sonra sadece AEF olarak anılacaktır) ortak mod akımları ile ilişkili olduğundan, nedenlerini belirleme sorunu, iletim modunda (içinde) besleme hattının ortak mod akımlarının ortaya çıkmasının nedenlerini bulmaya indirgenebilir. alma modunda, bu tür akımlar her zaman harici elektromanyetik alanların etkisi altında ortaya çıkar). "Toprağı" hesaba katmadan iki telli besleyiciye sahip yatay bir dipol anteni düşünün. AU'nun yalnızca bir anten ve bir besleyiciden oluştuğunu varsayacağız. Поле излучения АС в каждой точке пространства есть векторная сумма полей, создаваемых токами всех проводников АС. Суммарное поле в каждой точке зависит от распределения токов по проводникам системы. Это распределение при данной частоте однозначно определяется формой, размерами и размещением проводов АС. а также способом возбуждения. Достаточно очевидные соображения приводят к выводу (подтверждаемому расчетом и практикой), что при геометрической симметрии АС и симметричном (строго противофазном) возбуждении распределение токов будет также симметричным как по проводам антенны, так и по проводам фидера. При этом сумма синфазных токов всех проводов фидера будет равна нулю.
Пример такого случая приведен на модели рис. 2,а. Токи проводов симметричного фидера одинаковы по амплитуде и противофазны, это определяется симметрией плеч вибраторной антенны и симметричным расположением симметричного фидера относительно этих плеч, а также симметричным подключением генератора к началу фидерной линии. К появлению синфазных токов фидера может привести любая из следующих причин: асимметрия антенны (геометрическая асимметрия плеч, питание не в середине, рис. 2,б): асимметрия фидера (разные диаметры или длины проводов, рис. 2,в); асимметрия АС в целом (несимметричное взаимное расположение антенны и фидера, рис. 2,г). При учете "земли" сюда добавятся еще геометрическая асимметрия АС относительно "земли" (рис. 2,д) и электрическая асимметрия источника относительно "земли" (Z1-Z2. рис. 2,е) Если в предыдущей ситуации полная симметрия в принципе возможна, то при питании симметричной антенны коаксиальным (принципиально несимметричным) фидером без принятия специальных мер АЭФ-1 просто неизбежен, хотя такой фидер свободен от АЭФ-2. Особенностью коаксиальной линии является то. что на высоких радиочастотах ее можно рассматривать не как двухпроводную, а как трехпроводную линию. Токи по внутренней и наружной поверхностям оплетки кабеля могут различаться из-за скин-эффекта. Для анализа синфазных токов на модели можно представить внешнюю поверхность оплетки кабеля одним проводом, а генератор подключить непосредственно к антенне. Kablonun merkezi iletkeninin simetrik bir antenin bir koluna ve diğerine örgünün (model - Şekil 3, a) bağlanması durumunda, o zaman kablonun antene göre geometrik olarak simetrik bir konumu olsa bile , AEF hoparlörde oluşacaktır. Bunun nedeni, eşdeğer bir kaynağı geometrik olarak simetrik bir hoparlöre bağlamanın elektriksel asimetrisidir (kaynağın bir nokta kaynağı olması ve tam olarak antenin ortasında açılması gerekir, ancak solda bir anten kolu ve sağda diğer artı kablo kılıfının dış yüzeyidir!). Распределение тока при этом сильно зависит от электрической длины наружной поверхности оплетки кабеля (за счет внешней изоляции она примерно на 1% больше геометрической), при резонансной длине (целое число полуволн с учетом длины заземления для заземленного нижнего конца или целое число полуволн плюс а/4 для незаземленного конца кабеля, как в нашем случае) максимальная амплитуда синфазного тока lc кабеля максимальна и может достигать 43% от максимальной амплитуды тока I левого плеча антенны (рис. 3,б).
Bu örnekte, örgünün dış yüzeyi boyunca indüklenen akımların basitleştirilmiş bir "mekanizmasını" göstermek uygundur, bu da AEF'ye yol açan fiziksel süreçleri daha net bir şekilde sunmaya yardımcı olacaktır. Ortak mod akımının nedenlerinden biri açıktır: bir dış iletkenin bağlı olduğu terminallerden birine eşdeğer bir uyarma kaynağıdır. Ancak bu iletken aynı zamanda akımları aynı olmayan anten kollarının yakın alanındadır. Sonuç olarak, ortak mod akımlarının başka bir nedeni daha vardır: asimetrik ve bu nedenle besleyicinin bulunduğu yerde, antenin kendisinin yakın alanı olan kompanzasyonsuz. Böyle bir fikir elbette çok ilkeldir, ancak bazen AEF ile mücadele pratiğinde, bir nedenden dolayı, bu ikinci neden hiç dikkate alınmaz. Существенно несимметричными относительно "земли" (или крыши) являются антенны вертикальной поляризации, находящиеся на небольшой высоте. Если даже обеспечить формальную относительную симметрию антенны и фидера (вертикальный диполь при питании сбоку). АЭФ неизбежен. Bu nedenle, iletim işlemi sırasında, aşağıdaki ana nedenlerden herhangi biri nedeniyle besleyici ortak mod akımları oluşabilir:
В режиме приема под действием внешних электромагнитных полей на фидерную линию в ее проводах могут возникать как противофазные, так и синфазные токи. Первые возникают в открытых двухпроводных линиях и непосредственно воздействуют на вход приемника (АЭФ 2-го рода). Синфазные токи возникают в любой фидерной линии. В силу принципа взаимности влияние этих токов на вход приемника (АЭФ 1 -го рода) тем сильнее, чем больше относительная интенсивность синфазных токов фидера данной АС в режиме передачи. На правильно выполненный вход приемника непосредственно могут действовать только противофазные токи фидера. "Механизм" преобразования синфазных токов в режиме приема в противофазные подобен описанному выше для коаксиального фидера в режиме передачи. Один из путей - соединение наружной поверхности оплетки с внутренней в точке подключения антенны, а второй - через антенну, посредством несимметричного для разных плеч антенны ближнего поля синфазных токов при несимметричной АС. Характеристики АС с учетом фидера как ее части отличаются от расчетных характеристик антенны без учета влияния фидера. Таким образом. АЭФ - это не только прием или передача непосредственно фидером, поэтому можно расширить понятие. АЭФ в широком смысле - это влияние фидера на характеристики антенной системы (как при приеме, так и при передаче). Рассмотрим это влияние подробнее. Besleyicinin anten etkisinin belirtileri Наиболее яркие проявления АЭФ были отмечены выше. Рассмотрим более подробно эти и возможные другие существенные проявления АЭФ. В качестве примеров возьмем горизонтальный полуволновый вибратор и широко известную вертикальную антенну GP высотой λ/4 с тремя противовесами такой же длины, установленными под углом 135° к излучателю. Входное сопротивление такой антенны в свободном пространстве и без учета влияния фидера чисто активное и составляет около 50 Ом. На рис. 4 показаны диаграмма направленности (ДН) в вертикальной плоскости и распределение токов по проводам штыря (I1) и противовесов (I2 - I4) для этого случая. Все приводимые здесь характеристики получены с помощью компьютерного моделирования без учета потерь.
При передаче могут быть следующие проявления АЗФ. 1. Появление излучения АС с неосновной поляризацией. Если основная поляризация антенны вертикальная, а фидер расположен невертикально, появится излучение фидера с горизонтальной составляющей. Если основная поляризация антенны горизонтальная, а фидер расположен негоризонтально, появится излучение фидера с вертикальной составляющей. Пример - ДН в вертикальной плоскости рис. 5 для горизонтального диполя. Вертикальная компонента поля Ен за счет АЭФ составляет около 30% от полезной горизонтальной Еп. А это весьма нежелательный эффект, например, для приема телевидения.
2. Изменение ДН с основной поляризацией. Излучение фидера с основной поляризацией может привести к значительному изменению основной ДН (например, у вертикальных антенн в вертикальной плоскости): изменяется КНД в главном направлении (может быть как уменьшение, так и увеличение), появляются нежелательные лепестки в других направлениях. Пример - рис. 6 для антенны GP при длине незаземленного кабеля 9λ/4. Если кабель с основной поляризацией не излучает, то ДН может измениться в результате нарушения симметрии возбуждения (рис. 7 для Ер, горизонтального диполя) 3 Изменение комплексного входного сопротивления. Для антенны GP в зависимости от длины коаксиального фидера активная составляющая R комплексного сопротивления в точках возбуждения Z = R + jX может изменяться в пределах от 42 до 100 Ом. а реактивная составляющая X - от -40 до +17 Ом. 4. Giriş direncindeki bir değişiklik, besleme hattındaki duran dalga oranındaki (SWR) bir değişiklikle ilişkilidir. На рис. 8 приведены зависимости КСВ для антенны GP при λ=10.9 м: 1 - с "обычным" подключением кабеля к антенне; 2 - с идеальной "изоляцией" внешней поверхности оплетки в месте подключения к антенне. Как видно из графиков, КСВ в обоих случаях зависит от длины фидера, чего при отсутствии синфазных токов (АЭФ) и потерь в фидере быть не должно [2]. Отметим здесь, что именно синфазные токи ведут к изменению КСВ (через Z), но не наоборот! Зависимость АЭФ-2 от КСВ имеет другой "механизм".
5. Zayıf SWR, besleyici akımlarında RF enerjisinin transferinde yer almayan önemli oranda duran dalgaların varlığı anlamına gelir. Gerçek bir kabloda kayıplar artar, bunun sonucunda anten besleme sisteminin verimi düşer. Ortak mod akımlarının kendileri de AC'ye sağlanan ek enerji kayıplarına yol açar. 6. Ухудшение ДН и КСВ. снижение КПД понижают энергетический потенциал радиолинии. Уменьшается дальность уверенного приема, и для достижения расчетного качества связи требуется увеличивать мощность. А это дополнительные затраты энергии. При этом обостряются проблемы по пунктам 7-9. 7. Modelin değiştirilmesi, sıhhi standartlara göre kabul edilemez yoğun girişim veya alan seviyeleri oluşturabilen, öngörülemeyen yönlerde radyasyonun ortaya çıkmasına neden olur. 8. Если фидер расположен вблизи других линий, например, силовых или телефонных, наличие индукционной связи с ними при наличии АЭФ может привести к серьезным затруднениям в обеспечении совместной работы радиостанции с другими радиоэлектронными средствами (сильные взаимные помехи при передачр и приеме). 9. Verici cihazın besleyicisinin yakınında, AU'nun aktif bölümlerinin yakınındaki alanlarla karşılaştırılabilir, fark edilir bir elektromanyetik alan ortaya çıkabilir. Все. что касается изменений общих характеристик передающих АС. в равной мере относится и к приемным АС (ДН. входной импеданс. КСВ. КПД) Внешние источники помех с неосновной поляризацией или в зоне дополнительных лепестков ДН. или вблизи фидера создадут при наличии АЭФ дополнительный помеховый фон при приеме. Отметим нехоторые общие особенности проявления АЭФ: 1. AEF, besleyicinin rezonans boyutlarıyla ve daha zayıf - rezonans olmayan boyutlarla kendini daha güçlü gösterir. 2. AEF varlığında RP'deki değişimin doğası besleyicinin uzunluğuna bağlıdır. Dikey besleyici ne kadar uzun olursa, DN dikey düzlemde o kadar girintili olur. 3. AEF'nin varlığında ana yönde AS'nin amplifikasyonu, AEF'yi hesaba katmadan hem daha büyük hem de daha az olabilir. 4. AEF kendini ne kadar güçlü gösterirse, antenin yakın alanı besleyici o kadar güçlüdür. Bu anlamda, dikkate alınan GP anteni en savunmasız olanlardan biridir. 5. Titreşimli (dipol) antenler için AEF, döngülü antenlere göre daha belirgindir. 6. Dikey polarize antenler için AEF, yatay polarize antenlere göre daha sık ve daha güçlü görünür. 7. Влияние фидера на характеристики АС тем сильнее, чем меньше размеры антенны и ниже ее КПД Следовательно. АЗФ очень опасен для электрически малых антенн. 8. АЭФ особенно опасен для остронаправленных и. в частности, пеленгационных антенн. 9. Проявление АЭФ в приемных АС не менее, а даже более серьезно, чем в передающих. Именно для приемных АС впервые возникла эта проблема Edebiyat
Авторы: Анатолий Гречихин (UA3TZ), Дмитрий Проскуряков
Dokunma emülasyonu için suni deri
15.04.2024 Petgugu Global kedi kumu
15.04.2024 Bakımlı erkeklerin çekiciliği
14.04.2024
▪ Ultra güçlü karbon nanotüp nanoteller ▪ Diyabet tedavisi için yapay cilt ▪ Genetik, kadın mutluluğunun nedenini buldu
▪ Sitenin Radyo kontrolü bölümü. Makale seçimi ▪ makale Deneysel psikoloji. Ders Notları ▪ makale Arı ısırarak ölür mü? ayrıntılı cevap ▪ makale İyonlaştırıcı olmayan radyasyon ▪ makale Dikdörtgen UB5UG. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi ▪ makale İğne ve iplik. 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