Funkkommunikation auf UKW. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation

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UKW wird häufig für Service- und Amateurfunkkommunikation verwendet. Der Funkverkehr auf UKW hat folgende Vorteile: Unabhängigkeit von Wetter, Tageszeit, Jahreszeit, geringer Störpegel, geringe Abmessungen von Geräten und Antennen. Der Dienstfunkverkehr auf UKW erfolgt über mobile, tragbare und feste Funktelefonstationen. Sie werden im Baugewerbe, in der Landwirtschaft, auf Ölfeldern, in Forstunternehmen und im Transportwesen eingesetzt. In Städten sind Krankenwagen, Feuerwehr- und Einsatzfahrzeuge sowie Taxis mit Funktelefonstationen ausgestattet.

Als Antennen werden üblicherweise vertikal angeordnete asymmetrische Viertelwellen- oder symmetrische Halbwellen-Vibratoren verwendet.

Das Richtmuster des vertikalen Vibrators in der horizontalen Ebene hat die Form eines Kreises, was es ermöglicht, ihn erfolgreich zu verwenden, um eine Kommunikation in jede Richtung entlang der Erdoberfläche herzustellen. In der vertikalen Ebene hat die Antenne ein entlang der Erdoberfläche liegendes Hauptstrahlungsmaximum, was besonders bei niedrig liegenden Antennen von Vorteil ist, die so charakteristisch für bewegte Objekte sind. Die bequemste Antenne eines sich bewegenden Objekts in Bezug auf das Design ist ein Viertelwellenstift. Eine Erhöhung der Feldstärke am Empfangspunkt ist durch den Einsatz von Sendeantennen möglich, die eine noch stärker gerichtete Abstrahlung in der vertikalen Ebene erzeugen. Einer der wohlbekannten Wege, solche Antennen für stationäre Funkstationen zu schaffen, ist das Design von mehrschichtigen Koaxialantennen. Ihre Verstärkung ist 2,5-3,5-mal größer als die eines vertikalen symmetrischen Vibrators. Zum Vergleich sind die Strahlungsdiagramme in der vertikalen Ebene dieser Antennen in Abb. eines.

Reis. 1. Die unteren Keulen des Richtdiagramms in der vertikalen Ebene des vertikalen Vibrators (1) und der mehrstufigen Koaxialantenne. (2).

Auf Abb. Fig. 2 zeigt eine Koaxialantenne (a) und Stromverteilung entlang derselben (b), die aus drei symmetrischen vertikalen Halbwellen-Split-Vibratoren I, II und III besteht, die sich auf einem gemeinsamen vertikalen Mast befinden.

Jeder der Arme der Vibratoren hat eine Länge von etwa 4/12, wobei 30 die durchschnittliche Wellenlänge des Betriebsbereichs ist. Vibratoren bestehen aus einem Metallrohr mit einem Außendurchmesser von 2-3 mm. Das Koaxialkabel verläuft innerhalb der Schultern b - e. Der zentrale Kern und die innere Isolierung des Kabels sind über seine gesamte Länge durchgehend. Die mittlere Ader wird an Punkt 6 an Schulter a angelötet. Der Kabelmantel endet an Punkt 7 und hat Lücken zwischen den Punkten 10-11 und 3-6. An den Punkten 7, 10,11, XNUMX, XNUMX wird es mit den Rohren verlötet.

Vibratoren können auch aus Kabelgeflecht der gleichen oder einer anderen Marke hergestellt werden, wobei das vom Kabel entfernte Geflecht in Form eines Strumpfes auf die äußere Isolierung der Zuleitung aufgezogen werden sollte. Die Verwendung von Vibratoren aus dem Kabelmantel macht die Antenne leichter und beschleunigt ohne Rohre und Kabelüberschuss ihre Herstellung.

Der zentrale Kern des Kabels und des Arms a können als ein einzelner Draht endlicher Länge betrachtet werden. In einen solchen Draht wird eine stehende Stromwelle mit einem Knoten am Ende eingebaut. Welle, die sich über die Schulter ausbreitet а, erfährt keine Verkürzung. Die sich in einem Koaxialkabel ausbreitende Welle wird verkürzt (zur Berechnung der Verkürzungskoeffizienten siehe Zeitschrift "Radio", 1964, N "7, S. 31-32). Aufgrund des Fehlens eines Kabelgeflechts zwischen den Punkten 6- 7 und 10-11, die Welle erfährt hier keine Verkürzung, die aber wegen der geringen Länge der Abschnitte (50-70 mm) für die Praxis mit hinreichender Genauigkeit vernachlässigt werden kann Die Arme b, c, d, e werden wie folgt gespeist: Unter dem Einfluss des Stroms des zentralen Kerns wird ein Strom auf der Innenfläche des Geflechts induziert, der Der auf der Innenfläche des Geflechts induzierte Strom ist gegenüber dem Strom des zentralen Kerns phasenverschoben Wenn er die Oberfläche des Rohrs erreicht, ändert der Strom seine Richtung um 180 ° und wird an den Speisepunkten der Antenne mit dem Strom des zentralen Kerns gleichphasig. а eine Fortsetzung des Stroms des zentralen Kerns ist, ist der Strom des Arms e eine Fortsetzung des Stroms der inneren Oberfläche des Zuführungsgeflechts.

Es ist bekannt, dass Vibratoren, die in Phase gespeist werden und sich auf derselben Leitung befinden, Strahlung erzeugen, die in einem schmalen Strahl konzentriert ist, der in einer Ebene liegt, die durch diese Leitung verläuft. Bei phasenrichtiger Speisung der Halbwellenvibratoren I, II und III wird der Abstand zwischen den Vibratoren gleich der Wellenlänge im Kabel lk gewählt. Die Aufgabe, die Antenne zu balancieren, wird durch die Schultern der Vibratoren b - e gelöst, von denen jede zusammen mit der Außenfläche des Geflechts ein in der Funktechnik bekanntes balancierendes "Glas" bildet.

Die Eingangsimpedanz eines Halbwellenvibrators beträgt 75 Ohm. Mit zunehmender Anzahl der in Reihe gespeisten Vibratoren sinkt die Eingangsimpedanz der Antenne etwas und erreicht bei drei Vibratoren 50 Ohm. Daher können Standard-Koaxialkabel mit Impedanzen von 75 oder 50 Ohm zur Speisung der Antenne verwendet werden.

Die Gesamtlänge der Antenne L (Abstand zwischen den Punkten 1–12) ist gleich L = 2/1 + (N – XNUMX)lk, wobei N die Anzahl der symmetrischen Halbwellen-Antennenschwinger ist. Im Langwellenbereich des KB-Bereichs kann die Gesamtlänge der Antenne große Größen erreichen. Wenn dies zu Designproblemen führt, können Sie sich auf zwei Vibratoren I und II mit leicht verringerter Verstärkung beschränken.

Der Antennenmast besteht aus Holz oder einem anderen nichtleitenden Material. Die Rohre sind an Isolatoren befestigt. Das Kabel zwischen den Punkten 4-5, 8-9 wird mit Klammern am Mast befestigt. An den Punkten 3, 6, 7, 10, 11 wird das Kabelgeflecht gleichmäßig über die gesamte Fläche des Rohrschnitts ausgelegt und mit diesem verlötet. Die Lücken 2-3, 6-7, 10-11 sowie die Lücken zwischen Rohr und Kabel an den Punkten 4, 5, 8, 9, 12 werden mit Plastilin abgedichtet. Loch 1 wird mit einem Stopfen verschlossen und ebenfalls abgedichtet.

Antennenberechnungsbeispiel

Aufgabe. Berechnen Sie eine dreistufige Antenne für den Betrieb im Bereich von 144-146 MHz.

fav=145 MHz.

L = 300/145 = 2,07 m.

Nehmen wir ein Rohr mit Außendurchmesser D=28 mm und Innendurchmesser d=25 mm. Wir bestimmen die Armlänge des Vibrators unter Berücksichtigung der Verkürzung l=k(l/4), wobei k der Verkürzungsfaktor ist, abhängig vom Verhältnis der Wellenlänge zum Rohrdurchmesser l/D. Die Werte dieses Koeffizienten sind in der Tabelle angegeben.

Tabelle 1

l/D	20	40	100	200	400	1 000	2 000	4 000	10 000
k	0,925	0.942	0,956	0,962	0,967	0,970	0.972	0.975	0.978

l/D=2070/28=74,

Durch Interpolation finden wir k=0,95. Folglich,

L = 0,95 (2070/4) = 490 mm.

Wir wählen das Kabel PK-50-7-12 mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm und einem Außendurchmesser von 11,2 mm. Die Innenisolierung des Kabels besteht aus Polyethylen mit e=2,5.

Wir bestimmen den Abstand zwischen den Einspeisepunkten der Vibratoren:

Antennenlänge:

L=l/2+(N-4)lк=1,04+(3-1)*1,38=3,8 м.

Die beschriebene Antenne wurde auf dem Langwellenabschnitt des VHF-Bandes entworfen und getestet. Die Betriebsergebnisse über mehrere Jahre haben seine wirksamen Eigenschaften bestätigt.

Literatur:

1. B. F. Dubrovin, "Radiotelephone communication with moving objects", State Energy Publishing House, 1956
2. I. P. Zherebtsov, "Meter Will Technique", aus DOSAAF, 1955
3. Radio 1/77, S.27-28

Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru

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