Range-Vibratoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / HF-Antennen

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Die Antenne, deren Aufbau aus der Abbildung ersichtlich ist, funktioniert auf allen 12 Fernsehkanälen recht zufriedenstellend. Es kann sowohl aus Kupferdraht mit einem Durchmesser von 5 mm als auch aus Kupferrohren mit einem Durchmesser von 10 bis 20 mm hergestellt werden. Es sind keine Anpassungs- und Ausgleichsvorrichtungen erforderlich.

Vom Herausgeber. Wir haben einen unseren Lesern bekannten Antennenspezialisten, den Kandidaten der technischen Wissenschaften K.P., gefragt. Kharchenko, um seine Meinung über die Antenne des Genossen Gasparyan zu äußern. In dem unten veröffentlichten Artikel schreibt K.P. Kharchenko beschreibt verschiedene Arten von Antennen, die in einem breiten Wellenbereich arbeiten. Insbesondere weist er darauf hin, dass die von Genossen Gasparyan vorgeschlagene Antenne eine Art inhomogener symmetrischer Vibrator vom planaren Typ ist, und gibt ihr korrektes Design an (in seiner Notiz machte Genosse Gasparyan Ungenauigkeiten, als er über die Abmessungen der Antenne und die Reichweite sprach des Arbeitswillens und wies fälschlicherweise darauf hin, dass dafür kein Abgleichen und Anpassen erforderlich sei).

Das Problem, eine Bandantenne mit relativ einfachem Design zu schaffen, ist schon vor langer Zeit entstanden. Teilweise erhielt es dank der Bemühungen von S. I. Nadenenko bereits 1937 seine praktische Genehmigung. Der von ihm vorgeschlagene Entwurf eines symmetrischen Bereichsvibrators, schematisch dargestellt in Abb. 1 hat sich im Laufe der Zeit bewährt und wird auch heute noch häufig verwendet.

Ris.1

Bei der Untersuchung der Richteigenschaften eines symmetrischen Vibrators wurde festgestellt, dass bei Längen der Vibratorarme im Bereich von 0,65 bis XNUMX l (wobei l die Wellenlänge ist) die Richtung der Hauptstrahlung senkrecht zur Achse des Vibrators ist .

Damit ist die an Bandantennen gestellte Forderung nach Richtungsinvarianz der Hauptstrahlung für einen symmetrischen Vibrator in einem sehr weiten Wellenbereich erfüllt. Die Eingangsimpedanz eines symmetrischen Vibrators hängt vom Verhältnis L/l und vom Wert des Wellenwiderstands des Vibrators Zв ab. Die letzte Abhängigkeit getrennt für aktive (Rin) und reaktive (Хin) Komponenten ist in Abb. 2 dargestellt. 2a und XNUMXb. Daraus ist ersichtlich, dass mit abnehmendem Zv die Schwingungen von Rin und Xin kleiner werden. Die Reduzierung des Wellenwiderstandes wird durch Vergrößerung des Durchmessers D des Vibrators erreicht.

Ris.2

Um die Windlasten und das Gewicht des Vibrators zu reduzieren, bestehen seine Arme aus separaten Drähten, die entlang der Erzeugenden des Zylinders angeordnet sind. Mit sechs bis acht Drähten nähert sich der Wellenwiderstand eines solchen Vibrators dem Wellenwiderstand eines Vibrators an, dessen Arme aus einem Zylinder mit durchgehender Oberfläche bestehen.

Zur besseren Anpassung im Wellenbereich der Eingangsimpedanz der Antenne an den Wellenwiderstand der Zuleitung muss letztere richtig gewählt werden. Die Betriebsweise des Speisers wird vollständig durch den Wert des Wanderwellenkoeffizienten K bestimmt, der vom Verhältnis zwischen Zv und Zf abhängt, wobei Zf der Wellenwiderstand des Speisers ist. Abbildung 3 zeigt Kurven, die zeigen, wie sich K in Abhängigkeit von verschiedenen L/l, Zv und Zph ändert. Wenn bei Zv=300 Ohm und Zph=200 Ohm (Kurve 1) im gesamten Wellenbereich der Feeder-Modus als befriedigend angesehen werden kann, dann arbeitet der Feeder bei Zv=1000 Ohm und Zph=600 Ohm (Kurve 3) mit sehr geringer Wirkungsgrad d. Daher ist es für den normalen Betrieb des Verteilers erforderlich, dass sowohl am Anfang des Bereichs, wenn Rin klein ist (siehe Abb. 2), als auch in der Mitte, wenn Rin maximal ist, der Wert von Zf unterschiedlich ist leicht sowohl nach oben als auch nach unten vom Wert Rin.

Ris.3

Bei der Berechnung von Vibratoren mit symmetrischem Bereich für den Betrieb auf Kurzwellen werden die Grenzen und Werte der Parameter des Vibrators und des Vorschubgeräts nach folgenden Formeln ausgewählt:

4L>1,56>XNUMXp;

D = 0,03 lmax;

Zf = 200 Ohm.

Bei Wellen, die länger als 4 L sind, wird die Anpassungsbedingung von Antenne zu Speiseleitung verletzt, und bei Wellen, die kürzer als 1,56 L sind, gabelt sich das Strahlungsmuster in der Hauptrichtung.

Als Bandantennen werden auch die von G. 3. Eisenberg entwickelten sogenannten Shunt-Vibratoren verwendet.

Der Shunt-Vibrator ist schematisch in Abb. 4 dargestellt. 4. Die aktive Komponente des Eingangswiderstands eines solchen Vibrators mit den in Abb. XNUMX gezeigten Abmessungen. XNUMX, ändern

Ris.4

im Betriebsfrequenzbereich von 90 bis 340 Ohm. Wenn wir den Shunt-Vibrator durch eine gleichwertige Zweidrahtleitung ersetzen, dann hat er die in Abb. 5. Wie daraus ersichtlich ist, enthält das Ersatzschaltbild eine am Ende offene Leitung 1-5-2-6, bestehend aus zwei Teilen 1-3 - 2-4 und 3-5-4-6 mit ungleichen Wellenwiderständen , und Shunt 3 - 7-4. Zwischen dem Shunt und dem 1-3-2-4-Leitungsabschnitt besteht eine erhebliche verteilte elektromagnetische Kopplung, die sich nicht im Ersatzschaltbild widerspiegelt.

Ris.5

Das Vorhandensein von zwei Zweigen im Vibrator (offen und geschlossen) schafft günstige Bedingungen dafür, dass sich der Eingangswiderstand so wenig wie möglich ändert. Dadurch kann durch Wahl der Abmessungen des Vibrators eine gute Anpassung seiner Eingangsimpedanz an die Wellenimpedanz des Speisers in einem weiten Frequenzbereich erreicht werden. Das Vorhandensein eines Shunts führt zur Transformation des Eingangswiderstands in Richtung seines Anstiegs. Dieser Umstand kann als Vorteil angesehen werden, wenn Gleichphasengitter von Nebenschlussschwingern gesammelt und hochohmige symmetrische Speiser verwendet werden müssen. Wenn die Antenne von einer koaxialen Speiseleitung mit relativ niedriger Wellenimpedanz gespeist wird, ist dies im Gegenteil ein Nachteil.

Basierend auf der Untersuchung der Eigenschaften einer inhomogenen langen Leine mit Verlusten zeigte der Autor dieser Leine die Möglichkeit, einen Range-Vibrator mit relativ weniger Luftwiderstand und Gewicht als die zuvor beschriebenen zu konstruieren. Die allgemeine Ansicht eines solchen Vibrators ist in Abb. 6, und sein Ersatzschaltbild, das in Form einer inhomogenen Zweidrahtleitung ausgeführt ist, ist in Abb. 7. Hier kann ein Abschnitt einer inhomogenen Leitung mit Z "b als eine Art Transformator mit Verlusten (das sind nützliche Verluste durch Energieabstrahlung) betrachtet werden, der Rin und Xin niederohmig in Richtung besserer Anpassung umwandelt Feeder.

Ris.6

Ris.7

Dies verdeutlicht Abb. 8, deren Kurve 1 die Abhängigkeit von Rin von L/l für einen homogenen Rüttler (der Durchmesser des Arms ist über die gesamte Länge gleich) und Kurve 2 für einen ungleichmäßigen Rüttler ( der Durchmesser des Arms entlang seiner Länge ist nicht gleich). In diesem Fall wurden die Werte der Parameter (siehe Abb.1 und Abb.6) und L für beide Vibratoren gleich genommen, und für einen ungleichmäßigen Vibrator zusätzlich l/L=0,47; D/d=9.

Ris.8

Kurven Abb. 8 zeigen, dass die äquivalente Wellenimpedanz einer ungleichförmigen Antenne 1,3–1,4 mal geringer ist als die einer homogenen (für die gegebenen Verhältnisse). Gleichzeitig werden bei der Herstellung einer ungleichförmigen Antenne ihr Gewicht und ihr Luftwiderstand um etwa die Hälfte im Vergleich zu den oben beschriebenen Vibratoren sowohl des volumetrischen als auch des planaren Typs aufgrund einer erheblichen Verringerung der Querabmessungen ihrer Endabschnitte reduziert .

Eine leicht modifizierte Version eines ungleichmäßigen symmetrischen Vibrators eines planaren Typs, der von einem Funkamateur aus Batumi, A. Gasparyan, vorgeschlagen wurde, ist in Abb. 9 gezeigt. XNUMX.

Ris.9

Der Vibrator besteht aus zwei Rohren 1 mit einer Länge L = 0,22–0,24 lmako, wobei lmax die maximale Wellenlänge des Betriebsbereichs ist. Der Durchmesser der Rohre ist so gewählt, dass der Vibrator mechanisch stabil ist. Auf ihnen ist eine Draht- oder Rohrstruktur 2 montiert, die einen galvanischen Kontakt zwischen ihren Elementen und Rohren haben muss. Diese Struktur wirkt als Anpassungstransformator. Zum Verlegen des Feeders und zum mechanischen Befestigen des Vibrators am Mast wird Shunt 1 verwendet (aus den gleichen Rohren hergestellt), der auch 3 galvanischen Kontakt mit den Rohren an den Punkten c, d hat. Das Kabel (Feeder) kann entweder von oben durch die Shunt-Rohre (daran gebunden) oder in ihnen verlegt werden, wie in Abb. 1 gepunktete Linie An Punkt b wird das Kabelgeflecht an Rohr 9 angelötet, an Punkt a dessen Mittelleiter. Zur Installation des Vibrators kann ein Mast aus beliebigem Material verwendet werden.

Literatur

1. Radio, Nr. 10 1970, ca. 30-32

Autor: Cand. Technik. Wissenschaften K. Kharchenko; Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru

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