Bandantennen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / HF-Antennen

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Bei der Installation von Ersatz- und unsichtbaren Antennen, die dauerhaft angebracht oder vorübergehend in Innenräumen betrieben werden, ist es meist schwierig, diese auf Resonanz abzustimmen. Da sich diese Antennen meist in einer Umgebung aus leitfähigen Objekten befinden, verschiebt sich ihre tatsächliche Resonanzfrequenz im Vergleich zu ihrer theoretisch berechneten nach unten und sie müssen direkt am Installationsort abgestimmt werden. Draht-Ersatzantennen sind besonders anfällig für Verstimmungen, sowohl unter der Einwirkung nahe beieinander liegender leitfähiger Objekte als auch bei der Annäherung einer Person, wodurch sich ihre Resonanzfrequenz erheblich ändert. Daher ist die Leistung solcher Antennen, die unauffällig in Innenräumen installiert werden, oft schlecht. Daher wird es bei der Installation eines Ersatzantennentyps in verschiedenen Räumen schwierig, ihn abzustimmen.

Um den Einfluss der oben genannten destabilisierenden Faktoren auf die Resonanzfrequenz und den Betrieb der Antenne zu verringern, können unsymmetrische Breitbandvibratoren als unsichtbare Ersatzantennen verwendet werden. Es wurden asymmetrische vertikale Bandantennen aus Aluminium-Lebensmittelfolie getestet. Auf eine Seite der Folie wurde ein 10 cm breites Klebeband geklebt, die Antenne wird mit Stecknadeln an der Raumwand befestigt. Als Boden dient ein 5 Meter langer Streifen aus der gleichen Folie, der auf dem Sockel des Raumes installiert ist. Das Aussehen einer solchen Antenne ist in Abbildung 1 dargestellt.

Ris.1

Um die Antenne im 21-MHz-Band zu betreiben, wurde die Länge L ursprünglich mit 3,5 Metern gewählt. Bei der Untersuchung der Eingangsimpedanz der Antenne mit einer Hochfrequenzbrücke stellte sich heraus, dass diese Antenne eine Resonanz bei einer Frequenz von 19,2 MHz hat, während ihre Eingangsimpedanz 38 Ohm betrug. Die zweite Resonanz der Antenne lag bei einer Frequenz von 26,4 MHz, bei dieser Frequenz betrug die Eingangsimpedanz der Antenne 350 Ohm. Um die Antenne auf den 21-MHz-Bereich abzustimmen, wurde ihr oberer Teil in ein Rohr gewickelt, wie in Abbildung 2 gezeigt. Bei einer Länge L von 3,1 m betrug die Resonanzfrequenz der Antenne 21,1 MHz bei einer Eingangsimpedanz von 39 Ohm war die zweite Resonanzfrequenz gleich 28,1 MHz bei einer Eingangsantennenimpedanz von 350 Ohm.

Ris.2

Beim Aufstellen der Antenne in einem Raum unter verschiedenen Bedingungen – an der Wand des Raums, in der Nähe von leitfähigen Objekten, im freien Raum – änderte sich ihre Resonanzfrequenz geringfügig. Dies zeigt, dass die Bandantenne in verschiedenen Räumen mit unterschiedlichen Umgebungen um die Antenne installiert werden kann. Dies erfordert eine minimale Resonanzanpassung gegenüber der Umgebung. Am besten speist man die Antenne im 21/28 MHz Bereich über eine Zweidrahtleitung mit einem Wellenwiderstand von 130-160 Ohm und einer elektrischen Länge von l/4 im 28 MHz Bereich. Als solche Leitung ist ein Netzkabel mit dünnen Adern geeignet. Die charakteristische Impedanz des Kabels lässt sich leicht wie folgt bestimmen. Ein am Ende offenes Stück Kabel von mindestens 1 Meter Länge wird an das RLC-Meter angeschlossen und die Kapazität der Adern gegeneinander gemessen. Anschließend werden die Adern am Ende des Kabels kurzgeschlossen und die resultierende Leitungsinduktivität gemessen. Bei Kenntnis der Kapazität und Induktivität ergibt sich die Wellenimpedanz der Ersatzübertragungsleitung aus der bekannten Formel:

Z=Quadrat(L/C)

wobei Z die Leitungsimpedanz (Ohm), L die Leitungsinduktivität (Henry) und C die Leitungskapazität (Farad) ist. Mit dieser Technik können Sie den Wellenwiderstand der Leitung mit ausreichender Genauigkeit für die Amateurfunkpraxis bestimmen. Es stellt sich eine sehr gute Antennenanpassung heraus, wenn es auf den 21- und 28-MHz-Bändern arbeitet, und außerdem kann die Antenne ohne Anpassungsgerät an einen Transceiver mit einer 50-75-Ohm-Ausgangsstufe angeschlossen werden.

Das Abstimmen einer Bändchenantenne in Resonanz, wenn sie sich in bestimmten Bedingungen befindet, ist durch Falten des Antennenstegs einfach durchzuführen. Indem Sie die Länge der Antenne auf 1,9 Meter reduzieren, können Sie die erste Resonanz im 28-MHz-Bereich mit einer Eingangsimpedanz von 36 Ohm erzielen. Dadurch ist es möglich, die Antenne über ein Koaxialkabel mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm zu speisen und bei einer Änderung der Reichweite die Antenne durch Längenänderung schnell auf die Reichweite abzustimmen. Wie die Praxis gezeigt hat, ist es sinnvoller, eine 28 Meter lange Antenne für den Betrieb im 3,1-MHz-Band zu verwenden. Dabei erhöht sich die Stärke der empfangenen Signale beim Übergang von einer 1,9 m langen Bändchenantenne zu einer 3,1 m langen Bändchenantenne um 1-1,5 Punkte.

Durch Faltung des Steges können Bändchenantennen auf eine höhere Resonanzfrequenz abgestimmt werden. Wenn es notwendig ist, die Antenne auf eine Wellenlänge unterhalb der Resonanzfrequenz der Antenne abzustimmen, kann dies durch Ausschneiden eines Stücks Folie erfolgen, sodass die Antennenfolie wie eine Induktivität aussieht, wie in Abbildung 3 gezeigt.

Ris.3

In meinem Fall hatte die in dieser Abbildung gezeigte Antenne eine Resonanzfrequenz von 18,1 MHz. Seine Eingangsimpedanz betrug 38 Ohm, was praktisch nahe an der theoretischen Eingangsimpedanz einer vertikalen Eintakt-Viertelwellenantenne liegt. Die Anzahl der Spulenstreifen n auf einer Länge von 60 cm betrug 14. Die zweite Resonanzfrequenz der Antenne beträgt 25,2 MHz bei einer Eingangsimpedanz von 350 Ohm. Eine solche Antenne funktioniert gut auf den 18- und 25-MHz-Bändern. Um es beim Betrieb auf beiden Bändern mit Strom zu versorgen, ist es ratsam, eine Zweidrahtleitung mit einer Länge von l / 4 im 25-MHz-Band und einer Wellenimpedanz von 130-160 Ohm zu verwenden, wie oben beschrieben.

Ris.4

Die Resonanzbandbreite der in den Fig. 1-3 gezeigten Antennen betrug, wenn sich die Eingangsimpedanz der Antenne um einen Wert gleich der Wurzel von 2 änderte, mindestens 1,2 MHz auf jenen Bändern, wo die Antenne eine niedrige Eingangsimpedanz hatte, und bei mindestens 1 MHz auf den Bändern, wo die Antenne eine hohe Eingangsimpedanz hat.

Zur genaueren Ausrichtung der Antenne am oberen Rand des Betriebsbereichs können Sie in der oberen Leinwand Ausschnitte in Form einer "Säge" vornehmen. Dabei lässt sich seine Resonanzfrequenz leicht in den gewünschten Frequenzbereich übersetzen. Die Bandbreite einer solchen Antenne ist etwas geringer. Es ist ratsam, mit Sägezahnschnitten von der Spitze der Antenne aus zu beginnen. Im unteren Teil (unter der Spule oder unter der halben Länge der Antenne) sollten keine Ausschnitte gemacht werden.

Wenn sich der Transceiver entfernt von der Bändchenantenne befindet, ist es ratsam, die Antenne gemäß Abbildung 5 zu speisen. In diesem Fall wird sie über eine symmetrische Zweidraht-Übertragungsleitung mit einer Wellenimpedanz von 140-160 Ohm gespeist. Im oberen Bereich der Antenne (bei hoher Eingangsimpedanz) beträgt die Leitungslänge ein Viertel der Wellenlänge. Nach der Zweidrahtleitung wird ein Koaxialkabel mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm und einer elektrischen Länge, die etwa 20–30 % länger ist als die halbe Resonanzwellenlänge der Antenne im unteren Bereich, angeschlossen.

Ris.5

Der Bändchenantennen-Vibrator kann nicht nur in der Mitte des "Erd"-Bandes platziert werden, sondern auch an einem seiner Ränder. Es ist wünschenswert, dass der Abstand vom Vibrator zum Rand des "Erdbands" mindestens 1,5 Meter beträgt. Diese Konstruktion der Antenne ist vorteilhaft, wenn sich leitfähige Gegenstände im Raum befinden und die Antenne so weit wie möglich von ihnen entfernt platziert werden muss. oder um es vom Transceiver oder von Geräten zu entfernen, die während der Übertragung gestört werden können. Wenn es wünschenswert ist, eine gerichtete Strahlung von einer Bandantenne zu erzeugen, dann kann das Antennensystem gemäß Fig. 6 hergestellt werden.

Ris.6

Passive Reflektoren für die entsprechenden Bereiche - 21 und 28 MHz sind aus der gleichen Folie wie beim Vibrator und befinden sich an der Raumwand. Es sei darauf hingewiesen, dass eine solche Konstruktion durch die Bandausrichtung der Antenne nicht optimal ist und eine schwache Richtwirkung der Antenne liefert. Sie können die Richtwirkung erhöhen, indem Sie die Banddirektoren anpassen, indem Sie sie hochklappen oder indem Sie Spulen oder Sägen hineinschneiden. Aber jede Veränderung in der Umgebung der Antenne wird die passiven Elemente verstimmen und den Betrieb der Antenne beeinträchtigen. Abbildung 7 zeigt eine vereinfachte Implementierung einer Richtbandantenne, die für 21/28-MHz- und 18/25-MHz-Antennen geeignet ist. In diesem Fall beträgt die Länge der Erdfolie etwas mehr als 5 Meter.

Ris.7

Experimente mit Bändchenantennen haben gezeigt, dass es möglich ist, eine unsichtbare Ersatzantenne herzustellen, die in zwei Amateur-Nicht-Mehrfachbändern arbeitet, dass die Antenne dauerhaft in einem unauffälligen Design an der Wand eines Raums, hinter einem Schrank, einem Vorhang platziert werden kann. Bei der Arbeit auf Wanderungen, auf dem Land, in einem Hotel kann es in zusammengeklappter Form getragen werden, ohne aufzufallen, und dann an einem für die Arbeit geeigneten Ort abgelegt werden. Da die Antenne wetterfest ist, kann sie nicht für längere Zeit im Freien verwendet werden.

Autor: Grigorov I.N., RK3ZK; Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru

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