Modellierung von TV-Antennen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Fernsehantennen

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Funkamateure wissen, wie schwierig es ist, eine bereits hergestellte Fernsehantenne „abzustimmen“, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Es erfordert eine sorgfältige Änderung der Geometrie der Vibratoren, eine sorgfältige Auswahl der Abstände zwischen den Elementen eines Multivibrator-Designs und ziemlich mühsame Messungen (viele ignorieren sie übrigens einfach). Mit dem MMANA-Programm können Sie dies inzwischen in wenigen Minuten erledigen. Es wurde beschlossen, die Wirksamkeit des Programms an einer Variante eines bereits entwickelten Amateurfunkdesigns zu testen.

Zu diesem Zweck sowie zur Bestätigung der Bestimmungen von N. Turkin in seiner Notiz „UHF-Antenne“ („Radio“, 2000, Nr. 11, S. 9) wurde die beschriebene Fernsehantenne mit dem MMANA-Programm modelliert.

Zunächst war es nicht schwer festzustellen, dass die üblichen Sechs-Element-Antennen „Wellenkanal“ („Uda Yagi“) sind, für die es mehrere Beschreibungen gibt; bereits in der Programmbibliothek verfügbare, liefern einen Gewinn (Gain) G bis zu 11 dB im Verhältnis zu einem isotropen Strahler mit einem Vorwärts-/Rückwärtsstrahlungsverhältnis F/B bis zu 20 dB. Der Nachteil ist eine geringe relative Bandbreite in der Größenordnung von 3 bis 4 %, wodurch sie im Fernsehen nur als Einkanalantennen verwendet werden können.

Die Antenne von N. Turkin verwendet Ringelemente: drei Direktoren; Reflektor und Doppelaktiv, bei dem die Ringe mit einer Phasenverschiebung von 225° gespeist werden, was für zusätzliche Richtwirkung und eine gewisse Verbreiterung des Bandes sorgt.

Die wie beschrieben ziemlich genau modellierte Antenne zeigte Ga und F/B von 11,33 bzw. 19,4 dB, d. h. in der gleichen Größenordnung wie ein herkömmlicher Wellenkanal mit sechs Elementen. Es stellte sich jedoch heraus, dass seine Bandbreite viel größer war – etwa 7 % für SWR <3 und etwa 14 % für die Richtcharakteristik (Ga und F/B > 10 dB). Die Strahlungsmuster (RP) der simulierten Antenne in der horizontalen (oben) und vertikalen Ebene für die Mittenfrequenz sind in Abb. dargestellt. 1, alle Pegel sind in dB angegeben.

Wie der Autor richtig bemerkt hat, muss die Antenne abgestimmt werden. Bei der Simulation wird dies dem Computer anvertraut, der die Optimierungsprogramme automatisch ausführt. Optimierung macht Freude. Die optimierte Antenne zeigte einen etwas größeren Gewinn (11,63 dB), eine deutlich bessere Rückkeulenunterdrückung (24 dB), die SWR- und DN-Durchlassbänder normalisierten sich wieder (jeweils 10 %) und die Anpassung an den Feeder verbesserte sich. DN sind in Abb. dargestellt. 2.

Es ist interessant festzustellen, dass in den Diagrammen der Eingangsimpedanz der Antenne die jX-Kurve (Reaktanz) im Durchlassbereich dreimal die Nullmarke kreuzt, was eine gute Übereinstimmung liefert. Der Aufbau der modifizierten Antenne ist in Abb. dargestellt. 3. Der Umfang der Elemente und die Abstände zwischen ihnen werden in Wellenlängen angegeben.

Das aktive Element der beschriebenen Antenne wiederholt genau den Aufbau des „Schweizer Doppelquadrats“ (in diesem Fall ein Kreis, aber das ist nicht so wichtig), der zu Recht beliebt ist und Kurzwellenfunkamateuren bekannt ist. Um die Beschreibung der Antenne interessanter zu gestalten, wurden die Direktoren und der Reflektor entfernt. Und was? Das duale aktive Element zeigte hervorragende Ergebnisse: Ga und F/B betrugen 7,8 und 15,5 dB. Angesichts der Komplexität der Herstellung und der daraus resultierenden Qualität sucht er vielleicht seinesgleichen!

Autor: V.Polyakov

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