|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Peitschenantennen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / UKW-Antennen 1. Definition und Konzepte Asymmetrische (Peitschen-)Antennen werden als Antennen bezeichnet, die direkt am Boden (oder einem Metallschirm) senkrecht (seltener schräg) zu seiner Oberfläche angeordnet sind. Betrachtet man die Erde als ideal leitend und berücksichtigt das Spiegelbild, so kann man den Unwuchtschwinger als die Hälfte des äquivalenten Unwuchtschwingers betrachten (Abb. 1).
Der Strahlungswiderstand eines asymmetrischen Vibrators ist doppelt so gering wie der eines äquivalenten symmetrischen Vibrators, da ersterer bei gleichen Strömen die halbe Leistung abgibt (keine Abstrahlung in den unteren Halbraum) [1]. Der Eingangswiderstand eines asymmetrischen Vibrators ist zweimal kleiner als der eines äquivalenten symmetrischen Vibrators, da bei gleichen Versorgungsströmen die erste Versorgungsspannung zweimal kleiner ist (Bild 1). Der Richtkoeffizient eines asymmetrischen Vibrators ist doppelt so groß wie der eines äquivalenten symmetrischen Vibrators, da ersterer bei gleicher Strahlungsleistung die doppelte Winkelleistungsdichte liefert, da seine gesamte Leistung in einen Halbraum abgestrahlt wird (Abb. 2). All dies gilt für einen idealen asymmetrischen Vibrator, das heißt, wenn die Erde ein idealer Leiter ist. Wenn die Erde schlecht leitend ist, verändert sich das Strahlungsfeld des Vibrators. Darüber hinaus führt dies zu einer Verringerung der Stromamplitude im Vibrator und damit zu einer Erhöhung seines Widerstands und einer Verringerung der abgestrahlten Leistung. Der Boden ist ein Dielektrikum mit einer hohen Permittivität (fast 80), was zu einer Änderung der elektrischen Länge des imaginären Dipols sowie der Weglänge der Verschiebungsströme führt. Das Ergebnis ist eine vollständige Verzerrung des Strahlungsmusters (Anheben der Keulen nach oben und Verschwinden der Strahlung in kleinen Winkeln zum Horizont) und eine Erhöhung des Widerstands des Stifts. Aus diesem Grund wird Boden praktisch nicht als „Land“ genutzt, sondern Kunstland genutzt. 2. Peitschenboden Theoretische Berechnungen zeigen, dass die größten Verluste in einer Zone mit einem Radius von 0,35 Wellenlängen auftreten. Daher ist es in dieser Zone wünschenswert, die Erde zu „metallisieren“: Verbinden Sie die radialen Drähte mit Brücken miteinander (Abb. 3). Sehr gut ist es, wenn diese Metallisierung über die gesamte Strecke der Gegengewichte erfolgt.
Gegengewichte sollten vom Boden isoliert sein. Wenn sie auf dem Boden liegen, ist ihre elektrische Länge aufgrund von Feuchtigkeit für die Antenne nicht resonant. Außerdem müssen ihre Enden vom Boden isoliert sein. Nur in einem Fall ist es möglich, die Enden der Gegengewichte nicht vom Boden zu isolieren: wenn sie durch einen Überbrückungsring sicher verbunden sind (Abb. 3). Man darf nie vergessen, dass eine ideale Peitschenantenne einen Wirkungsgrad von 47 % hat, während eine Antenne mit 3 Gegengewichten einen Wirkungsgrad von weniger als 5 % hat. Wenn Sie also mit einer Stabantenne mit drei Gegengewichten arbeiten, werden von den 200 Watt, die dem Stab zugeführt werden, 180 Watt (!!!) vergeblich verschwendet, wodurch nebenbei TVI entsteht. Viele Prozesse in der Ionosphäre sind nichtlinear; Die Reflexion von Radiowellen beginnt beispielsweise bei 7 Watt Leistung an Ihrer Antenne und ist bei 5 Watt nicht mehr vollständig erreicht. Das bedeutet, dass Sie auf das einzigartige DX-QSO-Erlebnis verzichten müssen, da Sie Gewicht an Kabel sparen. Es sollte auch die Verzerrung des Strahlungsmusters mit einer kleinen Anzahl von Gegengewichten berücksichtigen. Von kugelförmig wird es zu einem Blütenblatt und hat eine Richtung entlang der Gegengewichte. Das Problem, die optimale Anzahl an Gegengewichten zu finden, wurde von mir am Computer gelöst. Die Lösung ist in Abb. 4. Daraus ist ersichtlich, dass die minimal erforderliche Anzahl von Gegengewichten 12 beträgt. Bei einer größeren Anzahl von ihnen steigt die Effizienz langsam an. Gegengewichte sollten sich im gleichen Abstand zueinander befinden.
Der Winkel ihrer Position relativ zum Stift sollte 90 ° bis 1350 betragen. Bei größeren und kleineren Winkeln sind der Wirkungsgrad und d.n. ist verzerrt. Gegengewichte müssen mindestens so lang sein wie der Hauptbolzen. Dies lässt sich dadurch erklären, dass die zwischen Stift und Gegengewichten fließenden Ruheströme einen gewissen Raum einnehmen, der an der Ausbildung der Richtcharakteristik beteiligt ist. Durch die Reduzierung der Länge der Gegengewichte und folglich durch die Reduzierung des Raums, der zur Bildung des DP dient, verschlechtern wir die Eigenschaften der Antenne erheblich. Mit großer Näherung können wir sagen, dass jeder Punkt auf dem Stift seinem eigenen Punkt auf dem Gegengewicht entspricht. Es ist jedoch nicht erforderlich, Gegengewichte zu verwenden, die länger als der Hauptbolzen sind. Gegengewichte und der Bolzen selbst müssen mit Schutzlack überzogen werden. Dies ist notwendig, damit das Material, aus dem die Antenne besteht, nicht oxidiert. Die Oxidation der Vibratoren macht die Antenne unbrauchbar aufgrund der Tatsache, dass der dünne Oxidfilm einen beträchtlichen Widerstand hat, und da der Oberflächeneffekt auf der HF stark ausgeprägt ist, wird die Senderenergie von diesem Film absorbiert und in Wärme umgewandelt. Es ist sehr wünschenswert, dafür Radiofarbe zu verwenden (diejenige, mit der Ortungsgeräte gemalt werden). Herkömmliche Farbe enthält Farbstoffpartikel, die HF-Energie absorbieren. In extremen Fällen können Sie jedoch normale Farbe verwenden. 3. Abmessungen der Peitschenantenne Bekanntlich ist der Strahlungswiderstand der Rizl-Antenne proportional zum Verhältnis L/d, wobei L die Länge und d der Durchmesser der Antenne ist. Je kleiner das L/d-Verhältnis ist, desto breiter ist die Antenne und desto höher ist der Wirkungsgrad. Es ist zu beachten, dass bei der Verwendung dicker Vibratoren der „Endeffekt“ beeinträchtigt wird. Sie wird durch die Kapazität zwischen den Enden des Vibrators und der Erde bestimmt. Physikalisch drückt sich dies darin aus, dass die Antenne „länger“ ausfällt als berechnet. Um dies zu reduzieren, werden Breitbandstifte üblicherweise verjüngt. Berechnungen zeigen, dass die erforderliche Mindestdicke der Gegengewichte betragen sollte d=D/2,4n, wobei d ist der Durchmesser der Gegengewichte, D ist der Durchmesser des Bolzens, n ist die Anzahl der Gegengewichte. Oft können Funkamateure keinen Viertelwellenstift installieren und verwenden einen kleineren Stift. Grundsätzlich ist es möglich, mit Hilfe von Anpassvorrichtungen einen Stift beliebiger Länge anzupassen. Kurze Stifte haben jedoch eine niedrige aktive und eine hohe Reaktanz [3] und werden sehr nicht optimal angepasst (bis zu 90 % der Energie können an den passenden Geräten selbst dissipiert werden). Und wenn auch Ersatzkurzgegengewichte verwendet werden, dann wird der Wirkungsgrad eines solchen Antennensystems sehr gering sein. In der Mobilkommunikation werden jedoch häufig solche Ersatzantennen verwendet. Dies liegt jedoch nur daran, dass andere Arten von verkürzten Antennen noch schlechter abschneiden! 4. Richtcharakteristiken von Peitschenantennen Viele interessieren sich dafür, wie die Höhe des Stifts aufgrund seines Strahlungsmusters in der horizontalen Ebene ansteigt und ob sein Widerstand von der Höhe der Aufhängung abhängt. Das wichtigste Ergebnis [4] ist, dass die Verteilung der Ströme im Stift bei idealer „Erde“ nicht von der Höhe seiner Aufhängung abhängt. In der Praxis bedeutet dies, dass der Widerstand des Pins konstant bleibt, egal wie hoch er ist. Das Gesamtergebnis der Lösung zeigt, dass, wenn der Stift auf Resonanz abgestimmt ist, sein unteres Ende geerdet werden kann. Darüber hinaus kann es jederzeit mit Strom versorgt werden. Basierend auf den Ergebnissen dieser wichtigen Schlussfolgerung wurden Peitschenantennen (Flaggenantennen, Mastantennen) geschaffen, deren unteres Ende mit der „Erde“ verbunden ist und die durch Gammaanpassung gespeist werden. Die Strahlungsdiagramme der vertikalen Ebene des Halbwellenstifts sind in Fig. 5 gezeigt. XNUMX. Diese Abbildung zeigt, dass der Abstrahlwinkel zum Horizont umso flacher wird, je höher die Antenne steht. Dies liegt daran, dass die Addition der vom Stift ausgesandten Welle und der vom Boden reflektierten Welle stattfindet. Wenn der Boden schlechte Leitfähigkeitseigenschaften hat, wird das Strahlungsmuster dem einer Stecknadel über dem Boden nahe kommen. Das Anheben der Antenne auf eine Höhe von mehr als einer Wellenlänge ist nicht sinnvoll, weil. in diesem Fall nimmt der Abstrahlwinkel nicht mehr ab, sondern es beginnen nur noch die oberen Seitenkeulen zu fragmentieren.
Ein weiteres interessantes Merkmal von Stiften sollte beachtet werden, deren Höhe gleich der Wellenlänge oder mehr ist. Solche Antennen werden in der professionellen Kommunikation als Anti-Fading-Antennen eingesetzt [5]. Das bedeutet, dass eine solche Antenne problemlos ein Signal empfängt, das mit Fading auf einem Viertelwellenstift oder -dipol ankommt. 5. Anpassung der Peitschenantenne Für einen erfolgreichen Betrieb muss die Peitschenantenne angepasst werden. Trotz aller scheinbaren Vielfalt an passenden Geräten und Pins lassen sie sich in 3 Gruppen einteilen. 1. Der Stift ist angepasst, die elektrische Länge entspricht einem Viertel der Wellenlänge; 2. Ein Stift mit einer elektrischen Länge, die größer als erforderlich ist, diese Länge wird mit einem Behälter "entfernt"; 3. Der Stift ist weniger als eine viertel Wellenlänge lang. Die fehlende Länge wird durch eine Induktivität „hinzugefügt“. Es ist zu beachten, dass der Kondensator und die Spule den höchstmöglichen Qualitätsfaktor haben sollten, und es ist auch wünschenswert, dass TKE und TKI so gut wie möglich sind. Typischerweise kann die Kapazität eines Verkürzungskondensators bei 100 - 28 MHz innerhalb von 18 pF liegen, die Parameter der Verlängerungsspule sind Einheiten von μH bis 21 MHz, Zehner - bis 3,5 MHz. Abschließend sei darauf hingewiesen, dass diese Anpassungspraxis auf Stifte mit einer Länge anwendbar ist, die ein Vielfaches einer Viertelwellenlänge ist. 6. Arten von Peitschenantennen Asymmetrischer Vibrator mit einem Schirm endlicher Abmessungen (Abb. 3). Diese Antenne wird hauptsächlich von Funkamateuren verwendet. Als Abschirmung werden üblicherweise Gegengewichte mit einer Länge von mindestens einer Viertelwellenlänge verwendet. Asymmetrischer Schleifenvibrator (Abb. 6). Sein Ph.D. fällt mit d.s. zusammen klassischer Stift. Es hat jedoch den Vorteil, dass ein Ende geerdet ist. Durch die Wahl der Dicke dl und d2 können Sie seinen Eingangswiderstand in einem weiten Bereich verändern. Bei d1=d2 beträgt der Vibratorwiderstand 146 Ohm.
Der Widerstand eines asymmetrischen Vibrators mit unterschiedlichen Dicken wird nach der Formel /1 / berechnet: Ra=(1+n2).36n, wobei n=ln(d/d1)/ln(d/d2). Breitbandvibratoren bestehen aus dicken Rohren, Stiften und Platten. Sie können sowohl konisch als auch rhombisch, zylindrisch, massiv und gitterförmig sein (Abb. 7). Die Frequenzabdeckung hängt vom I/O-Verhältnis ab. Je kleiner es ist, desto breiter ist der Vibrator. Die bekannte Antenne UW4HW ist ein Breitband-Monopol und der Vertikalstrahler UA1DZ ist ein Breitband-Dipol . Kegelantennen sind ein Spezialfall von Breitbandschwingern (Abb. 8).
Das Strahlungsfeld wird durch um den Kegel fließende Ströme erzeugt, und die Scheibe fungiert als Schirm und strahlt fast nicht. Bei einem Öffnungswinkel von 600° wird das größte Bereichsüberlappungsverhältnis von fünf erreicht, mit KBV > 0,5 in einem Abzweig mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm. In diesem Fall beträgt die maximale Wellenlänge 3,6. Das Strahlungsmuster einer HF- und VHF-Scheibenkegelantenne entspricht in etwa dem einer gewöhnlichen Stiftantenne. Bei KB wird eine Drahtversion einer Kegelantenne verwendet (Abb. 8b), bei der anstelle eines Kegels ein Flachdrahtventilator und anstelle einer Scheibe ein Erdungssystem aus Radialdrähten verwendet wird. Separat möchte ich auf die Antennenmasten achten. Ein Merkmal solcher Antennen ist, dass ihr unteres Ende geerdet ist.
Die Top-Feed-Antenne (Abb. 9) wird über einen im Mast verlegten Feeder erregt. Es ist grundsätzlich. D.Sc. Es ist das gleiche wie bei einem herkömmlichen Stift, aber die Verluste beim Senden und Empfangen sind größer, da die Funkwelle beim Senden vom Boden reflektiert wird. Die Mittelleistungsantenne (Abb. 10) ist ein zweiteiliger Mast, der an den Punkten 1 und 2 in Reihe durch eine Spannung gespeist wird, die von einer im unteren Teil verlegten Speiseleitung geliefert wird. Antennenwiderstand an Einspeisepunkten Ra=Rb/cos2kll, wobei k der Verkürzungskoeffizient und Rb der Widerstand des „sauberen“ Vibrators am Punkt 3 ist. Durch die Wahl eines Verhältnisses zwischen 11 und 12 ist es möglich, die Antenne an den Einspeiser anzupassen. Es ist von grundlegender Bedeutung, dass die Zuleitung innerhalb der Unterseite der Antenne verläuft. Der Nachteil besteht in der schwierigen Isolierung des oberen Teils.
Die Shunt-Leistungsantenne (Abb. 11) wird parallel über einen Shunt erregt, der in einer bestimmten Höhe mit dem Mast verbunden ist 11. Normalerweise sind die Eingangsreaktanzen des unteren und oberen Teils der Antenne induktiver und dementsprechend kapazitiver Natur, und hinsichtlich des Eingangswiderstands an Punkt 1 entspricht die Antenne einer Parallelschaltung. Die Auswahl des Werts 11 bietet die beste Abstimmung mit dem Einspeisegerät. Die Verteilung der Ströme ist so, dass sie die Strahlung der Antenne teilweise dämpft, daher sollte der Shunt so klein wie möglich gemacht werden. Die klassische Implementierung der Shunt-Leistung ist die Gamma-Anpassung. Gerade beim Bau von Antennen für niederfrequente Bereiche ist es oft nicht möglich, den Vibrator senkrecht zum Boden zu positionieren. Wenn der Stift relativ zum Boden geneigt ist, wird das Strahlungsmuster natürlich verzerrt. Platzieren Sie so viele Gegengewichte wie möglich unter dem geneigten Teil der Antenne. Es ist auch erforderlich, die Gegengewichte nach Möglichkeit so anzuheben, dass sie mit der Antenne einen Winkel von nicht mehr als 135 ° bilden. Es sollte daran erinnert werden, dass eine solche Antenne aufgrund des Vorhandenseins einer erheblichen reaktiven Komponente schwieriger anzupassen ist. Literatur
Autor: I. Grigorow (UZ3ZK); Veröffentlichung: cxem.net
Kunstleder zur Touch-Emulation
15.04.2024 Petgugu Global Katzenstreu
15.04.2024 Die Attraktivität fürsorglicher Männer
14.04.2024
▪ Synthetische Schmierung für Gelenke ▪ Windkraftanlagen können eine lokale Erwärmung verursachen ▪ Ein Superkondensator, der sich achtmal dehnt ▪ Schildkrötenkiefer aus Titan
▪ Site-Bereich Frequenzsynthesizer. Artikelauswahl ▪ Artikel Mikrofone. Verzeichnis ▪ Artikel Bedienung des Schwenkkrans. Standardanweisung zum Arbeitsschutz ▪ Artikel Leistungsverstärker auf 6 Transistoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen
www.diagramm.com.ua |
Siehe andere Artikel Abschnitt 
Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:
Alle Sprachen dieser Seite