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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Doppelschleifen-Empfangsantenne. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / UKW-Antennen Die Qualität des Radioempfangs bei starken Störungen hängt stark von der verwendeten Antenne ab. In dem unten veröffentlichten Artikel wird den Lesern eine Beschreibung der Antenne angeboten, die aus zwei Rahmen besteht und es Ihnen ermöglicht, in fast dem gesamten Sendebereich einen guten Empfang zu erzielen. Eine Schleifenantenne in Form einer Wicklung, die in einer vertikalen Ebene angeordnet ist, wird weit verbreitet für Peilung, Rundfunk, Funkkommunikation und Feldstärkemessungen im ultralangen bis ultrakurzen Wellenlängenbereich verwendet. Ein störfester Funkempfang an einer konventionellen Rahmenantenne zu jeder Tageszeit mit starken Funkstörungen ist jedoch durch das Vorhandensein des sogenannten „Nachtfehlers“ [1] erschwert. Dies geschieht aus folgenden Gründen. Erstens können Störungen, die schräg zum Horizont kommen, nicht so effektiv durch eine einzelne Rahmenantenne unterdrückt werden wie Störungen, die in horizontaler Richtung kommen. Zweitens nimmt die Rauschunterdrückung mit zunehmendem vertikalen Einfallswinkel ab. Um die Position der Ebene des minimalen Empfangs zu stabilisieren und dem Minimum der Richtcharakteristik im gesamten Sektor der vertikalen Einfallswinkel der Welle bei der Funkpeilung den Wert Null zu geben, wird eine Antenne in Form von dazwischen geschalteten beabstandeten Rahmen verwendet Gegenphase [1]. Die den Lesern angebotene Abstandsrahmenantenne ist für den Anschluss an einen abgeschirmten Funkempfänger mit einer Empfindlichkeit von mindestens 50 μV ausgelegt und weist die folgenden technischen Eigenschaften auf: Empfangsfrequenzbereich - 0,15 ... 24 MHz; Wellenankunftsazimut - 0...360'; vertikaler Einfallswinkel der Welle - 0...90'; Störunterdrückung im Single- und Common-Mode - 0...30 dB; Störunterdrückung im Gegenphasenmodus - nicht weniger als 30 dB; Abmessungen - 710x375x370 mm; Gewicht - 3 kg. Das Schema der Antenne mit beabstandeten Rahmen ist in Abb. 1 dargestellt. eines.
Es besteht aus zwei koaxialen aperiodischen Singleturn-Rahmen WA1 und WA2, einem Betriebsartenschalter SA1, einem Balun-Breitbandtransformator T1 und einem abgeschirmten Kabel mit X1-Stecker zum Anschluss an einen Funkempfänger. Im T1-Transformator befinden sich die Übertragungsleitungen auf einem Ferrit-Magnetkern. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Transformator mit magnetischer Kopplung zwischen den Wicklungen sorgt er für eine elektromagnetische Kopplung zwischen diesen Leitungen. Die Wege der Ströme von den Eingangskontakten X2, X1 des Transformators T2 zu einem gemeinsamen Punkt an seinem Ausgang sind gleich. Die Auswahl des Transformators erfolgt nach dem Nachschlagewerk [1]. Gleichzeitig wurde der einfachsten Version mit einem minimalen Asymmetriewert und einem Betriebsfrequenzbereich, der nicht kleiner als der in den technischen Eigenschaften der Antenne angegebene ist, der Vorzug gegeben. Durch den Anschluss eines Funkempfängers mit symmetrischem Eingang an die Kontakte X2, X1 des symmetrischen Ausgangs der Antenne können Sie den Transformator TXNUMX ausschließen. Alle Elemente der Antenne sind von den oberen Teilen der Rahmen bis zum HZ-Stecker von einer durchgehenden elektrischen Abschirmung umgeben. Über den XZ-Stecker wird der Abschirmkreis der Antenne mit dem Schirm des Funkempfängers verbunden. Schirmaussparungen im oberen Teil der Rahmen verhindern eine vollständige elektromagnetische Abschirmung der Rahmen. Die Antenne kann in einem von drei Modi betrieben werden: einfach („0“), gleichphasig („C“) und gegenphasig („P“). In der Neutralstellung „0“ aktiviert Schalter SA1 den Single-Modus. In diesem Fall funktioniert der WA1-Rahmen. Wenn der SA1-Schalter auf die Position „C“ gestellt wird, werden die Rahmen phasengleich verbunden und die Antenne verwandelt sich in einen Rahmen mit zwei Windungen. Der Ausgangssignalpegel einer solchen Antenne ist gleich der Summe der Signale von den Ausgängen der Rahmen WA1, WA2. Der Gleichtaktmodus wird verwendet, wenn die Antenne einer Oberflächenstörungswelle ausgesetzt ist, sowie bei einem schwachen Signal und im langwelligen Teil ihres Betriebsbereichs. In der Stellung „P“ des SA1-Schalters ist der Antiphasenmodus aktiviert. Der Pegel des Ausgangssignals der Antenne ist in diesem Fall gleich der Differenz zwischen den Signalen der Ausgänge der Rahmen WA1, WA2. Der Pegelunterschied des Ausgangssignals der Antenne im „C“- und „P“-Modus nimmt mit zunehmender Signalfrequenz und der räumlichen Trennung der Rahmen entlang ihrer gemeinsamen Achse ab. Im „P“-Modus wird die Änderung der Richtcharakteristik der Antenne für eine schräg zum Horizont einfallende Welle eliminiert. Als Ergebnis stellt sich heraus, dass die Rauschunterdrückung durch die ankommende Raumwelle gleich der Rauschunterdrückung durch die ankommende Oberflächenwelle ist. Dieser Modus ist effektiv für starke Signale im Kurzwellenteil des Antennenbetriebsbereichs. Aufgrund des geringen Pegels des Antennenausgangssignals ist ein hochempfindlicher geschirmter Funkempfänger mit umschaltbarer Antenne erforderlich, um die räumliche Selektivität der Antenne zu realisieren. Im „P“-Modus wird die Richtung des minimalen Empfangs um 90° um die Hochachse der Antenne gedreht. Die Richtcharakteristik der Antenne wird vierkeulig, was auch die Störfestigkeit des Empfangs erhöht. Im ausgewählten Modus wird die Antenne im Azimut ausgerichtet, bis am Ausgang des Funkempfängers das maximale Signal-Rausch-Verhältnis erreicht wird.
Antenne mit beabstandeten Rahmen ist in Abb. 2 gezeigt. 1. Es besteht aus Rahmen 3 und 2, die in parallelen Ebenen angeordnet sind, die in Bezug auf die Steuertafel 4 gespiegelt sind, oberen 5 und unteren 6 Traversen, zwei Metallisierungsschienen 7, zwei Isolatoren 8 und einem Ausgangskabel. Die Form und Festigkeit des Rahmens wird durch eine tragende Konstruktion aus dünnwandigem Stahlrohr mit einem Durchmesser von 350 mm gegeben. Jeder Rahmen enthält zwei derartige Rohre mit einer C-Form. Ihre Außenmaße betragen 170x75 mm. In den Hohlräumen der Rohre wird ein Koaxialkabel der Marke RK2-11-20 verlegt. Der Außenleiter jedes Kabels hat in der Mitte der Rahmenoberseite eine 1 mm lange Unterbrechung. Die Länge der Lücke ist gleich der Lücke zwischen den Rohren des Rahmens. Der Innenleiter hat keine Unterbrechungen bis zum Schalter SA16 auf dem Bedienfeld. Die Traversen bestehen aus Duraluminiumrohr mit einem Durchmesser von 670 mm. Die Länge der oberen Traverse beträgt 280 mm, die untere besteht aus zwei Teilen mit einer Länge von 210 mm. Im Hohlraum der Rohre der unteren Traverse werden Kabel von den Rahmen verlegt, die in der Duraluminiumbox der Konsole mit den Abmessungen 160 x 50 x 112 mm enthalten sind. Duraluminium-Metallisierungsschienen mit den Abmessungen 22 x 4 x XNUMX mm fixieren die Box und verbinden die obere Traverse mit den Abschirmelementen der Antenne. Glasfaserisolatoren mit den Abmessungen 240 x 30 x 4 mm bilden zusammen mit den Elementen 1-6 eine starre Tragkonstruktion. Für die Montage wurden Duraluminiumblöcke und M4- und Mb-Befestigungsschrauben verwendet. Die geometrische Symmetrie, Koaxialität und Parallelität der Rahmen mit der erforderlichen Toleranz von 0,2 "ist gewährleistet, wenn die Genauigkeit der Abstände zwischen den Rahmenteilen nicht schlechter als 1 mm ist. Die Rahmen können dabei entlang der Traversen verschoben werden Montage der Antenne und Einstellung der Position der Rahmen Der zulässige Unterschied in der Länge der Kabel der Rahmen beträgt 10 mm. Als Modusschalter auf dem Bedienfeld wurde ein P2T-1-Kippschalter mit einer Sperre in der neutralen Position verwendet. Der Breitbandtransformator besteht aus einem Magnetkreis aus Ferrit (Marke M200NN2) in Form von drei koaxial gefalteten Ringen mit den Abmessungen K32x20x5 mm und zwei Kabelstücken RK75-1-11. Die Kabelsegmente werden in die gleiche Richtung gewickelt und bilden zwei Wicklungen mit jeweils acht Windungen. Die Position der Windungen wird durch einen Polyethylendorn mit einem Durchmesser von 20 und einer Höhe von 16 mm fixiert, der in den Hohlraum des Magnetkreises eingeführt wird. Auf der zylindrischen Oberfläche des Dorns sind 16 Rillen gleichmäßig beabstandet. Jede Wicklung nimmt acht Nuten des Dorns ein, was der Hälfte des Magnetkreisrings entspricht. Der Innenleiter eines der Segmente wird nicht verwendet. Vor dem Zusammenbau des Transformators wird an den Außenkanten des Magnetkreises mit Schleifpapier eine Fase von 0,3 mm entfernt. Um Störungen des Funkempfangs durch elektrische Kontakte zu vermeiden, ist es wichtig, die Konstanz der Kontakte zwischen den Abschirmelementen sowie die Isolierung der Abschirmelemente an den Stellen sicherzustellen, an denen kein Kontakt stattfinden sollte. Die Herstellung der Antenne ist mit Abweichung von der obigen Beschreibung möglich. Die Volumenreserve der Fernbedienungsbox ermöglicht die Ausführung der Antenne in verschiedenen Ausführungen. Der Wert der oberen und unteren Betriebsfrequenzen des Transformators sowie seine Konstruktion hängen von der Größe, der Anzahl der Ringe, der Marke des Ferrits des Magnetkreises und der Anzahl der Windungen der Wicklungen ab. Die zulässige magnetische Permeabilität von Ferrit beträgt nicht mehr als 200. Bei einem kleineren Wert ist es notwendig, die Anzahl der Ringe des Magnetkreises und die Anzahl der Windungen der Transformatorwicklungen zu erhöhen. Aus Ringen kleiner als K32x20x5 mm ist es möglich, einen Magnetkreis in Form einer Säule herzustellen, deren Höhe durch die Abmessungen des Konsolenkastens begrenzt ist und 180 mm nicht überschreiten sollte. Ein Transformator mit einem säulenförmigen Magnetkreis von 126 mm Höhe, zusammengesetzt aus K20x12xbmm-Ringen mit einer magnetischen Permeabilität von 150 ... 200, kann zwei Wicklungen mit drei Windungen enthalten. Die Verwendung symmetrischer Leitungen aus verdrillten Wicklungsdrähten vereinfacht das Design des Transformators, erhöht jedoch gleichzeitig die Asymmetrie des Antennenkreises. Wir werden den Kippschalter P2T-1 durch einen Schalter für drei Positionen und zwei Richtungen ersetzen. Die Lautstärke der Fernbedienungsbox ermöglicht es, einen Vorverstärker mit einer Stromquelle und Elementen zum Einstellen der Rahmen in Resonanz darin zu platzieren. Die Rauschzahl des Vorverstärkers muss kleiner sein als die Rauschzahl des Funkempfängers. Bei einer extrem vereinfachten Antenne kann die tragende Struktur aus Holz bestehen und ein abgeschirmter Draht mit äußerer Isolierung für die Installation verwendet werden. Die Richtcharakteristik der Antenne in der horizontalen Ebene bei Frequenzen von 8 ... 10 MHz, aufgetragen in Polarkoordinaten und auf einer einzigen Skala, ist in Abb. dargestellt. 3. Die Messungen wurden im Empfangsmodus durchgeführt, wodurch Störungen der laufenden Funkgeräte ausgeschlossen sind. In diesem Fall wurde ein variabel gestuftes (1 dB) Dämpfungsglied mit einer maximalen Dämpfung von 63 dB, ein abgeschirmter Funkempfänger mit einer Empfindlichkeit von etwa 10 μV mit einem Telegraphen-Lokaloszillator und einer umschaltbaren AGC sowie eine Ausgangsanzeige verwendet. Bei Verwendung eines Rundfunkempfängers mit nicht umschaltbarer AGC kommt das in [3] vorgeschlagene Kalibermessverfahren zum Einsatz. Dazu wird an den Funkempfänger ein Hilfsgenerator („Kalibrierungsgenerator“) angeschlossen. Wenn die Generatorfrequenz innerhalb der Bandbreite des Funkempfängers liegt und der Ausgangsspannungspegel des Generators 10 ... 100-mal höher ist als der Eingangssignalpegel, dann ist die Abhängigkeit der Verstärkung der einstellbaren Stufen des Funkempfängers vom Eingangssignalpegel sinkt auf den Fehler des Ausgabeindikators. Die einwandfreie Abschirmung des Funkempfängers und damit seine Eignung für den Betrieb mit der Antenne wird durch den fehlenden Empfang nach dem Ausschalten der eingebauten und externen Antennen überprüft. Der Schirm kann unabhängig aus Folie oder anderem elektrisch leitfähigem Material hergestellt werden. Es befindet sich auf der Innenseite des Radiogehäuses. Es sollte keine geschlossene Schleife um die eingebaute Magnetantenne bilden. Als Leistungsanzeige eignet sich ein Wechselspannungsmesser. Die Rolle des Referenzsignals
kann jeden Funksender aussenden, der einen stabilen Pegel und die erforderliche Feldstärke hat. Während der Messungen sollte der lokale Telegraphenoszillator des Funkempfängers eingeschaltet und die AGC ausgeschaltet sein. Während der Messung wird der Pegel des Eingangssignals des Funkempfängers durch eine konstante Änderung der Dämpfung des Dämpfungsglieds gehalten und durch die Ausgangsanzeige kontrolliert. Der Pegel des von der Antenne kommenden Signals wird durch die Dämpfung des Dämpfungsglieds gemessen. Durch die Stromversorgung aus dem Netz in den Funkempfänger eindringende Störungen führen zu Messfehlern. Wenn das Verhältnis des Eingangssignalpegels des Funkempfängers zum Pegel der vom Netz in den Funkempfänger eindringenden Interferenz abnimmt, nimmt der Fehler zu. Der Einfluss von Netzstörungen wird abgeschwächt, indem der Funkempfänger aus dem Netz über die Entstöreinheit gespeist wird oder eine unabhängige Stromquelle verwendet wird. Die Rahmen werden im "P"-Modus entsprechend der maximalen Unterdrückung des Signals eingestellt, in dessen Einfallsrichtung die Achse des minimalen Antennenempfangs orientiert ist. Literatur 1. Kukes I. S., Starik M. E. Grundlagen der Funkpeilung. - M.: Sow. Radio, 1964, p. 286,290.
Autor: A. Kuzmenko, RV4LK, Uljanowsk; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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