Dikey çeyrek dalga anteninin hesaplanması.

V. Polyakov, RA3AAE

Bu yazıda yeni bir şey yok, sadece uzun zamandır bilinen gerçeklere farklı bir açıdan bakmanıza izin veriyor ve genel eğitim amaçlarına da hizmet edebilir. Biraz da nostalji var...

Elektriksel olarak kısa tel veya kamçı antenlerin (çeyrek dalga boyundan daha az) kapasitif bir reaktansa X ve düşük aktif radyasyon direncine r sahip olduğu iyi bilinmektedir, bunlardan birincisi antenin kısalmasıyla artar ve ikincisi azalır. Antenin kendisindeki kayıplar çok küçüktür ve MMANA gibi anten simülasyon programları bunu doğrulayarak yüksek verim gösterir. Eşleşen bobinde (uzatma veya döngü) ve toprakta kayıplar meydana gelir.

Kısa topraklanmış bir alıcı antenin eşdeğer devresi genellikle Şek. 1 doğru. E, alınan sinyalin alan gücünü, hd ise etkin anten yüksekliğidir. Antenin kendisi ve içindeki akım dağılımı solda gösterilmektedir. Sinüzoidaldir, ancak kısa antenler için yaklaşık olarak üçgendir.

Antenin kapasitansı X ve radyasyon direnci r, birçok kitap ve ders kitabında verilen formüllerle belirlenir:
X = Wctg(2ph/l) ve r = 160p2(hd/l)2,

burada W, anten kablosunun dalga empedansıdır.

Formüller, k = 2p/l dalga sayısı getirilerek ve çarpmanın yerine kotanjant yerine tanjanta bölünerek ve ardından küçüklüğü nedeniyle (h) argümanla değiştirilerek basitleştirilebilir.<< l). С учетом того, что действующая высота hд антенны в виде короткого вертикального провода равна половине геометрической h из-за треугольного распределения тока, получим:

X = W/kh ve r = 10(kh)2.

Ne yazık ki, Şekil 1'deki eşdeğer devre. 1 yeterince net değil, çünkü anten tarafından alıcı girişinin gerçek geçişini göstermez. Bir seri kapasitans ve aktif direnç bağlantısını paralele dönüştürmek için kuralların kullanılması tavsiye edilir (devre teorisi hakkındaki kitaplara bakın). Bizim durumumuz için, ne zaman r<< X, они очень просты (рис. 2).


Alıcı antenin ortaya çıkan eşdeğer devresi Şekil 2'de gösterilmektedir. Şekil 3'te görüldüğü gibi, anten empedansının C kapasitansı ve paralel bağlanmış direnç R tarafından belirlendiği görülebilir.Bu empedans, antende sinyal voltajı olup olmadığına bakılmaksızın alıcı girişini şönt eder. Kapasitans C basitçe antenin kapasitansıdır, ince bir tel için 5 ... 7 pF / m oranında ve nispeten "kalın" teleskopik antenler için - 8 ... 12 pF / m oranında bulmak kolaydır.

R direncini, Şekil 1'deki son formülü değiştirerek buluruz. Yukarıda bulunan 2 X ve r değerleri:
R = W2/10(kh)4.

Boş alandaki ince bir tel için W'nin genellikle 600 ohm olduğu varsayılır. Bu değeri ve k = 2p/l'yi değiştirerek, hesaplama formülünü elde ederiz:
R = 23(l/sa)4.

Onun yardımıyla, örnek olarak, 1 MHz (MW aralığının orta frekansı) frekansı için kısa kablolu dikey bir antenin kapasitansını ve direncini hesaplıyoruz ve toprak direncinin sıfıra eşit olduğunu varsayarak.

Hesaplama sonuçları tabloda özetlenmiştir:

Şaşırırlar. Tablo, kısa bir dikey antenin eşdeğer (girişe paralel) direncinin çok büyük olduğunu göstermektedir. Pratik olarak alıcının girişini şant etmez. Bu, alıcının düşük giriş empedansında, anten R'nin aktif direncini hesaba katmamaya ve alıcı girişine sadece C üzerinden kapasitif akımın beslendiğini varsaymaya izin verir (Şekil 3). Daha sonra alıcının girişindeki voltaj, Ohm kanunu ile basitçe hesaplanabilir.

Örnek: MW bandında çalışan bir alıcının 50 ohm girişine 3 metrelik dikey bir anten bağlanmıştır. 1 MHz frekansında kapasitif (18 pF) direnci 8 kOhm'dan fazladır. 10 mV / m'lik bir radyo istasyonu alan gücüyle, antende indüklenen voltaj şöyle olacaktır: E.hd \u003d 10mV / m.1.5m \u003d 15 mV. Kapasitif akım yaklaşık 15mV/8kΩ = 2µA'dır. Giriş direnci (50 ohm) ile çarparak yaklaşık 100 μV giriş voltajı elde ederiz.

Örnek, kısa antenlerin alıcının düşük dirençli girişinde yüksek voltaj oluşturamayacağını göstermektedir. Aynı zamanda, yüksek empedans girişli (önemli ölçüde 8 kOhm'dan fazla) bir alıcının girişinde, aynı anten E.hd'ye yakın, yani yaklaşık 15 mV'luk bir voltaj geliştirebilir. Eski radyolar tam olarak böyleydi - tek tüplü rejeneratörler, doğrudan amplifikasyon ve hatta tüp süperheterodinleri.

Tek devreli rejeneratörlerde, anten devreye ya doğrudan ya da küçük kapasiteli bir kuplaj kapasitörü aracılığıyla bağlanmıştır (Şekil 4). Doğrudan bağlantı (soket A2), yalnızca döngü kapasitansında C2 karşılık gelen bir azalma ile telafi edilen küçük kapasitanslı çok kısa antenler için uygundur. A2 soketine uzun bir anten bağlanmamalıdır, çünkü bu, güçlü bir bozulmaya ve devreye büyük bir zayıflamanın girmesine yol açacaktır. A3 soketine dahil edildi ve makul bir şekilde tasarlanmış tasarımlardaki bağlantı kapasitörü C2, örneğin 8 ... 30 pF gibi ayarlanabilir hale getirildi, bu da antenle bağlantıyı güçlü sinyaller ve yüksek parazitle zayıflatmayı mümkün kıldı.

Devrenin rezonans empedansı, SW aralığındaki frekanslarda yüzlerce kilo-ohm'a ve hatta LW'de daha fazlasına ulaşır. Rejeneratörlerde de rejenerasyon katsayısı ile çarpılması gerekir, daha sonra birçok megaohm elde edilir. Gördüğünüz gibi, eski alıcılar çok yüksek giriş empedansına sahip olan kısa telli antenlerle çalışmak için çok uygundu. URF ve süperheterodinli doğrudan amplifikasyon alıcılarında durum değişmedi.

Manyetik antenlerin yaygın kullanımından önceki çağda, konturdan 4 ... 5 kat daha fazla dönüşü olan antenle iletişim kurmak için bir L1 bobini kullanıldı. "Standart" antenin kapasitansına sahip bu bobinin, aralığın en düşük frekansının altındaki bir frekansa ayarlanmış bir rezonans devresi oluşturması bekleniyordu. Daha sonra giriş devresinin iletim katsayısı aralığın üzerinde seviyelendirildi. Hesaplama ve grafikler, radyo alıcılarıyla ilgili ders kitaplarında bulunabilir. Ancak böyle bir kararın başka bir etkisinden bahsetmiyorlar. Döngü direnci, güçlü bir bağlantıyla antene 16 ... 25 kez ve zayıf bir bağlantıyla biraz daha az dönüştürüldü. Yine, alıcının giriş empedansının birkaç megaohm veya daha fazla olduğu ortaya çıktı.

Yukarıdaki veriler, benzersiz düşük akımlı antenler (salkım, kamp ateşi, vb.) ile deneyler için, tam olarak ayarlanmış bir devre, bir lamba veya alan etkili bir transistör içeren yüksek dirençli girişe sahip alıcılar olduğunu açıkça göstermektedir. .

Uzun dalga ve orta dalga aralıklarında, uzunluğu çeyrekten çok daha az olduğu için yönlü antenler oluşturmak imkansızdır. Belirtilen aralıklarda pin şeklinde antenler kullanılır.

Çeyrek dalga pimi boyunca akım ve gerilimin yayılması. Bu tür antenler için ana kayıp kaynağı toprak akımlarıdır. Bu nedenle, 20-40 cm derinliğe kadar toprağa gömülü bir tel demeti şeklinde karşı ağırlıklar (topraklama) kullanılır.Ayrıca, toprak direnci ne kadar düşükse, antenin verimliliği o kadar yüksek olur.

Bir antenin radyasyon direnci, etkin irtifa ile şu şekilde ilişkilidir:

Asimetrik bir vibratörün giriş direnci, aynı besleme akımları için ilk besleme voltajı iki kat daha az olduğundan, eşdeğer bir simetrik vibratörünkinden iki kat daha azdır (Şekil 2).

Birçoğu, pimin yüksekliğinin radyasyon paterninde nasıl yükseldiği ve direncinin süspansiyonun yüksekliğine bağlı olup olmadığıyla ilgileniyor. Tüm bunları öngörerek, sizi en önemli sonuçla tanıştıracağım (6). İdeal bir zemin denge sistemi varlığında pimdeki akımların dağılımının süspansiyonun yüksekliğine bağlı olmaması gerçeğinde yatmaktadır.

Bu çok önemli bir sonuçtur. Pratikte bu, “toprak” sistemi ile birlikte pim ne kadar yüksekte bulunursa bulunsun direncinin sabit olacağı anlamına gelir.

Ancak bu, daha genel bir çözümün özel bir durumudur. Çözümün genel sonucu, pin rezonansa ayarlanmışsa alt ucunun topraklanabileceğini göstermektedir. Ayrıca, herhangi bir noktada çalıştırılabilir.

Bu önemli sonucun sonuçlarına dayanarak, alt ucu “toprağa” bağlı olan ve gama eşleşmesi veya başka bir şekilde daha uygun olan kamçı antenler (bayrak antenleri, anten direkleri) oluşturuldu. bu durum.

l/4-pin'in radyasyon modelleri Şekil 17'de gösterilmektedir. Bu şekilden, anten yükseldikçe, radyasyonun ufka olan açısının daha yumuşak olduğu görülebilir. Bunun nedeni, pimin yaydığı dalga ile yerden yansıyan dalganın toplamının gerçekleşmesidir. Doğal olarak, eğer toprak zayıf iletken özelliklere sahipse, o zaman radyasyon paterni, zemin üzerindeki bir piminkine yakın olacaktır.

Anteni dalga boyundan daha büyük bir yüksekliğe yükseltmenin bir anlamı yoktur, çünkü bu durumda radyasyon açısında bir azalma olmaz, sadece üst yan loblar ayrılmaya başlar. l / 4'ten daha uzun bir pim yüksekliğine yükseltildiğinde, sonuç aynı olacaktır. Şekil 17, mükemmel iletken bir zemin (5) üzerine yerleştirilmiş farklı uzunluklardaki pimlerin yön modellerini göstermektedir. Yüksekliği l veya daha fazla olan pimlerin bir ilginç özelliği daha hatırlanmalıdır. Bu tür antenler, profesyonel iletişimde sönümleme önleyici antenler olarak kullanılmaktadır (4). Radyo amatörleri için bu, böyle bir antenin l / 4 pimli veya çeyrek dalga dipolünde solma ile gelen bir sinyali sorunsuz alacağı anlamına gelir.

Başarılı bir çalışma için, kamçı antenin güç hattıyla eşleşmesi ve yaydığı sinyalle rezonansa ayarlanması gerekir. Eşleştirme cihazlarının ve pimlerinin tüm görünür çeşitliliğine rağmen, bunlar üç gruba ayrılabilir.

elektrik uzunluğu l / 4'e eşit olan uyumlu pim (Şekil 19a)

elektriksel uzunluğu l / 4'ten büyük olan bir pim (Şekil 19b) (bu "ekstra" uzunluk bir kapasitans ile kaldırılır);

elektrik uzunluğu l / 4'ten az olan bir pim (Şekil 19c) (“eksik” uzunluk bir indüktör ile eklenir).

Uygulama için, kondansatör ve bobinin mümkün olan en yüksek kalite faktörüne sahip olması gerektiği ve ayrıca TKE ve TKI'nin mümkün olduğunca iyi olması istendiği unutulmamalıdır. Tipik olarak, bir kısalma kondansatörünün kapasitansı, düşük bantlarda 28-18 veya daha fazlası için 100 pF aralığında olabilir. Uzatma bobininin parametreleri μH - 21 MHz'e kadar, onlarca - 3,5 MHz'e kadar birimlerdir. Teorik değerlerini doğru bir şekilde belirlemek zordur, çünkü bu durumda vibratörün kısalma faktörünün, zemindeki uç kapasitansların ve bir dizi başka parametrenin etkisi vardır. Sonuç olarak, eşleşen reaktivite genellikle deneysel olarak seçilir. Ancak, isteyenler, uzama ve kısalma reaktivitesinin tam teorik değerini belirlemek için çalışmaları (3,7,8) kullanabilirler.

Sonuç olarak, bu eşleştirme uygulamasının uzunluğu l/4'ün katı olan pinler için de geçerli olduğunu belirtmek gerekir.

1. Tanım ve kavramlar

Asimetrik (kamçı) antenler, doğrudan zemine (veya metal bir ekrana) dik (daha az sıklıkla eğik olarak) bulunan antenlerdir.

Asimetrik bir vibratörün radyasyon direnci, eşdeğer bir simetrik vibratörünkinden iki kat daha azdır, çünkü aynı akımlarda birincisi gücün yarısını yayar (alt yarı alana radyasyon yoktur).

Asimetrik bir vibratörün giriş direnci, aynı besleme akımları ile ilk besleme voltajı iki kat daha az olduğundan, eşdeğer bir simetrik vibratörünkinden iki kat daha azdır (Şekil 1).

Asimetrik bir vibratörün yönsel etki katsayısı, eşdeğer bir simetrik vibratörün iki katıdır, çünkü aynı radyasyon gücünde, birincisi, tüm gücü bir yarım alana yayıldığından, iki kat açısal güç yoğunluğunu sağlar (Şekil 2). .

Yukarıdakilerin tümü ideal bir asimetrik vibratör için, yani toprak ideal bir iletken olduğunda doğrudur. Toprağın iletken özellikleri zayıfsa, vibratörün radyasyon alanı değişir. Ek olarak, bu, vibratördeki akımın genliğinde bir azalmaya ve sonuç olarak direncinde bir artışa ve yayılan güçte bir azalmaya yol açar. Toprak, yüksek dielektrik sabiti (neredeyse 80) olan bir dielektriktir ve bu, hayali dipolün elektrik uzunluğunda ve yer değiştirme akımlarının yol uzunluğunda bir değişikliğe yol açar. Sonuç, radyasyon modelinin tam bir bozulmasıdır (lobları yukarı kaldırmak ve radyasyonun ufka doğru küçük açılarda kaybolması) ve pimin direncinde bir artış.

Bu nedenle toprak pratikte "arazi" olarak kullanılmaz, yapay toprak kullanılır.

2. kırbaç zemin

Teorik hesaplamalar, en büyük kayıpların 0.35 dalgaboyu yarıçapına sahip bir bölgede meydana geldiğini göstermektedir, bu nedenle bu bölgede toprağın "metalize edilmesi" arzu edilir: radyal telleri jumperlarla birbirine bağlayın (Şekil 3). Bu metalleştirmenin, karşı ağırlıkların tüm mesafesi boyunca gerçekleştirilmesi çok iyidir.

Karşı ağırlıklar yerden izole edilmelidir. Yerde yatarlarsa, nemden dolayı elektrik uzunlukları anten için rezonans olmayacaktır. Ayrıca uçları yerden izole edilmelidir. Sadece bir durumda, karşı ağırlıkların uçlarını zeminden ayırmamak mümkündür: eğer bir köprü halkası ile güvenli bir şekilde bağlanmışlarsa (Şekil 3).

İdeal bir kamçı antenin verimi %47 iken, 3 karşı ağırlıklı bir antenin veriminin %5'in altında olduğu asla unutulmamalıdır. Bu nedenle, üç dengeye sahip bir çubuk antenle çalışırken, çubuğa verilen 200 watt'ınızdan 180 watt (!!!) boşa harcanır ve yol boyunca TVI yaratır. İyonosferdeki birçok süreç doğrusal değildir; Radyo dalgalarının yansıması, örneğin anteninize 7 watt'lık bir güçle başlar ve artık tamamen 5 watt'ta değildir. Bu, ağırlık telinden tasarruf ederek benzersiz DX QSO deneyimini kaçırdığınız anlamına gelir.

Ayrıca, az sayıda karşı ağırlık ile radyasyon modelinin bozulmasını da hesaba katmalıdır. Küreselden, karşı ağırlıklar boyunca bir yöne sahip olan petal olur. Optimal karşı ağırlık sayısını bulma sorunu benim tarafımdan bir bilgisayar kullanılarak çözüldü. Çözüm, Şek. 4. Buradan, gerekli minimum karşı ağırlık sayısının 12 olduğu görülebilir. Bunların sayısı arttıkça verim yavaş yavaş artar. Karşı ağırlıklar birbirine göre aynı mesafede yerleştirilmelidir.

Konumlarının pime göre açısı 90 ° ila 1350 arasında olmalıdır. Daha büyük ve daha küçük açılarda verimlilik ve d.n. bozuk. Karşı ağırlıklar en az ana pim kadar uzun olmalıdır. Bu, pim ve karşı ağırlıklar arasında akan öngerilim akımlarının, radyasyon modelinin oluşumunda rol oynayan belirli bir miktarda yer kaplamasıyla açıklanabilir. Karşı ağırlıkların uzunluğunu azaltarak ve sonuç olarak, DP'yi oluşturmaya hizmet eden alan miktarını azaltarak, antenin özelliklerini önemli ölçüde kötüleştirdik. Büyük bir yaklaşımla, pim üzerindeki her noktanın karşı ağırlık üzerindeki kendi noktasına karşılık geldiğini söyleyebiliriz. Ancak ana pimden daha uzun karşı ağırlık kullanılmasına gerek yoktur.

Karşı ağırlıklar ve pimin kendisi koruyucu boya ile kaplanmalıdır. Bu, antenin yapıldığı malzemenin oksitlenmemesi için gereklidir. Vibratörlerin oksidasyonu, ince oksit filmin önemli bir dirence sahip olması nedeniyle anteni kullanılmaz hale getirir ve yüzey etkisi RF üzerinde güçlü bir şekilde telaffuz edildiğinden, verici enerjisi bu film tarafından emilir ve ısıya dağıtılır.

Bunun için radyo boyasının kullanılması oldukça arzu edilir (yer belirleyicilerin boyandığı). Geleneksel boya, RF enerjisini emen boya parçacıkları içerir. Ancak, aşırı durumlarda sıradan boya kullanabilirsiniz.

3. Kamçı Anten Boyutu

Bilindiği gibi, Rizl anteninin radyasyon direnci L/d oranı ile orantılıdır, burada L antenin uzunluğu ve d antenin çapıdır. L/d oranı ne kadar küçük olursa, anten o kadar geniş ve verimlilik o kadar yüksek olur.

Kalın vibratörler kullanıldığında "son etkinin" etkilediğine dikkat edilmelidir. Vibratörün uçları ile zemin arasındaki kapasitans ile belirlenir. Fiziksel olarak, bu, antenin hesaplanandan "daha uzun" olduğu gerçeğiyle ifade edilir. Bunu azaltmak için geniş bant pimleri genellikle incelir. Hesaplamalar, gerekli minimum karşı ağırlık kalınlığının

d=D/2.4n, burada

d karşı ağırlıkların çapıdır, D pimin çapıdır, n karşı ağırlıkların sayısıdır.

Radyo amatörleri genellikle bir çeyrek dalga pimi takamaz ve daha küçük bir pim kullanamaz. Prensip olarak, eşleşen cihazlar yardımıyla herhangi bir uzunlukta bir pimi eşleştirmek mümkündür. Bununla birlikte, kısa pinler düşük aktif ve yüksek reaktansa sahiptir ve çok yetersiz şekilde eşleştirilecektir (enerjinin %90'ına kadarı eşleşen cihazların kendisinde dağıtılabilir). Ve vekil kısa karşı ağırlıklar da kullanılıyorsa, böyle bir anten sisteminin verimliliği çok düşük olacaktır. Ancak, mobil iletişimde bu tür vekil antenler sıklıkla kullanılır. Ancak bunun nedeni, diğer kısaltılmış anten türlerinin daha da kötü performans göstermesidir!

4. Kırbaç antenlerin yönlü kalıpları

Birçoğu, pimin yüksekliğinin yatay düzlemdeki radyasyon paterninde nasıl yükseldiği ve direncinin süspansiyonun yüksekliğine bağlı olup olmadığıyla ilgileniyor. En önemli sonuç, pimdeki akımların dağılımının, ideal bir "zemin" varlığında süspansiyonunun yüksekliğine bağlı olmamasıdır. Pratikte bu, pin ne kadar yüksek olursa olsun direncinin sabit kalacağı anlamına gelir. Çözümün genel sonucu, pin rezonansa ayarlanmışsa alt ucunun topraklanabileceğini göstermektedir. Ayrıca, herhangi bir noktada çalıştırılabilir.

Bu önemli sonucun sonuçlarına dayanarak, alt ucu "toprağa" bağlı ve gama eşleşmesi ile beslenen kırbaç antenler (bayrak antenleri, direk antenler) oluşturulmuştur.

Yarım dalga piminin dikey düzleminin radyasyon desenleri, Şek. 5. Bu şekil, anten ne kadar yükselirse, ufka olan radyasyon açısının o kadar düz olduğunu gösterir. Bunun nedeni, pimin yaydığı dalga ile yerden yansıyan dalganın toplamının gerçekleşmesidir. Toprağın iletken özellikleri zayıfsa, radyasyon deseni, zeminin üzerindeki bir piminkine yakın olacaktır. Anteni dalga boyundan daha yüksek bir yüksekliğe yükseltmek mantıklı değil çünkü. bu durumda radyasyon açısında artık bir azalma olmaz, sadece üst yan loblar parçalanmaya başlar.

Yüksekliği dalga boyuna veya daha fazlasına eşit olan pimlerin bir ilginç özelliği daha hatırlanmalıdır. Bu tür antenler, profesyonel iletişimde anti-solma antenleri olarak kullanılır. Bu, böyle bir antenin, çeyrek dalga pimi veya dipol üzerinde zayıflama ile gelen bir sinyali sorunsuz olarak alacağı anlamına gelir.

5. Kırbaç anten eşleştirme

Başarılı bir çalışma için kamçı antenin eşleşmesi gerekir. Eşleştirme cihazlarının ve pinlerin tüm görünür çeşitliliğine rağmen, 3 gruba ayrılabilirler.

1. Pin eşleştirilir, elektriksel uzunluk dalga boyunun dörtte birine eşittir;

2. Elektrik uzunluğu gereğinden fazla olan bir pim, bu uzunluk bir kap kullanılarak "çıkarılır";

3. Pim, çeyrek dalga boyundan daha kısadır. Eksik uzunluk bir indüktör tarafından "eklenir".

Kondansatör ve bobinin mümkün olan en yüksek kalite faktörüne sahip olması gerektiği unutulmamalıdır ve ayrıca TKE ve TKI'nin mümkün olduğunca iyi olması arzu edilir. Tipik olarak, kısalma kondansatörünün kapasitansı 28 - 18 MHz'de 100 pF içinde olabilir, uzatma bobininin parametreleri 21 MHz'e kadar μH, onlarca - 3.5 MHz'e kadar birimlerdir.

Sonuç olarak, bu eşleştirme uygulamasının, uzunluğu çeyrek dalga boyunun katları olan pinlere uygulanabilir olduğuna dikkat edilmelidir.

6. Kamçı anten çeşitleri

Sonlu boyutlarda bir ekrana sahip asimetrik vibratör (Şekil 3). Bu anten esas olarak radyo amatörleri tarafından kullanılır.En az bir dalga boyunun dörtte biri uzunluğundaki karşı ağırlıklar genellikle ekran olarak kullanılır.

Asimetrik döngü vibratörü (Şekil 6). Doktorası d.s ile çakışıyor. klasik iğne. Ancak, bir ucun topraklanmış olması avantajına sahiptir. dl ve d2 kalınlıklarını seçerek giriş direncini geniş bir aralıkta değiştirebilirsiniz. d1=d2 ile vibratör direnci 146 ohm olacaktır.

Farklı kalınlıklara sahip asimetrik bir vibratörün direnci /1 /: Ra=(1+n2).36n formülü ile hesaplanır, burada n=ln(d/d1)/ln(d/d2).

Geniş yelpazeli vibratörler kalın borulardan, pimlerden, plakalardan yapılmıştır. Hem konik hem de eşkenar dörtgen, silindirik, katı ve kafes olabilirler (Şekil 7). Frekans kapsamı G/Ç oranına bağlıdır. Ne kadar küçükse, vibratör o kadar geniştir. İyi bilinen anten UW4HW bir geniş bant monopoldür ve dikey radyatör UA1DZ bir geniş bant dipoldür

.

Konik antenler, geniş bant vibratörlerin özel bir durumudur (Şekil 8).

Radyasyon alanı, koni etrafında akan akımlar tarafından oluşturulur ve disk bir ekran rolünü oynar ve neredeyse ışıma yapmaz. 600'lük bir açılma açısıyla, 50 Ohm'luk bir karakteristik empedansa sahip bir besleyicide KBV > 0,5 ile beşe eşit en yüksek aralık örtüşme oranı elde edilir. Bu durumda, maksimum dalga boyu 3.6'dır. Bir HF ve VHF disk-koni anteninin radyasyon modeli, sıradan bir piminkiyle yaklaşık olarak aynıdır. KB'de, koni yerine düz telli bir fanın kullanıldığı bir koni anteninin kablolu bir versiyonu kullanılır (Şekil 8b) ve disk yerine radyal tellerin topraklama sistemi kullanılır.

Ayrı olarak, anten direklerine dikkat etmek istiyorum. Bu tür antenlerin bir özelliği, alt uçlarının topraklanmış olmasıdır.

Üstten beslemeli anten (Şekil 9) direğin içine yerleştirilmiş bir besleyici kullanılarak uyarılır. Temelde öyle. D.Sc. geleneksel bir piminkiyle aynıdır, ancak radyo dalgası yayıldığında yerden yansıdığı için iletim ve alım sırasındaki kayıplar daha fazladır.

Orta güçlü anten (Şekil 10), alt kısmın içine yerleştirilmiş bir besleyici tarafından sağlanan bir voltajla 1 ve 2 noktalarında seri olarak uyarılan iki parçalı bir direktir. Besleme noktalarındaki anten direnci Ra=Rb/cos2kll, burada k kısalma faktörüdür, Rb nokta 3'teki "temiz" vibratörün direncidir. 11 ile 12 arasında bir oran seçerek, anteni besleyici. Besleyicinin antenin altından geçmesi çok önemlidir. Dezavantajı, üst kısmı için yalıtkanla ilgili zorluktur.

Şönt güç anteni (Şekil 11), direğe belirli bir yükseklikte bağlı bir şönt kullanılarak paralel olarak uyarılır. Genellikle, antenin alt ve üst kısımlarının giriş reaktansları endüktiftir ve buna bağlı olarak kapasitif niteliktedir, ve nokta 1'deki giriş direnci açısından, anten bir paralel devreye eşdeğerdir. 11 değerinin seçilmesi, güç besleyici ile en iyi eşleşmeyi sağlar. Akımların dağılımı, antenin radyasyonunu kısmen azaltacak şekildedir, bu nedenle şönt mümkün olduğunca küçük yapılmalıdır. Şönt gücünün klasik uygulaması gama eşleştirmedir.

Genellikle, özellikle düşük frekans aralıkları için antenler kurarken, vibratörü zemine göre dikey olarak konumlandırmak mümkün değildir. Pim zemine göre eğimli olduğunda, radyasyon modeli elbette bozulacaktır.

Antenin eğimli kısmının altına mümkün olduğunca çok sayıda karşı ağırlık yerleştirin. Mümkünse, karşı ağırlıkları antenle 135 ° 'den fazla olmayan bir açı oluşturacak şekilde yükseltmek de gereklidir. Önemli bir reaktif bileşenin varlığından dolayı böyle bir antenin eşleşmesinin daha zor olduğu unutulmamalıdır.

Edebiyat

1. N.T.Bova, G.B.Rezinkov. Antenler ve mikrodalga cihazlar; Kiev, Yüksek Okul, 1982.
2. N.N. Fedorov. Elektrodinamiğin temelleri; M., Yüksek Okul, 1980.
3. Z. Benkovsky, E. Lipinsky. Kısa ve ultra kısa dalgaların amatör antenleri; M., Radyo ve iletişim, 1983.
4. G.Z.Aizenberg. kısa dalga antenleri; M., Radyo ve iletişim 1985.
5. G.B. Belotserkovsky. Radyo mühendisliğinin temelleri ve antenler; M., Radyo ve iletişim, 1983.

Diğer makalelere bakın Bölüm.

Uzaktan başlayalım. Radyo kontrolünün veya video yayınının menzilini nasıl artırabilirsiniz?
1. Çevredeki koşulları değiştirin. Her şey bizim elimizde değil, ama yine de. Şehir merkezinde uçmak, şehirden 10 km uçmaktan parazit açısından çok farklıdır. Bir binanın veya ormanın yakınında olmaktansa, büyük bir açıklığın tepesinde durmak daha iyidir. Vb.
2. Hava durumunu seçin. Nem, vb. Örneğin, 5.8 GHz ekipmanı için bulutlar çok beyaz kanatlı opak atlardır. Metal levhalar da olabilirdi. Kısacası: 5.8 GHz'e sahipseniz - açık havada veya bulutların altında uçun.
3. Verici gücünü artırın. Demir yardımcı olur, ancak sorunlar vardır:

• 100 mW'dan 200 mW'a değiştirmek, menzili 2 kat artırmaz. Her şey çok doğrusal değil.
• Verici gücü ne kadar yüksek olursa, yakındaki ekipman için durum o kadar üzücü olur. Yakınınızda alıcı var mı? Daha da kötüleşecek! Gemide 1,5 watt video vericiniz var mı? Servo makineler bağlı oldukları RU alıcısını değil, video vericisini dinlemeye başlar. Ekipman aralığı, ekranlama vb. gereklidir.Kütle artar, kontrol aralığı azalır, vb.
• Güç kullanımı.
• Soğutma.
• Yasal kısıtlamalar.

4. Ve son olarak, en zor yol: daha karlı bir anten seçimi. Burada birkaç yön var:

• Yönlü veya çok yönlü anten seçimi.
• Belirli bir anten türü seçin.
• Kurulum ve mekanizasyon yönteminin seçimi.
• Seçim kazanın.

Aslında size çok yönlü kamçı antenler için kazanç seçiminden bahsetmek istiyorum. Ekipmanla geldikleri için çoğu zaman vatandaşların eline geçerler. Ayrıca, en uygun fiyatlılar.

Daha fazla açıklamadan önce, üç soruyu anlamam gerekiyor. Herkesin anlayacağı şekilde açıklamaya çalışacağım.
1. Radyo iletişimi için antenler mevcuttur. Alma veya iletme için anten gibi kavramlar yoktur. Aynı başarıya sahip olan anten alıcı ve verici olacaktır. Uygulamada, belirli koşullar için, iletim için böyle bir anten ve alım için başka bir anten koymak daha karlı, ancak bu tamamen farklı bir hikaye. Aşağıda anlatacağım.
2. Anten deseni, antenden gelen sinyalin uzayda gittiği alandır. Bu alanın ötesinde, sinyal kullanılamayacak kadar zayıf. Anten alıcıya takılıysa, antenin sinyal alabileceği alan. Bu alanın ötesinde kabul etmeyecektir. Bu alanın şekli çok farklı olabilir: toplar, taç yaprakları, tori, koniler, vb. Sonuç olarak, alıcı ve verici antenlerin yönlü kalıpları uzayda kesişirse, iletişim olacaktır. Ve kesişmezlerse, bağlantı olmayacaktır.
3. Anten kazancı. Çok ilkel - bu, antenin bir sinyal yaydığı / aldığı, diğer şeyler eşit olduğu için kaç kat daha güçlüdür.

Ben, diğerleri gibi, hayatın basit olduğuna inanıyordum. Diğer şeyler eşit olmak üzere, aynı tip anten 2 dbi'den 5dbi daha iyidir. Ve 8 dbi'de daha da iyi! Korkunç, ama değil. Öyle oldu ki, bu yönü anlatacak kimsem yoktu ve gigantomani çekmeye başladım. Vericide 12 dbi, alıcıda 5 dbi vardı. Antenler neredeyse megahertz ekipmanındaki kadar uzun! Ama ben basit bir insanım: uçak motoru böyle şeyleri taşıyacak kadar güçlü mü? Bu yüzden sorun değil.
Teoride, 0 dbi'lik bir anten, top gibi bir ışıma modeli verir. Topun boyutu (harici uyaranların yokluğunda ve hatta açık alanda daha da iyi) yalnızca vericinin gücüne veya alıcının duyarlılığına (antenin iletme veya alma olmasına bağlı olarak) bağlı olacaktır.

1 dbi kazançlı bir anten, diğer şeyler eşit olduğunda daha büyük bir top verecektir, ancak mükemmel bir top olmayacak, ama böyle ... yukarıdan ve aşağıdan düzleştirilmiş.

Ne kadar çok anten kazancı kullanırsanız, topun yarıçapı o kadar büyük olur, ancak dikey olarak o kadar düzleşir. Sonuç olarak, büyük bir yarıçapa sahip ancak küçük bir kalınlığa sahip bir tür gözleme elde edeceksiniz.

İşte yere dikey olarak monte edilmiş bir 12dbi antenin ışıma modeli. Yan görünüm.

Yani, dürüst olmak gerekirse, anten artık çok yönlü olmayacak. Örneğin, 8dbi'li bir anten için üretici şunları yazar:

Yatay yön açısı = 360 derece.
Dikey yön açısı = 15 derece.

Pimi yere dikey olarak tutarsanız (yüzeyden 1 m yukarıda), o zaman 15 derecenin 7,5'i yeraltına iner. Kalan 7.5 tamamen emrinizde. Antenin yan tarafını uçağa bile hedefleyebilirsiniz.

Karşılaştırma için, birkaç üreticiye göre küçük bir 2.4 GHz kırbaç anten tablosu.

KU dikey açı
5 dbi 32-40 derece
8dbi 13-30 derece
12dbi 6-12 derece

H sonuçlar sorulur:
1. Uçağın kendisinde, tüm alıcı/verici antenler, eğer kırbaç iseler, minimum makul kazanç ile olmalıdır. Makul olduğuna inanıyorum - bu 1-2.5 dbi. Bu, uçağın sabit yuvarlanma ve eğimini korumanın imkansızlığından kaynaklanmaktadır.
2. Yerde, yüksek kazançlı antenler, yüksek uçuş ve havai geçişleri büyük ölçüde engelleyecektir. Ancak, uzak ve düşük iyidir. Örneğin, 1.5 km mesafede yukarıda açıklanan 7.5 derecelik açı, uçağın 100 m'den yüksek olmadığını varsayar.
3. Antenin ucunu uçağa sokmak, etki ne kadar kötüyse, bu antenin kazancı o kadar yüksek olur.
4. Bir pim seçerken, bir özelliği daha dikkate almak mantıklıdır: dikey yön açısı. Eşit kazançlı antenler için farklılık gösterebilir.

Uzaktan başlayalım. Radyo kontrolünün veya video yayınının menzilini nasıl artırabilirsiniz?
1. Çevredeki koşulları değiştirin. Her şey bizim elimizde değil, ama yine de. Şehir merkezinde uçmak, şehirden 10 km uçmaktan parazit açısından çok farklıdır. Bir binanın veya ormanın yakınında olmaktansa, büyük bir açıklığın tepesinde durmak daha iyidir. Vb.
2. Hava durumunu seçin. Nem, vb. Örneğin, 5.8 GHz ekipmanı için bulutlar çok beyaz kanatlı opak atlardır. Metal levhalar da olabilirdi. Kısacası: 5.8 GHz'e sahipseniz - açık havada veya bulutların altında uçun.
3. Verici gücünü artırın. Demir yardımcı olur, ancak sorunlar vardır:

• 100 mW'dan 200 mW'a değiştirmek, menzili 2 kat artırmaz. Her şey çok doğrusal değil.
• Verici gücü ne kadar yüksek olursa, yakındaki ekipman için durum o kadar üzücü olur. Yakınınızda alıcı var mı? Daha da kötüleşecek! Gemide 1,5 watt video vericiniz var mı? Servo makineler bağlı oldukları RU alıcısını değil, video vericisini dinlemeye başlar. Ekipman aralığı, ekranlama vb. gereklidir.Kütle artar, kontrol aralığı azalır, vb.
• Güç kullanımı.
• Soğutma.
• Yasal kısıtlamalar.

4. Ve son olarak, en zor yol: daha karlı bir anten seçimi. Burada birkaç yön var:

• Yönlü veya çok yönlü anten seçimi.
• Belirli bir anten türü seçin.
• Kurulum ve mekanizasyon yönteminin seçimi.
• Seçim kazanın.

Aslında size çok yönlü kamçı antenler için kazanç seçiminden bahsetmek istiyorum. Ekipmanla geldikleri için çoğu zaman vatandaşların eline geçerler. Ayrıca, en uygun fiyatlılar.

Daha fazla açıklamadan önce, üç soruyu anlamam gerekiyor. Herkesin anlayacağı şekilde açıklamaya çalışacağım.
1. Radyo iletişimi için antenler mevcuttur. Alma veya iletme için anten gibi kavramlar yoktur. Aynı başarıya sahip olan anten alıcı ve verici olacaktır. Uygulamada, belirli koşullar için, iletim için böyle bir anten ve alım için başka bir anten koymak daha karlı, ancak bu tamamen farklı bir hikaye. Aşağıda anlatacağım.
2. Anten deseni, antenden gelen sinyalin uzayda gittiği alandır. Bu alanın ötesinde, sinyal kullanılamayacak kadar zayıf. Anten alıcıya takılıysa, antenin sinyal alabileceği alan. Bu alanın ötesinde kabul etmeyecektir. Bu alanın şekli çok farklı olabilir: toplar, taç yaprakları, tori, koniler, vb. Sonuç olarak, alıcı ve verici antenlerin yönlü kalıpları uzayda kesişirse, iletişim olacaktır. Ve kesişmezlerse, bağlantı olmayacaktır.
3. Anten kazancı. Çok ilkel - bu, antenin bir sinyal yaydığı / aldığı, diğer şeyler eşit olduğu için kaç kat daha güçlüdür.

Ben, diğerleri gibi, hayatın basit olduğuna inanıyordum. Diğer şeyler eşit olmak üzere, aynı tip anten 2 dbi'den 5dbi daha iyidir. Ve 8 dbi'de daha da iyi! Korkunç, ama değil. Öyle oldu ki, bu yönü anlatacak kimsem yoktu ve gigantomani çekmeye başladım. Vericide 12 dbi, alıcıda 5 dbi vardı. Antenler neredeyse megahertz ekipmanındaki kadar uzun! Ama ben basit bir insanım: uçak motoru böyle şeyleri taşıyacak kadar güçlü mü? Bu yüzden sorun değil.
Teoride, 0 dbi'lik bir anten, top gibi bir ışıma modeli verir. Topun boyutu (harici uyaranların yokluğunda ve hatta açık alanda daha da iyi) yalnızca vericinin gücüne veya alıcının duyarlılığına (antenin iletme veya alma olmasına bağlı olarak) bağlı olacaktır.

1 dbi kazançlı bir anten, diğer şeyler eşit olduğunda daha büyük bir top verecektir, ancak mükemmel bir top olmayacak, ama böyle ... yukarıdan ve aşağıdan düzleştirilmiş.

Ne kadar çok anten kazancı kullanırsanız, topun yarıçapı o kadar büyük olur, ancak dikey olarak o kadar düzleşir. Sonuç olarak, büyük bir yarıçapa sahip ancak küçük bir kalınlığa sahip bir tür gözleme elde edeceksiniz.

İşte yere dikey olarak monte edilmiş bir 12dbi antenin ışıma modeli. Yan görünüm.

Yani, dürüst olmak gerekirse, anten artık çok yönlü olmayacak. Örneğin, 8dbi'li bir anten için üretici şunları yazar:

Yatay yön açısı = 360 derece.
Dikey yön açısı = 15 derece.

Pimi yere dikey olarak tutarsanız (yüzeyden 1 m yukarıda), o zaman 15 derecenin 7,5'i yeraltına iner. Kalan 7.5 tamamen emrinizde. Antenin yan tarafını uçağa bile hedefleyebilirsiniz.

Karşılaştırma için, birkaç üreticiye göre küçük bir 2.4 GHz kırbaç anten tablosu.

KU dikey açı
5 dbi 32-40 derece
8dbi 13-30 derece
12dbi 6-12 derece

H sonuçlar sorulur:
1. Uçağın kendisinde, tüm alıcı/verici antenler, eğer kırbaç iseler, minimum makul kazanç ile olmalıdır. Makul olduğuna inanıyorum - bu 1-2.5 dbi. Bu, uçağın sabit yuvarlanma ve eğimini korumanın imkansızlığından kaynaklanmaktadır.
2. Yerde, yüksek kazançlı antenler, yüksek uçuş ve havai geçişleri büyük ölçüde engelleyecektir. Ancak, uzak ve düşük iyidir. Örneğin, 1.5 km mesafede yukarıda açıklanan 7.5 derecelik açı, uçağın 100 m'den yüksek olmadığını varsayar.
3. Antenin ucunu uçağa sokmak, etki ne kadar kötüyse, bu antenin kazancı o kadar yüksek olur.
4. Bir pim seçerken, bir özelliği daha dikkate almak mantıklıdır: dikey yön açısı. Eşit kazançlı antenler için farklılık gösterebilir.