Comunicazione radio VHF. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili

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VHF è ampiamente utilizzato per le comunicazioni di servizio e radioamatoriali. La comunicazione radio su VHF presenta i seguenti vantaggi: indipendenza da condizioni meteorologiche, ora del giorno, anno, basso livello di interferenza, dimensioni ridotte delle apparecchiature e delle antenne. Le comunicazioni radio di servizio su VHF sono effettuate tramite stazioni radiotelefoniche mobili, portatili e fisse. Sono utilizzati nell'edilizia, nell'agricoltura, nei giacimenti petroliferi, nelle imprese forestali e nei trasporti. Nelle città, ambulanze, vigili del fuoco e mezzi di emergenza, i taxi sono dotati di stazioni radiotelefoniche.

Come antenne, vengono solitamente utilizzati vibratori asimmetrici a quarto d'onda o simmetrici a semionda posizionati verticalmente.

Il modello di direttività del vibratore verticale sul piano orizzontale ha la forma di un cerchio, che consente di utilizzarlo con successo per stabilire una comunicazione in qualsiasi direzione lungo la superficie terrestre. Sul piano verticale, l'antenna ha un massimo di radiazione principale situato lungo la superficie terrestre, il che è particolarmente vantaggioso nel caso di antenne basse, che sono così caratteristiche degli oggetti in movimento. L'antenna più conveniente di un oggetto in movimento in termini di design è un perno a quarto d'onda. È possibile aumentare l'intensità del campo nel punto di ricezione utilizzando antenne trasmittenti che creano una radiazione ancora più direzionale sul piano verticale. Uno dei modi ben noti per creare tali antenne per stazioni radio fisse è la progettazione di antenne coassiali a più livelli. La loro amplificazione è 2,5-3,5 volte maggiore di quella di un vibratore simmetrico verticale. Per confronto, i modelli di radiazione nel piano verticale di queste antenne sono mostrati in Fig. uno.

Riso. 1. I lobi inferiori del diagramma di direttività nel piano verticale del vibratore verticale (1) e dell'antenna coassiale a più livelli. (2).

Sulla fig. 2 mostra un'antenna coassiale (a) e la distribuzione di corrente lungo di essa (b), che consiste di tre vibratori simmetrici a semionda verticale sdoppiata I, II e III, posti su un comune albero verticale.

Ciascuno dei bracci dei vibratori ha una lunghezza di circa l/4, dove l è la lunghezza d'onda media del campo di lavoro. I vibratori sono costituiti da un tubo di metallo con un diametro esterno di 12-30 mm. Il cavo coassiale scorre all'interno delle spalle b - e. L'anima centrale e l'isolamento interno del cavo sono continui per tutta la sua lunghezza. Il nucleo centrale è saldato alla spalla a al punto 2. La guaina del cavo termina al punto 3 e presenta degli spazi tra i punti 6-7 e 10-11. Nei punti 3, 6, 7, 10,11 viene saldato ai tubi.

I vibratori possono anche essere realizzati con treccia di cavo della stessa o di un'altra marca, per la quale la treccia rimossa dal cavo deve essere indossata sotto forma di calza sull'isolamento esterno dell'alimentatore. L'utilizzo di vibratori dalla guaina del cavo rende l'antenna più leggera e, in assenza di tubi e di un eccesso di cavo, ne velocizza la fabbricazione.

Il nucleo centrale del cavo e del braccio a può essere considerato come un unico filo di lunghezza finita. Un'onda di corrente stazionaria con un nodo all'estremità è installata in un tale filo. Onda che si estende sopra la spalla а, non subisce un accorciamento. L'onda che si propaga in un cavo coassiale viene accorciata (per il calcolo dei coefficienti di accorciamento, vedere la rivista "Radio", 1964, N "7, pp. 31-32). Per l'assenza di una treccia di cavo tra i punti 6- 7 e 10-11, l'onda qui non subisce un accorciamento, tuttavia, a causa della piccola lunghezza dei tratti (50-70 mm), questo può essere trascurato con sufficiente precisione per la pratica.Le braccia b, c, d, e vengono alimentati come segue Sotto l'influenza della corrente del nucleo centrale, viene indotta una corrente sulla superficie interna della treccia, che La corrente indotta sulla superficie interna della treccia è sfasata rispetto alla corrente del nucleo centrale Quando raggiunge la superficie del tubo, la corrente cambia direzione di 180° e diventa in fase con la corrente del nucleo centrale nei punti di alimentazione dell'antenna. а è una continuazione della corrente del nucleo centrale, la corrente della spalla e è una continuazione della corrente della superficie interna della treccia dell'alimentatore.

È noto che vibratori alimentati in fase e posti sulla stessa linea creano radiazione concentrata in un fascio stretto giacente in un piano passante per questa linea. Per l'alimentazione in fase dei vibratori a semionda I, II e III, la distanza tra i vibratori è scelta uguale alla lunghezza d'onda nel cavo lk. Il compito di bilanciare l'antenna è risolto dalle spalle dei vibratori b - e, ciascuno dei quali, insieme alla superficie esterna della treccia, forma un "vetro" di bilanciamento noto in ingegneria radiofonica.

L'impedenza di ingresso di un vibratore a semionda è di 75 ohm. Con l'aumento del numero di vibratori in serie, l'impedenza di ingresso dell'antenna diminuisce leggermente e, con tre vibratori, raggiunge i 50 ohm. Pertanto, per alimentare l'antenna possono essere utilizzati cavi coassiali standard con impedenza di 75 o 50 ohm.

La lunghezza totale dell'antenna L (distanza tra i punti 1-12) è pari a L =l/2+(N-1)lk, dove N è il numero di vibratori d'antenna a semionda simmetrica. Nella sezione a onde lunghe della gamma KB, la lunghezza totale dell'antenna può raggiungere grandi dimensioni. Se questo crea un inconveniente di progettazione, allora possiamo limitarci a due vibratori I e II con una leggera diminuzione del guadagno.

L'albero dell'antenna è in legno o altro materiale non conduttivo. I tubi sono fissati agli isolanti. Il cavo tra i punti 4-5, 8-9 è fissato all'albero tramite staffe. Nei punti 3, 6, 7, 10, 11, la treccia del cavo viene disposta uniformemente su tutta la superficie del taglio del tubo e ad essa saldata. Gli spazi 2-3, 6-7, 10-11, nonché gli spazi tra il tubo e il cavo nei punti 4, 5, 8, 9, 12, sono sigillati con plastilina. Il foro 1 è chiuso con un tappo e anche sigillato.

Esempio di calcolo dell'antenna

compito. Calcola un'antenna a tre livelli per il funzionamento nella gamma di 144-146 MHz.

preferito=145 MHz.

l=300/145=2,07 m.

Utilizziamo un tubo con diametro esterno D=28 mm e diametro interno d=25 mm. Determiniamo la lunghezza del braccio del vibratore, tenendo conto dell'accorciamento l=k(l/4), dove k è il fattore di accorciamento, in funzione del rapporto tra la lunghezza d'onda e il diametro del tubo l/D. I valori di questo coefficiente sono riportati nella tabella.

Tabella 1

l/d	20	40	100	200	400	1/000	2/000	4/000	10/000
k	0,925	0.942	0,956	0,962	0,967	0,970	0.972	0.975	0.978

l/P=2070/28=74,

Interpolando, troviamo k=0,95. Di conseguenza,

l=0,95(2070/4)=490 mm.

Scegliamo il cavo PK-50-7-12 con un'impedenza d'onda di 50 ohm e un diametro esterno di 11,2 mm. L'isolamento interno del cavo è in polietilene avente e=2,5.

Determiniamo la distanza tra i punti di alimentazione dei vibratori:

Lunghezza dell'antenna:

L=l/2+(N-4)lк=1,04+(3-1)*1,38=3,8 м.

L'antenna descritta è stata progettata e testata sulla sezione delle onde lunghe della banda VHF. I risultati dell'operazione in un certo numero di anni hanno confermato le sue proprietà efficaci.

Letteratura:

1. BF Dubrovin, "Comunicazione radiotelefonica con oggetti in movimento", State Energy Publishing House, 1956
2. IP Zherebtsov, "Meter will technic", da DOSAAF, 1955
3. Radio 1/77, p.27-28

Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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