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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Antenna per bevande. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Antenne HF L'antenna per bevande, o, come viene anche chiamata, l'antenna a onde mobili (ABV), è ampiamente utilizzata nelle comunicazioni radio professionali. La maggior parte dei QSO transoceanici sui 160 metri sono effettuati da radioamatori che utilizzano l'antenna di ricezione delle bevande. Le istruzioni per la stazione radio R126 indicano che quando si utilizza un pin a quarto d'onda, il raggio di comunicazione tra due stazioni radio dello stesso tipo è di 2 km, quando si utilizza ABV - 4 ... 5 km. Per la stazione radio R 105, il raggio di comunicazione quando si utilizza un'antenna a quarto d'onda a frusta è di 6 km, quando si utilizza ABV - fino a 25 km. Spero che queste cifre, ripetutamente verificate dai militari, convincano gli oppositori dell'antenna Beverage che c'è davvero qualcosa in essa. L'antenna Beverage può funzionare senza sintonizzarsi in tutte le bande amatoriali con costi di produzione minimi e non necessita di essere sintonizzata quando si cambia banda operativa. Questa sua caratteristica attrae non solo i radioamatori, ma anche i fan della ricezione a lungo raggio delle stazioni di trasmissione. 1. ANTENNA IDEALE PER BEVANDE Il classico ABC è un filo la cui lunghezza è diverse volte la lunghezza d'onda su cui opera l'antenna. È caricato con una resistenza pari alla sua resistenza d'onda (Fig. 1). L'altezza della sospensione di ABV va da 1 a 5 m, a seconda della gamma di frequenza in cui viene utilizzata.
L'impedenza di ingresso ABC è alta e uguale all'impedenza d'onda della linea formata dal filo che costituisce il foglio dell'antenna e dalla massa, che svolge il ruolo di secondo filo. Sono 400 ... 600 ohm. Quando si appende ABV, non è necessario mantenere la stessa altezza della sospensione ovunque. A 160 metri, un'antenna con un'altezza di sospensione di 3 ... 5 m funziona efficacemente e su una banda di 10 metri - con un'altezza di sospensione di almeno 1 m. Il fattore di guadagno ABV è pari a: G=Kx(L/l), dove G è il fattore di guadagno; K è un coefficiente che non dipende dalla qualità della produzione ABV; L è la lunghezza dell'antenna; l è la lunghezza d'onda alla quale opera l'antenna. Più lunga è la rete dell'antenna, maggiore è il suo guadagno. L'antenna per bevande riceve un'onda polarizzata verticalmente incidente su di essa con una leggera angolazione. Tali caratteristiche hanno un'onda superficiale, che è in vista, di una stazione radio e un'onda di una stazione radio lontana, riflessa dalla ionosfera con un piccolo angolo. Sul piano orizzontale, il massimo di ricezione si trova nella direzione parallela al nastro dell'antenna. Con un'incidenza perpendicolare, un'onda elettromagnetica semplicemente non indurrà nulla nell'antenna, e quando incidente ad angolo, a causa dell'aggiunta di tensioni indotte nell'antenna con fasi diverse, queste ultime si compenseranno a vicenda.
DN L'antenna Beverage è un fascio stretto sui piani orizzontale e verticale, diretto verso il carico (Fig. 2). Con un eccesso significativo della lunghezza del nastro dell'antenna sulla lunghezza d'onda, la frammentazione del D.N. sui petali. Più piccolo è il lobo posteriore DN, migliore è l'adattamento dell'antenna al carico. 2. ANTENNA "TERRA" VEVEREDZH Il lavoro di un vero ABV dipende in gran parte dalla qualità del "terreno". È meglio far passare alcuni fili di "terra" dal carico al generatore.
In pratica, se si suppone che ABC venga utilizzato per la trasmissione, vengono posati almeno 3 fili di "massa" per un funzionamento efficiente. Uno è sotto il foglio dell'antenna e gli altri due sono ai bordi da esso a una distanza pari a (0,5 ... 1) l'altezza della sospensione del foglio dell'antenna (Fig. 3). Per aumentare l'efficienza di questi cavi, devono essere sollevati da terra a una piccola altezza (5 ... 10 cm) o protetti dalla corrosione se giacciono ancora a terra.
Quando si utilizza ABC come antenna ricevente, è possibile utilizzare solo un filo di terra. Talvolta nei centri riceventi, al posto del filo di “terra”, si utilizzano 10...30 contrappesi, circa 0,1 volte la lunghezza dell'antenna, posti all'estremità del carico e del trasformatore e interrati ad una profondità di 10 cm (Fig. 4). Tuttavia, ciò non risparmia il filo per i contrappesi e in alcuni casi il rumore dell'antenna aumenta perché comprende aree del terreno che possono fungere da fonte di rumore. Di solito è molto difficile determinare la fonte specifica del rumore. Può formarsi a causa delle correnti che scorrono nella crosta terrestre; può essere dovuto all'influenza di fattori industriali (linee elettriche aeree, linee elettriche sotterranee, ecc.). Nei centri radio riceventi, vengono scelte aree in cui non ci sono tali effetti e nel tuo caso potrebbe risultare che QTH si trova proprio vicino a tale fonte di rumore. L'antenna Beve Reggia è più suscettibile a queste sorgenti di rumore, soprattutto senza il filo di terra sottostante. Per la trasmissione, tale antenna (Fig. 4) non funzionerà in modo soddisfacente. Ciò è dovuto al fatto che la resistenza di terra R3 è inclusa nel circuito dell'antenna, che è generalmente paragonabile all'impedenza d'onda dell'antenna e ne riduce notevolmente l'efficienza. Quando si utilizza ABC per la ricezione, ciò può essere tollerato, poiché i ricevitori di solito hanno un margine di guadagno. Ma quando si lavora sulla trasmissione, l'efficienza è l'indicatore principale dell'antenna. Non dobbiamo dimenticare che il terreno può congelare in inverno a una profondità considerevole. Ciò ridurrà notevolmente la già bassa efficienza dell'antenna per bevande (Fig. 4). Ma spesso, per molte ragioni, è difficile o poco pratico utilizzare un filo di "terra" sotto il foglio dell'antenna. In questo caso viene utilizzata una cosiddetta antenna "beam". 3. UTILIZZO DI CONTRAPPESI A QUARTO D'ONDA COME "TERRA" L'antenna "beam" utilizzata per operare sulle stazioni radio P105 è mostrata in Fig. 5. È un filo con una lunghezza di 1, che è di una decina di lunghezze d'onda, a cui sono collegati diversi equilibri a quarto d'onda tramite un resistore da 400 ohm. Molti degli stessi contrappesi sono collegati al corpo della stazione radio.
La corrente in una tale antenna scorre a causa delle correnti di spostamento nello spazio tra i contrappesi. La corrente nel suolo in questo caso non gioca un ruolo importante. Per aumentare l'efficienza, è necessario sforzarsi di ridurre la resistenza del sistema di contrappesi. Con un'impedenza dell'antenna di 400 ... 600 Ohm, è preferibile utilizzare almeno 2 bilanci risonanti sul lato del carico e sul lato della potenza. Quando si utilizza ABC in intervalli diversi, è necessario utilizzare almeno 2 bilanci risonanti a quarto d'onda per ciascun intervallo per ciascun intervallo. Un'antenna con contrappesi a quarto d'onda differisce dalla classica ABV in quanto non ha una sovrapposizione di frequenza continua. 4. CARICAMENTO DELL'ANTENNA PER BEVANDE Circa il 30-50 percento della potenza del trasmettitore viene dissipato nel carico, quindi è fondamentale che il resistore di carico non sia induttivo. Quando si progettano antenne trasmittenti per bevande, è possibile utilizzare resistori di tipo MLT-2 collegati in parallelo. Strutturalmente, sono disposti ad anello. Per proteggere un tale carico dalle influenze atmosferiche, è dipinto con una vernice resistente. Si consiglia di escludere la pioggia diretta su di esso posizionandolo sotto una sorta di copertura. Di solito, per l'antenna per bevande viene utilizzato un carico di circa 300 ... 600 ohm. È difficile determinare con precisione l'impedenza caratteristica dell'antenna, in pratica ciò può essere fatto solo variando il carico e misurando l'SWR dell'antenna. 5. LUNGHEZZA ED EFFICIENZA DELL'ANTENNA PER BEVANDE È stato affermato sopra che il guadagno di ABC dipende dalla sua lunghezza, ma i migliori risultati si ottengono quando la lunghezza dell'antenna è un multiplo di un numero dispari di semilunghezze d'onda. Per un funzionamento corretto, deve essere almeno la lunghezza d'onda alla quale opera il trasmettitore. Per determinare l'efficienza, considerare dove si verifica la perdita di energia. Innanzitutto, nella resistenza di carico RH. In secondo luogo, più lunga è l'antenna, maggiore è la radiazione, la cui intensità aumenta con l'altezza della sospensione (H) ABV dal suolo. Pertanto, l'efficienza può essere approssimativamente determinata dalla formula: Efficienza = 1 /Rн*L/l*Н/lЗ*К, dove L è la lunghezza dell'antenna; l - lunghezza d'onda; K - coefficiente di efficienza. Per aumentare l'efficienza e migliorare le proprietà direzionali degli ABV, viene utilizzata la loro connessione parallela. Allo stesso tempo, sono disposti sia in parallelo che in serie (Fig. 6).
L'efficienza di un'antenna per bevande con una lunghezza di una lunghezza d'onda con un'altezza di sospensione di circa 0,005 lunghezza d'onda non supera il 10 percento. Aumentando la lunghezza dell'antenna a 6 lunghezze d'onda si aumenta l'efficienza a circa il 40%, quindi l'aumento dell'efficienza rallenta. 6. CAMBIA D.N. ANTENNE DI BEVANDE Uno dei principali svantaggi di ABC è che il suo D.N. fisso. Ho testato una versione dell'antenna Beverage con due trasformatori (Fig. 7), che consente di commutare D.N. in due direzioni. Quando viene applicata una tensione costante attraverso il cavo, i relè vengono attivati e la connessione e i punti di alimentazione vengono invertiti (vengono utilizzati relè del tipo RMug). Tale antenna aveva un SWR non superiore a 1,8 nell'intera gamma di frequenze da 1,8 a 30 MHz, la differenza quando si cambiava la direzione della radiazione variava da 1 ... 2 punti alle basse frequenze a 6 punti alle alte frequenze.
Ci sono consigli per l'installazione di un'antenna rotonda per bevande. In questo caso, il diagramma di radiazione di una tale antenna è un cerchio, ma il suo guadagno sarà inferiore a quello di un dipolo. Se c'è una quantità sufficiente di linea aperta o CATV, una commutazione semplificata di D.N. Lo schema dell'antenna per questo è mostrato in Fig. 8. Con questo design dell'antenna, la linea aperta deve essere sollevata dal suolo. L'attenuazione dell'antenna aumenta e la sua efficienza diminuisce. Ma se l'antenna viene utilizzata per la ricezione, una tale costruzione è abbastanza accettabile. Per cambiare direzione D.N. in questo caso, puoi anche utilizzare un normale interruttore a levetta.
7. INSTALLAZIONE DELL'ANTENNA PER BEVANDE Per un funzionamento corretto, l'ABC deve essere installato correttamente rispetto agli oggetti estranei. Naturalmente l'installazione ideale è quando non ci sono oggetti conduttori nelle vicinanze. Tuttavia, in pratica ciò accade raramente. Lo scopo dovrebbe essere quello di garantire che non vi siano oggetti conduttori nel lobo principale e, se possibile, in quello posteriore. Poiché ABC emette un'onda polarizzata verticalmente, è necessario prestare attenzione agli oggetti conduttivi verticali. Un'ottima opzione è l'installazione sul bordo del tetto della casa, quando nel lobo principale del D.N. c'è spazio libero. Questo è esattamente l'ABC utilizzato dal 1989 nella mia stazione UZ3ZK. Spesso i cavi radio e telefonici corrono sul tetto, che potrebbe essere parallelo al tuo ABC. Saranno percepiti come terra e indurranno correnti significative che potrebbero interferire con le trasmissioni multiprogramma e possibilmente con le comunicazioni telefoniche. Per eliminare questo effetto è sufficiente posizionare un filo di “terra” accanto a questi fili. In tutti i casi che ho riscontrato, sui pali per la sua installazione erano presenti “corna” gratuite. Il cavo deve essere messo a terra vicino a ciascuno degli alberi. Nei casi più gravi, potrebbe essere necessario installare diversi cavi di questo tipo a una distanza di 20...50 cm l'uno dall'altro. In generale, l'antenna per bevande è una delle antenne più senza pretese. Uno spazio pulito entro un raggio di circa 1 ... 2 metri rispetto alla rete dell'antenna ne garantirà il funzionamento. Nessuna delle antenne vicine interferisce con esso, proprio come ABC ha un effetto minimo su altre antenne. In termini di fulmini, ABV è sicuro. La sua tela è collegata a terra su entrambi i lati, in modo che anche un fulmine diretto al suo interno non porti alla sconfitta dell'operatore e alla distruzione delle apparecchiature radio. ABV si trova solitamente sotto altri oggetti conduttivi, il che fornisce una protezione aggiuntiva dai temporali. ABV non accumula 1 elettrostatico, e questo è particolarmente evidente se preso prima di un temporale. Puoi lavorarci sopra anche durante un temporale. uno Letteratura. 1. GZ Aizenberg, Antenne a onde corte, M.: Radio and communication, 1985. Autore: I. Grigorov, Belgorod; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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