|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Antenne KB del ricetrasmettitore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Antenne HF Informazioni sull'altezza di installazione dell'antenna Quando si sceglie il design di un'antenna trasmittente e ricevente per la propria stazione radioamatoriale, un operatore a onde corte deve tenere conto di molti fattori e cercare soluzioni di compromesso a molti problemi tecnici. Uno di questi è l'altezza di installazione dell'antenna. Le capacità di un radioamatore in quest'area (indipendentemente da dove vive - in città o in campagna) sono molto, molto limitate. Ci sono soluzioni ottimali qui? In una certa misura, la risposta a questa domanda è fornita dagli esperimenti condotti da DJ2NN[1]. Va sottolineato che misurare la dipendenza dell'efficienza dell'antenna dall'altezza della sua installazione a onde corte non è facile. Naturalmente questi dati sono di grande interesse per le tratte a lunga distanza (cioè per i collegamenti DX), il che significa che i risultati di misurazione sono notevolmente influenzati dalla propagazione delle onde radio nella ionosfera (in particolare dalle rapide fluttuazioni di trasmissione). Inoltre, nel caso generale, queste dipendenze possono avere carattere diverso per percorsi con lunghezze e direzioni azimutali diverse. L'affidabilità dei risultati può essere aumentata solo mediante misurazioni ripetute e una serie di dati statistici.
DJ2NN ha misurato la dipendenza dell'efficienza dell'antenna dall'altezza della sua installazione sulle bande amatoriali 14, 21 e 28 MHz nella modalità di ricezione dei segnali dalle stazioni DX (la lunghezza del percorso è di almeno 5000 km). Inoltre, dipendenze simili sono state misurate utilizzando segnali provenienti da stazioni situate nella zona “vicina”, dove la comunicazione è dovuta a un’onda di superficie. In questi esperimenti, DJ2NN ha utilizzato antenne "a canale d'onda", la cui altezza di installazione poteva essere modificata molto rapidamente entro un intervallo di 2,5 ... 25 m. Ha adottato misure speciali che avrebbero eliminato gli errori di misurazione causati dalla dissintonizzazione dell'antenna a basse altezze di installazione (a causa dell'influenza della "terra"). I risultati di questi esperimenti per le bande 14 e 28 MHz sono mostrati in Fig. 1, a e 1, b. L'andamento generale di dipendenze simili per la gamma 21 MHz è molto vicino ai dati mostrati in Fig. 1, a. Le curve contrassegnate con il numero 1 si riferiscono a misurazioni basate su segnali provenienti da stazioni DX, mentre il numero 2 si riferisce a misurazioni provenienti da stazioni situate nella zona “vicino” L'analisi di queste curve ci permette di trarre diverse conclusioni. In primo luogo, misurare i parametri di un'antenna a onde corte e testare il suo diagramma di radiazione in base all'intensità del campo nella zona "vicina" non può sempre fornire informazioni oggettive sulla sua efficacia durante la conduzione di comunicazioni DX. In altre parole, le misurazioni nella zona “vicina” sono una fase necessaria, ma talvolta insufficiente, nella realizzazione di un'antenna HF direzionale. In secondo luogo, nell'intervallo di altitudine compreso tra 2,5 e 15 m, l'efficienza di tale antenna sulle bande 14 e 21 MHz cambia molto. Può verificarsi una situazione in cui un'antenna a due elementi più semplice e leggera, sollevata ad un'altezza di 10...12 m, risulta essere più efficace di, ad esempio, un'antenna a tre elementi, che un radioamatore non può sollevare oltre i 5 metri. ...7 m (a causa della massa maggiore, del dispositivo rotante più ingombrante e pesante, ecc.).
E in terzo luogo, non è giustificato aumentare l'altezza dell'installazione dell'antenna al di sopra di circa 17 m. I guadagni di efficienza sono marginali e i costi di produzione e le complessità tecniche associate all'installazione e al funzionamento dell'antenna si moltiplicano molte volte.
Antenne omnidirezionali La maggior parte degli operatori a onde corte sono costretti a limitarsi all'installazione di una sola antenna, che, ovviamente, cercano di rendere multibanda e non direzionale. Esistono molti progetti di antenne simili in cui questi requisiti sono soddisfatti in misura maggiore o minore. Una di queste antenne - "G5RV" (secondo il nominativo del radioamatore che l'ha proposta [2] - è progettata per funzionare sulle bande amatoriali 3,5 ... 28 MHz. Le dimensioni dell'antenna e della linea di adattamento a due fili sono mostrate in Fig. 3.a, l'antenna è alimentata da un cavo coassiale con impedenza caratteristica di 75 Ohm. L'altezza di installazione consigliata dell'antenna dal suolo o dal tetto è di circa 10 m. Se la campata in cui è installata l'antenna è inferiore a 32 m, è possibile lasciare le sezioni terminali del tessuto dell'antenna lunghe fino a 3 m pendenti (cioè per l'installazione dell'antenna in questo caso è adatta una distanza di circa 26 m). L'antenna "G5RV" può, in linea di principio, essere installata utilizzando un solo palo a forma di "V INVERTITA", ma affinché le sue prestazioni non si deteriorino sensibilmente, l'angolo al vertice deve essere di almeno 120°.
Una linea di accoppiamento bifilare fatta in casa è formata da due fili, la distanza tra i quali è mantenuta da isolanti permanenti (Fig. 3, b) costituiti da un buon dielettrico non igroscopico (plexiglass, textolite, ecc.) Dopo un'adeguata impregnazione , puoi anche usare legno o compensato. I fili della linea vengono posati in intagli a forma di V alle estremità degli isolatori e fissati con piccoli pezzi di filo (Fig. 3) fatti passare attraverso i fori degli isolanti. La linea di corrispondenza deve correre perpendicolare alla superficie dell'antenna per una lunghezza di almeno 0 m. Affinché l'antenna “G5RV” possa funzionare efficacemente su tutte le bande, il suo alimentatore deve essere collegato al trasmettitore tramite un dispositivo di adattamento. Poiché questa antenna ha quasi sempre un'onda stazionaria in un modo o nell'altro nell'alimentatore, non ha senso utilizzare un dispositivo balun (BALUN) per spostarsi dalla linea di corrispondenza al cavo coassiale. Tuttavia, per ridurre le radiazioni provenienti dalla treccia esterna del cavo (questo, in particolare, può causare interferenze con la televisione), è consigliabile [3] realizzare un'induttanza ad alta frequenza dalla parte superiore dell'alimentatore (Fig. 3. D). Il numero di spire è 8 ..10, il diametro di avvolgimento è di circa 180 mm, le spire sono fissate in tre punti con nastro adesivo.
Un'altra versione di un'antenna HF multibanda, basata sulla "G5RV" [4], è mostrata in Fig. 4.a. Sul palo centrale 1, alto circa 12 m, sono sospesi due pannelli antenna “G30RV” con un angolo di circa 5° l'uno rispetto all'altro. Le estremità di questi teli sono fissate tramite isolatori 4 a quattro pali ausiliari 3, alti circa 6 m.Al centro, le antenne del telo sono collegate a coppie ad una linea bifilare comune 5 (vedi Fig. 4.b). , che è lo stesso del solito "G5RV", è fatto di aria sugli isolatori 6. L'isolante centrale 1 viene utilizzato per fissare le estremità delle pale sull'albero 2. Va notato che le dimensioni indicate non sono critiche . Possono essere variati entro limiti abbastanza ampi, concentrandosi sulle capacità del radioamatore e sullo spazio a sua disposizione per installare l'antenna. Nella letteratura radioamatoriale ci sono spesso descrizioni di antenne orizzontali multibanda, che sono emettitori collegati in parallelo (ad esempio, dipoli a semionda) per bande HF separate. Questo principio può essere applicato anche per realizzare antenne con polarizzazione verticale. Il design di tale antenna HF a tre bande [5] è mostrato in Fig. 5. Un palo metallico 3, che funge da radiatore nella gamma dei 14 MHz, è installato su un isolante di supporto 2. Nella sua parte superiore, ad una distanza di circa 350 cm dall'isolatore di supporto, è fissato un distanziatore dielettrico 9. Filo gli emettitori 4 sono fissati alla base dell'albero (e sono collegati elettricamente ad esso) sulle bande 21 e 28 MHz. La tensione degli emettitori è fornita da tiranti in nylon 5, che sono collegati ad essi tramite isolatori 6. L'antenna è alimentata da un cavo coassiale 8 con un'impedenza caratteristica di 50 Ohm, il cui nucleo centrale è collegato all'albero 3 , e la treccia al sistema di contrappeso 7. Le lunghezze di tutti gli emettitori differiscono dal valore */4 per l'intervallo corrispondente, a causa dell'influenza reciproca degli emettitori. Mostrato nella fig. 5, le dimensioni degli emettitori sono state selezionate sperimentalmente in base ai valori SWR minimi ai range operativi.
Una variante di un'antenna a banda larga [b], operante su tutte le bande HF, compresi i 160 m, è mostrata in Fig. 6. L'antenna è un radiatore a filo lungo 22,6 m, a una distanza di un terzo dall'estremità del quale è collegato un circuito LR, che espande la banda di frequenza operativa.
Questo circuito (Fig. 6, b) è formato da un resistore R con una resistenza di 370 Ohm (6 resistori con una resistenza di 2,2 kOhm e una potenza massima di dissipazione di 1 W) e una bobina L (55 spire di filo con un diametro di 1 mm, avvolgimento regolare e continuo su telaio del diametro di circa 50 mm). L'antenna è collegata all'alimentatore (impedenza 50 Ohm) tramite un trasformatore di adattamento (Fig. 6, c). È realizzato su un nucleo magnetico ad anello in ferrite del diametro di circa 50 mm con una permeabilità magnetica iniziale di circa 20. Ciascun avvolgimento ha 24 spire di filo del diametro di 1 mm. L'antenna è collegata alla presa dal 18° giro dell'avvolgimento secondario. Il punto di connessione viene selezionato sperimentalmente durante l'installazione dell'antenna. L'antenna viene sintonizzata selezionando prima l'induttanza della bobina L e il punto in cui l'antenna è collegata al trasformatore di adattamento. Il criterio è l'SWR minimo all'interno delle bande amatoriali. Anche se nell'articolo si segnala la possibilità che l'antenna funzioni anche sulla portata di 160 m, in realtà, a quanto pare, prestazioni soddisfacenti si possono ottenere solo a frequenze di 7 MHz e superiori. L'influenza della "terra" L'antenna sopra descritta, così come molte altre antenne “a filo” e a stilo, richiede una buona “terra radio” per il suo normale (effettivo) funzionamento. Nelle condizioni urbane (e non solo urbane), di solito viene fornito collegando un equivalente: contrappesi. Quanti contrappesi e quale lunghezza possono creare un buon “terreno radiotecnico”? Le misurazioni mostrano [7] che il loro numero dovrebbe superare 20 ... 30. Con diversi contrappesi (un caso molto tipico nella pratica radioamatoriale), la resistenza alla perdita è di circa 30 Ohm. Ciò significa che circa il 50% della potenza del trasmettitore viene persa. In altre parole, vale la pena pensare a: cosa è più facile: entrare in conflitto con l'Ispettorato statale delle telecomunicazioni, aumentare la potenza del trasmettitore oltre i limiti consentiti, o aggiungere diverse dozzine di contrappesi all'antenna e ottenere la stessa efficienza della stazione radio nel suo complesso .
Le dipendenze tipiche della resistenza di ingresso di un perno a quarto d'onda (valore teorico 37 Ohm) dal numero di contrappesi a quarto d'onda per varie condizioni (1 - terreno asciutto, 2 - bagnato, 3 - valore teorico) sono mostrate in Fig. 7. Tenendo conto di queste dipendenze, non dovrebbe sorprendere che un GP con tre contrappesi fornisca un SWR di ~ 1 quando alimentato da un cavo coassiale da 75 Ohm (valore SWR teorico di ~ 2). Diventa chiaro il funzionamento efficiente di alcune antenne verticali in un'ampia banda di frequenza: le perdite nel "terreno" lo espandono in modo significativo. Circuiti di reiezione per antenne KB Le antenne con circuiti notch (“W3DZZ” e simili) sono ampiamente utilizzate nella pratica radioamatoriale. Hanno caratteristiche abbastanza accettabili, ma dal punto di vista del design non sono del tutto convenienti. Particolari difficoltà (di produzione o di acquisto) sono causate dal condensatore incluso nel circuito notch LC. Deve avere una classificazione molto specifica e parametri elettrici molto elevati, operando in condizioni di esposizione all'umidità. Il circuito di reiezione per antenne del tipo "W3DZZ" può essere costituito da un pezzo di cavo coassiale, la cui treccia formerà l'induttanza necessaria, e la "treccia centrale" creerà la capacità necessaria |8].
Il progetto di un tale circuito notch è mostrato in Fig. 8. Un cavo coassiale 1 viene avvolto sul telaio dielettrico 2. Le estremità del cavo 3 vengono fatte passare nei fori del telaio e saldate (5) secondo la figura. Le staffe 4 vengono utilizzate per collegare i pannelli antenna 6. Per antenne semplici con circuiti notch, la scelta dei parametri della bobina è abbastanza arbitraria (è sufficiente fornire la frequenza notch richiesta). Nell'antenna "W3DZZ". inoltre, è necessario avere un rapporto molto definito tra l'induttanza della bobina L e la capacità del condensatore C - senza questo è impossibile realizzare le proprietà multibanda dell'antenna. Antenne Direzionali Un'antenna HF rotante e direzionale è il sogno di tutti gli appassionati di onde corte. Tuttavia, molti radioamatori non sono in grado di realizzare un'antenna a grandezza naturale ("canale d'onda", "doppio quadrato", ecc.). Uno dei motivi è l'area molto limitata sul tetto di un edificio residenziale che può ospitare onde corte l'operatore può utilizzare per installare un'antenna (soprattutto nelle case - torri). Questo è il motivo per cui nelle riviste per radioamatori ci sono così spesso descrizioni di varie opzioni per antenne HF di piccole dimensioni a banda singola o multibanda.
L'antenna, il cui schizzo è mostrato in Fig. 9, è stato chiamato “DOUBLE-D” (“doppio delta”) [9]. Di piccole dimensioni, leggero, potrebbe essere il primo progetto di un operatore di onde corte che vuole aumentare l'efficienza della sua stazione radioamatoriale installando un'antenna direzionale rotante. Sul palo 1 ad una distanza D dalla sua sommità sono presenti quattro distanziali 2 in bambù o legno impregnato con composti antiumidità. I fogli dell'elemento attivo 5 e del riflettore 3 sono fissati alle estremità di questi distanziatori e attraverso i tiranti 4. Entrambi i fogli sono realizzati in filo di rame o cavo dell'antenna, mentre i tiranti sono realizzati in cavo di nylon. La configurazione dell'elemento attivo e del riflettore ricorda la lettera latina D, da cui il nome dell'antenna. L'antenna viene alimentata tramite cavo coassiale 6 con impedenza caratteristica di 50 Ohm. La lunghezza degli elementi del filo dell'antenna in metri viene calcolata utilizzando le seguenti formule (f è la frequenza operativa in MHz): A = B = 85,1/f C = 60,2/f D=17,8/f E = 34/f Il valore della frequenza f viene scelto al centro della corrispondente banda amatoriale, oppure al centro della sua sezione più interessante per le onde corte (ad esempio, al centro della sezione telegrafica). Sulla base dei dati in [9], l'antenna "DOUBLE-D" non è praticamente inferiore all'antenna "wave channel" a due elementi in termini di direttività e rapporto di radiazione fronte-retro. Tuttavia, ha una larghezza di banda inferiore, come illustrato in Fig. 10, che mostra le dipendenze dell'SWR dalla frequenza (gamma 28 MHz) per l'antenna "DOUBLE-D" (curva 1) e il "canale d'onda" a grandezza naturale (curva 2).
Questa antenna viene configurata selezionando la lunghezza dell'elemento attivo e del riflettore. Alla frequenza di risonanza la sua impedenza di ingresso è puramente attiva ed è di circa 40 Ohm. Utilizzando questo principio di costruzione dell'antenna, è possibile produrre un design multibanda. In questo caso è consigliabile alimentare ciascuno degli elementi attivi con un cavo coassiale separato. Esperimenti con un'antenna a doppia banda (14 e 21 MHz) hanno dimostrato che l'installazione di elementi sulla seconda banda sullo stesso progetto non modifica i diagrammi di radiazione delle antenne. Quando entrambi gli elementi attivi erano alimentati, anche tramite un cavo coassiale, l'SWR in entrambe le bande amatoriali non superava 2. È stato proposto un "doppio quadrato" compatto tribanda (14, 21 e 28 MHz) (Fig. 11). 9Н1GL [10]. In termini di dimensioni non supera un “doppio quadrato” a due bande a 21 e 28 MHz. Questa antenna è costituita essenzialmente da due “doppi quadrati” a grandezza naturale per le bande 21 e 28 MHz, e la terza banda, 14 MHz, è ottenuta collegando condensatori di carico agli elementi della banda 21 MHz.
All'albero 1 è fissata una corta trave portante 2, alla quale sono a loro volta fissate le staffe “riccio” 3. L'uso di una combinazione di "traversa portante" - "ricci" (ciascuno di essi separatamente è ampiamente utilizzato nei "doppi quadrati") ha permesso di ottenere un punto di attacco molto alto per i tiranti 6. L'antenna ruota insieme all'albero 1 (il motore e il cambio sono installati alla sua base), pertanto i tiranti sono fissati al cuscinetto intermedio 5. L'altezza del montante è di circa 5,5 m, il cuscinetto è installato 0,8...1 m sotto il punto di attacco della trave di supporto . In questo caso, con un angolo massimo consentito tra montante e tiranti di 30°, i punti di attacco dei tiranti al tetto saranno a circa 2.7 m dalla base del montante. La configurazione degli elementi “riccio” 3 (sono realizzati in angolare di acciaio) è mostrata in Fig. 11. c. Alle parti piegate di questi elementi vengono fissati 4 distanziatori in bambù con bulloni o fascette a forma di U. La lunghezza dei distanziatori è di circa 2,4 m, la lunghezza di ciascun lato del telaio per la gamma 21 MHz è di 3,6 m e per la gamma 28 MHz è di 2,75 m. Gli elementi di carico capacitivo che garantiscono il funzionamento dell'antenna sulla banda dei 14 MHz si trovano all'interno dei telai della banda dei 21 MHz (leggermente più vicini al palo rispetto a questi telai). Sono "spenti" da quattro circuiti notch, due per ciascun fotogramma. La frequenza di risonanza dei circuiti notch (prima del collegamento all'antenna) è di 20,2 MHz. Strutturalmente, sono realizzati in cavo coassiale nello stesso modo descritto nella sezione precedente della recensione. I circuiti sono collegati tra telaio e carichi capacitivi nei punti indicati in Fig. undici. Il metodo per sintonizzare gli elementi dell'antenna sulle bande 28 e 21 MHz non differisce da quello standard. Nella gamma 14 MHz, l'antenna viene sintonizzata selezionando la lunghezza degli elementi: carichi capacitivi. Se la modifica della lunghezza di questi elementi influisce in modo significativo sui parametri dell'antenna sulla banda dei 21 MHz, ciò indica che i circuiti di reiezione non sono sintonizzati accuratamente (ovvero, non "spengono" completamente il carico capacitivo quando si opera sulla banda dei 21 MHz gruppo musicale). Alimentando l'antenna con un cavo coassiale da 50 ohm, l'SWR non superava 2 su tutte e tre le bande. Letteratura
Autore: B. Stepanov (RU3AX); Pubblicazione: cxem.net
Pelle artificiale per l'emulazione del tocco
15.04.2024 Lettiera per gatti Petgugu Global
15.04.2024 L'attrattiva degli uomini premurosi
14.04.2024
▪ Samsung Wireless: memoria wireless da 1,5 TB, hotspot, ricarica offline ▪ Disco rigido con servizi di recupero dati ▪ Cerotto per il controllo del glucosio
▪ sezione del sito Parametri dei componenti radio. Selezione dell'articolo ▪ articolo MPEG-2 e montaggio video non lineare. Proprio sul complesso. videoarte ▪ articolo Come fa un serpente a iniettare il suo veleno? Risposta dettagliata ▪ articolo Motoscafo Veterok. Trasporto personale
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina