domov › Programi › Zankasta antena. Aktivna zančna antena. Potrebovali boste tudi materiale

Zankasta antena. Aktivna zančna antena. Potrebovali boste tudi materiale

Izum se nanaša na antensko tehniko, in sicer na sprejemne aktivne zančne antene, in se lahko uporablja v radijskih komunikacijah, radijski navigaciji, radijskem iskanju smeri, televiziji in radijskem oddajanju. Tehnični rezultat, h kateremu je usmerjena predlagana tehnična rešitev, je širitev funkcionalnost aktivna zančna antena. Bistvo izuma je, da se tokovi, inducirani v zankah, sinfazni in protifazni glede na konce zank, obdelajo pri visokih frekvencah, da se hkrati tvori krožni vzorec sevanja in vzorec sevanja v obliki osmice. na antenskih izhodih. V tem primeru je sofazna komponenta signala sorazmerna s komponento vektorja električnega polja, protifazna komponenta pa s komponento vhodnega vektorja magnetnega polja. elektromagnetno valovanje. Na voljo sta dve možnosti antene, od katerih se prva lahko uporablja kot samostojna antena in kot del bolj zapletene antene druge možnosti. Prva različica antene vsebuje eno prevodno zanko in električno protiutež zanke, druga - pet enakih zank in eno protiutež. Druga različica antene omogoča hkratno in neodvisno določanje treh komponent vektorja električnega polja in treh komponent vektorja magnetnega polja vhodnega elektromagnetnega valovanja. 2 z. str. f-ly, 2 ilustr.

Izum se nanaša na antensko tehniko, in sicer na sprejemne aktivne zančne antene, in se lahko uporablja v radijskih komunikacijah, radijski navigaciji, radijskem iskanju smeri, televiziji in radijskem oddajanju. Znana je širokopasovna aktivna zankasta antena, ki vsebuje dve enaki prevodniški zanki, ki ležita v isti ravnini in sta usmerjena s koncema drug proti drugemu, električna bremena, ustrezni transformator in širokopasovni ojačevalnik. Konci stopenjskega navitja transformatorja so povezani s spodnjimi konci zank, konci padajočega navitja so povezani z zgornjimi konci zank in z vhodom ojačevalnika, katerega izhod tvori izhod antene. Električne obremenitve teh zank so lahko porazdeljene ohmsko ali koncentrirano induktivno-kapacitivno. Antena deluje v frekvenčnem pasu z razmerjem prekrivanja 4:1. Širokopasovni ojačevalnik ima ojačanje 25 dB. Ena od pomanjkljivosti te antene je njena nizka odpornost na hrup zaradi krožnega vzorca sevanja. Druga pomanjkljivost je uporaba ujemajočega transformatorja, katerega povezava med navitji poteka preko magnetnega vezja. Takšni transformatorji imajo znatne izgube pri visokih frekvencah. Najbližja zahtevani napravi glede na največje število bistvenih lastnosti je zančna antena, ki vsebuje dve enaki prevodniški zanki, ki sta nameščeni v isti ravnini in usmerjeni s koncema drug proti drugemu, pri čemer obseg vsake zanke ne presega četrtine najmanjšo delovno valovno dolžino, dve napravi za seštevanje, dva kondenzator, dva upora, vhodni prilagodilni transformator in ojačevalnik. Vhodi prve in druge seštevalne naprave so povezani s koncema prve oziroma druge zanke. Prvi in drugi upor sta povezana zaporedno in povezana z zgornjimi konci zank. Prvi in drugi kondenzator sta vezana zaporedno in priključena na izhode prve in druge seštevalne naprave. Konci primarnega navitja ujemajočega transformatorja so povezani s spodnjimi konci prve in druge zanke. Središče primarnega navitja ujemajočega transformatorja je povezano z mestom medsebojne povezave uporov in z mestom medsebojne povezave kondenzatorjev. Izhodno navitje ustreznega transformatorja je priključeno na vhod ojačevalnika. Izhod ojačevalnika je izhod antene. Z optimalnim razmerjem protifaznih in sinfaznih tokov, ki jih v zankah inducira vpadno elektromagnetno valovanje, je zagotovljen kardioidni vzorec sevanja. Zahtevano razmerje tokov je zagotovljeno z izbiro določenih geometrijskih dimenzij zank in vrednosti upora uporov in kondenzatorjev. Ena izmed slabosti prototipa je nizka občutljivost v nizkofrekvenčnem delu delovnega območja, zaradi uporabe uporov za oblikovanje kardioidnega polarnega vzorca. Druga pomanjkljivost prototipa je uporaba vhodnega transformatorja z navitji, katerih povezava poteka preko magnetnega vezja. To zmanjša občutljivost antene pri višjih frekvencah. Antena sprejema elektromagnetno valovanje ene polarizacije in ima en izhod, kar omejuje njeno funkcionalnost. Zahtevana tehnična rešitev je namenjena razširitvi funkcionalnosti aktivne zanke antene (zmožnost imeti od dva do šest neodvisnih izhodov z različnimi vzorci sevanja in možnost hkratnega določanja treh komponent vektorja električnega polja in treh komponent magnetnega polja). vektor vpadnega elektromagnetnega valovanja). To se doseže z dejstvom, da v aktivni zančni anteni, ki vsebuje prevodniško zanko z obsegom, ki ne presega četrtine najmanjše delovne valovne dolžine, seštevalno napravo, ki je s svojimi vhodi povezana s koncema zanke, in ojačevalnik, izhod ki tvori izhod antene, je dodatno uvedena električna protiutež zanke, končni izhod, prva in druga odštevalna naprava ter drugi ojačevalnik, katerega vhod je povezan z izhodom prve odštevalne naprave, izhod pa ojačevalnika tvori drugi izhod antene, izhod protiuteži leži v ravnini zanke na ravni črti, ki poteka med koncema zank skozi njegovo središče, in je usmerjen proti koncem zanke, vhodi ojačevalnika prva odštevalna naprava je povezana s koncema zanke, vhodi druge odštevalne naprave so povezani z izhodom seštevalne naprave in izhodom protiuteži, njen izhod pa z vhodom prvega ojačevalnika, medtem ko je sredina segmenta ravne črte, ki se nahaja med koncema zanke in izhodom protiuteži, tvori fazno središče zanke in protiuteži, konci zanke in izhod protiuteži pa so odmaknjeni od omenjenega faznega središča na razdalji, ki ni presega 0,02 minimalne delovne valovne dolžine. To dosežemo tudi s tem, da sta poleg zgoraj omenjene električne protiuteži, prve in druge odštevalne naprave ter drugega ojačevalnika v anteno vpeljana dva para prevodniških zank, ki jih tvorita drugi in tretji, četrti in peti zank, od katerih je vsaka enaka prvi zanki, druga do sedma naprava za seštevanje, tretja do osma naprava za odštevanje in tretja do šesta ojačevalniki, katerih izhodi tvorijo tretje do šeste antenske izhode, druga in tretja zanka pa sta nahajajo se v isti ravnini in so usmerjeni s svojimi konci drug proti drugemu, četrta in peta zanka sta nameščeni v drugi ravnini in sta prav tako usmerjeni s svojimi konci drug proti drugemu, ravnini, v katerih se nahajajo pari zank, in ravnina, v kateri se nahaja prva zanka, in premice, ki potekajo skozi središča zank vsakega para, ter premica, ki povezuje središče prve zanke in terminal protiuteži, so medsebojno pravokotne, druga in tretja, peta in šesta Seštevalne naprave so s svojimi vhodi povezane s konci druge in tretje, četrte in pete zanke, z izhodi pa z vhodi pete in osme odštevalne naprave, katerih izhodi so povezani z vhodi tretje in pete ojačevalniki so tretja in četrta, šesta in sedma odštevalna naprava s svojimi vhodi povezani s konci druge in tretje, četrte in pete zanke, z izhodi pa z vhodi četrte in sedme seštevalne naprave, katerih izhodi so povezani z vhodi četrtega in šestega ojačevalnika, medtem ko središča ravnih segmentov, ki povezujejo središča zank v vsakem paru, tvorijo fazna središča parov, konci zank v vsakem paru so odstranjeni iz faznega središča para na razdalji, ki ne presega 0,02 najmanjše delovne valovne dolžine, fazna središča prvega in drugega para zank ter fazno središče prve zanke in protiuteži pa so oddaljeni drug od drugega na razdalji, ki ne presega 0,05 najmanjše valovne dolžine. . V posameznem primeru je protiutež izdelana v obliki odseka prevodne cilindrične cevi. Na sl. 1 in 2 prikazujeta funkcijski diagrami dveh različic predlagane aktivne zanke antene. Na sl. 1 je označeno: 1 - zanka prevodnika; 2 - električna protiutež zanke; 3 - seštevalna naprava (naprava, ki sešteva sofazna nihanja in ima visoko vhodno impedanco za protifazna nihanja); 4 in 5 - prva in druga diferenčna naprava (naprave, ki seštevajo protifazna nihanja in imajo visoko vhodno impedanco za skupna nihanja); 6 in 7 - prvi in drugi ojačevalnik. Na sl. 2 je označeno: 8, 9, 10 in 11 - druga, tretja, četrta in peta zanka; 12-17 - druge do sedme seštevalne naprave; 18-23 - naprave za odštevanje tretje do osme; 24-27 - tretji do šesti ojačevalnik. Oznake prve zanke, protiuteži, prve naprave za seštevanje, prve in druge diferenčne naprave ter prvega in drugega ojačevalnika ustrezajo oznakam, prikazanim na sliki 1. Kot protiutež 2 prve zanke 1 pri obeh izvedbah aktivne zanke antene (sl. 1 in 2) je v tem primeru uporabljen odsek prevodne cilindrične cevi. V izvedbi, prikazani na sliki 2, se skupna os prve zanke 1 in protiuteži 2 nahaja v navpični ravnini na osi Z, skupne osi parov zank 8 in 9 ter 10 in 11 pa se nahajajo v vodoravna ravnina na osi X in Y. Ravnine prve zanke in obeh parov zank ter osi X, Y in Z so med seboj pravokotne. Aktivna zančna antena, katere funkcionalni diagram je prikazan na sliki 1, deluje na naslednji način. Antena sprejema linearno polarizirane signale, katerih polarizacijski vektor je elektromagnetno polje vzporedno s skupno osjo tečaja in protiuteži. Elektromagnetno polje inducira protifazne in sinfazne tokove v zanki 1 glede na začetek in konec zanke. Protifazni tok ustreza magnetni komponenti in elektromagnetnemu polju, skupni tok pa električni komponenti. Sprostitev sofaznega toka izvede naprava za seštevanje 3. Sprostitev protifaznega toka izvede naprava za odštevanje 4. V protiuteži 2 se pod vplivom elektromagnetnega polja inducira EMF in tok teče skozi njegov izhod, v protifazi do sofaznih tokov, ki tečejo skozi konce zanke. Tokovi iz izhoda seštevalne naprave 3 in konca protiuteži 2 se dovajajo na vhode druge naprave za odštevanje 5, iz izhoda katere se signal napaja na vhod prvega ojačevalnika 6. Iz izhoda prva diferenčna naprava 4, se signal dovaja na vhod drugega ojačevalnika 7. Izhodi ojačevalnikov 6 in 7 tvorijo prvi in drugi izhod antene. Kar zadeva skupni signal, je aktivna zančna antena enakovredna monopolnemu električnemu vibratorju in ima podoben vzorec sevanja. Na podlagi protifaznega signala ima antena smerne značilnosti, ki so blizu značilnostim enojne zanke. Aktivna zankasta antena, katere funkcionalni diagram je prikazan na sl. 2 je naprava, sestavljena iz treh neodvisnih in nevzajemno delujočih anten, od katerih je prva zgoraj opisana antena (slika 1). Vsaka od drugih dveh anten vsebuje par zank (8 in 9 ali 10 in 11), seštevalnike in odštevalnike ter ojačevalce. Ker sta ti dve drugi anteni enaki, se bomo omejili na opis druge antene, ki vsebuje zanki 8 in 9. Druga antena, tako kot prva, sprejema linearno polarizirano elektromagnetno polje, pri čemer je polarizacijski vektor elektromagnetnega polja vzporeden na skupno os para zank. Elektromagnetno polje v vsaki zanki inducira EMF, pod vplivom katerega skozi konce zank tečejo protifazni in sifazni tokovi. Protifazni tokovi ustrezajo magnetni komponenti elektromagnetnega polja, sinfazni tokovi ustrezajo električni komponenti. Druga 12 in tretja 13 naprava za seštevanje ter tretja 18 in četrta 19 naprava za odštevanje so povezane s koncema zank 8 in 9. Dodajanje naprav proizvaja enofazne tokove s koncev vsake zanke, odštevanje naprav - protifazne tokove. Protifazni signali iz izhodov naprav za seštevanje 12 in 13 se dovajajo na vhode pete naprave za odštevanje 20, kjer se seštejejo v protifazi in napajajo na vhod tretjega ojačevalnika 24. Signali skupnega načina iz izhodov tretje 18 in četrte 19 naprave za odštevanje se dovajajo na vhode četrte seštevalne naprave 14, iz izhoda katere se dovajajo na vhod četrtega ojačevalnika 25. Izhodi tretjega ojačevalnika 25 24 in četrti 25 ojačevalnik tvorita tretji in četrti antenski izhod. Na podlagi skupnih signalov, vzetih s koncev zank 8 in 9, je druga antena enakovredna simetričnemu električnemu vibratorju in ima podoben vzorec sevanja. Na podlagi protifaznih signalov, vzetih z istih koncev, ima druga antena smerne značilnosti, ki so blizu značilnostim enojne zanke. Tretja antena, ki jo tvori par zank 10 in 11, ki sešteva (15, 16, 17) in odvzema (21, 22, 23) naprave in ojačevalce (26, 27), deluje na enak način kot druga antena. Naprava, katere funkcionalni diagram je prikazan na sliki 2, omogoča hkratno določanje treh komponent vektorja električnega polja in treh komponent vektorja magnetnega polja na sprejemnem mestu. Izdelali smo seštevalnike za aktivno zančno anteno na osnovi enakih odsekov dvožilnega daljnovoda in enakih feritnih magnetnih jeder. Odsek daljnovoda z dolžino največ 0,15 minimalne delovne valovne dolžine in karakteristično impedanco 75 ohmov je bil nameščen na feritnem magnetnem jedru. Začetek prvega vodnika linije in konec drugega vodnika sta tvorila vhode seštevalne naprave, konec prvega vodnika in začetek drugega, povezana skupaj, pa sta tvorila izhod naprave. Subtraktivne naprave za aktivno zančno anteno so bile izdelane na osnovi enakih magnetnih jeder in enakih odsekov daljnovoda. Začetek prvega vodnika linije in začetek drugega vodnika sta tvorila vhode naprave za odštevanje, konca prvega in drugega vodnika pa sta tvorila njene izhode. Takšne naprave imajo majhne izgube in razmeroma širok delovni frekvenčni pas. Za zagotovitev visokokakovostnega sprejema radijskih signalov so bili ojačevalniki za aktivno zančno anteno izdelani po uravnoteženem vezju z uporabo mikrovalovnih bipolarnih tranzistorjev srednje moči KT939A in so imeli ojačanje 15-20 dB. Dinamični razpon ojačevalnikov za intermodulacijska popačenja drugega in tretjega reda je bila vsaj 85 dB. Učinkovitost in prednosti predlagane aktivne zančne antene v primerjavi s prototipno anteno so bile potrjene s testiranjem prototipov dveh zgoraj opisanih možnosti antene: aktivne zanke s protiutežjo in aktivne zanke za merjenje vseh šestih komponent elektromagnetnega polja. Prototipi možnosti aktivne zanke antene so imeli naslednje značilnosti: Delovno frekvenčno območje, MHz - 3-30 Izhodna impedanca, Ohm - 75 Občutljivost v pasu 3 kHz, µV/m pri frekvencah: 3 MHz - 0,5 30 MHz - 0,1 polarizacija med izhodoma druge različice aktivne zančne antene, nič manj, dB - 30 Dinamično območje za medsebojno modulacijo drugega in tretjega reda, nič manj, dB - 85 Napajalna napetost, V - 12 Dimenzije prve izvedbe antene aktivna zančna antena, m - 0,85x1,7x0, 2 Mere druge izvedbe aktivne zančne antene, m - 1,7x1,7x1,7
Predlagane različice aktivne zanke antene se v nasprotju z znanimi sprejemnimi majhnimi aktivnimi antenami odzivajo tako na magnetne kot električne komponente elektromagnetnega polja in imajo več izhodov z različnimi vzorci sevanja. Druga različica antene omogoča hkratno določanje treh komponent vektorja električnega polja in treh komponent vektorja magnetnega polja vhodnega elektromagnetnega vala na eni točki v prostoru. Občutljivost predlaganih možnosti antene je višja od občutljivosti prototipa antene, saj predlagane naprave nimajo ohmskih bremen, povezanih s konci zank. Viri informacij
1. US patent N3631499, MKI N 01 Q 11/12. Električno majhna dvokrožna antena s porazdeljeno obremenitvijo in impedanco. Predhodni. 28.12.71. 2. A.s. ZSSR N 1483515, MKI N 01 Q 23/00. Aktivna zančna antena. Publ. 30.05.89. Bik. N20 - prototip. 3. Naprave za dodajanje in distribucijo moči visokofrekvenčnih nihanj / V.V. Zaentsev, V.M. Katuškina, S.E. Model. Ed. Z.I. Model. - M.: Sov. Radio, 1980. - 296 str.

Zahtevek

1. Aktivna zančna antena, ki obsega prvo prevodniško zanko z obsegom, ki ne presega četrtine najmanjše delovne valovne dolžine, prvo seštevalno napravo, ki je s svojimi vhodi povezana s koncema prve zanke, in prvi ojačevalnik, katerega izhod tvori prvi izhod antene, označen s tem, da v svoji sestavi dodatno vključuje električno protiutež prve zanke, ki se konča s priključkom, prvo in drugo odštevalno napravo ter drugi ojačevalnik, katerega vhod je povezan z izhodom antene. prva naprava za odštevanje in njen izhod tvori drugi izhod antene, terminal protiuteži leži v ravnini prve zanke na ravni črti, ki poteka med koncema prve zanke skozi njeno središče, in je usmerjen proti koncem antene. prve zanke, vhodi prve naprave za odštevanje so povezani s koncema prve zanke, vhodi druge naprave za odštevanje so povezani z izhodom prve naprave za seštevanje in izhodom protiuteži, njen izhod pa je povezan z vhod prvega ojačevalnika, sredina segmenta pa ravna črta, ki se nahaja med koncema prve zanke in priključkom protiuteži, tvori fazno središče zanke in protiuteži, konci zanke in priključka protiuteži pa so odstranjeni od omenjenega faznega središča na razdalji, ki ne presega 0,02 najmanjše delovne valovne dolžine.2. 2. Antena po zahtevku 1, označena s tem, da dodatno vključuje dva para prevodniških zank, ki jih tvorijo druga in tretja, četrta in peta zanka, od katerih je vsaka identična prvi zanki, druga do sedma dodajalna naprava, tretja do osma naprava za odštevanje in tretji - šesti ojačevalnik, katerega izhodi tvorijo tretji do šesti antenski izhod, druga in tretja zanka sta nameščeni v isti ravnini in sta usmerjeni s konci drug proti drugemu, četrta in peta zanka sta nameščeni v drugi ravnini in sta prav tako usmerjeni s konci drug proti drugemu, ravnini, v katerih se nahajajo pari zank, in ravnina, v kateri se nahaja prva zanka, je medsebojno pravokotna, premice potekajo skozi središča zank vsakega para , in črta, ki povezuje središče prve zanke in izhod protiuteži, sta medsebojno pravokotna, druga in tretja, peta in šesta seštevalna naprava pa so s svojimi vhodi povezani s konci druge in tretje, četrte in pete zanke ter njihove izhodi z vhodi pete in osme odštevalne naprave, katerih izhodi so povezani z vhodi tretjega in petega ojačevalnika, tretja in četrta, šesta in sedma odštevalna naprava pa so s svojimi vhodi povezani na konce drugega in tretja, četrta in peta zanka ter njihovi izhodi - z vhodi četrte in sedme seštevalne naprave, katerih izhodi so povezani z vhodi četrtega in šestega ojačevalnika, medtem ko so sredine ravnih segmentov, ki povezujejo središča zanke v vsakem paru tvorijo fazna središča parov, konci zank v vsakem paru so odmaknjeni od faznega središča para na razdalji, ki ne presega 0,02 najmanjše delovne valovne dolžine, fazna središča prvega in drugi pari zank ter fazno središče prve zanke in protiuteži so oddaljeni drug od drugega na razdalji, ki ne presega 0,05 najmanjše delovne dolžine valov. 3. Antena po zahtevku 1 ali 2, označena s tem, da je protiutež izdelana v obliki odseka prevodne cilindrične cevi.

Nemogoče si je niti predstavljati, koliko anten raste okoli nas: mobilni telefon, TV, računalnik, brezžični usmerjevalnik, radio. Obstajajo celo antenske naprave za jasnovidce. Kaj je HF antena? Večina neradijcev bo odgovorila, da je to dolga žica ali teleskopska palica. Daljši kot je, boljši je sprejem radijskih valov. Nekaj resnice je v tem, a zelo malo. Kakšna naj bo torej velikost antene?

Pomembno! Mere vseh anten morajo biti sorazmerne z dolžino radijskega vala. Najmanjša resonančna dolžina antene je polovica valovne dolžine.

Beseda resonanca pomeni, da lahko takšna antena učinkovito deluje le v ozkem frekvenčnem pasu. Večina anten je resonančnih. Tukaj so tudi širokopasovne antene: Za široko pasovno širino morate plačati v smislu učinkovitosti, in sicer dobička.

Zakaj deluje stereotip, da daljše kot so VF antene, bolj so učinkovite? Pravzaprav je to res, vendar do določenih meja, saj je to značilno samo za srednje in dolge valove. Ko frekvenca narašča, se lahko velikosti antene zmanjšajo. Pri kratkih valovih (dolžine od približno 160 do 10 m) je že mogoče optimizirati velikosti anten za učinkovito delovanje.

Dipoli

Najenostavnejši in učinkovite antene- To so polvalovni vibratorji, imenujemo jih tudi dipoli. Napajajo se v središču: signal iz generatorja se dovaja v dipolno režo. Radioamaterske prenosne antene lahko delujejo kot oddajniki in sprejemniki. Res je, oddajne antene odlikujejo debeli kabli in veliki izolatorji – te lastnosti jim omogočajo, da prenesejo moč oddajnikov.

Najbolj nevarno mesto za dipol so njegovi konci, kjer se ustvarijo napetostne antinode. Največji tok dipola je na sredini. Toda to ni strašljivo, saj so trenutni antinodi ozemljeni, s čimer ščitijo sprejemnike in oddajnike pred izpusti strele in statično elektriko.

Opomba! Pri delu z močnimi radijskimi oddajniki lahko doživite šok zaradi visokofrekvenčnih tokov. Toda občutki ne bodo enaki kot pri udarcu iz vtičnice. Udarec se bo počutil kot opeklina, brez tresenja v mišicah. To je posledica dejstva, da visokofrekvenčni tok teče po površini kože in ne prodre globoko v telo. To pomeni, da lahko antena opeče zunaj, notranjost pa ostane nedotaknjena.

Večpasovna antena

Pogosto je treba namestiti več kot eno anteno, vendar to ni mogoče. In poleg radijske antene za en pas so potrebne tudi antene za druge pasove. Rešitev problema je uporaba večpasovne HF antene.

Ima dokaj spodobne lastnosti, več pasov vertikalne antene lahko reši problem antene za številne kratkovalovne radijske sprejemnike. Postajajo zelo priljubljeni iz več razlogov: pomanjkanje prostora v utesnjenih urbanih okoljih, rast števila radioamaterskih pasov, tako imenovano »bird licence« življenje pri najemu stanovanja.

Večpasovne vertikalne antene ne zahtevajo veliko prostora za namestitev. Prenosne konstrukcije lahko postavite na balkon ali pa greste s to anteno kam v bližnji park in tam delate na terenu. Najenostavnejše HF antene so enožične z asimetričnim dovajanjem.

Nekdo bo rekel, da skrajšana antena ni to. Val ima rad svojo velikost, zato mora biti VF antena velika in učinkovita. S tem se lahko strinjamo, vendar najpogosteje ni možnosti za nakup takšne naprave.

Ko ste preučili internet in si ogledali modele končnih izdelkov različnih podjetij, ste prišli do zaključka: veliko jih je in so zelo dragi. Vse te izvedbe vsebujejo žico za HF antene in meter in pol zatiča. Zato bo zanimivo, zlasti za začetnika, najti hitro, preprosto in poceni možnost za domačo izdelavo učinkovitih HF anten.

Navpična antena (zemeljska ravnina)

Ground Plane je navpična radioamaterska antena z dolgim drogom za četrtino valovne dolžine. Toda zakaj četrtina in ne polovica? Tukaj je manjkajoča polovica dipola zrcalni odsev navpični zatič od površine tal.

Ker pa zemlja zelo slabo prevaja elektriko, uporabljajo bodisi pločevine bodisi le nekaj žic, razpetih kot kamilice. Njihova dolžina je prav tako izbrana enaka četrtini valovne dolžine. To je antena Ground Plane, kar pomeni zemeljska ploščad.

Večina avtomobilske antene za radijske sprejemnike se izvede po istem principu. Valovna dolžina VHF radijskega oddajanja je približno tri metre. V skladu s tem bo četrtina pol vala 75 cm, drugi žarek dipola se odbije v karoseriji avtomobila. To pomeni, da morajo biti takšne konstrukcije načeloma nameščene na kovinsko površino.

Dobiček antene je razmerje med poljsko jakostjo, prejeto od antene, in poljsko jakostjo na isti točki, vendar prejeto od referenčnega oddajnika. To razmerje je izraženo v decibelih.

Antena z magnetno zanko

V primerih, ko najpreprostejša antena ne more obvladati naloge, se lahko uporabi navpična antena z magnetno zanko. Lahko je izdelan iz obroča iz duraluminija. Če pri horizontalnih zankastih antenah njihova tehnična zmogljivost ni odvisna od geometrijske oblike in načina napajanja, potem to vpliva na vertikalne antene.

Ta antena deluje na treh pasovih: deset, dvanajst in petnajst metrov. Obnovljen je s kondenzatorjem, ki mora biti zanesljivo zaščiten pred atmosfersko vlago. Napajanje se napaja s katerim koli 50-75 ohmskim kablom, ker ustrezna naprava zagotavlja transformacijo izhodne impedance oddajnika v impedanco antene.

Kratka dipolna antena

Obstajajo skrajšane 7 MHz antene, katerih kraki so dolgi le okoli tri metre. Zasnova antene vključuje:

dve rameni približno tri metre;
robni izolatorji;
Vrvi za napenjalne vrvi;
podaljšek tuljave;
majhna vrvica;
centralno vozlišče.

Dolžina navitja tuljave je 85 milimetrov in 140 tesno navitih ovojev. Natančnost tukaj ni tako pomembna. Če je zavojev več, se to lahko kompenzira z dolžino kraka antene. Lahko tudi skrajšate dolžino navitja, vendar je to težje, saj boste morali spajkati konce pritrditve.

Dolžina od roba navitja tuljave do osrednje enote je približno 40 centimetrov. V vsakem primeru bo treba anteno po izdelavi prilagoditi z izbiro dolžine.

DIY vertikalna HF antena

Kako ga narediti sam? Vzemite nepotrebno (ali kupite) poceni karbonsko ribiško palico, 20-40-80. Na eni strani nalepite papirni trak s pikčastimi oznakami. Vstavite sponke na označena mesta, da povežete mostičke in obidete nepotrebno tuljavo. Tako bo antena preklapljala iz pasu v pas. Zasenčena območja bodo vsebovala tuljavo za krajšanje in prikazano število ovojev. V samo "ribiško palico" je vstavljen zatič.

Potrebovali boste tudi materiale:

bakrena žica za navijanje se uporablja s premerom 0,75 mm;
žica za protiutež premera 1,5 mm.

Bična antena mora delovati s protiutežjo, sicer ne bo učinkovita. Torej, če imate vse te materiale, vam preostane le še naviti žični povoj na palico, tako da dobite najprej velik kolut, nato vse manjše in še manjše. Postopek preklopa antenskih pasov: od 80 m do 2 m.

Izbira prvega HF oddajnika

Ko izberete kratkovalovni oddajnik-sprejemnik za začetnika radioamaterja, morate najprej paziti, kako ga kupiti, da ne bi naredili napake. Kakšne so tu značilnosti? Obstajajo nenavadni, visoko specializirani radijski sprejemniki - to ni primerno za prvi oddajnik. Ni vam treba izbrati ročnih radijskih postaj, ki so zasnovane za uporabo na poti, z bično anteno.

Takšna radijska postaja ni primerna za:

uporabljajte ga kot običajno radijsko amatersko napravo,
začni vzpostavljati povezave;
naučite se krmariti po radioamaterskih valovih.

Obstajajo tudi radijske postaje, ki se programirajo izključno iz računalnika.

Najenostavnejše domače antene

Za radijsko komunikacijo na terenu bo morda potrebno komunicirati ne le na razdaljah več sto kilometrov, ampak tudi na kratke razdalje iz majhnih nosljivih radijskih sprejemnikov. Stabilna komunikacija ni vedno mogoča niti na kratkih razdaljah, saj lahko teren in velike zgradbe motijo širjenje signala. V takih primerih lahko pomaga dvig antene na majhno višino.

Višina celo 5-6 metrov lahko znatno poveča signal. In če je bila slišnost s tal zelo slaba, potem se lahko z dvigom antene nekaj metrov stanje bistveno izboljša. Seveda se bodo z namestitvijo desetmetrskega stebra in večelementne antene komunikacije na dolge razdalje zagotovo izboljšale. Toda drogovi in antene niso vedno na voljo. V takih primerih pridejo na pomoč domače antene, dvignjene na višino, na primer na veji drevesa.

Nekaj besed o kratkih valovih

Kratkovalovni operaterji so strokovnjaki z znanjem s področja elektrotehnike, radiotehnike in radijskih komunikacij. Poleg tega imajo kvalifikacije radijskega operaterja, sposobni so izvajati radijske zveze tudi v razmerah, v katerih poklicni radijski operaterji ne pristanejo vedno na delo, in po potrebi hitro najti in odpraviti okvaro njihovega radia. postaja.

Delo kratkovalovnih operaterjev temelji na kratkovalovnem amaterizmu - vzpostavljanju dvosmernih radijskih zvez na kratkih valovih. Najmlajši predstavniki kratkovalovnih frekvenc so šolarji.

Antene za mobilne telefone

Pred ducat leti so iz mobilnih telefonov štrlele majhne kroglice. Danes kaj takega ni opaziti. Zakaj? Ker je bilo takrat malo baznih postaj, je bilo možno komunikacijski doseg povečati le s povečanjem učinkovitosti anten. Na splošno prisotnost antene polne velikosti mobilni telefon v tistih časih je povečal obseg svojega dela.

Danes, ko bazne postaje stojijo vsakih sto metrov, te potrebe ni več. Poleg tega z rastjo generacij mobilne komunikacije obstaja težnja k povečanju pogostosti. HF pasovi mobilne komunikacije so se razširili na 2500 MHz. To je že valovna dolžina le 12 cm, v ohišje antene pa je mogoče vstaviti ne skrajšano anteno, ampak večelementno.

V sodobnem življenju ne morete živeti brez anten. Njihova raznolikost je tako velika, da bi lahko o njih govoril zelo dolgo. Na primer, obstajajo hupe, parabolične, log-periodične, usmerjene antene.

Video

Bilo je nekoč dobro TV antena je primanjkovalo, kupljeni se milo rečeno niso razlikovali po kakovosti in vzdržljivosti. Izdelava antene za "škatlo" ali "krsto" (stari cevni televizor) z lastnimi rokami je veljala za znak spretnosti. Zanimanje za domače antene se nadaljuje do danes. Tu ni nič nenavadnega: pogoji za televizijski sprejem so se dramatično spremenili in proizvajalci, ki verjamejo, da v teoriji anten ni in ne bo nič bistveno novega, najpogosteje prilagodijo elektroniko že dolgo znanim zasnovam, ne da bi pomislili na dejstvo, da to Glavna stvar za vsako anteno je njena interakcija s signalom v zraku.

Kaj se je spremenilo v etru?

Prvič, skoraj celoten obseg televizijskega oddajanja se trenutno izvaja v območju UHF. Prvič, zaradi ekonomskih razlogov močno poenostavi in zmanjša stroške antensko-dovodnega sistema oddajnih postaj in, kar je še pomembneje, potrebo po njegovem rednem vzdrževanju s strani visokokvalificiranih strokovnjakov, ki se ukvarjajo s težkim, škodljivim in nevarnim delom.

drugi - TV oddajniki danes s svojim signalom pokrivajo skoraj vsa bolj ali manj poseljena območja, razvito komunikacijsko omrežje pa zagotavlja dostavo programov v najbolj oddaljene kotičke. Tam oddajanje v bivalnem območju zagotavljajo nenadzorovani oddajniki majhne moči.

Tretjič, pogoji za širjenje radijskih valov v mestih so se spremenili. Na UHF puščajo industrijske motnje v šibkih, vendar so armiranobetonske visoke stavbe dobra ogledala zanje, ki večkrat odbijajo signal, dokler ni popolnoma oslabljen na območju navidezno zanesljivega sprejema.

Četrti - Trenutno je na sporedu veliko televizijskih programov, na desetine in stotine. Kako raznolik in smiseln je ta nabor, je drugo vprašanje, vendar je računanje na sprejem 1-2-3 kanalov zdaj nesmiselno.

končno, digitalno oddajanje se je razvilo. Signal DVB T2 je nekaj posebnega. Kjer pa še malo preseže šum, za 1,5-2 dB, je sprejem odličen, kot da se ni nič zgodilo. Toda malo dlje ali vstran - ne, odrezano je. »Digitalni« je skoraj neobčutljiv na motnje, a če pride do neusklajenosti s kablom ali faznega popačenja kjerkoli na poti, od kamere do sprejemnika, se lahko slika sesuje na kvadratke tudi pri močnem čistem signalu.

Zahteve za anteno

V skladu z novimi pogoji sprejema so se spremenile tudi osnovne zahteve za TV antene:

Njeni parametri, kot sta koeficient usmerjenosti (DAC) in koeficient zaščitnega delovanja (PAC), zdaj nimajo odločilnega pomena: sodobni zrak je zelo umazan in vzdolž majhnega stranskega režnja smernega vzorca (DP) bo vsaj nekaj motenj priti skozi, in boriti se morate z uporabo elektronskih sredstev.
V zameno postane lastno ojačenje antene (GA) še posebej pomembno. Antena, ki dobro lovi zrak, namesto da bi ga gledala skozi majhno luknjo, bo zagotovila rezervo moči za sprejeti signal, kar bo omogočilo, da ga elektronika očisti pred šumi in motnjami.
Sodobna televizijska antena, z redkimi izjemami, mora biti dometna antena, tj. njo električni parametri ohraniti po naravni poti, na ravni teorije, ne pa z inženirskimi triki stlačiti v sprejemljiv okvir.
TV-antena mora biti usklajena s kablom v celotnem delovnem frekvenčnem območju brez dodatne naprave koordinacija in ravnotežje (USS).
Amplitudno-frekvenčni odziv antene (AFC) mora biti čim bolj gladek. Ostre valove in padce zagotovo spremljajo fazna popačenja.

Zadnje 3 točke so posledica pogojev za sprejem digitalni signali. Prilagojeno, tj. Če teoretično delujejo na isti frekvenci, se lahko antene na primer "raztegnejo" po frekvenci. antene tipa "valovni kanal" na UHF s sprejemljivim razmerjem med signalom in šumom zajemajo kanale 21-40. Toda njihova koordinacija s podajalnikom zahteva uporabo USS-jev, ki močno absorbirajo signal (ferit) ali pokvarijo fazni odziv na robovih območja (uglašeni). In taka antena, ki deluje popolnoma analogno, bo slabo sprejela "digitalno".

V zvezi s tem bo ta članek med vsemi številnimi antenami obravnaval TV antene, ki so na voljo za lastno proizvodnjo, naslednjih vrst:

Frekvenčno neodvisen (vse valovi)– nima visokih parametrov, vendar je zelo preprost in poceni, lahko ga naredite dobesedno v eni uri. Zunaj mesta, kjer je eter čistejši, bo nedaleč od televizijskega centra lahko sprejemal digitalno ali dokaj zmogljivo analogno.
Log-periodično območje. Figurativno povedano ga lahko primerjamo z ribiško vlečno mrežo, ki med ribolovom razvršča plen. Prav tako je precej preprost, popolnoma se prilega podajalniku v celotnem obsegu in sploh ne spreminja svojih parametrov. Tehnični parametri so povprečni, zato je bolj primeren za poletno rezidenco in v mestu kot soba.
Več modifikacij cik-cak antene, ali Z-antene. V seriji MV je to zelo trden dizajn, ki zahteva precej spretnosti in časa. Toda na UHF je zaradi načela geometrijske podobnosti (glej spodaj) tako poenostavljen in skrčen, da se lahko uporablja kot zelo učinkovita sobna antena v skoraj vseh pogojih sprejema.

Opomba: Z-antena, če uporabimo prejšnjo analogijo, je pogost letalec, ki pobere vse, kar je v vodi. Ker je bil eter zamašen, je izginil iz uporabe, z razvojem digitalne televizije pa je bil spet na visokem konju - v celotnem obsegu je enako odlično usklajen in ohranja parametre kot "logoped". ”

Natančno ujemanje in uravnoteženje skoraj vseh spodaj opisanih anten dosežemo s polaganjem kabla skozi t.i. ničelna potencialna točka. Ima posebne zahteve, ki bodo podrobneje obravnavane v nadaljevanju.

O vibratorskih antenah

V frekvenčnem pasu enega analognega kanala se lahko prenaša do več deset digitalnih. In kot že rečeno, digital deluje z nepomembnim razmerjem signal/šum. Zato lahko v krajih, ki so zelo oddaljeni od televizijskega centra, kamor komaj seže signal enega ali dveh kanalov, za sprejem digitalne televizije uporabimo dobri stari valovni kanal (AVK, valovna kanalna antena), iz razreda vibratorskih anten, zato bomo na koncu nekaj vrstic namenili tudi njej.

O satelitskem sprejemu

Naredite sami satelitski krožnik ni smisla.Še vedno morate kupiti glavo in tuner, za zunanjo preprostostjo ogledala pa se skriva parabolična površina poševnega vpada, ki je ne more vsako industrijsko podjetje izdelati z zahtevano natančnostjo. Edina stvar, ki jo mojstri lahko naredijo, je, da postavijo satelitski krožnik; o tem preberite tukaj.

O parametrih antene

Natančna določitev zgoraj omenjenih parametrov antene zahteva znanje višje matematike in elektrodinamike, vendar je treba razumeti njihov pomen, ko se lotimo izdelave antene. Zato bomo podali nekoliko grobe, a še vedno jasne definicije (glej sliko na desni):

Za določitev parametrov antene

KU - razmerje med močjo signala, ki ga sprejme antena na glavnem (glavnem) režnju svojega RP, in enako močjo, ki jo na istem mestu in na isti frekvenci sprejme vsesmerna, krožna, DP antena.
KND je razmerje med prostorskim kotom celotne krogle in prostorskim kotom odprtine glavnega režnja DN, ob predpostavki, da je njegov presek krog. Če ima glavni cvetni list različne velikosti v različnih ravninah morate primerjati površino krogle in površino prečnega prereza glavnega režnja.
SCR je razmerje med močjo signala, ki ga sprejme glavni režnji, in vsoto moči motenj na isti frekvenci, ki jo sprejmejo vsi sekundarni (zadnji in stranski) režnji.

Opombe:

Če je antena pasovna, se moči izračunajo glede na frekvenco uporabnega signala.
Ker popolnoma vsesmernih anten ni, se kot tak vzame polvalovni linearni dipol, usmerjen v smeri vektorja električnega polja (glede na njegovo polarizacijo). Njegov QU je enak 1. TV-programi se prenašajo z vodoravno polarizacijo.

Ne smemo pozabiti, da CG in KNI nista nujno medsebojno povezana. Obstajajo antene (na primer "vohun" - enožična antena s potujočim valom, ABC) z visoko usmerjenostjo, vendar z enim ali nižjim ojačanjem. Te gledajo v daljavo kot skozi dioptrijo. Na drugi strani pa so antene, npr. Z-antena, ki združuje nizko usmerjenost z znatnim ojačanjem.

O zapletenosti izdelave

Vsi elementi antene, skozi katere tečejo koristni signalni tokovi (natančneje v opisih posameznih anten), morajo biti med seboj povezani s spajkanjem ali varjenjem. V kateri koli montažni enoti na prostem bo električni kontakt kmalu prekinjen in parametri antene se bodo močno poslabšali, vse do njene popolne neuporabnosti.

To še posebej velja za točke ničelnega potenciala. V njih, kot pravijo strokovnjaki, obstaja napetostno vozlišče in tokovni antinod, tj. njegova največja vrednost. Tok pri ničelni napetosti? Nič presenetljivega. Elektrodinamika se je oddaljila od Ohmovega zakona za DC tako daleč kot T-50 od zmaja.

Mesta z ničelnimi potencialnimi točkami za digitalne antene so najbolje upognjena iz trdne kovine. Majhen "plazeči" tok pri varjenju pri sprejemu analoga na sliki najverjetneje ne bo vplival. Toda, če je digitalni signal sprejet na ravni hrupa, sprejemnik morda ne bo videl signala zaradi "lezenja". Kar bi s čistim tokom na antinodi dalo stabilen sprejem.

O spajkanju kablov

Pletenica (in pogosto osrednje jedro) sodobnih koaksialnih kablov ni izdelana iz bakra, temveč iz korozijsko odpornih in poceni zlitin. Slabo spajkajo in če jih dolgo segrevate, lahko prežgete kabel. Zato morate kable spajkati s 40-W spajkalnikom, spajkami z nizkim tališčem in s flux pasto namesto kolofonije ali alkoholne kolofonije. Paste ni treba varčevati, spajka se takoj razširi po žilah pletenice le pod plastjo vrelega fluksa.

Frekvenčno neodvisna antena s horizontalno polarizacijo

Vrste anten
Vse valovi

Vsevalovna (natančneje, frekvenčno neodvisna, FNA) antena je prikazana na sl. Sestavljen je iz dveh trikotnih kovinskih plošč, dveh lesenih letvic in množice emajliranih bakrenih žic. Premer žice ni pomemben, razdalja med koncema žic na letvicah pa je 20-30 mm. Razmik med ploščama, na katere so spajkani drugi konci žic, je 10 mm.

Opomba: Namesto dveh kovinskih plošč je bolje vzeti kvadrat enostranske folije iz steklenih vlaken s trikotniki, izrezanimi iz bakra.

Širina antene je enaka njeni višini, kot odpiranja lopatic je 90 stopinj. Diagram napeljave kabla je prikazan na sl. Z rumeno označena točka je točka kvaziničelnega potenciala. Kabelske pletenice ni treba prispajkati na tkanino v njem, samo jo trdno zavežite in zmogljivost med pletenico in tkanino bo zadostovala za ujemanje.

CHNA, raztegnjen v oknu širine 1,5 m, sprejema vse merilne in DCM kanale iz skoraj vseh smeri, razen padca približno 15 stopinj v ravnini platna. To je njegova prednost na mestih, kjer je mogoče sprejemati signale iz različnih televizijskih centrov, ni ga treba vrteti. Slabosti - enojno ojačenje in ničelno ojačenje, zato v območju motenj in zunaj območja zanesljivega sprejema CNA ni primeren.

Opomba: Obstajajo na primer druge vrste CNA. v obliki dvoobratne logaritemske spirale. Je bolj kompakten kot CNA iz trikotnih plošč v istem frekvenčnem območju, zato se včasih uporablja v tehniki. Toda v vsakdanjem življenju to ne daje nobenih prednosti, težje je izdelati spiralni CNA in težje se je uskladiti s koaksialnim kablom, zato ga ne upoštevamo.

Na podlagi CHNA je nastal nekdaj zelo priljubljen vibrator ventilatorja (rogovi, letak, frača), glej sl. Njegov faktor usmerjenosti in koeficient učinkovitosti sta približno 1,4 z dokaj gladkim frekvenčnim odzivom in linearnim faznim odzivom, tako da bi bil primeren za digitalno uporabo že zdaj. Ampak - deluje samo na HF (kanali 1-12), digitalno oddajanje pa je na UHF. Vendar pa je na podeželju z nadmorsko višino 10-12 m morda primeren za sprejem analoga. Jambor 2 je lahko izdelan iz katerega koli materiala, vendar so pritrdilni trakovi 1 izdelani iz dobrega nemočljivega dielektrika: steklenih vlaken ali fluoroplastike z debelino najmanj 10 mm.

Vibrator ventilatorja za sprejem MV TV

Pivo na vseh valovih

Antene za pločevinke piva

Vsevalovna antena iz pločevink piva očitno ni plod mačkastih halucinacij pijanega radioamaterja. To je resnično zelo dobra antena za vse sprejemne situacije, le narediti jo morate pravilno. In to je izjemno preprosto.

Njegova zasnova temelji na naslednjem pojavu: če povečate premer krakov običajnega linearnega vibratorja, se njegov delovni frekvenčni pas razširi, ostali parametri pa ostanejo nespremenjeni. V radijskih komunikacijah na dolge razdalje se od 20. let prejšnjega stoletja uporablja t.i Nadenenkov dipol, ki temelji na tem principu. In pločevinke piva so ravno prave velikosti, da služijo kot kraki vibratorja na UHF. V bistvu je CHNA dipol, katerega kraki se neomejeno širijo v neskončnost.

Najenostavnejši pivski vibrator iz dveh pločevink je primeren za notranji analogni sprejem v mestu, tudi brez usklajevanja s kablom, če njegova dolžina ni večja od 2 m, levo na sl. In če sestavite navpično fazno niz iz pivskih dipolov s korakom pol vala (desno na sliki), ga uskladite in uravnotežite z ojačevalnikom iz poljske antene (o tem bomo govorili kasneje), potem bo zahvaljujoč navpičnemu stiskanju glavnega režnja vzorca taka antena dala dober CU.

Ojačenje "taverne" lahko še povečate s hkratnim dodajanjem CPD, če za njim postavite mrežni zaslon na razdalji, ki je enaka polovici koraka mreže. Žar za pivo je nameščen na dielektričnem drogu; Tudi mehanske povezave med zaslonom in drogom so dielektrične. Ostalo je jasno iz naslednjega. riž.

Sinfazni niz pivskih dipolov

Opomba: optimalno število rešetkastih tal je 3-4. Z 2 bo ojačenje majhno, več pa je težko uskladiti s kablom.

"Govorni terapevt"

Log-periodična antena (LPA) je zbirni vod, na katerega so izmenično priključene polovice linearnih dipolov (tj. kosi prevodnika četrtine delovne valovne dolžine), katerih dolžina in razdalja se spreminjata v geometrijski progresiji z indeksom, manjšim od 1, v sredini na sl. Linija je lahko konfigurirana (s kratkim stikom na koncu nasproti kabelske povezave) ali prosta. LPA na prosti (nekonfigurirani) liniji je bolj priporočljiv za digitalni sprejem: izhaja dlje, vendar sta njegov frekvenčni in fazni odziv gladka, ujemanje s kablom pa ni odvisno od frekvence, zato se bomo osredotočili nanj.

Log-periodična zasnova antene

LPA je mogoče izdelati za poljubno vnaprej določeno frekvenčno območje, do 1-2 GHz. Ko se delovna frekvenca spremeni, se njegovo aktivno območje 1-5 dipolov premika naprej in nazaj po platnu. Torej, bližje kot je indikator napredovanja 1, in s tem manjši kot odpiranja antene, večji dobiček bo dal, hkrati pa se njegova dolžina poveča. Pri UHF je mogoče doseči 26 dB iz zunanjega LPA in 12 dB iz sobnega LPA.

Lahko bi rekli, da je LPA idealen glede na svojo celoto lastnosti digitalna antena , zato si oglejmo njegov izračun nekoliko podrobneje. Glavna stvar, ki jo morate vedeti, je, da povečanje indikatorja napredovanja (tau na sliki) poveča ojačenje, zmanjšanje kota odpiranja LPA (alfa) pa poveča usmerjenost. Zaslon za LPA ni potreben, skoraj ne vpliva na njegove parametre.

Izračun digitalnega LPA ima naslednje značilnosti:

Začnejo jo, zaradi frekvenčne rezerve, z drugim najdaljšim vibratorjem.
Nato se z recipročno vrednostjo indeksa napredovanja izračuna najdaljši dipol.
Za najkrajšim dipolom glede na dano frekvenčno območje se doda še en.

Razložimo s primerom. Recimo naše digitalni programi ležijo v območju 21-31 TVK, tj. pri frekvenci 470-558 MHz; valovne dolžine so 638-537 mm. Predpostavimo tudi, da moramo sprejeti šibek šumni signal daleč od postaje, zato vzamemo največjo (0,9) stopnjo napredovanja in najmanjši (30 stopinj) odprti kot. Za izračun boste potrebovali polovico odprtinskega kota, tj. 15 stopinj v našem primeru. Odprtino je mogoče dodatno zmanjšati, vendar se bo dolžina antene prekomerno povečala, v kotangensnem smislu.

Upoštevamo B2 na sliki: 638/2 = 319 mm, kraki dipola pa bodo 160 mm vsak, lahko zaokrožite na 1 mm. Izračun bo treba izvajati, dokler ne dobite Bn = 537/2 = 269 mm, nato pa izračunajte še en dipol.

Zdaj upoštevamo A2 kot B2/tg15 = 319/0,26795 = 1190 mm. Nato skozi indikator napredovanja A1 in B1: A1 = A2/0,9 = 1322 mm; B1 = 319/0,9 = 354,5 = 355 mm. Nato zaporedno, začenši z B2 in A2, pomnožimo z indikatorjem, dokler ne dosežemo 269 mm:

B3 = B2*0,9 = 287 mm; A3 = A2*0,9 = 1071 mm.
B4 = 258 mm; A4 = 964 mm.

Stop, smo že manj kot 269 mm. Preverjamo, ali lahko izpolnimo zahteve glede ojačanja, čeprav je jasno, da ne moremo: da bi dobili 12 dB ali več, razdalje med dipoli ne smejo presegati 0,1-0,12 valovnih dolžin. V tem primeru imamo za B1 A1-A2 = 1322 – 1190 = 132 mm, kar je 132/638 = 0,21 valovne dolžine B1. Indikator moramo "povleči" na 1, na 0,93-0,97, zato poskušamo različne, dokler se prva razlika A1-A2 ne zmanjša za polovico ali več. Za največ 26 dB potrebujete razdaljo med dipoli 0,03-0,05 valovnih dolžin, vendar ne manj kot 2 premera dipola, 3-10 mm pri UHF.

Opomba: odrežite preostanek črte za najkrajšim dipolom; potreben je samo za izračune. Zato bo dejanska dolžina končne antene le približno 400 mm. Če je naš LPA zunanji, je to zelo dobro: lahko zmanjšamo odprtino, pridobimo večjo usmerjenost in zaščito pred motnjami.

Video: antena za digitalno TV DVB T2

O liniji in jamboru

Premer cevi linije LPA na UHF je 8-15 mm; razdalja med njihovimi osemi je 3-4 premera. Upoštevajmo tudi, da dajejo tanki "čipkasti" kabli na UHF tako slabljenje na meter, da bodo vsi triki z antenskimi ojačanji odpadli. Za zunanjo anteno morate vzeti dobro koaksialno anteno s premerom lupine 6-8 mm. To pomeni, da morajo biti cevi za linijo tankostenske, brezšivne. Kabla ne morete povezati z linijo od zunaj, kakovost LPA bo močno padla.

Zunanji pogonski čoln je seveda treba pritrditi na jambor s težiščem, sicer se bo majhna vetrovnost pogonskega plovila spremenila v ogromno in tresoče. Nemogoče pa je tudi priključiti kovinski drog neposredno na vod: zagotoviti morate dielektrični vložek dolžine najmanj 1,5 m. Kakovost dielektrika tukaj ne igra velike vloge, dovolj bo oljen in pobarvan les.

O anteni Delta

Če je UHF LPA skladen s kabelskim ojačevalnikom (glej spodaj, o poljskih antenah), potem je mogoče na linijo pritrditi krake merilnega dipola, linearnega ali pahljačastega, kot "pračo". Potem bomo dobili univerzalno VHF-UHF anteno odlične kakovosti. Ta rešitev se uporablja v priljubljeni anteni Delta, glejte sl.

Delta antena

Cik-cak v zraku

Z-antena z reflektorjem daje enako ojačenje in ojačenje kot LPA, vendar je njen glavni reženj vodoravno več kot dvakrat širši. To je lahko pomembno na podeželskih območjih, kjer je TV sprejemnik različne smeri. In decimetrska Z-antena ima majhne dimenzije, kar je nujno za sprejem v zaprtih prostorih. Toda njegovo območje delovanja teoretično ni neomejeno; frekvenčno prekrivanje ob ohranjanju parametrov, sprejemljivih za digitalno območje, je do 2,7.

Z-antena MV

Zasnova MV Z-antene je prikazana na sl. Trasa kabla je označena z rdečo barvo. Tam spodaj levo je bolj kompaktna različica prstana, pogovorno znana kot "pajek". Jasno kaže, da je bila Z-antena rojena kot kombinacija CNA z vibratorjem razdalje; V njem je tudi nekaj rombaste antene, ki ne sodi v temo. Da, obroč "pajek" ni nujno lesen, lahko je kovinski obroč. "Spider" sprejema 1-12 MV kanalov; Vzorec brez reflektorja je skoraj okrogel.

Klasični cik-cak deluje na 1-5 ali 6-12 kanalih, vendar za njegovo izdelavo potrebujete le lesene letvice, emajlirano bakreno žico d = 0,6-1,2 mm in več ostankov folije iz steklenih vlaken, zato podajamo dimenzije v ulomku za 1-5/6-12 kanaleta: A = 3400/950 mm, B, C = 1700/450 mm, b = 100/28 mm, B = 300/100 mm. V točki E je ničelni potencial; tukaj morate pletenico spajkati na metalizirano nosilno ploščo. Dimenzije reflektorja, tudi 1-5/6-12: A = 620/175 mm, B = 300/130 mm, D = 3200/900 mm.

Razpon Z-antene z reflektorjem daje dobiček 12 dB, nastavljen na en kanal - 26 dB. Če želite zgraditi enokanalno, ki temelji na traku cik-cak, morate vzeti stran kvadrata platna na sredini njegove širine na četrtini valovne dolžine in sorazmerno preračunati vse druge dimenzije.

Ljudski cikcak

Kot lahko vidite, je MV Z-antena precej zapletena struktura. Toda njegov princip se pokaže v vsem svojem sijaju na UHF. UHF Z-anteno s kapacitivnimi vložki, ki združuje prednosti "klasike" in "pajka", je tako enostavno narediti, da si je celo v ZSSR prislužila naziv ljudske antene, glej sl.

Ljudska UHF antena

Material - bakrena cev ali aluminijasta pločevina debeline 6 mm. Stranski kvadrati so iz trdne kovine ali pokriti z mrežo ali prekriti s pločevino. V zadnjih dveh primerih jih je treba spajkati vzdolž vezja. Koaksialnega kabla ni mogoče močno upogniti, zato ga vodimo tako, da doseže stranski kot, nato pa ne preseže kapacitivnega vložka (stranskega kvadrata). V točki A (točka ničelnega potenciala) električno povežemo pletenico kabla z blagom.

Opomba: aluminija ni mogoče spajkati z običajnimi spajkami in talili, zato je aluminij »folk« primeren za zunanjo montažo šele po tesnjenju električne povezave silikona, ker je v njem vse pošraufano.

Video: primer dvojne trikotne antene

Valovni kanal

Antena valovnega kanala

Antena valovnega kanala (AWC) ali antena Udo-Yagi, ki je na voljo za lastno proizvodnjo, je sposobna dati najvišje ojačanje, faktor usmerjenosti in faktor učinkovitosti. Lahko pa sprejema samo digitalne signale na UHF na 1 ali 2-3 sosednjih kanalih, ker spada v razred visoko uglašenih anten. Njegovi parametri se močno poslabšajo nad frekvenco uglaševanja. Priporočljivo je, da AVK uporabljate v zelo slabih pogojih sprejema in za vsako TVK naredite posebej. Na srečo to ni zelo težko - AVK je preprost in poceni.

Delovanje AVK temelji na "zgrabljanju" elektromagnetnega polja (EMF) signala na aktivni vibrator. AVK, ki je navzven majhen, lahek, z minimalnim vetrom, ima lahko učinkovito zaslonko več deset valovnih dolžin delovne frekvence. Usmerjevalniki (direktorji), ki so skrajšani in imajo zato kapacitivno impedanco (impedanco), usmerjajo EMF na aktivni vibrator, reflektor (reflektor), podolgovat, z induktivno impedanco, pa vrže nazaj nanj, kar je zdrsnilo mimo. V AVK je potreben samo 1 reflektor, lahko pa je od 1 do 20 ali več direktorjev. Več kot jih je, večji je dobiček AVC, vendar ožji je njegov frekvenčni pas.

Zaradi interakcije z reflektorjem in usmerjevalniki valovna impedanca aktivnega (iz katerega je vzet signal) vibratorja pade tem bolj, čim bližje je antena nastavljena na največje ojačenje, koordinacija s kablom pa se izgubi. Zato je aktivni dipol AVK izdelan v zanki, njegova začetna valovna impedanca ni 73 Ohmov, kot je linearna, ampak 300 Ohmov. Za ceno zmanjšanja na 75 ohmov je mogoče AVK s tremi usmerjevalci (petelementnim, glej sliko na desni) nastaviti na skoraj največje ojačanje 26 dB. Značilen vzorec za AVK v vodoravni ravnini je prikazan na sl. na začetku članka.

Elementi AVK so povezani z boom na točkah ničelnega potenciala, tako da sta teleskop in boom lahko karkoli. Propilenske cevi delujejo zelo dobro.

Izračun in prilagoditev AVK za analogno in digitalno se nekoliko razlikujeta. Za analogni valovni kanal morate računati nosilna frekvenca slike Fi, in pod sliko - do sredine TVC spektra Fc. Zakaj je tako – tukaj žal ni prostora za razlago. Za 21. TVC Fi = 471,25 MHz; Fc = 474 MHz. UHF TVK se nahajajo blizu drug drugega pri 8 MHz, zato se njihove nastavitvene frekvence za AVC izračunajo preprosto: Fn = Fi/Fс(21 TVK) + 8(N – 21), kjer je N število želeni kanal. Npr. za 39 TVC Fi = 615,25 MHz in Fc = 610 MHz.

Da ne bi zapisovali veliko številk, je primerno dimenzije AVK izraziti v delih delovne valovne dolžine (izračuna se kot A = 300/F, MHz). Valovno dolžino običajno označujemo z malo grško črko lambda, a ker na internetu ni privzete grške abecede, jo bomo konvencionalno označili z veliko rusko L.

Dimenzije digitalno optimiziranega AVK, glede na sliko, so naslednje:

U-zanka: USS za AVK

P = 0,52 l.
B = 0,49L.
D1 = 0,46L.
D2 = 0,44 l.
D3 = 0,43l.
a = 0,18L.
b = 0,12 l.
c = d = 0,1L.

Če ne potrebujete velikega povečanja, vendar je zmanjšanje velikosti AVK bolj pomembno, lahko D2 in D3 odstranite. Vsi vibratorji so izdelani iz cevi ali palice s premerom 30-40 mm za 1-5 TVK, 16-20 mm za 6-12 TVK in 10-12 mm za UHF.

AVK zahteva natančno usklajevanje s kablom. Prav neprevidna izvedba naprave za usklajevanje in uravnoteženje (CMD) pojasnjuje večino napak amaterjev. Najenostavnejši USS za AVK je U-zanka iz istega koaksialnega kabla. Njegova zasnova je razvidna iz sl. na desni. Razdalja med signalnimi priključki 1-1 je 140 mm za 1-5 TVK, 90 mm za 6-12 TVK in 60 mm za UHF.

Teoretično bi morala biti dolžina kolena l polovica dolžine delovnega vala in to je navedeno v večini publikacij na internetu. Toda EMF v U-zanki je koncentriran znotraj kabla, napolnjenega z izolacijo, zato je treba (za številke - še posebej obvezno) upoštevati njegov faktor skrajšanja. Za 75-ohmske koaksiale se giblje med 1,41-1,51, tj. l morate vzeti od 0,355 do 0,330 valovnih dolžin in vzeti natančno tako, da je AVK AVK in ne niz kosov železa. Natančna vrednost faktorja krajšanja je vedno navedena v certifikatu kabla.

V zadnjem času je domača industrija začela proizvajati rekonfigurabilen AVK za digitalno, glejte sliko 2. Ideja, moram reči, je odlična: s premikanjem elementov vzdolž nosilca lahko natančno prilagodite anteno lokalnim pogojem sprejema. Seveda je bolje, da to stori strokovnjak - prilagajanje AVC po elementih je medsebojno odvisno in amater se bo zagotovo zmedel.

AVK za digitalno TV

O "polih" in ojačevalcih

Mnogi uporabniki imajo poljske antene, ki so prej dostojno sprejemale analogno, vendar nočejo sprejeti digitalne - pokvarijo se ali celo popolnoma izginejo. Razlog, oprostite, je nespodoben komercialni pristop k elektrodinamiki. Včasih me je sram za moje kolege, ki so izmislili takšen "čudež": frekvenčni odziv in fazni odziv spominjata bodisi na luskavičnega ježa bodisi na konjski glavnik z zlomljenimi zobmi.

Edina dobra stvar Poljakov so njihovi antenski ojačevalci. Pravzaprav ne dovolijo, da bi ti izdelki neslavno umrli. Pasovni ojačevalniki so predvsem nizkošumni, širokopasovni. In kar je še pomembneje, z vhodom z visoko impedanco. To omogoča, da se ob enaki jakosti EMF signala v etru dovaja nekajkrat večja moč na vhod sprejemnika, kar omogoča, da elektronika iz zelo grdega hrupa "iztrga" številko. Poleg tega je poljski ojačevalnik zaradi visoke vhodne impedance idealen USS za vse antene: kar koli priključite na vhod, je izhod točno 75 ohmov brez odboja ali lezenja.

Vendar ob zelo slabem signalu, zunaj območja zanesljivega sprejema, poljski ojačevalnik ne deluje več. Napajanje se napaja prek kabla, ločevanje moči pa odvzame 2-3 dB razmerja signal/šum, kar morda ne bo dovolj, da bi digitalni signal šel naravnost v divjino. Tukaj potrebujete dober ojačevalnik TV signala z ločenim napajanjem. Najverjetneje bo nameščen v bližini sprejemnika, krmilni sistem za anteno, če bo potreben, pa bo treba izdelati posebej.

UHF ojačevalnik TV signala

Vezje takšnega ojačevalnika, ki je pokazalo skoraj 100-odstotno ponovljivost, tudi če so ga izvajali novi radioamaterji, je prikazano na sl. Prilagoditev ojačanja – potenciometer P1. Ločilni dušilki L3 in L4 sta standardno kupljeni. Tuljave L1 in L2 so izdelane v skladu z dimenzijami na vezalni shemi na desni. So del signalnih pasovnih filtrov, zato majhna odstopanja v njihovi induktivnosti niso kritična.

Vendar je treba natančno upoštevati topologijo (konfiguracijo) namestitve! In na enak način je potreben kovinski ščit, ki ločuje izhodna vezja od drugega vezja.

Kje začeti?

Upamo, da bodo izkušeni obrtniki v tem članku našli nekaj koristnih informacij. In za začetnike, ki še ne čutijo zraka, je najbolje začeti z anteno za pivo. Avtor članka, ki nikakor ni amater na tem področju, je bil naenkrat precej presenečen: najpreprostejši "pub" s feritnim ujemanjem, kot se je izkazalo, ne vzame MV nič slabše od dokazane "prače". In koliko stane oboje - glej besedilo.

Kot je znano, so magnetne antene, čeprav majhne velikosti, po učinkovitosti blizu polvalovnemu dipolu. Ključna točka pri izdelavi takšnih anten je uporaba materialov z nizko odpornostjo, sicer se njena učinkovitost močno zmanjša. Posebna pozornost je namenjena tudi skrbnemu spajkanju vseh elementov antene. Ker je aluminij težko spajkati, se redko uporablja v zančnih antenah. Najpogosteje se uporabljajo bakrene cevi s premerom od 12 do 50 mm.

Kljub vsemu povedanemu sem naredil magnetno zanko anteno iz trakov folije iz steklenih vlaken. So precej lahke, dobro spajkane in veliko cenejše od bakrenih cevi. Folija iz steklenih vlaken je precej tanka, zato bi lahko mislili, da ima večjo odpornost v primerjavi z bakrena cev. Vendar se moramo zavedati "površinskega učinka", ki se pojavi pri visokih frekvencah. Zato tanka folija ne izgubi v primerjavi z debelo bakreno cevjo. Debelina vodnika pri visokih frekvencah ni pomembna. Na primer, za baker je pri frekvenci signala 10 MHz globina manifestacije "površinskega učinka" le 21 mikronov, z naraščajočo frekvenco pa se zmanjšuje v obratnem sorazmerju s kvadratnim korenom frekvence. Glavna stvar pri tem je površina in zato je lahko velika površina folije celo učinkovitejša od bakrene cevi!

Debelina steklenih vlaken iz bakrene folije je približno 50 mikronov. Če za frekvenco 10 MHz zadošča 21 mikronov, potem bo antena iz takega materiala dobro delovala pri višjih frekvencah.

Za izdelavo antene se uporabljajo trakovi dvostranske folije iz steklenih vlaken dolžine 40 cm in širine 7 cm, skupaj je potrebnih sedem trakov. Skupna dolžina traku bo približno 270 cm, premer nastale zanke pa približno 90 cm, kako so trakovi povezani, je razvidno iz slike. Vsak trak prekriva sosednji trak za 2 cm, vsi spoji so tesno priviti z dvema vijakoma. Obe strani trakov iz steklenih vlaken sta povezani z bakreno folijo, spajkano na obeh straneh plošče. S tem se poveča uporabna površina antene. Sklepi do spremenljivi kondenzator izdelan iz bakreno pletenega kabla in prav tako skrbno spajkan na plošče. Preprosta vijačna povezava tukaj ni sprejemljiva zaradi nizke učinkovitosti.
Preostali del zasnove se nekoliko razlikuje od običajnih zankastih anten in ga je mogoče razumeti iz zgornje slike.

Eksperimentalni rezultati. Izdelani tečaj je bil nameščen vodoravno zunaj okna mojega stanovanja (1. nadstropje petnadstropne stavbe). Od tal do zanke je bilo 3 metre, od stene hiše pa 1,3 m, SWR je bil 1,5 ali manj za pasove 10 MHz in 14 MHz. Nekaj mesecev po izdelavi antene sem delal s postajami po vsej Japonski, Okinawi in eno postajo v Koreji na območju 10 MHz CW s 3 W oddajnikom. Na pasu 14 MHz je z enako močjo oddajnika 3 W komuniciral z daljnovzhodnimi postajami, kot so Koreja, Kitajska, azijski del Rusije, Tajvan in Hong Kong. Sam živim v Chibi - 30 km vzhodno od Tokia.

Zankasti vibrator, ki smo ga analizirali prej, ni edina možnost za zančno anteno. Ta skupina anten vključuje tudi veliko število drugih antenskih možnosti, o katerih bomo razpravljali v tem odstavku.

Obrnimo se k sl. 5.118 A, ki prikazuje transformacijo zančnega vibratorja (polna črta) v kvadrat (črtkana črta) s stranico λ/4. Tako dobljeno anteno imenujemo antena "kvadratni romb", in drugačna konfiguracija iste antene (slika 5.118 G) vrsto "kvadrat".

Pri teh antenah se točki B in D približujeta druga drugi, razdalja med njima pa je 0,35λ za kvadratno diamantno anteno in 0,25λ za kvadratno anteno. Hkrati se točki A in C oddaljita druga od druge.

V kvadratni anteni, prikazani na sl. 5.118 G, so tokovi, ki tečejo skozi vodoravne žice antene, v fazi, tokovi, ki tečejo skozi navpične žice, pa niso v fazi. Podobno sliko opazimo pri anteni "kvadratnega diamanta". Da bi to preverili, je dovolj, da razstavite tokove, ki tečejo vzdolž vseh štirih strani antene, na navpične in vodoravne komponente (slika 5.118). e).

Spreminjanje napajalnih točk antene (slika 5.118 V, d) vodi do spremembe polarizacije sevanja antene; Antena oddaja navpično polariziran val.

Različna napajalna vezja antene so prikazana na sl. 5.119. Upoštevajte, da se v točki C, ki se nahaja "nasproti" priključne točke A električne energije, pojavi napetostno vozlišče. Ta lastnost antene vam omogoča, da ozemljitev droga povežete natančno s to točko antene, kar seveda močno poenostavi zasnovo antene kot celote. Hkrati ugotavljamo, da imata točki B in D največji potencial, zato so pri pritrditvi nosilnih elementov antene na te točke potrebni dobri izolatorji.

Najbolj učinkovito sevalni del kvadratne antene, to je tisti del antene, skozi katerega tečejo največji tokovi, ima dolžino približno 0,25λ. Nekaj skrajšanja sevalnega dela antene, ki vodi do zmanjšanja ravni sevanega polja, je več kot kompenzirano s prisotnostjo nasprotnega sinfazno vzbujenega dela antene, zaradi česar je posledično ojačenje 1 dB večja od ojačanja polvalovnega dipola.

Usmerjene lastnosti kvadratne antene niso v veliki meri odvisne od oblike antene. V ravnini XY je diagram sevanja antene blizu polvalovnega dipola, torej ima obliko osmice. V ekvatorialni ravnini ima diagram obliko elipse, katere glavna os je normalna na ravnino antene. Upoštevajte tudi, da sevalni diagram poleg glavnega režnja vsebuje stranske režne z nizko stopnjo sevanja, ki imajo drugačno, pravokotno polarizacijo sevanja.

Precej zanimiva je primerjava vzorcev sevanja dipolnih anten in različnih modifikacij zankastih anten, ki se nahajajo na nizki nadmorski višini nad tlemi. Na sl. 5.120 prikazuje takšne diagrame, dobljene pod pogojem, da nobena točka antene ni nameščena nad tlemi na višini, večji od λ/4. Na teh slikah polne črte ustrezajo vodoravni polarizaciji, pikčaste črte pa navpični polarizaciji. Zanimivo je, da pri uporabi delta zančna antena(oblika antene je podobna grški črki delta - Δ) opazimo visoko raven sevanja navpično polariziranega vala pod relativno majhnimi koti glede na obzorje (slika 5.120). in, Za), kar je ugodno za organizacijo dolgovalovnih radijskih komunikacij.

Prikazano na sl. 5.120 možnosti za zančne antene bistveno razširijo možnosti uporabe teh anten v primerjavi z antenami, katerih diagrami so prikazani na sl. 5.118 in 5.119. Lahko rečemo, da se lastnosti skoraj vseh različic zankastih anten ne spremenijo v velikih mejah, če je obseg antene c = λ. Tukaj ugotavljamo, da je zančna antena, katere obseg je enak valovni dolžini, glavna možnost za izvedbo magnetnega dipola (glej tudi § 5.7).

Zdaj pa razmislimo o razmerju med fizično in električno dolžino zančnih anten. Če je bilo prej pri analizi dipolnih anten merilo razmerja obeh navedenih dolžin koeficient skrajšanja, potem je za to skupino anten potrebno uvesti koncept koeficient raztezka K.

Vrednost razteznega koeficienta je odvisna od razmerja c/d, kjer je c obseg antene, d premer žice, iz katere je antena izdelana.

Koeficient raztezka $$\begin(equation)K=1+\frac(0.4)(W_s)+\frac(3)(W_s^2)\end(equation)\tag(5.13)$$, kjer je podan koeficient W S izraz $$\begin(equation)W_s=2\ln\left(2.54\frac(c)(d)\right)\end(equation)\tag(5.14)$$

Namesto da izračunate koeficient raztezka z zgornjimi formulami, lahko določite vrednost K z uporabo grafov na sl. 5.121. Prvič, za dano razmerje c/d v grafu na sl. 5.121 A poiščite vrednost koeficienta W S in glede na graf na sl. 5.121 b določite vrednost K.