verticalele RECONCILIEREA
I.GRIGOROV, RK3ZK, Belgorod. p> Antenele verticale sunt adesea folosite de radioamatori, astfel încât interesul în armonizarea acestor antene cu linii electrice - datorită calității de coordonare depinde în mare măsură de eficiența antenei. O problemă deosebit de acută apare în potrivirea când impedanța de intrare antena substanțial diferită de impedanta val de alimentare utilizat (de exemplu, pentru rază scurtă de LF antene verticale). Mai jos vor fi descrise metodele de bază de potrivire a antenelor asimetrice verticale, situate în diferite condiții și cu diferite lungimi. De exemplu, pentru alimentare cu energie electrică antene sfert de undă la pământ folosesc frecvent potrivirea gamma, prin care poate fi conectat la cablul coaxial antena cu orice rezistență val, iar performanța și amatori de radio utilizate uneori potrivite antene verticale cu un cablu coaxial, prin varierea numărului de contragreutăți și unghiul de înclinare în raport antenă pini.
Multe dintre armonizarea metodelor propuse în articol, sunt cunoscute de radioamatori și sunt utilizate pe scară largă în practică. Cu toate acestea, unele dintre metodele dezvoltate pentru o lungă perioadă de timp, acum uitate în condiții de siguranță. Cu toate acestea, ținând cont de faptul că noi - este bine uitat vechi, ele sunt descrise în articol și poate ajuta radioamatori în experimente cu antene verticale. Ca un exemplu, descrie mai multe stații de antene. Sper că informațiile furnizate vor permite șunca să aleagă metoda de negociere antena monopol vertical, care este optimă pentru el, în anumite condiții.
Armonizarea antenei bici sfert de undă
schimbări în unghiul soldurilor
După cum se știe, antena sfert de undă plasate direct deasupra suprafeței conductoare ideală, are o impedanță de intrare de 36 ohmi. Impedanța de intrare antena cu cablul coaxial poate fi alimentat cu 75 ohm transformator val sfert setare realizate dintr-un cablu coaxial cu impedanța caracteristică de 50 ohmi (Fig.1). Din păcate, cazul setarea antenei sfert de undă asimetrică deasupra suprafeței conductoare ideale suficient de rare. De exemplu, în acest exemplu de realizare poate fi un sfert de undă de plasare antena VHF peste caroseria mașinii, care poate fi considerată suprafață ideală conductoare.
Antena HF-bandă este cel mai adesea instalat direct deasupra suprafeței slab conductoare, cum ar fi acoperiș din beton. În plus, aproape orice sol poate fi vazut la lucru pe benzile HF ca o suprafață slab conductoare, care poate servi ca o antenă de monopol vertical „teren“. De aceea, pentru un bun „teren de radio“ necesare pentru funcționarea eficientă a antenei monopol vertical, utilizat contragreutăți. Optimal - utilizarea soldurilor trimestru. În acest caz, atunci când variația numărului de contragreutăți și unghiul de înclinare în raport cu antena PIN monopol vertical poate fi realizată prin potrivirea optimă a sistemului de antenă cu un cablu coaxial.
Luați în considerare modul în care potrivirea este realizată în practică. Sfert de undă de antenă bici montat la o înălțime de cel puțin un sfert lungime de undă în raport cu suprafața solului slab desfășurarea și prevăzut cu trei sferturi de undă contragreutăți, în unghi de 90 ° la știftul (2), are o impedanță de intrare de la 40 la 50 ohmi. În consecință, pentru puterea sa, puteți utiliza un standard de cablu coaxial de 50 ohmi. Creșterea numărului de contragreutăți pentru a crea patru impedanță antenă mai mică la 40 de ohmi. În plus creșterea numărului de contragreutăți reduce impedanța de intrare a antenei verticale asimetrice la 36 ohmi. În acest caz, acesta poate fi alimentat printr-un cablu coaxial de 75 ohm cu un transformator de potrivire sfert de undă, așa cum este prezentat mai devreme în figura 1.
Pentru a mări rezistența de intrare a antenei, având patru contor la o valoare de 50 ohmi, contragreutăți la un unghi de 135 ° la pinul antenei (Figura 3). Acest design este adesea folosit în antene radio VHF oficiale. Cu toate acestea, rezistența acestei antene a fost aproape de 50 ohmi, capetele contragreutățile trebuie poziționate în raport cu suprafața conductivă la o înălțime de cel puțin un sfert de lungime de undă. Această condiție este realizată cu ușurință la instalarea antenei pe catarg metalic așa cum este prezentat în Fig.3.
În mod similar, putem produce o antenă verticală asimetric pentru benzile de HF de înaltă frecvență. Cu toate acestea, cu cât lungimea de undă la care antena va funcționa, și, prin urmare, pentru a crește dimensiunea sa, această condiție devine din ce în ce mai mult ar putea fi greu.
Prin urmare, în practică, construcția de antene pe benzile joase capetele contragreutățile sunt adesea la o altitudine joasă deasupra solului. În acest caz, impedanța de intrare a sistemului de antenă probabil nu va fi exact egală cu 50 Ohmi, și va depinde în mare măsură de proprietățile conductive ale pământului și setarea pini și antena contragreutăți de mai sus este înălțimea. Când bun impedanta de intrare conductivitate la sol a antenei poate fi mai mică de 50 ohmi, iar sfert de undă contragreutăți rezonante dispuse strâns deasupra suprafeței, nu va fi în mod inevitabil frustrat.
Prin „efectuarea de prost la sol“ antena impedanta de intrare aproape de 50 ohmi, și poate fi în acord cu cablu coaxial cu aceeași impedanță caracteristică. În termeni reali sub pământ slab efectuarea poate fi înțeles un acoperiș din beton, sol uscat etc.
Rețineți că, pentru funcționarea corectă a știftului antenei monopole este necesar să se utilizeze un număr par de contragreutăți dispuse diametral una față de cealaltă. În acest caz, curenții de înaltă frecvență care curge în contragreutățile situate opuse una alteia, offset (Figura 4), iar scutul radiațiilor exterior al cablului coaxial este minimizat. Atunci când un număr impar de contragreutăți curenți de mare de compensare nu apar și ca rezultat manifestarea efectului alimentatorului antenei.
Diagrama de antena verticala asimetric are un lob contragreutate de-a lungul soldurilor. Atunci când un număr par de model contragreutăți de antenă din ce în ce mai aproape de circulare. Comercial antenă monopol vertical au în principal un număr par de solduri. În condiții de radio amatori pot fi instalate ca o antenă verticală, cu o chiar și un număr impar de contragreutăți. Având în vedere că eficiența antenei bici este proporțională cu numărul soldurilor, desigur, oferă cele mai bune rezultate cu un număr mare de solduri de antenă.
antena neechilibrată cu balanțe verticale
Pentru a utiliza puterea verticală cablu coaxial antenă monopole, cu impedanța caracteristică de 75 ohmi, contragreutățile trebuie să fie poziționate la un unghi de 180 ° la pinul antenei (Figura 5). În practică, un astfel de aranjament necesită reglaje lungimi contragreutăți experimentale, deoarece din cauza apropierii de metal catarg nepotrivire lor inevitabilă. O astfel de antenă verticală radiază la un unghi mic față de orizontală (aproximativ 24 °) și este foarte potrivit pentru asigurarea comunicațiilor în aval VHF aeriene și conexiuni pe distanțe lungi HF.
Antenele FM comerciale sunt adesea folosite în loc de val sfert contrabalansează cupa (Figura 6). În condiții de amatori, de fabricație un sfert de ceașcă, deși dificil, dar încă posibil. Cu toate acestea, pentru a lucra la KB aceste antene sunt rar folosite din cauza structurilor greoaie ale catarge înalte - de fapt, pentru funcționarea corectă a acestui sistem de antenă este necesar ca capetele soldurilor au cel puțin o jumătate de undă deasupra solului (în cazul conductibilitate bună). Dacă această condiție este îndeplinită VHF relativ ușor, pentru a lucra la KB este adesea dificil de implementat.
Fig. 6
Factorul de viteză verticală a antenei
La proiectarea unei antene monopole sfert de undă și este necesar sfertul de sticlă să ia în considerare coeficientul de scurtare, care depinde de pini și duza diametrelor. Frecvent, instalarea raportului amatori de scurtare antenă radio pentru PIN-ul și soldurile nu sunt calculate, și rareori este reglat în balanțele de rezonanță. În consecință, impedanța de intrare a unor astfel de antene poate să difere substanțial de valoarea teoretică, iar sistemul de antenă va necesita o coordonare suplimentară cu cablul coaxial. Pentru a determina factorul de viteză al știftului antenei K poate utiliza programul prezentat în Fig.7. După cum se vede din grafic, o antenă raport scurtare depinde de raportul dintre diametrul său la lungimea de undă. Cu toate acestea, în proiectarea reală sau antena VHF KB- verticală contribuie la creșterea factorului de viteză a face elementele de construcție. Datorită fluxului de curent capacitiv între elementele de antenă, influența obiectelor străine, proprietățile conductive ale pământului și o multitudine de alți factori care sunt uneori dificil să se calculeze valoarea vitezei reale antene factor vibrator sunt de obicei mai mare decât valoarea sa teoretică.
Gamma potrivire antene bici
Dificultățile asociate cu potrivire impedanta de intrare de antenă prin contragreutăți jambon contact cu alte tipuri de antene cu potrivire linii de aprovizionare. Luați în considerare adesea folosite în amatori de potrivire practică gamma. Facilitarea înțelegerii principiului de funcționare va grafică imagine a distribuției curente, tensiunea și impedanța de intrare a antenei pe lungimea bolțului vertical quarterwave (Fig.8).
Fig. 8 Această figură arată că PIN-ul are un sfert de undă de curent alternativ de ventru de tensiune și nodul la capătul său. Impedanța de intrare a vibratorului trimestru variază de-a lungul lungimii sale de la un minim egal cu 36 ohmi la baza antenei direct la maxim - capătul superior deschis. nod de tensiune și curent ventru există la sfârșitul unei antene sfert de undă monopole, permite să efectueze împământare. În acest caz, atunci când conectați cablul coaxial la partea de jos a știftului (Figura 9), putem găsi un punct în care impedanța de intrare a antenei va fi egală cu 50 sau 75 ohmi, care vor fi folosite pentru a alimenta orice cablu coaxial antenă comună. Dispozitivul de potrivire a antenei descris este numit „potrivire gamma.“ Aparent, numele vine din limba greacă litera „gamma“, al cărui aspect seamănă cu proiectarea dispozitivului de potrivire.
Cu toate acestea, acest tip de potrivire nu este optim pentru antene verticale. Selectarea punctului de conectare al cablului coaxial la antena este o ocupație destul de consumatoare de timp. Amplasarea punctelor furajeri antenei depinde de diametrul știftului, materialul din care este făcută, calitatea solului, cantitatea și tipul de contragreutăți utilizate împreună cu această antenă, și o serie de alte motive. În plus, nu este întotdeauna posibil, pentru a compensa pe deplin pentru componentele reactive ale impedanta de intrare de antenă.
În practică utilizată de obicei de circuit de potrivire gamma este prezentat în figura 10, care diferă de circuitul de potrivire gamma prezentat în figura anterioară, prezența condensatorului C1 variabil.
Cu acest condensator poate fi aproape compensa complet componenta inductanță ceea ce este introdus în impedanța de intrare a antenei de potrivire gamma, permițând selectată inițial lungime fixă h în proiectarea dispozitivului de potrivire, care poate fi ușor mai este necesară. Excesul de lungimi face impedanta de intrare de antenă în componenta inductivă, care este compensată prin utilizarea unui condensator C1 variabilă.
O dezvoltare ulterioară a potrivire gamma este omega-potrivire circuit este prezentată în Fig.11.
Omega-potrivire diferă de potrivire gamma C2 prezență de circuit condensator conectat între conductorul central al cablului coaxial și sol antenă. Prin intermediul acestui condensator este practic posibil pentru a compensa complet componenta reactivă a impedanței de intrare de antenă. Rezultatul acestui fapt este realizabil VSWR = 1 pentru cablul coaxial de rezistență val - ambele 50 și 75 ohmi. Date de proiectare pentru producerea de gamma și omega-potrivire sunt prezentate în tabelul 1, iar valorile de referință ale capacitanța condensator variabil pentru diferite intervale de funcționare - în tabelul 2.
Impedanța caracteristică a cablului coaxial, Ohm
Acum, pe Internet, la diferite site-uri de amatori pot găsi o mulțime de programe pentru a calcula parametrii gamma și aprobarea omega. Cu toate acestea, din moment ce nu orice amator de radio are un calculator și acces la Internet, tabelul de mai jos pot fi utile în proiectarea antenelor verticale utilizând aceste tipuri de acord. La fabricarea de dispozitive potrivite, în conformitate cu tabelele 1 și 2 nu este aproape necesar pentru a ridica jumper-ul în loc pentru a conecta reglarea antenei Cu toate acestea, în practică, acestea pot să difere, datorită caracteristicilor de proiectare ale antenei și influența obiectelor din apropiere Setarea gamma si omega-o armonizare acest caz poate fi realizată numai prin intermediul unui condensator variabil utilizând SWR sau puntea de înaltă frecvență este preferabil să se utilizeze o punte de simplificare înaltă frecvență procesul de configurare ayuschy. Inițial, impedanța de intrare antena este determinată de potrivire gamma. Dacă este deasupra rezistența val de cablu coaxial utilizat pentru a alimenta antena, h lungimea este redusă. În cazul în care mai mult, crește h lungime. Tuning Secvențial condensator C1 și modificarea lungimii h, antena selectată impedanță de intrare egală cu impedanța caracteristică a cablului coaxial. Când utilizați omega-potrivire, la finalul setărilor utilizând condensatorul C2 atinge componenta minimă reactivă a impedanței antenei
Condensatoarele C1 și C2 trebuie să fie închise într-o cutie rezistentă la apă Acestea pot fi proiectate pentru o tensiune de funcționare redusă. Cu toate acestea, este recomandabil să se utilizeze condensatoare variabile cu dielectric aer. După condensatorul C1 curge curent semnificativ, deci trebuie să aibă o rezistență de contact scăzută în rotor. Foarte bună opțiune - pentru a folosi un condensator de tip „fluture“. Probabil conexiunea serie a două condensatoare variabile, conectate prin comună rotorului.
Alinierea antenei verticale având o lungime diferită de l / 4.
Nu este întotdeauna posibil să se instaleze o antenă val sfert verticală. Uneori este utilizat pentru fabricarea vibratorul este deja disponibil antenă sau dipol lungime militară verticală debitată este selectat pe baza unei operațiuni de compromis mai multe trupe de amatori. În acest caz, impedanța de intrare a antenei va fi diferit pentru diferite intervale, și necesitatea de a oferi potrivire impedanta de intrare a sistemului de antenă cu impedanța cablului coaxial. Pentru o mai bună înțelegere a principiilor teoretice de potrivire a antenei verticale de lungime arbitrară, ia în considerare distribuția de curent și tensiune în înălțime pini L. După cum se vede din Fig.12, atunci când lungimea bolțului de antenă verticală egală cu l / 4, impedanța de intrare a antenei la o locație verticală, deasupra unei suprafețe perfect efectuarea va fi 36 ohmi. Când lungimea antenei verticale în interiorul l / 8 l / 4, impedanța de intrare a acestei antene va fi în intervalul 15 36 ohmi. Dacă lungimea PIN-ul este l / 4 H l / 8, rezistența va fi în intervalul de 36 de 100 ohmi. La valori intermediare ale lungimile axelor de rezistență radiației sale va fi în interiorul sau 100. 1000 ohmi, 10 ohmi sau mai puțin
Atunci când se utilizează furaje antena verticala de cablu coaxial cu impedanța caracteristică de 50 ohmi sau 75, cel mai mare interes este porțiunea în care impedanța de intrare a știftului variază în intervalul de la 36 la 100 ohmi. Este în acest domeniu pot fi alinia în mod optim antena verticala cu un cablu coaxial. Figura 12 arată, de asemenea, semnul componentei reactive a impedanța de intrare a pivotului la schimbarea lungimii sale. În timpul funcționării, antena în acest domeniu, pentru a compensa rezistența de intrare reactivă, jambon frecvent utilizate reactanță includerea de semn opus. De exemplu, în serie cu PIN-ul „scurt electric“ includ așa-numitele „lungire“ inductanță compensator impedanță de intrare capacitiv în serie cu PIN-ul „lungime electrică“ antene verticale includ așa-numitul „scurtat“ capacitate care servește pentru a compensa inductiv PIN-ul de intrare impedanta. Există și alte metode de potrivire impedanța de intrare a antenei verticale cu impedanța cablului coaxial. Mai mult, acestea vor fi analizate mai detaliat