Методы питания и исполнение магнитных рамочных антенн. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны. Измерения, настройка и согласование

 Комментарии к статье

СВЯЗЬ КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ С ПЕРЕДАЮЩИМИ МАГНИТНЫМИ РАМОЧНЫМИ АНТЕННАМИ

При работе таких антенн в режиме передачи применяют два вида связи антенны с фидерной линией - через магнитную петлю (рис. 3.11,а) и через схему гамма-согласования (рис. 3.11,б). Обратите внимание, что и петля связи, и точка подключения экрана кабеля при гамма-согласовании находятся точно напротив подстроечного конденсатора Это необходимо для сохранения симметрии рамки.

Рис. 3.11. Питание передающей магнитной рамки

Обычно диаметр петли связи составляет 0,2 от диаметра основной рамки. С помощью этой петли можно обеспечить удовлетворительное согласование во всем рабочем диапазоне частот магнитной рамки. Надо стараться, чтобы провод для петли не был тоньше того, из которого сделана магнитная рамка.

Второй вид согласования - гамма-согласование. Толщина провода, используемого в его схеме, примерно в 2-5 раз тоньше провода рамки. Его радиус составляет 0,85-0,95 от радиуса основной рамки. Длина L в схеме не должна превышать 0,2 от периметра рамки и чаще всего выбирают значение 0,1. Гамма-согласование требует более тщательной, по сравнению с петлей связи, настройки для разных диапазонов, но при этом обладает более высоким КПД. При работе рамки в двух-трех диапазонах для гамма-согласования всегда можно найти оптимальные размеры. Если к рамке имеется свободный доступ, то для настройки удобно использовать замыкающие перемычки. В любом случае, когда приходится иметь дело с магнитными рамками, рекомендуется устанавливать согласующее устройство.

Если рамка служит только в качестве приемной, то проблем с согласованием обычно не бывает. Оно осуществляется с помощью размещаемого непосредственно около рамки транзисторного усилителя, с выхода которого отфильтрованный и усиленный ВЧ сигнал по коаксиальному кабелю поступает на вход приемника.

РАЗМЕРЫ И ИСПОЛНЕНИЕ МАГНИТНЫХ РАМОЧНЫХ АНТЕНН

Характерные размеры передающей рамочной антенны приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2.

Периметр рамки, см	50	80	100	200	500	400
Высшая рабочая частота, МГц	29	21	14	7	3,5	1,9

При таких размерах рамка эффективно работает на трех соседних диапазонах длин волн, например 10, 15 и 20 или 40, 80 и 160 м. Ее эффективность на верхней частоте максимальна, а на более низких снижается. Приведенные в этой таблице данные соответствуют магнитной рамке без экрана. Если имеется электростатический экран, то следует учитывать емкость между ним и внутренним проводом, которая уменьшает резонансную частоту рамки. Для удовлетворительной работы периметр рамки должен быть не менее 0,08 от рабочей длины волны.

С помощью конденсатора рамку можно настроить на еще более низкие частоты, однако в режиме передачи подобная конструкция станет уже совсем мало эффективной.

Как было показано выше, входное сопротивление магнитных рамок невелико. Это затрудняет согласование антенных систем, в которых магнитная рамка работает на передачу, без ее настройки в резонанс с рабочей частотой.

Рамочная антенна имеет свою собственную индуктивность. Ее можно рассчитать по известной формуле или измерить с помощью соответствующих приборов. Присоединив к разомкнутым концам рамки переменный конденсатор, получим обычный колебательный контур, который можно настраивать в широком диапазоне частот. На рис. 3.11 показаны две схемы связи рамки с кабелем: через петлю связи (а) и с применением гамма-согласования (б); под ними изображены соответствующие аналоги на сосредоточенных элементах в виде индуктивной и трансформаторной связи с контуром.

В колебательном контуре, образованном рамкой и конденсатором, электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора, а магнитное - вокруг рамки. Результаты решения задачи нахождения оптимальных размеров рамки и емкости конденсатора были приведены выше. Из них следует, что длина рамки должна составлять приблизительно 0,08 от длины волны, а емкость конденсатора - около 30-50 пФ в диапазоне 2-30 МГц.

Рамка меньшей длины будет излучать менее эффективно из-за низкой добротности. Последняя, как известно, определяется выражением: Q=(L/C)/Rп, где L - индуктивность рамки, Гн; C - емкость на конце рамки, Ф; Rп - сопротивление потерь в рамке, Ом.

Одновитковая рамка, в отличие от многовитковых, имеет максимальное отношение L/C и минимальное сопротивление потерь. Рамку, длина которой больше, чем 0,08 рабочей длины волны, возможно не удастся настроить в резонанс, вследствие чего ее согласование станет проблематичным.

Поэтому, для работы в режиме передачи целесообразно применять одновитковую рамку. При настройке ее в резонанс, когда от передатчика поступает значительная мощность и рамка хорошо согласована, по ней могут протекать ВЧ токи в сотни ампер. Поэтому желательно, чтобы передающая магнитная рамочная антенна была выполнена из медной трубы большого диаметра. Можно отполировать ее поверхность до зеркального блеска. Конденсатор переменной емкости обязательно должен быть высококачественным, лучше - без трущихся контактов. В крайнем случае, можно обойтись обычным спаренным конденсатором переменной емкости, подключенным к рамке только статорными (неподвижными) секциями (рис. 3.12). Не следует применять конденсаторы с твердым диэлектриком из-за их низкой добротности.

Рис. 3.12. Обычный конденсатор переменной емкости в магнитной рамке

Заметим, что иногда встречаются сообщения об использовании радиолюбителями для работы в режиме передачи ненастраиваемых магнитных рамочных антенн.

Задача эффективного согласования такой рамки с передатчиком даже теоретически очень сложна и выходит за рамки обычной радиолюбительской практики, поэтому этот тип антенн здесь не рассматривается. Не рекомендуем радиолюбителям, не имеющим соответствующей теоретической и практической подготовки, пользоваться такими конструкциями, так как результат будет неутешительным.

Когда магнитные рамки служат в качестве приемных антенн, проблема КПД стоит не так остро. Поэтому для них подходят конденсаторе с твердым диэлектриком или воздушные с трущимися контактами. Рамку делают многовитковой, что позволяет уменьшить ее размеры. Для рамки можно использовать и тонкий провод. Часто применяют коаксиальный кабель, внутренняя жила которого образует рамку, а оплетка выполняет функции ее экрана. Источник: Григоров И.Н. Практические конструкции антенн.

СОГЛАСОВАНИЕ РАМКИ И ПИТАЮЩЕГО КАБЕЛЯ

Индуктивная связь и согласование также широко распространены благодаря простоте реализации. Чаще всего применяется вариант, показанный на рис. 20.7. Внутри большой петли размещают малую индуктивную петлю с соотношением диаметров 5:1. Благодаря симметричной связи через симметрирующий трансформатор на кольцевом сердечнике 1:1 можно подсоединять 50-омный коаксиальный кабель.

Рис. 20.7. Рамочные антенны с индуктивной связью: а - симметричное подключение с симметрирующим трансформатором на кольцевом сердечнике 1:1; б - несимметричная связь; в - индуктивная связь с экранированием (детальный эскиз).

При несимметричной связи (рис. 20.7б) коаксиальный кабель подключается непосредственно. Электрически целесообразный способ индуктивной связи представлен на рис. 20.7,в. Здесь показан только связующий виток из коаксиального кабеля с разрывом его экрана посреди витка. Экран части правой половины шлейфа припаивается к основанию большого кольца (см. рисунок), и в этом месте антенну заземляют. Слегка деформируя шлейф из коаксиального кабеля, добиваются тонкой настройки антенны на минимальный КСВ. Считается, что диаметр d должен быть тем меньше, чем выше рабочая добротность антенны.

Литература:

1. К.Ротхаммель. Антенны. Том 2. Издание 11, 2001г.

Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Антенны. Измерения, настройка и согласование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Зеркальные спутники и их угрозы для астрономии и экологии 09.11.2025

Калифорнийский космический стартап Reflect Orbital, который планирует к 2030 году вывести на орбиту 4 000 зеркальных спутников, отражающих солнечный свет на Землю даже ночью. Главная цель - увеличить эффективность солнечных электростанций, обеспечивая непрерывное освещение в ночное время. Первый демонстрационный аппарат EARENDIL-1 с зеркалом площадью 334 м2 предполагается запустить в апреле 2026 года, а соответствующая заявка уже подана в Федеральную комиссию связи США (FCC). Проект получил 1,25 млн долларов поддержки от ВВС США в рамках программы для малого бизнеса. Идея заключается в том, чтобы спутники создавали дополнительное освещение для энергетических систем, однако многие ученые выражают сомнения как в технической реализуемости, так и в потенциальном вреде для окружающей среды. Астрономы, включая Майкла Брауна и Мэтью Кенворти, подсчитали, что отраженный свет будет примерно в 15 000 раз слабее дневного солнца, хотя и ярче полной Луны. Для того чтобы создать хотя бы 20% дн ...>>

Портативный твердотельный накопитель Lexar Air 09.11.2025

Компания Lexar представила портативный твердотельный накопитель Air (pSSD), сочетающий компактность, высокую скорость и надежность. Вес устройства составляет всего 19 граммов, а толщина в тончайшей части достигает всего 6 мм, что делает его одним из самых легких и тонких SSD на рынке. Накопитель выпускается в двух вариантах емкости: 512 ГБ и 1 ТБ. Версия на 1 ТБ оценивается примерно в 459 юаней (около $64), а старт продаж модели на 512 ГБ пока не объявлен. Lexar Air оснащен интерфейсом USB 3.2 Gen 1 (5 Гбит/с) и разъемом USB-C, при этом в комплект входит переходник с USB-C на USB-A для универсальной совместимости. Производитель заявляет скорость последовательного чтения до 390 МБ/с и записи до 400 МБ/с, что позволяет быстро передавать большие файлы, включая видео высокой четкости. Корпус накопителя выполнен в компактном форм-факторе, который удобно держать на ладони, а максимальная толщина не превышает 9,3 мм. Конструкция выдерживает падения с высоты до 2 метров, а для удобног ...>>

Горькие продукты улучшают работу мозга 08.11.2025

Как выяснили японские ученые, горький вкус флаванолов играет важную роль в стимуляции центральной нервной системы. Даже при минимальном усвоении этих веществ организм получает сигнал к повышению активности нейромедиаторов и улучшению когнитивных функций, что делает натуральные продукты с горьким вкусом потенциально полезными для мозга и общей физиологии. В поисках способов улучшить работу мозга ученые все чаще обращаются к натуральным соединениям, содержащимся в привычных продуктах питания. Одним из таких веществ являются флаванолы, присутствующие в какао, красном вине и ягодах. Исследователи из Технологического института Сибаура в Японии выяснили, что горький и вяжущий вкус этих соединений способен активировать мозг через вкусовые рецепторы, способствуя улучшению памяти, внимания и способности к обучению. Ранее было известно, что флаванолы защищают нейроны и поддерживают когнитивные функции, однако их биодоступность - доля вещества, поступающая в кровь - крайне низка. Это вызвал ...>>

Случайная новость из Архива Опьянение от музыки 18.07.2018 Некоторые люди при звуках музыки чувствуют себя как бы пьяными, и это вовсе не метафора - не только музыка, но вообще звуки определенной частоты вызывают у них головокружение, тошноту и утрату равновесия. Такая реакция может возникать также на человеческий голос, на изменения в атмосферном давлении и даже на кашель, и связана она с врожденной патологией внутреннего уха под названием дегисценция полукружных каналов. Как известно, внутреннее ухо - это система костных полостей, которые образуют улитку (орган слуха) и преддверие с полукружными каналами (орган равновесия). Обычно орган слуха и орган равновесия изолированы друг от друга костной стенкой. Но в 1929 году биолог Пьетро Туллио открыл, что кость между улиткой и полукружными каналами иногда оказывается очень тонкой, или же там и вовсе появляется отверстие, и это как-то связано с симптомами "опьянения от музыки". Но что именно происходит во внутреннем ухе с патологией, когда до него доносятся звуки определенной частоты? Исследователи из Университета Юты описывают это на примере рыбы-жабы, чьи органы слуха и равновесия похожи на человеческие. Полукружные каналы у нас и у рыб заполнены особой жидкостью, и когда наше тело как-то двигается, как-то меняет положение в пространстве, жидкость в полукружных каналах тоже двигается, и ее движение чувствуют специальные клетки, посылающие сигнал в мозг. В свою очередь, мозг в ответ старается скоординировать работу мышц так, чтобы не потерять равновесия, чтобы удержать взгляд на нужном предмете и т. д. С другой стороны, в улитке тоже есть жидкость, которая колеблется под действием акустических волн (которые приходят сюда от барабанной перепонки и слуховых косточек) - эти колебания чувствуют слуховые клетки. Если же костный барьер между улиткой и полукружными каналами оказывается слишком тонким или же когда в нем появляется фистула, то, как показали эксперименты, механические волны, предназначенные для органа слуха, проникают в орган равновесия. В результате клеткам полукружных каналов кажется, что мы двигаемся, и мозг в ответ предпринимает соответствующие действия - и нам кажется, что мы крутим головой, тогда на самом деле как ничем не крутим. В особо тяжелых случаях человек испытывает тошноту и теряет равновесие. Но даже с отверстием проникнуть в орган равновесия из улитки могут не все механические волны, а лишь те, которые возникли в ответ на определенную звуковую частоту, поэтому и псевдоопьянение возникает не на любые звуки. Дегисценция полукружных каналов встречается у одного человека на сотню, и хотя сейчас ее лечат хирургически, новые данные, возможно, подскажут специалистам новые, более эффективные методы терапии.

Другие интересные новости:

▪ Микро-ПК Intel Edison

▪ Наномеханический датчик микрочипов с керамическим покрытием

▪ Кондиционер из стеклотары

▪ Ученые повысили быстродействие биполярных транзисторов

▪ Самообновляемый вечный компьютер

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Синтезаторы частоты. Подборка статей

▪ статья Дэвид Юм. Знаменитые афоризмы

▪ статья Сколько весит раковина моллюска тридакны? Подробный ответ

▪ статья Оператор котельной. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Переключатель световых гирлянд. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кварцевые генераторы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025