Радиосвязь на УКВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Гражданская радиосвязь

 Комментарии к статье

Для служебных и любительских радиосвязей широко используются УКВ. Радиосвязь на УКВ имеет следующие преимущества: независимость от погоды, времени суток, года, малый уровень помех, небольшие габариты аппаратуры и антенн. Служебные радиосвязи на УКВ осуществляются с помощью подвижных, переносных и стационарных радиотелефонных станций. Они применяются на строительстве, в сельском хозяйстве, на нефтепромыслах, в лесхозах, на транспорте. В городах радиотелефонными станциями оборудуют автомашины скорой медицинской помощи, пожарные и аварийные автомашины, такси.

В качестве антенн обычно применяют вертикально расположенные четвертьволновый несимметричный или полуволновый симметричный вибраторы.

Диаграмма направленности вертикального вибратора в горизонтальной плоскости имеет форму окружности, что позволяет с успехом использовать его для установления связи в любом направлений вдоль земной поверхности. В вертикальной плоскости антенна имеет главный максимум излучения, расположенный вдоль земной поверхности, что особенно выгодно в случае низко расположенных антенн, столь характерных для подвижных объектов. Наиболее удобной в конструктивном отношении антенной подвижного объекта является четвертьволновый штырь. Увеличение напряженности поля в пункте приема возможно путем применения передающих антенн, создающих еще более направленное излучение в вертикальной плоскости. Одним из известных путей создания таких антенн для стационарных радиостанций является конструирование многоярусных коаксиальных антенн. Их усиление в 2,5-3,5 раза больше, чем у вертикального симметричного вибратора. Для сравнения диаграммы направленности в вертикальной плоскости этих антенн изображены на рис. 1.

Рис. 1. Нижние лепестки диаграммы направленности в вертикальной плоскости вертикального вибратора (1) и многоярусной коаксиальной антенны. (2).

На рис. 2 показана коаксиальная антенна (а) и распределение тока вдоль нее (б), которая состоит из трех симметричных вертикальных полуволновых разрезных вибраторов I, II и III, расположенных на общей вертикальной мачте.

Каждое из плеч вибраторов имеет длину около l/4, где l - средняя длина волны рабочего диапазона. Вибраторы выполняют из металлической трубки с наружным диаметром 12-30 мм. Коаксиальный кабель проходит внутри плеч б - е. Центральная жила и внутренняя изоляция кабеля непрерывны по всей своей длине. Центральная жила припаяна к плечу а в точке 2. Оплетка кабеля оканчивается в точке 3 и имеет разрывы между точками 6-7 и 10-11. В точках 3, 6, 7, 10,11 она припаяна к трубкам.

Вибраторы также могут быть выполнены из оплетки кабеля этой же или другой марки, для чего снятую с кабеля оплетку следует надеть в виде чулка на наружную изоляцию фидера. Применение вибраторов из оплетки кабеля делает антенну более легкой, а при отсутствии трубок и избытке кабеля ускоряет ее изготовление.

Центральная жила кабеля и плечо а могут быть рассмотрены как одиночный провод конечной длины. В таком проводе устанавливается стоячая волна тока с узлом на конце. Волна, распространяющаяся по плечу а, не испытывает укорочения. Волна, распространяющаяся в коаксиальном кабеле, укорачивается (расчет коэффициентов укорочения см. в журнале "Радио", 1964, ,N" 7, стр. 31-32). Ввиду отсутствия оплетки кабеля между точками 6-7 и 10-11 волна здесь не испытывает укорочения, однако из-за малой длины участков (50-70 мм) с достаточной для практики точностью этим можно пренебречь. Плечи б, в, г, д питаются следующим образом. Под влиянием тока центральной жилы на внутренней поверхности оплетки наводится ток, который попадает и на наружную поверхность трубки. Ток, наводимый на внутренней поверхности оплетки, противофазен току центральной жилы. При выходе на поверхность трубки ток меняет свое направление на 180° и в точках питания антенны становится синфазным с током центральной жилы. Ток плеча а является продолжением тока центральной жилы, ток плеча е - продолжением тока внутренней поверхности оплетки фидера.

Известно, что синфазно питаемые и расположенные на одной линии вибраторы создают излучение, концентрированное в узком пучке, лежащем в плоскости, проходящей через эту линию. Для синфазного питания полуволновых вибраторов I, II и III расстояние между вибраторами выбирается равным длине волны в кабеле lк. Задачу симметрирования антенны решают плечи вибраторов б - е, каждый из которых совместно с наружной поверхностью оплетки образует известный в радиотехнике симметрирующий "стакан".

Входное сопротивление одного полуволнового вибратора равно 75 ом. С увеличением числа последовательно питаемых вибраторов входное сопротивление антенны несколько падает и при трех вибраторах достигает 50 ом. Поэтому для питания антенны можно применить стандартные коаксиальные кабели с волновыми сопротивлениями 75 или 50 ом.

Общая длина антенны L (расстояние между точками 1-12) равна L =l/2+(N-1)lк, где N- число симметричных полуволновых вибраторов антенны. На длинноволновом участке У KB диапазона общая длина антенны может достигать больших размеров. Если это создает конструктивные неудобства, то можно ограничиться двумя вибраторами I и II при некотором уменьшении усиления.

Мачту антенны изготавливают из дерева или другого непроводящего материала. Трубки крепят на изоляторах. Кабель между точками 4-5, 8-9 крепят к мачте с помощью скобок. В точках 3, 6, 7, 10, 11 оплетку кабеля раскладывают равномерно по всей поверхности среза трубки и припаивают к ней. Промежутки 2-3, 6-7, 10-11, а также зазоры между трубкой и кабелем в точках 4, 5, 8, 9, 12 герметизируют пластилином. Отверстие 1 закрывают пробкой и также герметизируют.

Пример расчета антенны

Задание. Рассчитать трехъярусную антенну для работы в диапазоне 144-146 МГц.

fср=145 МГц.

l=300/145=2,07 м.

Применим трубку с наружным диаметром D=28 мм и внутренним d=25 мм. Определяем длину плеча вибратора с учетом укорочения l=k(l/4), где k - коэффициент укорочения, зависящий от отношения длины волны к диаметру трубки l/D. Значения этого коэффициента даны в таблице.

Таблица 1

l/D	20	40	100	200	400	1 000	2 000	4 000	10 000
k	0,925	0.942	0,956	0,962	0,967	0,970	0.972	0.975	0.978

l/D=2070/28=74,

Интерполируя, находим k=0,95. Следовательно,

l=0,95(2070/4)=490 мм.

Выбираем кабель РК-50-7-12 с волновым сопротивлением 50 ом и наружным диаметром 11,2 мм. Внутренняя изоляция кабеля - из полиэтилена, имеющего e=2,5.

Определяем расстояние между точками питания вибраторов:

Длина антенны:

L=l/2+(N-4)lк=1,04+(3-1)*1,38=3,8 м.

Описанная антенна была сконструирована и опробована на длинноволновом участке УКВ диапазона. Результаты эксплуатации в течение ряда лет подтвердили ее эффективные свойства.

Литература:

1. Б. Ф. Дубровин, "Радиотелефонная связь с подвижными объектами", Госэнергоиздат, 1956 г.
2. И. П. Жеребцов, "Техника метровых воли", из-во ДОСААФ, 1955 г.
3. Радио 1/77, с.27-28

Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Гражданская радиосвязь.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Коммутаторы PCI Express 5.0 11.02.2021 Компания Microchip подготовила к выпуску первые в мире коммутаторы PCI Express (PCIe) 5.0 - семейство Switchtec PFX PCIe 5.0. Устройства нового поколения удваивают производительность межсоединений для вычислений высокой интенсивности, сетевого оборудования и хранилищ NVM Express (NVMe). Новинки совместимы с восстановителями синхронизации XpressConnect, которые также поддерживают PCIe Gen 5. Коммутаторы семейства Switchtec PFX PCIe 5.0 могут насчитывать от 28 до 100 линий и до 48 мостов NTB. Устройства поддерживают возможность горячего и неожиданного подключения и безопасной аутентификации при загрузке. Также они обладают набором инструментов для отладки и диагностики. Компания Microchip дополнительно выпустила полный набор инструментов, необходимых для разработки конечных решений на базе новых продуктов. К таким инструментам относятся документация для проектирования, примеры референсного дизайна, ознакомительные платы и другие средства.

Другие интересные новости:

▪ Блоки питания Dark Power 12

▪ Емкие промышленные SSD Slim SATA от Virtium

▪ 2D материал толщиной в 1 атом

▪ Высоковольтные драйверы сверхъярких светодиодов от IR

▪ Графен из древесины

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы. Подборка статей

▪ статья Природа не терпит пустоты. Крылатое выражение

▪ статья Как эскимосы строят свои иглу? Подробный ответ

▪ статья Мешочный узел. Советы туристу

▪ статья Схема электрооборудования автомобиля ВАЗ-21213 (Нива). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нож может быть и наверху. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025