Поговорим об антеннах?. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны. Теория

 Комментарии к статье

Известно, что возможности самого совершенного трансивера не могут быть реализованы без использования высокоэффективных антенно-фидерных систем (АФС), включающих в себя комплекс устройств от выхода передатчика до антенн.

Мы рассмотрим некоторые общие вопросы создания АФС, более подробно остановившись на конструкции широкополосного трансформатора (ШПТ).

Практика показывает, что широкополосность ШПТ позволяет достичь удовлетворительных результатов их работы во всем диапазоне, но не гарантирует максимального использования возможностей АФС.

Такое положение можно объяснить недостаточной изученностью радиолюбителями степени влияния конструкции АФС на эффективность системы.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ШПТ

Большинство ШПТ предназначено для работы во всех КВ-диапазонах: от 1,8 МГц до 28 МГц включительно.

Если принять во внимание различие механизмов передачи трансформаторами энергии низких и высоких частот, то с использованием ШПТ в широком спектре можно согласиться с [1].

Мы же разделяем точку зрения, к сожалению, не известного нам зарубежного автора, изложенную в статье "Новый класс трансформаторов на коаксиальных линиях";

Из анализа практики применения ШПТ автор делает выводы:

- ШПТ целесообразно применять только при работе с небольшими мощностями и только в низкочастотных участках КВ-диапазонов;

- к недостаткам ШПТ следует отнести нелинейность их характеристик при насыщении середечника, приводящую к искажению сигнала, а также опасность возникновения дугового рязряда при работе с большой мощностью, что может повлечь за собой разрушение седечника.

От себя добавим, что мы не исключаем принципиальной возможности создания ШПТ, обладающего хорошими показателями на высокочастотных КВ-диапазонах. Видимо, правильнее вести речь об ограничении частотного спектра ШПТ двумя-тремя смежными диапазонами, в пределах которых трансформатор обладает удовлетворительными показателями.

2. МАТЕРИАЛ ОБМОТОК ШПТ

Для обмоток ШПТ отечественные авторы рекомендуют использовать эмалированные провода или многожильный монтажный провод в ПВХ-изоляции [2].

3. КОНСТРУКЦИЯ ОБМОТОК ШПТ

Обмотки трансформатора с К=1:4 наматываются сложенным вдвое проводом. По нашему мнению, частотная характеристика ШПT может быть скорректирована путем изменения конструкции обмоток и количества витков в них.

4. НАСТРОЙКА АФС

Наивысшие показатели АФС достигаются при точном согласовании всех элементов системы, т.е. тогда, когда полные сопротивления сопрягаемых каскадов или равны, или согласованы с помощью специальных устройств.

Составляющие полного сопротивления - емкостная и индуктивная - с изменением частоты изменяются по разным законам, в связи с чем достичь полного согласования элементов системы в широком спектре частот невозможно.

Настройка АФС практически сводится к такому подбору конструкции элементов системы, при котором достигаются или достаточно равномерные и относительно высокие показатели ее работы на всех диапазонах, или наиболее высокие показатели в намеченном заранее частотном участке. О степени настройки АФС судят по значениям КСВ.

5. ПОКАЗАТЕЛЬ КСВ

КСВ является важнейшим показателем, по которому с определенной степенью достоверности можно судить о фактической эффективности АФС.

Практически все коротковолновики знают, что при настройке АФС следует стремиться к заветной "единичке" и не "выходить" за некоторые граничные значения КСВ. Но при этом далеко не все вникают в физическую сущность показателя, представляющую собой отношение большего из полных сопротивлений сопрягаемых элементов к меньшему.

Отметим, что по значениям КСВ нельзя определить, какое из сопрягаемых сопротивлений имеет большую величину. Например, если передатчик точно согласован с фидером 75 Ом и при этом КСВ-3,0, то входное сопротивлени антенны, подключенной непосредственно к фидеру, может составлять или 25 Ом, или 225 Ом. При таком широком разбросе возможных значений порядок величины сопротивления легко определяется по литературным данным. Фактическая величина сопротивления антенны может быть измерена приборами [3].

Как уже отмечалось, для радиолюбителей больший интерес представляет не величина сопротивления антенны, а выявление зависимости эффективности системы от конструкции ее элементов. Достижение минимальных значений КСВ свидетельствует о выполнении поставленной задачи.

Говоря о настройке АФС, мы предполагали, что передатчик точно настроен на расчетное сопротивление нагрузки.

Однако, как показывает практика, такой настройке не всегда уделяется дожное внимание, в результате чего снижается излучаемая мощность.

Мы предлагаем простую методику настройки передатчика в рабочем режиме.

К выходу передатчика через КСВ-метр необходимо подключить безындукционный эквивалент нагрузки и путем подстройки каскада, включая подбор индуктивностей, добиться КСВ-1,0.

(Заметим, что получившую широкое распространение практику использования в качестве эквивалента нагрузки различных ламп накаливания мы считаем ошибочной, т.к. лампа не обладает чисто активным сопротивлением.)

Выше отмечалось, что судить об эффективности АФС по показаниям КСВ-метра можно лишь с определенной степенью достоверности, зависящей как от конструкции АФС, так и от места расположения в ней КСВ-метра [5].

Как правило, прибор располагается на выходе передатчика, что удобно с практической точки зрения. Наибольшая достоверность оценки будет соответствовать случаю непосредственного подключения антенны к фидеру, наименьшая - при наличии согласующего устройства (СУ).

Достижение минимальных значений КСВ при наличии СУ свидетельствует о настройке АФС на заданную частоту, но не характеризует степени передачи энергии передатчика в антенну.

Для точного согласования всех элементов АФС, содержащей СУ, в процессе настройки системы необходимо одновременно замерять КСВ как до СУ, так и после него. При всей сложности практического осуществления измерений, они представляют несомненный интерес. В то же время замечание об измерении КСВ в линии от СУ к антенне скорее может быть отнесено к разряду пожеланий, т.к. используемые радиолюбителями КСВ-метры не предназначены для работы в высокоомных линиях передачи.

Но имеется компромиссный выход. О степени согласования СУ с антенной можно судить по максимальным значениям тока антенны измеряемым безиндукционным методом. С целью исключения ошибок, которые могут быть вызваны паразитными резонансами антенны, графики изменения тока следует рассматривать совместно с частотной характеристикой антенны.

Рекомендованная автором конструкция ШПТ [2] предназначалась для работы с антенной, имеющей входное сопротивление 300, Ом, работающей в диапазонах 1,8...28 МГц. Рекомендованное значение n=8...15 витков. Для обмоток рекомендованы провода в эмалевой изоляции или многожильный монтажный провод в ПВХ-иэоляции.

Нами были применены: середчник ТВС, провод - ПЭ 1,0. Вход ШПТ с помощью фидера 75 Ом длиной 18 м через КСВ-метр был подключен к ВЧ-генератрру. К выходу трансформатора поочередно подключались эквиваленты нагрузки RSH сопротивлением 75, 155, 310, 420, 500 и 600 Ом. Степень согласования входа ШПТ с генератором оценивалась по значениям КСВ. Первоначальные опыты, проводившиемся в широком спектре частот (табл.1), определили возможную сферу применения ШПТ.

Таблица 1. КСВ в фидере при различных значениях рабочей частоты (F) и количества витков (9) ШПТ (Сопротивление эквивалента нагрузки Rэн=310 Ом)

F1 МГц	КСВ
	n=10 витков	n=12 витков
1,88	1,13	1,00
3,575	1.38	1,07
4,68	1,00	-
7,020	3,38	2,57
8,9	1,14	-
12,85	2,28	-
33,37	-	3,17
13,50	-	1,22
17,25	3,54	-
17,50	-	9,55
21,4	3.0	-
21,65	-	5,28
25,8	1,85	-
2,59	-	1,75

Последующие опыты (табл.2, рис.1) проводились на средних частотах 160-ти, 80-ти и 40-метрового диапазонов, в которых предполагалась работа в эфире.

Таблица 2. КСВ в фидере при различных значениях рабочей частоты (F), количества витков (n) шпт и сопротивления эквивалента нагрузки (Rэн)

Rэн, Ом	КСВ
	n=10 витков	n=12 витков	n=19 витков
F=1,88 МГц.		-
75	2,23	-	2,45
155	1,36		2,11
310	1,06	1,00	1,69
420	1,06	-	1,61
500	1,05	-	1,61
600	1,03	-	1,57
F=3,575 МГц
75	2,23	-	2,39
155	1,52		2,03
310	1,28	1,07	1,82
420	1,24		1,76
500	1,23		1,74
600	1,.22		1,74
F=7.020 МГц
75	5,67	--	7,33
155	3,88		5,45
310	3,35	2,57	4,56
420	3,17		4,41
500	3,17		4,41
600	3,08	-	4,18

 

Рис. 1

По результатам опытов можно сделать следующие выводы об испытанных ШПТ.

• При всех значениях Rэн ШПТ обладают наилучшими показателями в диапазонах 160 и 80 метров. На 40-метровом диапазоне показатели ШПТ можно признать удовлетворительными лишь при определенном значении n.
  Показатели ШПТ на более высоких частотах непредсказуемы.
• Показатель КСВ возрастает с ростом частоты.
• Количество витков n однозначно влияет на изменение входных параметров Шит, изменяя степень согласования трансформатора с ВЧ-генератором. Оптимальное значение n может быть найдено опытным путем.

Обобщая изложенное, постараемся сформулировать некоторые рекомендации по созданию и настройке многодиапазонных АФС с использованием ШПТ.

1. Практически невозможно создать АФС, показатели которой были бы одинаково высокими в широком спектре частот.
2. Использование одного ШПТ для работы во всех КВ-диапазонах от 1,8 МГц до 28 МГц включительно представляется весьма спорным.
3. Область использования АФС следует ограничить двумя, максимум - тремя смежными диапазонами.
4. Создание АФС следует начинать с определения частотных характеристик конкретного ШПТ в пределах намечаемых к работе диапазонов.
5. При выбранном сердечнике оптимальный вариант ШПТ может быть найден.опытным путем в результате подбора количества витков и конструкции обмоток трансформатора.
6. Настройку АФС следует производить только после настройки передатчика на расчетное сопротивление нагрузки.
7. При настройке АФС с СУ желательно одновременно измерять КСВ в фидере и КСВ или ток в линии передачи от СУ к антенне.
8. Для окончательной настройки АФС, возможно, потребуется проведение экспериментов по изменению входного сопротивления антенны путем изменения конструкции элементов антенны и их ориентации в пространстве.
9. Представляется вероятным, что более равномерные частотные характеристики АФС могут быть достигнуты при использовании антенн с высоким входным сопротивлением.

Предлагая вниманию читателей результаты проведенных опытов, мы рассматриваем их только как информационный материал, а не как описание конструкции, подлежащей повторению. Цель статьи - обратить внимание на проблемы создания высокоэффективных АФС, призвать радиолюбителей к экспериментам, обмену опытом.

Литература

1. С.Г.Бунин, Л.П.Яйленко. Справочник радиолюбителя-коротковолновика. Изд.2-е. Киев. "Техника". 1984г.
2. Газета "Советский патриот". 20.04.83 г.
3. К.Ротхаммель. Антенны. Изд. 2-е Пер. с немецкого. "Энергия". Москва. 1969г.
4. Л.Бвтеева. "Холодная" настройка П-контура передатчика. "Радио". N2,1981.
5. И.Подгорный. Как повысить эффективность работы радиостанции. "РЛ" N12,1991 г.

Авторы: В. Пантелеев (UA3TX), Д. Пантелеев (UA3TJW); Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Антенны. Теория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Измерение сверхмалой гравитации 19.03.2021 Точные эксперименты позволили измерить притяжение между объектами массой всего 0,09 грамма и показали, что закон Ньютона действует и на этом уровне. Со времен Исаака Ньютона известно, что сила гравитационного притяжения между парой объектов прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Появившаяся в начале ХХ века Общая теория относительности, которая рассматривает гравитацию как геометрические деформации пространства-времени, точнее описывает поведение массивных тем на астрономических масштабах. Но как ведет себя гравитация на противоположной стороне шкалы, на уровне элементарных частиц, - неизвестно. Даже проверки ньютоновских формул проводят, как правило, с объектами массой порядка килограммов и граммов: их гравитация так мала, что измерить ее крайне непросто. Однако недавно команде Тобиаса Вестфаля (Tobias Westphal) из Австрийской академии наук удалось провести такую работу для золотых сфер массой всего 90 миллиграммов, зарегистрировав гравитационную силу рекордно малой величины. В основе экспериментов - схема, изобретенная еще Генри Кавендишем, который таким способом впервые измерил гравитационные взаимодействия между предметами в своей лаборатории. Для этого он закрепил тестовую массу (свинцовый шар) на конце деревянного коромысла, подвешенного за нить, и уравновесил вторым таким же шаром. С тестовым грузом медленно сближался второй, более массивный шар, притяжение которого заставляло коромысло слегка вращаться. Регистрируя закручивание нити, можно было точно оценить величину вращения и рассчитать силу притяжения между массами. Тобиас Вестфаль и его коллеги провели аналогичный эксперимент, тестовыми грузами в котором служили золотые сферы массой всего 90 миллиграммов, закрепленные на миниатюрном стеклянном коромысле и подвешенные на тончайшей кремниевой нити. Отклонение коромысла регистрировали по повороту установленного на нем зеркальца, которое освещалось лазерным лучом. И, конечно, работая на таком уровне точности, ученым пришлось производить эксперименты в глубоком вакууме и тщательно экранировать электромагнитные поля с помощью клетки Фарадея. Тщательные измерения показали, что формула Ньютона продолжает работать и на масштабе миллиграммовых масс. Рассчитав гравитационную постоянную (G) на основе своих измерений, ученые показали, что она всего на девять процентов отличается от стандартного принятого значения. Но главное - авторы продемонстрировали, что такие измерения в принципе возможны и позволяют регистрировать сверхмалые силы гравитации. Быть может, когда-нибудь они помогут понять их работу и на уровне элементарных частиц.

Другие интересные новости:

▪ Индустриальный безвентиляторный компьютер умещается на ладони

▪ Обнаружен пятый тип распада бозона Хиггса на другие элементарные частицы

▪ Печатные платы с возможностью многократной переработки

▪ Беззеркальная цифровая фотокамера Polaroid на ОС Android

▪ Море мусора

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Дэвид Юм. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как выбирают названия для спутников планет Солнечной системы? Подробный ответ

▪ статья Рабочий по благоустройству. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Компрессор сигнала на операционном усилителе. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Задуманное число. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026