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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Гигантский дисплей для офиса Microsoft Surface Hub 2 18.05.2018 Компания Microsoft представила Surface Hub 2 - новое поколение гигантских дисплеев для конференц-залов. Оригинальные Surface Hub, поступившие в продажу в 2016 году, имели разрешение 1080p (55-дюймовый экран) и 4K (84-дюймовый вариант). Новая модель похвастается диагональю 50,5-дюймов при еще более высоком разрешении, нежели 4K, а также соотношением сторон 3:2 и очень тонкими рамками. Новый дисплей может располагаться в портретном режиме. Механизм поворота у Surface Hub 2 аналогичен тому, которым оснащен ноутбук Surface Book. Характеристики, дата выхода и стоимость нового устройства держатся в тайне. Известно лишь, что оно поступит в продажу в 2019 году. Microsoft улучшила не только аппаратную, но и программную составляющую дисплея. Он по-прежнему работает на Windows 10, однако позволяет пользоваться им нескольким людям одновременно. Они подходят к экрану, авторизуются с помощью датчика отпечатка пальца и собирают свои работы в единый совместный документ. Программная начинка Surface Hub 2 совместима с сервисом для работы в команде Microsoft Teams. А микрофон дальнего действия и 4K-камера вкупе с возможностью использовать дисплей в портретном режиме во время видеозвонков создают ощущение, будто вы стоите рядом с коллегой. Surface Hub 2 достаточно легок и гибок для того, чтобы его можно было переносить между помещениями. Производитель мебели для офисов Steelcase собирается выпускать для экрана подставки и настенные крепления. Можно будет даже объединить четыре устройства в одно и получить огромный монитор, на разные части которого выводится разный контент.

Другие интересные новости:

▪ Биометрическая татуировка следит за здоровьем

▪ Смарт-кровать Sleep Number 360

▪ Квантовая телепортация при помощи обычного оборудования

▪ Ионно-звуковые волны для нахождения космического мусора

▪ Ученые любят заголовки покороче

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Интересные факты. Подборка статей

▪ статья Свадебная видеосъемка. Искусство видео

▪ статья Какой фактор окружающей среды оказывает влияние на восприятие цветов? Подробный ответ

▪ статья Базелла клубневая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Измеритель емкости и ЭПС оксидных конденсаторов - приставка к мультиметру. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Башня плотности. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026