О согласовании полуволновой антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

Комментарии к статье

Полуволновая вертикальная антенна, отличаясь простотой (проводник длиной -λ/2) и эффективностью, получила в Си-Би широкое распространение. Но возбуждаемая с конца - в пучности напряжения, она имеет высокий и трудно прогнозируемый импеданс Za, который зависит, в частности, от ее конструктивных особенностей.

Она должна иметь согласующее (трансформирующее) устройство, понижающее высокое активное сопротивление Ra ( в него обращается Za после настройки антенны) до обычно используемого в технике связи волнового сопротивления фидера 50 Ом. Согласование может быть осуществлено трансформатором, автотрансформатором, П-контуром, каким-либо иным преобразователем, имеющим коэффициент трансформации по напряжению k - √50/Ra и, конечно, не вносящим сколько-нибудь существенных потерь.

Часто "полволны" согласуют с 50-омным фидером, настроенным на рабочие частоты контуром, индуктивностью которого служит воздушная катушка, к части витков которой подключают фидер, а ко всему контуру - полуволновый вибратор. В явном виде емкость в этом контуре обычно отсутствует. Ее функцию выполняет собственная емкость катушки, которую иногда увеличивают подключенным к основанию вибратора металлическим "флажком". На настройку антенного контура будет влиять, конечно, и реактивная составляющая самого вибратора, если его длина l ≠ λ/2.

Однако возможные здесь расчеты на точность не претендуют и неизбежна доводка самодельной "полволны" в довольно трудоемком эксперименте. Забравшись на крышу, антенну "валят", меняют или точку подключения фидера к катушке (нередко смещая ее лишь на долю витка), или длину вибратора (шаг не более 1-2 см), или чуть сдвигают-раздвигают витки катушки. Сделав то, другое или третье - порознь, попарно или все сразу - и вернув антенну в рабочее положение, измеряют получившийся КСВ. И так - много раз, пока в нужном диапазоне частот не будет получен КСВ < 1,5-2. Или... будет куплена "фирменная антенна, замечательная лишь тем, что в ней почти вся эта работа уже кем-то сделана.

Когда говорят, что при КСВ = 1,5 мощность излучения уменьшается на 4 %, а при КСВ = 2 - на 11 % (и то и другое считается еще терпимым), то причиной этого являются не потери в линии связи, а несогласованность передатчика с нагрузкой. Если считать его генератором с напряжением холостого хода U и внутренним сопротивлением Rвн = 50 Ом*, то зависимость рассеянной на нагрузке мощности Рн от сопротивления нагрузки Rн имеет вид:

Рн = U²RH/(50+Rн)².

*) Но если это генератор с весьма малым Rвн, режим которого просто рассчитан на 50-омную нагрузку, то потери при тех же рассогласованиях резко увеличатся, даже при КСВ = 7,5 они могут составить 25 30 %. К тому же реакция генератора на рассогласование с нагрузкой уже не будет "симметричной". Так, если при Rн = 150 Ом (КСВ 3) мощность излучения лишь резко уменьшится, то при Rн=16,7 Ом (тот же КСВ) могут быть сожжены выходные транзисторы.

Но при КСВ > 1 возникают потери и в самом фидере. При малом погонном затухании фидера или малой его общей длине этими потерями в нем можно пренебречь практически при любом КСВ. В таком случае устройство согласования полволны" может быть таким, как показано на рис. 1.

В качестве наружного согласователя, лишь в первом приближении приводящего Rа антенны к волновому сопротивлению фидера используется автотрансформатор Т1 выполненный на ферритовом кольцевом магнитопроводе 400НН 22x12x5 мм.

На магнитопровод с заглаженными ребрами сначала наматывают обмотку n2 - 20 витков провода МШП-0,07 (одножильный монтажный сечением 0 07 мм²) а по верх нее - синфазно с ней включенную обмотку n1 - 5 витков провода МШП-0,2 (рис. 2). Поскольку индуктивность рассеяния в таком трансформаторе невелика, то его коэффициент трансформации к = n1/(n1+n2) = 0,2.

Нагрузив выходную обмотку с числом витков (n1 + n2) автотрансформатора резистором RH = 1250 Ом, а входную (n1) подключив через КСВ-метр к антенному выходу 4-ваттной Си-Би радиостанции (заметим, что Rн = 1250 Ом, пересчитанное на антенный выход радиостанции, обращается в оптимальное для нее Rн = 1250·к2 = 50 Ом), удалось оценить его работу на частотах 11-метрового диапазона. Отдаваемая в резистор мощность составила 3,4...3,5 Вт, а КСВ не поднимался выше 1,2.

Этот автотрансформатор был бы уже достаточно хорошим согласователем для настроенной "полволны", имеющей Rа = 1250 Ом. Но даже если активное сопротивление антенны будет другим, он приведет это сопротивление к величине, уже не столь резко отличающейся от волнового сопротивления фидера и тем самым уменьшит потери в нем до пренебрежимо малых.

Находящаяся на другом конце фидера регулируемая ступень согласующего устройства представляет собой контур L1C1, к катушке которого автотрансформаторно подключены радиостанция и фидер.

Катушку L1 наматывают проводом ПЭВ-2-1,4 на каркасе диаметром 6,5 мм. Число витков - 12, длина намотки - 22 мм. Отвод к станции - от 7-го (считая от "земли") витка; отводы к фидеру - от 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9-, 10 или 11-го витка, которые заводят на переключатель SA1 типа ПГ2 на 12 положений, установленный около катушки (его соединения с катушкой делают предельно короткими проводниками).

Конденсатор С1 - типа КСО-1. Возможно, его емкость потребуется уточнить.

Контур L1C1 подстраивают карбонильным сердечником М4х10 мм, заключенным в толстую пластиковую трубку, которая должна входить в катушку с некоторым сопротивлением. Контур можно подстраивать и переменным конденсатором емкостью 30...40 пф, подключенным параллельно конденсатору С1.

Поскольку после лишь трансформаторного согласования вибратора с фидером режим бегущей волны в нем, скорее всего, не возникнет, рекомендуется использовать фидер не произвольной длины, а кратной λ/2 (в коаксиальном кабеле со сплошной полиэтиленовой изоляцией это 0.66λ/2). Фидер такой длины (его называют высокочастотным повторителем) лишь передаст в неизменном виде Zа' - преобразованный в Т1 антенный импеданс - на регулируемый согласователь, где реактивная составляющая этого комплексного сопротивления будет компенсирована расстройкой контура L1C1, а активная переключениями отводов на L1 трансформирована в сопротивление, близкое к 50 Ом.

Описанное устройство использовалось для согласования проволочной "полволны", имеющей емкостный "расширитель" на другом конце вибратора. Антенна настраивалась и согласовывалась лишь в частотной сетке С. Однако и на других частотах Си-Би диапазона КСВ получился не выше 1,2. По-видимому, это связано с более широкополосным преобразованием сопротивлений в Т1, нежели это имеет место в обычных воздушных трансформаторах. Ведь сама по себе "полволны", тем более с емкостным "расширителем", не должна быть узкополосней любого другого полуволнового вибратора.

Автор: Ю.Виноградов, г.Москва

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

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Твердотельные батареи Panasonic 04.10.2025

Твердотельные аккумуляторы считаются следующим шагом в эволюции энергосистем: в отличие от традиционных литиево-ионных, они не содержат жидкого электролита, что существенно снижает риск возгорания и утечки. Именно на это делает ставку Panasonic, намереваясь завершить подготовку первых образцов к марту 2027 года, то есть к концу 2027 финансового года. Как сообщил технический директор подразделения Panasonic Energy Сеичиро Ватанабе, после выпуска опытных моделей клиенты проведут тесты, которые могут занять около двух лет, прежде чем начнется полноценное серийное производство. Хотя основным направлением для компании по-прежнему остаются литиево-ионные аккумуляторы, Panasonic стремится использовать свой опыт в сфере электромобильных технологий, чтобы выйти на новые рынки - прежде всего в области роботов и промышленных систем. На этом направлении японская корпорация намерена соперничать с такими компаниями, как TDK, уже закрепившимися в сегменте твердотельных решений. Интерес к новой ...>>

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Случайная новость из Архива Трудоголизм меняет структуру мозга 31.05.2025 Международная группа ученых недавно выявила, что у людей, регулярно работающих сверхурочно, происходят заметные изменения в структуре головного мозга, что может объяснять возникновение когнитивных и эмоциональных трудностей при переутомлении. Результаты данной работы подчеркивают важность баланса между работой и отдыхом для сохранения здоровья мозга и предупреждения негативных последствий хронического переутомления. Исследование проводилось специалистами из южнокорейского института Чунг-Анг, которые наблюдали за состоянием здоровья 110 работников сферы здравоохранения. Среди них 32 участника работали более 52 часов в неделю, что квалифицировалось как сверхурочная работа, тогда как остальные 78 соблюдали более умеренный график. Научная команда применила методы воксельной морфометрии, МРТ и 3D-сканирования для оценки объема серого и белого вещества в головном мозге добровольцев. Полученные результаты показали, что у трудоголиков наблюдается значительное изменение в объеме серого и белого вещества в 17 различных областях мозга. Особенно выделялось увеличение на 19% объема левой каудальной средней лобной извилины - зоны, ответственной за эмоциональную регуляцию, рабочую память, планирование и обработку информации. Эти функции крайне важны для эффективного принятия решений и контроля эмоционального состояния в стрессовых ситуациях. Кроме того, у тех, кто много работает, также отмечались изменения в верхней височной извилине, области, отвечающей за слух и речевую обработку. Важную роль в исследованиях сыграл островок - часть мозга, связанная с восприятием боли и другими сенсорными сигналами, который тоже демонстрировал структурные изменения. Все эти наблюдения указывают на то, что интенсивный труд способен вызывать глубокие изменения в ключевых отделах мозга. Ученые подчеркнули, что хотя данные показывают реальные структурные преобразования, для точного определения причинно-следственных связей необходимы дальнейшие углубленные исследования. Текущий эксперимент представляет собой лишь первый этап понимания того, каким образом хронический стресс и переработки отражаются на мозговой деятельности. Несмотря на то, что результаты требуют осторожной интерпретации, они служат важным сигналом о потенциальных рисках для когнитивного и эмоционального здоровья людей, вовлеченных в длительный и интенсивный труд. Изменения в объеме мозга могут объяснять частые жалобы на усталость, снижение концентрации и эмоциональную нестабильность, которые часто встречаются у трудоголиков. В перспективе дальнейшие продольные исследования и использование различных методов нейровизуализации помогут не только подтвердить обнаруженные закономерности, но и выяснить механизмы, лежащие в основе этих изменений. Такой комплексный подход позволит разрабатывать эффективные стратегии профилактики и поддержки здоровья мозга у людей с высокой рабочей нагрузкой.

Другие интересные новости:

▪ Иностранный язык не делает детей более внимательными

▪ Молекулу скрестили со светом при комнатной температуре

▪ JUKEBOX от TDK

▪ Молоко против кариеса

▪ Автомобили Ford научатся отслеживать свободные парковки

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Права - не дают, права - берут. Крылатое выражение

▪ статья Как велика длина самой длинной в мире пещеры? Подробный ответ

▪ статья Станционный рабочий. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Имитационная окраска шкурок. Простые рецепты и советы

▪ статья Двуполярный источник питания, 220/±12,6 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025