Малогабаритная антенна СВ диапазона. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны УКВ

 Комментарии к статье

Антенное хозяйство является необходимой составляющей любой радиостанции. Для СВ радиостанции, которая может использоваться как в передвижном варианте - из автомобиля, так и стационарно - из дома, необходимо иметь постоянную "домашнюю" антенну. Один из наиболее простых и эффективных вариантов такой антенны был приведен в [1], но эта антенна эффективно работает лишь на верхних этажах зданий. При расположении на нижних этажах ее эффективность значительно уменьшается из-за сильного поглощения вертикальной составляющей излучения стоящими рядом домами, которые представляют собой достаточно эффективный экран.

В подобных случаях эффективней работает рамочная антенна. Один из вариантов рамочной автомобильной антенны был рассмотрен в [2]. Рамочная комнатная антенна может быть расположена по периметру окна (рис. 1). Конденсатор, настраивающий антенну в резонанс, располагается на перекладине, разделяющей окно на две части.

Были испытаны два варианта антенны. Размеры первой - А=140 см, Б=140 см, В=40 см; Г=70 см. Конденсатор был расположен в коробке из фольгированного стеклотекстолита, его окончательная емкость составляла 3,5 пФ. При меньших размерах периметра окна емкость конденсатора увеличивается. То, что конденсатор расположен не симметрично, а несколько сбоку от геометрического, и в данном случае электрического, центра антенны, не мешает ее нормальной работе.

Второй вариант антенны имел размеры А=140 см, Б=210 см, В=40 см. В этом случае конденсатор не понадобился, настройка антенны в резонанс осуществлялась проводниками Г, которые в этом случае были по 60 см длиной.

Обе антенны были выполнены из гибкого медного провода диаметром 1 мм и расположены с внутренней стороны окна. Следует заметить, что для работы антенны нет никакой разницы, где она установлена - с внутренней или наружной стороны окна, все определяет лишь удобство ее установки. Расстояние В тоже может быть изменено при различных вариантах выполнения окна.

В случае низкого расположения антенны - на нижних этажах, а значит, и при необходимости "вылезти за экран", наибольший эффект дает запитка антенны либо в одном из нижних ее углов, либо в центре ее нижней стороны. Но на практике реализация такого питания, наоборот, уменьшает эффективность работы антенны по сравнению с питанием в центре вертикальной стороны. Это связано с тем, что под окном обычно находится металлический подоконник и батарея отопления, которые сильно поглощают ВЧ энергию.

Если комнаты выходят на разные стороны дома, есть смысл установить две антенны, что позволяет уверенно работать по двум направлениям. Настройка антенны не представляет сложности и может быть выполнена несколькими способами. Наиболее простой из них - с использованием индикатора напряженности поля. Изменяя емкость конденсатора или длину элементов Г, необходимо добиться максимальной напряженности поля. Но более тщательная настройка возможна лишь с помощью КСВ-метра или ВЧ-моста, например приведенного в [З]. Действительно, настраивая антенну по индикатору напряженности и используя при этом промышленную СВ-радиостанцию с системой автоматической регулировки мощности, которой снабжено большинство станций, трудно достичь корректной настройки антенны. Используя же мост, вход которого согласован с выходом передатчика, можно провести очень точную настройку антенны в резонанс и определить при этом ее реальное сопротивление. Как оказалось, сопротивление первого варианта антенны было около 35 Ом, второго варианта - около 55 Ом, в обоих случаях с небольшой реактивностью. Это показывает, что наиболее эффективно обе антенны можно запитать кабелем 50 Ом, что очень удобно, т.к. импортные радиостанции рассчитаны на такое сопротивление антенны.

Но наибольший эффект при применении такой антенны дает использование согласующего устройства (рис. 2). Устройство выполнено несимметричным, т.к. рамочная антенна хоть и относится к симметричным, но в данном случае влияние посторонних предметов рассимметрирует ее. Катушка L2 выполнена из медного провода толщиной 1,5 мм, бескаркасная. Она содержит 6,5 витков, диаметр - 25 мм, длина намотки - 40 мм. Холодный конец припаян ко дну коробки, горячий - на ротор С1. Катушка L1 содержит два витка такого же провода, расположена поверх L2 и находится в нижней трети ее. Это согласующее устройство дает возможность довести сопротивление комнатной рамочной антенны со стороны входа согласующего устройства (СУ) до любого сопротивления стандартного кабеля - 50 или 75 Ом, при этом реактивной составляющей практически не было. Согласующее устройство работает с большим КПД - не менее 90% (измерен практически), так что практически вся мощность от передатчика поступает в антенну. Являясь узкополосной цепью, СУ эффективно устраняет TVI, что особенно важно при использовании радиостанции с усилителем мощности. Указанный вариант СУ можно настроить так, что оно будет работать во всем СВ диапазоне с небольшим КСВ по его краям.

Согласующее устройство было выполнено в коробке из фольгированного стеклотекстолита размерами 6х8х6 см и размещено в непосредственной близости от антенны. Роторы С1 и С2 для подстройки были выведены наружу. Следует заметить, что использование СУ, которое позволяет достичь КСВ в кабеле, питающем антенну, практически 1:1, дает возможность смело применять различные фильтры помех, неоднократно приводимые в литературе (например [4,5]), которые позволяют снизить уровень TVI весьма значительно. Фильтр необходимо устанавливать сразу на выходе радиостанции.

При сравнительном испытании рамочных антенн, описанных в этой статье, с антенной из [1], было выявлено их явное преимущество. Рамочные антенны обеспечивали большую дальность связи и гораздо меньший уровень TVI и радиопомех. Последнее особенно заметно при использовании согласующего устройства. Что еще немаловажно - эти рамочные антенны могут быть размещены практически незаметно, что не портит интерьера комнаты.

Антенна с подстроечным конденсатором хорошо согласуется в диапазоне частот от 21 до 30 МГц, что дает ей возможность работать не только в СВ диапазоне, но и в нескольких любительских KB диапазонах. Согласующее устройство с указанными здесь номиналами радиодеталей хорошо согласует лишь от 30 до 24 МГц. Для работы на 21 МГц емкости конденсаторов С1 и С2 необходимо увеличить до 50 пФ, или количество витков катушки L2 увеличить до 8,5, сохранив при этом длину намотки. В этом случае верхняя частота работы СУ ограничивается 29 МГц. Вторая антенна при использовании с ней переменного конденсатора перекрывала диапазон от 14 до 24 МГц. Катушка L2 согласующего устройства для этого диапазона должна содержать 11,5 витков при длине намотки 45 мм. Катушка связи во всех случаях содержит 2,5 витка. Ее можно перемещать по контурной катушке для нахождения оптимальной связи и оптимального КСВ.

Во всех случаях при настройке СУ следует стремиться к тому, чтобы конечная емкость С2 была максимально возможной. Минимальное значение С2 свидетельствует о неправильной настройке системы кабель - СУ - антенна. При мощностях свыше 10 Вт на конденсаторе антенны может быть высокое ВЧ напряжение, поэтому следует принять меры по, его электрической изоляции.

Литература

1. Заугольный С. Малогабаритная приемопередающая антенна диапазона 27 МГц//Радиолюбитель. 1994. N2.
2. Стахов Е. Антенна для охранной сигнализации/Радиолюбитель. 1996. N8.
3. Григоров И. КСВ-метр - измеритель сопротивления//Радиолюбитель. 1996. N2.
4. Доматковский Б. Фильтры гармонии/Радиолюбитель. KB и УКВ. 1996. N3.
5. Радион Г. Фильтр верхних частое/Радиолюбитель. 1993. N7.

Автор: И.Григоров (RK3ZK, UA3-113); Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Антенны УКВ.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Микроскопические роботы из воздуха 05.06.2012 Ученые создали микроскопических роботов буквально "из воздуха". Оригинальная технология может найти применение в изготовлении микроструктур и различных областях экспериментальной науки. Когда речь идет о микророботах, обычно мы представляем сложную уменьшенную копию привычных механических систем с крошечными двигателями, компьютерами и шестеренками трансмиссии. Иногда все же проще использовать в качестве роботов существующие микрообъекты, например, микроорганизмы, которые реагируют на магнитные поля. Американские ученые нашли совершенно новый подход и создали роботов, представляющих собой пузырьки воздуха, которые приводятся в движение с помощью лазеров. Создать пузырьки воздуха в солевом растворе в целом не составляет труда - достаточно шприца с воздухом и острой иглой. Гораздо сложнее управлять ими для выполнения какой-либо полезной работы. Чтобы заставить "пузырьковых" роботов передвигаться, ученые использовали 400-мВт 980-нм лазер, который проходит сквозь пузырь. В результате на одной стороне создается локальная зона нагрева, куда устремляется пузырь. Перемещение луча лазера позволяет с высокой точностью направлять пузыри в любом направлении и разгонять их до относительно высокой скорости около 4 мм/с. Кроме возможности создать сколько угодно роботов, управляемые лазером пузырьки имеют еще одно большое преимущество по сравнению с более распространенными микроботами. Так, с помощью множества лучей можно управлять каждым пузырьком отдельно, в то время как микророботы, управляемые магнитным полем, синхронно движутся "стайкой". В настоящее время ученые пытаются приспособить "пузырьковых" роботов для транспортировки микрошариков и сборки сложных конструкций. Также ведется разработка совершенной системы управления, которая позволит контролировать работу пузырьков в режиме реального времени. В перспективе роботы-пузырьки смогут собирать сложные конструкции, а затем бесследно исчезать, оставляя после себя безупречно выполненную работу.

Другие интересные новости:

▪ Новости мышиной анатомии

▪ Гомеопатия бесполезна и для животных

▪ Модуль памяти Samsung Compute Express Link (CXL) 512 ГБ

▪ Переносная портативная радиолокационная станция

▪ Разработан новый нейроинтерфейс

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовая электроника. Подборка статей

▪ статья Софокл. Знаменитые афоризмы

▪ статья Для чего по ночам зажигаются светлячки? Подробный ответ

▪ статья Обувщик по индивидуальному пошиву обуви. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Квазисенсорные релейные переключатели. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Табасаранские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026