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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Датчик для биометрической аутентификации по дыханию 28.06.2022 Сегодня идентифицировать человека можно по отпечатку пальца, радужке или лицу, но прогресс не стоит на месте, и японские ученые предлагают новый способ аутентификации. Они разработали систему биометрии на основе датчика, распознающего людей по составу выдыхаемого воздуха. В сочетании с технологией машинного обучения этот "искусственный нос" имеет точность почти 98 %. В век цифровой информации биометрия - важный способ защиты ценных данных. Помимо ставших уже привычными отпечатков пальцев и ладоней, голоса и лица существуют и менее распространенные варианты: по венам на пальцах или электрическим волнам мозга. "Все эти методы основаны на физической уникальности каждого индивида, но они не полностью надежны. Физические характеристики можно скопировать или даже нарушить травмой, - объяснил Чайянут Джираюпат из Университета Кюсю, один из исследователей. - Недавно появился новый класс биометрической аутентификации, который использует уникальный химический состав для идентификации личности". Команда ученых решила исследовать биометрический потенциал человеческого дыхания. В конце концов, по составу выдыхаемых веществ уже научились диагностировать рак, диабет и даже COVID-19. Анализ показал, что для аутентификации можно использовать 28 компонентов дыхания, пишет EurekAlert. На основе этих данных был создан 16-канальный датчик, каждый из каналов которого идентифицирует свой набор соединений. Затем данные поступают в систему машинного обучения, которая анализирует состав и разрабатывает профиль, который затем используется для идентификации личности. Протестировав систему на образцах дыхания шести человек, исследователи обнаружили, что средняя точность идентификации составляет 97,8%. Этот уровень не изменился даже когда количество образцов выросло до 20, причем группа состояла из людей разных национальностей, пола и возраста. Биометрическая аутентификация все чаще приходит на смену традиционным паролям. Инженеры из США улучшили метод установления личности по рисунку сосудов пальцев, добавив к двум измерениям еще одно. Новая система биометрии ошибается лишь в 1% случаев.

Другие интересные новости:

▪ Жёстких дисков покупают всё больше

▪ Беспроводной шлюз CC3200+CC2650 подключает BLE-датчики к Интернет

▪ Автономный водородный источник энергии в контейнерном исполнении для судоходства

▪ Обновленная спецификация для коннектора Lightning

▪ SpaceX будет доставлять астронавтов на Луну

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПТЭ. Подборка статей

▪ статья Театр одного актера. Крылатое выражение

▪ статья Почему слово бесталанный в сегодняшнем обиходе используется неправильно? Подробный ответ

▪ статья Как высушить обувь. Советы туристу

▪ статья Автомобильная радиостанция диапазона 144-146 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Калибратор S-метра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025