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:

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 ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Звук может распространяться даже в вакууме 14.08.2023 Финские физики обнаружили, что при определенных условиях звук способен передаваться через идеальный вакуум, противоречащий традиционному пониманию, что звук требует среду для распространения. Для распространения звука обычно необходима материальная среда, через которую вибрации могут передаваться. На Земле это может быть воздух или вода. Звук возникает из-за вибраций, приводящих атомы и молекулы в движение внутри среды. Эти вибрации передаются от одной частицы к другой и интерпретируются человеческим слухом как звук. Идеальный вакуум предполагает отсутствие какой-либо материальной среды. В теории, в таких условиях звук не должен распространяться. Однако ученые из Финляндии обнаружили, что так называемый "вакуум" все же может содержать электрические поля, способные вызывать вибрации в пьезоэлектрических кристаллах. Это может стать ключевым фактором для исследования передачи звука в пустом пространстве. Пьезоэлектрические материалы способны преобразовывать механическую энергию в электрическую и обратно. Применение механического давления к кристаллу создает электрическое поле, а подача электрического поля на кристалл вызывает его деформацию. Исследование показало, что звуковые вибрации могут вызывать механическое напряжение в пьезоэлектрических кристаллах. С использованием оксида цинка как пьезоэлектрического кристалла, физики установили, что этот кристалл способен преобразовывать механическое напряжение в электрическое поле при определенных условиях. Путем размещения двух таких кристаллов рядом друг с другом, один из них может преобразовывать электрическую энергию обратно в механическую, позволяя звуковым волнам проникать через вакуум. Этот эффект оказывается наиболее эффективным при определенных частотах и расстояниях между кристаллами, позволяя ультразвуковым волнам "туннелировать" через вакуум. Это открытие может иметь важные последствия для квантовой информатики и других областей физики. Важно отметить, что хотя в большинстве случаев передача звуковых волн через вакуум оказывается слабой, есть ситуации, когда это происходит с высокой эффективностью и без отражений.

Другие интересные новости:

▪ Электричество с колес

▪ Интерактивная панель Huawei IdeaHub S2

▪ Выстрелы в пещере определят ее размеры

▪ Мидии помогли создать сверхпрочный полимер

▪ Китайский Питон ремонтирует дороги

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. Подборка статей

▪ статья Как вас теперь называть? Крылатое выражение

▪ статья Название какой картины Рембрандта противоположно замыслу художника? Подробный ответ

▪ статья Шпажник. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Паротурбинные солнечные энергетические установки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Цветные кольца в студнях. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025