Методы питания и исполнение магнитных рамочных антенн. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

СВЯЗЬ КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ С ПЕРЕДАЮЩИМИ МАГНИТНЫМИ РАМОЧНЫМИ АНТЕННАМИ

При работе таких антенн в режиме передачи применяют два вида связи антенны с фидерной линией - через магнитную петлю (рис. 3.11,а) и через схему гамма-согласования (рис. 3.11,б). Обратите внимание, что и петля связи, и точка подключения экрана кабеля при гамма-согласовании находятся точно напротив подстроечного конденсатора Это необходимо для сохранения симметрии рамки.

Рис. 3.11. Питание передающей магнитной рамки

Обычно диаметр петли связи составляет 0,2 от диаметра основной рамки. С помощью этой петли можно обеспечить удовлетворительное согласование во всем рабочем диапазоне частот магнитной рамки. Надо стараться, чтобы провод для петли не был тоньше того, из которого сделана магнитная рамка.

Второй вид согласования - гамма-согласование. Толщина провода, используемого в его схеме, примерно в 2-5 раз тоньше провода рамки. Его радиус составляет 0,85-0,95 от радиуса основной рамки. Длина L в схеме не должна превышать 0,2 от периметра рамки и чаще всего выбирают значение 0,1. Гамма-согласование требует более тщательной, по сравнению с петлей связи, настройки для разных диапазонов, но при этом обладает более высоким КПД. При работе рамки в двух-трех диапазонах для гамма-согласования всегда можно найти оптимальные размеры. Если к рамке имеется свободный доступ, то для настройки удобно использовать замыкающие перемычки. В любом случае, когда приходится иметь дело с магнитными рамками, рекомендуется устанавливать согласующее устройство.

Если рамка служит только в качестве приемной, то проблем с согласованием обычно не бывает. Оно осуществляется с помощью размещаемого непосредственно около рамки транзисторного усилителя, с выхода которого отфильтрованный и усиленный ВЧ сигнал по коаксиальному кабелю поступает на вход приемника.

РАЗМЕРЫ И ИСПОЛНЕНИЕ МАГНИТНЫХ РАМОЧНЫХ АНТЕНН

Характерные размеры передающей рамочной антенны приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2.

Периметр рамки, см	50	80	100	200	500	400
Высшая рабочая частота, МГц	29	21	14	7	3,5	1,9

При таких размерах рамка эффективно работает на трех соседних диапазонах длин волн, например 10, 15 и 20 или 40, 80 и 160 м. Ее эффективность на верхней частоте максимальна, а на более низких снижается. Приведенные в этой таблице данные соответствуют магнитной рамке без экрана. Если имеется электростатический экран, то следует учитывать емкость между ним и внутренним проводом, которая уменьшает резонансную частоту рамки. Для удовлетворительной работы периметр рамки должен быть не менее 0,08 от рабочей длины волны.

С помощью конденсатора рамку можно настроить на еще более низкие частоты, однако в режиме передачи подобная конструкция станет уже совсем мало эффективной.

Как было показано выше, входное сопротивление магнитных рамок невелико. Это затрудняет согласование антенных систем, в которых магнитная рамка работает на передачу, без ее настройки в резонанс с рабочей частотой.

Рамочная антенна имеет свою собственную индуктивность. Ее можно рассчитать по известной формуле или измерить с помощью соответствующих приборов. Присоединив к разомкнутым концам рамки переменный конденсатор, получим обычный колебательный контур, который можно настраивать в широком диапазоне частот. На рис. 3.11 показаны две схемы связи рамки с кабелем: через петлю связи (а) и с применением гамма-согласования (б); под ними изображены соответствующие аналоги на сосредоточенных элементах в виде индуктивной и трансформаторной связи с контуром.

В колебательном контуре, образованном рамкой и конденсатором, электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора, а магнитное - вокруг рамки. Результаты решения задачи нахождения оптимальных размеров рамки и емкости конденсатора были приведены выше. Из них следует, что длина рамки должна составлять приблизительно 0,08 от длины волны, а емкость конденсатора - около 30-50 пФ в диапазоне 2-30 МГц.

Рамка меньшей длины будет излучать менее эффективно из-за низкой добротности. Последняя, как известно, определяется выражением: Q=(L/C)/Rп, где L - индуктивность рамки, Гн; C - емкость на конце рамки, Ф; Rп - сопротивление потерь в рамке, Ом.

Одновитковая рамка, в отличие от многовитковых, имеет максимальное отношение L/C и минимальное сопротивление потерь. Рамку, длина которой больше, чем 0,08 рабочей длины волны, возможно не удастся настроить в резонанс, вследствие чего ее согласование станет проблематичным.

Поэтому, для работы в режиме передачи целесообразно применять одновитковую рамку. При настройке ее в резонанс, когда от передатчика поступает значительная мощность и рамка хорошо согласована, по ней могут протекать ВЧ токи в сотни ампер. Поэтому желательно, чтобы передающая магнитная рамочная антенна была выполнена из медной трубы большого диаметра. Можно отполировать ее поверхность до зеркального блеска. Конденсатор переменной емкости обязательно должен быть высококачественным, лучше - без трущихся контактов. В крайнем случае, можно обойтись обычным спаренным конденсатором переменной емкости, подключенным к рамке только статорными (неподвижными) секциями (рис. 3.12). Не следует применять конденсаторы с твердым диэлектриком из-за их низкой добротности.

Рис. 3.12. Обычный конденсатор переменной емкости в магнитной рамке

Заметим, что иногда встречаются сообщения об использовании радиолюбителями для работы в режиме передачи ненастраиваемых магнитных рамочных антенн.

Задача эффективного согласования такой рамки с передатчиком даже теоретически очень сложна и выходит за рамки обычной радиолюбительской практики, поэтому этот тип антенн здесь не рассматривается. Не рекомендуем радиолюбителям, не имеющим соответствующей теоретической и практической подготовки, пользоваться такими конструкциями, так как результат будет неутешительным.

Когда магнитные рамки служат в качестве приемных антенн, проблема КПД стоит не так остро. Поэтому для них подходят конденсаторе с твердым диэлектриком или воздушные с трущимися контактами. Рамку делают многовитковой, что позволяет уменьшить ее размеры. Для рамки можно использовать и тонкий провод. Часто применяют коаксиальный кабель, внутренняя жила которого образует рамку, а оплетка выполняет функции ее экрана. Источник: Григоров И.Н. Практические конструкции антенн.

СОГЛАСОВАНИЕ РАМКИ И ПИТАЮЩЕГО КАБЕЛЯ

Индуктивная связь и согласование также широко распространены благодаря простоте реализации. Чаще всего применяется вариант, показанный на рис. 20.7. Внутри большой петли размещают малую индуктивную петлю с соотношением диаметров 5:1. Благодаря симметричной связи через симметрирующий трансформатор на кольцевом сердечнике 1:1 можно подсоединять 50-омный коаксиальный кабель.

Рис. 20.7. Рамочные антенны с индуктивной связью: а - симметричное подключение с симметрирующим трансформатором на кольцевом сердечнике 1:1; б - несимметричная связь; в - индуктивная связь с экранированием (детальный эскиз).

При несимметричной связи (рис. 20.7б) коаксиальный кабель подключается непосредственно. Электрически целесообразный способ индуктивной связи представлен на рис. 20.7,в. Здесь показан только связующий виток из коаксиального кабеля с разрывом его экрана посреди витка. Экран части правой половины шлейфа припаивается к основанию большого кольца (см. рисунок), и в этом месте антенну заземляют. Слегка деформируя шлейф из коаксиального кабеля, добиваются тонкой настройки антенны на минимальный КСВ. Считается, что диаметр d должен быть тем меньше, чем выше рабочая добротность антенны.

Литература:

1. К.Ротхаммель. Антенны. Том 2. Издание 11, 2001г.

Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

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

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Технология передачи аудио-сообщений при помощи лазерного света 10.02.2019 Новая технология, разработанная в одной из лабораторий Массачусетского технологического института, позволяет передавать аудио-сообщения, предназначенные для ушей только одного человека, на расстояние до нескольких метров. Ключевую роль в этой технологии играет свет специально настроенного лазера, который возбуждает и заставляет колебаться молекулы воды, находящиеся в воздухе. Область применения такой технологии достаточно широка, начиная от военных технологий, целевой рекламы и многого другого, где в силу каких-либо причин использование наушников является неприемлемым или нецелесообразным. Не стоит волноваться по поводу "лазера, нацеленного на ваше ухо", разработчики технологии утверждают, что все это полностью безопасно для человека. "Это - первая подобная система, в которой используются лазеры, излучение которые полностью безопасно для глаз и кожи человека" - рассказывается Чарльз М. Уинн (Charles M. Wynn), руководитель исследовательской группы. Основным компонентом системы является тулиевый лазер, излучающий в диапазоне 1.9 микрометра. Свет этого диапазона эффективно поглощается молекулами воды водяного пара, присутствующего в воздухе, что приводит к возникновению фотоакустического эффекта. При этом, для качественной работы новой лазерной технологии требуется очень малое количество воды в воздухе, она будет нормально работать даже в самых сухих условиях. Некоторое время ученые потратили на выбор одной из методик передачи звука при помощи лазерного света. Первой технологией являлась простейшая амплитудная модуляция лазерного света, которая позволяла воспроизвести звук, улавливаемый микрофоном, на расстоянии до 2.5 метров. Во втором методе модуляция света не использовалась, ключевым моментом этого метода, который получил название динамической фотоакустической спектроскопии, являлись зеркала и многократное отражение света, создававшего биения на требуемой звуковой частоте. Этот второй метод позволяет получать звуковые колебания большей амплитуды или предавать звуковую информацию на большие расстояния. В результате проб различных методов ученые разработали свой метод, использующий только лучшие черты от двух описанных выше методов передачи звука. И в результате экспериментальный образец устройства обеспечил передачу звука с уровнем в 60 децибелл (уровень нормального разговора) на расстоянии до нескольких метров.

Другие интересные новости:

▪ Новый рекорд по скорости беспроводной передачи данных

▪ Искусственный фотосинтез для получения топлива

▪ Газеты и Интернет: взгляд эколога

▪ Первая ракета на паровом двигателе

▪ Apple изменит телевидение

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПТЭ. Подборка статей

▪ статья Как получить идеальное видео при кошмарном освещении. Искусство видео

▪ статья Зачем в носу слизь? Подробный ответ

▪ статья Президент ассоциации. Должностная инструкция

▪ статья Электронные стартеры. Разновидности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Лабораторный источник питания, 220/0-20 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026