VHFでの無線通信。スキーム、説明

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VHFによる無線通信。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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VHFは、サービスおよびアマチュア無線通信に広く使用されています。 VHFでの無線通信には、天候からの独立性、時間帯、年、低レベルの干渉、機器とアンテナの小型化という利点があります。 VHFでのサービス無線通信は、モバイル、ポータブル、および固定の無線電話ステーションを使用して実行されます。それらは、建設、農業、油田、林業、および輸送で使用されます。都市では、救急車、消防車、緊急車両、タクシーに無線電話局が設置されています。

アンテナとしては、通常、垂直に配置されたXNUMX/XNUMX波長非対称または半波対称のバイブレータが使用されます。

垂直バイブレータの水平面内の指向性パターンは円の形をしているため、地表面に沿ったあらゆる方向の通信を確立するためにうまく使用することができます。垂直面では、アンテナは地表に沿って位置する主な放射の最大値を持ちます。これは、移動する物体の特徴である低地アンテナの場合に特に有益です。設計の観点から移動体の最も便利なアンテナは、2,5/3,5 波長ピンです。垂直面でより多くの指向性放射を生成する送信アンテナを使用することで、受信ポイントでの電界強度を高めることができます。固定ラジオ局用のこのようなアンテナを作成するよく知られた方法の 1 つは、多層同軸アンテナの設計です。それらの増幅は、垂直対称バイブレータの XNUMX ～ XNUMX 倍です。比較のために、これらのアンテナの垂直面での放射パターンを図 XNUMX に示します。 XNUMX。

VHFでの無線通信
米。 1.垂直バイブレーター（1）と多層同軸アンテナの垂直面における指向性パターンの下ローブ。（2）。

図上。図２は、同軸アンテナ（ａ）およびそれに沿った電流分布（ｂ）を示し、共通の垂直マスト上に配置された３つの対称垂直半波長分割バイブレータＩ、ＩＩおよびＩＩＩからなる。

VHFでの無線通信

バイブレータの各アームの長さは約 4/12 です。ここで、l は動作範囲の平均波長です。バイブレータは、外径 30 ～ 2 mm の金属チューブでできています。同軸ケーブルはアーム b ～ e の内側を通り、ケーブルの中心コアと内部絶縁は全長にわたって連続しています。中央のコアは、ポイント 3 でショルダー a にはんだ付けされます。ケーブルシースはポイント 6 で終わり、ポイント 7-10 とポイント 11-3 の間にギャップがあります。ポイント 6、7、10,11、XNUMX、XNUMX で、チューブにはんだ付けされます。

バイブレーターは、同じブランドまたは別のブランドのケーブルブレードで作成することもできます。この場合、ケーブルから取り外したブレードは、フィーダーの外側の絶縁体にストッキングの形で取り付ける必要があります。ケーブルシースのバイブレーターを使用するとアンテナが軽くなり、チューブがなくケーブルが過剰になると、製造がスピードアップします。

ケーブルとアーム a の中心コアは、有限長の XNUMX 本のワイヤと見なすことができます。そのようなワイヤーには、端に結び目がある定在波が設置されています。肩越しに広がる波 а、短縮を経験しません。同軸ケーブル内を伝搬する波は短縮されます (短縮係数の計算については、雑誌「Radio」、1964、N "7、pp. 31-32 を参照してください)。ポイント 6 間にケーブル編組がないため図7および10-11では、波はここでは短縮されていませんが、セクションの長さが短いため（50〜70 mm）、これは練習のために十分な精度で無視できます. アームb、c、d、e中心コアの電流の影響下で、編組の内面に電流が誘導され、編組の内面に誘導される電流は中心コアの電流と位相がずれています。チューブの表面に到達すると、電流はその方向を 180 ° 変更し、アンテナの給電点で中心コアの電流と同相になります。 а は中央コアの電流の続きであり、アームeの電流はフィーダーブレードの内面の電流の続きです。

同相で供給され、同じ線上に配置されたバイブレータは、この線を通過する平面にある狭いビームに集中した放射を生成することが知られています。半波長バイブレータ I、II、および III の同相電源の場合、バイブレータ間の距離は、ケーブル lk の波長に等しく選択されます。アンテナのバランスをとるタスクは、バイブレータ b ～ e の肩によって解決されます。各バイブレータは、編組の外面とともに、無線工学で知られているバランスのとれた「ガラス」を形成します。

75 つの半波バイブレータの入力インピーダンスは 50 オームです。直列給電バイブレータの数が増えると、アンテナの入力インピーダンスは多少低下し、75 つのバイブレータでは 50 オームに達します。したがって、インピーダンスが XNUMX オームまたは XNUMX オームの標準同軸ケーブルを使用して、アンテナに電力を供給することができます。

アンテナの全長Ｌ（点１～１２間の距離）は、Ｌ＝１／２＋（Ｎ－１）ｌｋに等しく、ここでＮは対称半波長アンテナバイブレータの数である。 KB範囲の長波セクションでは、アンテナの全長が大きなサイズに達する可能性があります。これが設計上不便な場合は、ゲインをわずかに下げて 1 つのバイブレータ I と II に制限できます。

アンテナマストは、木製またはその他の非導電性材料でできています。チューブは絶縁体に取り付けられています。ポイント 4-5、8-9 間のケーブルは、ブラケットを使用してマストに取り付けられます。点 3、6、7、10、11 で、ケーブル編組は、切断されてはんだ付けされたチューブの表面全体に均等に配置されます。ギャップ 2-3、6-7、10-11、およびポイント 4、5、8、9、12 でのチューブとケーブルの間のギャップは、粘土でシールされます。穴 1 はストッパーで塞がれ、密閉されています。

アンテナ計算例

タスク。 144 ～ 146 MHz の範囲で動作する XNUMX 層アンテナを計算します。

fav=145MHz。

l = 300/145 = 2,07 m

外径D=28mm、内径d=25mmのチューブを使用してみましょう。バイブレータのアームの長さは、短縮 l=k(l/4) を考慮して決定します。ここで、k はチューブの直径に対する波長の比率 l/D に応じた短縮係数です。この係数の値を表に示します。

表1
l / D 20 40 100 200 400 1 000 2 000 4 000 10 000
k 0,925 0.942 0,956 0,962 0,967 0,970 0.972 0.975 0.978

l / D = 2070/28 = 74、

補間すると、k=0,95であることがわかります。その結果、

l=0,95(2070/4)=490mm。

波動インピーダンスが 50 オーム、外径が 7 mm のケーブル PK-12-50-11,2 を選択します。ケーブルの内部絶縁は、e=2,5 のポリエチレンでできています。

バイブレーターの給電点間の距離を決定します。

VHFでの無線通信

アンテナの長さ:

L=l/2+(N-4)lк=1,04+(3-1)*1,38=3,8 м.

説明されているアンテナは、VHF 帯域の長波セクションで設計およびテストされています。長年の運用実績により、その有効性が確認されています。

文学:

B. F. Dubrovin、「動く物体との無線電話通信」、State Energy Publishing House、1956
I. P. Zherebtsov、「Meter willtechnique」、DOSAAF、1955年
ラジオ1/77、p.27-28

出版物：N。ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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