アンテナのバランスをとる方法。スキーム、説明

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アンテナのバランスを取る方法。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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多くのHFおよびVHFアンテナ、特にテレビアンテナは、対称アンテナのクラスに属しています。このようなアンテナが同軸フィーダーを介して給電される場合、それらの動作は移行バランの性能に大きく依存します。ただし、アマチュア無線家は、アンテナを作成するときに、アンテナデバイスに関するいくつかの人気のある本に見られる誤った推奨事項に基づいて、そのようなデバイスをまったく作成しないか、誤って設計することがよくあります。

この記事では、アンテナのバランスをとる方法といくつかのバランスデバイスの特性、およびそれらの実装に関する推奨事項について説明します。

対称アンテナへの同軸フィーダーの直接接続 （たとえば、ダイポールに対して）電流の対称性が崩れ、フィーダースクリーンの外面に電流が発生します。つまり、アンテナフィーダー効果が発生します。図に図１ａは、ダイポールとフィーダーとのそのような接続を示している。この場合、フィーダの出力電圧は、対称バイブレータの入力端子１〜２だけでなく、フィーダの一方の端子２およびシールドシェル３にも印加される。

アンテナバランシング方式
Pic.1

図に示すように、バイブレータの端子間の電圧によって対称的な電流が発生し、バイブレータの半分からもう一方の半分に閉じます。 1、ただし実線の矢印。バイブレータの右半分とケーブルシースの間の電圧は、破線の矢印で示されているように、追加の電流を誘導します。この電流の出現は、フィーダーによる電磁エネルギーの放出（受信）につながり、アンテナ内の電流の対称性を破り、その結果、放射パターンを歪めます。

図に図１、ｂは、直接接続された同軸フィーダを備えた対称アンテナの等価回路を示し、アンテナは、発電機または消費者（送信機または受信機）の出力端子の負荷抵抗Ｒｎとして示されている。図からわかるように、これらの端子の1つは、負荷抵抗Rnだけでなく、アンテナバイブレータとフィーダのシールドであるコンデンサCを介してグランドにも接続されます。したがって、アンテナの対称性が崩れます。したがって、同軸フィーダーを対称アンテナに接続するために、バランとも呼ばれる特別なアダプターデバイスが使用されます。これにより、フィーダーのシールドシェルに対するアンテナの各半分の電気的対称性が実現されます。

トランジションデバイスタイプ「ロッキングカップ」 図に示す。 2a。

アンテナバランシング方式
Pic.2

この装置では、アンテナバイブレータの入力端子1-2は、同軸ケーブルの内部および外部導体に直接接続されています。同軸ケーブルは、金属カップBの軸に沿って内部に配置されているため、カップの壁とシールドシースが接続されています。ケーブルのBは、特性インピーダンスrの同軸線を形成します（同軸線と11線線の波動インピーダンスを計算するための式は、1962年のジャーナル「Radio」N2に記載されています）。ポイント3とポイントXNUMXの間のこのラインの入力インピーダンスは次のとおりです。

アンテナバランシング方式

l = l / 4の場合、Z2,3の値が大きく、ポイント2からポイント3への電流は流れず、アンテナの両側の電流は等しくなります。ガラスBの長さlがl/4と異なる場合、図2,3の等価回路からわかるように、Z2は大きくなりません。 2bでは、対称性が崩れます。ポイント1で、電流の一部がグランドに分岐し、グランドとポイント2〜10の間の電圧が等しくなくなり、位相がずれます。したがって、そのような平衡装置の動作周波数帯域は小さい。通常、デバイスが設計されている基本周波数の値のXNUMX％を超えることはありません。

アンテナバランシング方式
Pic.3

ガラス付きの平衡装置の周波数帯域は、 同軸線のXNUMX番目のセグメントの導入 ガラスと同じ波動抵抗を持つ (図 3a)。この場合、等価回路 (図 3、b) からわかるように、グランドに対するポイント 1 とポイント 2 の抵抗は、それらの値に関係なく等しくなります。つまり、Z1,2 = Z2,3 です。 . これにより、アンテナ電力は広い周波数帯域で対称になります。図 3 と図 4 に示すデバイスの違いは、後者の XNUMX つの要素 (B と B') が並んで配置され、端が閉じた XNUMX ワイヤラインを形成するという事実にあります。

このバランの入力インピーダンスは

アンテナバランシング方式

ここで、r'はXNUMX線式ラインの波動インピーダンスです。

バランス装置図4 設計がシンプルで、広い周波数帯域で動作し、アマチュアの練習で最もよく使用されます。この平衡装置の導体の 3 つは、同軸フィーダ (要素 B) のシールドシェルです。 . 前のもの（図XNUMX）に対するこのデバイスの主な利点は、半分の長さです。

アンテナバランシング方式
図4図2,3、4、XNUMX：A-同軸ケーブルの内部コア、
BおよびB'-ケーブルの外側の編組、BおよびB'-金属製のカップ。

バランス装置タイプ「Uエルボー」のスキーム 図 5 に示す a. ここでは、メインの同軸フィーダの中心線がバイブレータの左半分の端子 1 に接続されています。同じポイントから、長さ l/2 のケーブルを介してバイブレータの右半分の端子 2 に電圧が供給されます。ここで、l はケーブル内の波長です (短縮を考慮)。長さl / 2のケーブルセクションの通過中の電圧の位相は180°シフトするため、必要な逆位相電圧がバイブレータ端子に供給されます。ケーブルのシールドシースは相互接続されています。

アンテナバランシング方式
Pic.5

著者：Ing。 K.カルチェンコ; 出版物：N。ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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