アクティブリフレクター付きアンテナ。スキーム、説明

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アクティブリフレクターを備えたアンテナ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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さまざまなタイプの指向性アンテナが、長距離のアマチュア短波通信に広く使用されています。比較的昔に、「波チャネル」タイプのアンテナが実用化されました。最も単純なアンテナには、アクティブ半波バイブレータとパッシブリフレクタのXNUMXつの要素が含まれています。ただし、パッシブリフレクターを備えたXNUMXエレメントアンテナは、十分な放射指向性を提供しません。

テレビチャンネルの周波数でマルチエレメントアンテナの使用に耐えることがまだ可能である場合、KBバンド（28 MHzでさえ）の場合、それらは回転装置と一緒になって、非常にかさばる構造になります。この点で、アクティブリフレクターを備えたXNUMXエレメントアンテナがますます使用されています。事実、リフレクターを動力源とするアンテナには、パッシブエレメントを備えたアンテナに比べて多くの利点があります。

簡単に言うと、これらの利点は次のとおりです。両方のアクティブエレメントを備えたXNUMXエレメントアンテナのゲインは、パッシブダイレクタとリフレクタを備えたフルサイズのXNUMXエレメントアンテナのゲインと同等です。ゲインの値が同じであるため、XNUMX要素システムは軽量で設計が単純であり、慣性モーメントと風損が低くなっています。有効電力を備えたアンテナを使用すると、放射をより抑制できます。これは、アマチュア通信では、特定のシステムで可能な最大ゲイン値を取得するよりも重要です。同時に、アクティブパワードアンテナは調整がより難しく、パラメータの変更にとってより重要であることに注意する必要があります。

反射板によって電力を供給される 1 素子アンテナの動作原理は、システム放射の主な最大値とは反対の方向に、振幅が等しい 3,4 つの逆位相フィールドを作成することです。アクティブリフレクターを使用すると、アンテナの両方の要素で電流を等しくすることができ、放射の最大減衰に必要な位相差を得ることができます。よく知られているアンテナ理論の式 [40] に従って実行された計算では、このようなアンテナのゲインはパッシブリフレクターを備えたアンテナのゲインよりも 50 dB 高く、後方放射の最大抑制 (損失を考慮) が示されています。接続ラインで) は 25 ～ 0,707 dB ですが、パッシブシステムでは 58 dB を超えません。 2E のレベルでの水平面でのダイアグラムの幅は 30° で、垂直面でのビーム幅は 32/XNUMX の吊り下げ高さと XNUMX° の放射角で XNUMX° です。

説明されているアクティブ反射板を備えた 9 素子アンテナは、HB2CV アンテナ [3、1] の改良版であり、その方式を図に示します。 8. 素子間の最適な距離が 225/225 に等しい場合、180°の位相シフトでアンテナ素子に給電することにより、逆位相の磁場を得ることができます。反射鏡の電源の位相ずれ 45 度は、素子の電源系の逆位相（XNUMX 度）と電源ラインの遅延（XNUMX 度）によって生じる位相ずれの合計に等しい。

アクティブリフレクター付きアンテナ
Pic.1

アンテナ回路 [2] には、同軸ケーブルで給電されたときに必要な位相シフトを提供しない誤ったデータが含まれていることに注意してください。

このアンテナの基本的な欠点は、必要な位相シフトを取得するのが難しいことです。これは、選択された電源方式が原因です。どのフィーダー線にも、その設計と使用される材料に関連する短縮係数があります。アンテナ技術で使用されるフィーダー線の場合、短縮係数は通常1,05〜1,66です。したがって、図の回路の場合。 1ポイントXXで電力が供給されると、45°に等しい必要な位相シフト（ラインによる）の代わりに、使用されるラインのタイプに応じた値が取得されます。

この欠点がなく、2つのアクティブエレメント間のほぼすべての位相シフトを取得できるアンテナのスキームを図に示します。 XNUMX。

アクティブリフレクター付きアンテナ
Pic.2

既知のライン短縮係数を持つ供給フィーダーの接続点は、次の式で簡単に決定できます。

dp + da = d + 2Dlk、

ここで、dは要素間の距離です。

daは、スイッチングポイントからアンテナまでのラインの長さです。

dp-スイッチングポイントからリフレクターまでの線の長さ。

Dlk - ラインのより建設的な延長 (10-20 cm) および

アクティブリフレクター付きアンテナ

ここで、l は動作波長です。

y は必要な位相シフトです。

e は短縮係数です。

アンテナに電力を供給するには、RK-75-7-11 タイプ (e = 1,52) の同軸ケーブルと VR-193-F タイプの同軸ティーを使用して、バイブレータ間で電力を均等に分割すると便利です。 . ティーを使用する場合は、マッチングを良くするために、接続線として特性インピーダンスが 150 Ω の同軸ケーブル (タイプ RK-150-4-11 など) を使用する必要があります。

アンテナシステムの要素の長さ (反射板が 0,5 リットル、アンテナ自体が 0,46 リットル) を計算するときは、直径に依存する短縮率を考慮する必要があります。直径22 mmのアンテナと直径20 mmのマッチング線の計算値を表に示します。 1. 一致する要素の寸法もここに示されています。

表1
要素の寸法、cm 平均周波数、kHz
14150 21200 28500
la 968 647 480
lp 1052 702 519
h 12 9 6
gа 131 87 66
gp 143 95 71
d 265 177 132

14MHz帯アンテナのブランクの寸法を表に示します。 2。

表2
ワークの寸法 セクション1（1個） セクション2（2個） セクション3（2個）
アンテナの場合、cm 350 250 180
リフレクターについては、を参照してください。 350 250 200
チューブ外径、mm 22 20 18
チューブ内径、mm 20 18 16

アンテナの設計を図3に示します。 XNUMX.各要素は、共役直径のジュラルミンチューブで構成され、一方を他方にスライドさせるXNUMXつのセクションで構成されています。

アクティブリフレクター付きアンテナ
Pic.3

400つのチューブの外径は500番目のチューブの内径に等しいため、公差システムでは、4つのチューブを別のチューブにかなりの深さまで打ち込むことはできません。したがって、直径の小さいチューブに沿って長さXNUMX〜XNUMX mmのカットが行われ、その後、信頼性の高い関節が確保されます。接合部での信頼性の高い電気的接触を確保するために、特に注意を払う必要があります。接触不良は、アンテナの電気的パラメータの顕著な劣化を引き起こします。チューニングを容易にするために、AMT-M合金製の柔軟なチップがエレメントの端に配置されています（図XNUMX）。

アクティブリフレクター付きアンテナ
Pic.4

エレメントは、直径 40 ～ 45 mm、肉厚 2 mm のジュラルミンパイプに固定されています。

アンテナシステム全体に剛性を与えるには、直径1 mmのナイロンラインで補強する必要があります（図5）。

アクティブリフレクター付きアンテナ
Pic.5

他のデザインの特徴は写真から見ることができます。

アンテナシステムの重量はわずか6,5kgで、XNUMX人で簡単にアンテナを取り付けることができます。

アクティブリフレクター付きアンテナ
アンテナの外観

アンテナを回転させるために、ハウジング内に電位差方向センサーが取り付けられたPR-1タイプの電気モーターが使用されました。

アンテナシステムは、アンテナと電源ケーブルの最適なマッチングと逆放射の最大抑制を取得する必要性に基づいて調整されます。

設定するときは、少なくとも 150 ～ 200 m の距離にある要素の位置の平面にほぼ位置するローカルソースからの信号を使用することをお勧めします。

設定手順は以下の通りです。

位相シフトラインの電気的長さを決定します。このパラメータの測定と調整は、少なくとも2〜3電気度の精度で実行する必要があります。一致する要素yaとypの長さを変更することにより、システム全体の許容可能なSWR値が達成されます（範囲の中間周波数で1,5以下）。長さlaとlрを調整することにより、逆放射の最大抑制が達成されます。この段階では、20〜25dBの抑制を達成するのに十分です。範囲内のいくつかのポイントで測定を行う必要があります。その後、yを再調整します。_a およびy_p、XNUMXに近いSWR値を達成します。

これらの操作は、最良のアンテナパラメータが得られるまで数回連続して実行されます。

アンテナの高さが低いと結果が大きく歪む可能性がある地球の影響を避けるために、アンテナの動作位置ですべての測定を行うことが望ましいです。

アクティブエレメントを備えたアンテナは、地平線に対して異なる角度で到着する波の位相関係の違いによって決定される仰角に対する後方放射抑制レベルの既知の依存性を持っていることに注意する必要があります。長距離通信の場合、これらの角度が重要でない場合、抑制は40〜50dBに達します。

文学:

1.S.I.ナデネンコ。「アンテナ」。 Svyaztekhizdat、モスクワ、1959年。
2.「ラジオ」、1965年、第11号、22ページ。
3.K.ロタンメル。「アンテナ」。出版社「エネルギー」、モスクワ、1967年。

著者: A. スネサレフ (UW3BJ); 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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