XNUMXバンドホイップアンテナ。スキーム、説明

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XNUMXバンドホイップアンテナ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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このアンテナと、垂直ラジエーターのベースに配置されたマッチングユニットによって動作周波数に調整された同様のマルチバンドGPとの違いは、スイッチング要素または可変パラメーター（コンデンサー、インダクター）を持つ要素がないことです。単位。このようなソリューションは、悪天候によるマッチングユニットの故障の可能性を減らし、アンテナ全体の信頼性を高めます。

この記事では、高層ビルのエレベータシャフトの屋根に配置できるアンテナについて説明します。これは、トランシーバーに個別にまたは組み込まれたマッチングユニットを備えたアマチュア無線局での使用を目的としています。これにより、SWRが3以下の負荷まで電力を削減せずに作業できます。このアンテナには調整不可能なマッチングがあります。 7つのアマチュアバンド（21〜28およびXNUMX MHz）のほとんどで指定されたレベルのマッチングを提供するデバイス。マッチングデバイスはアンテナのベースに取り付けられています。

アンテナ自体（図1）は垂直ラジエーターで、高さ6,25mのピンです。高さの1/114までは外径2mmの鋼管で、ピンの上部3/40は軽量化とアンテナ風量を減らすために007本の平行鋼でできています。直径XNUMXmmのパイプ（等価半径はボトムチューブと同じ）。エミッタはサポート絶縁体に取り付けられています。実際の設計では、ステアタイト絶縁体モデルSB-XNUMXSが使用されました。

XNUMXバンドホイップアンテナ

XNUMXバンドホイップアンテナ
Pic.1

アンテナには誘電体があり、その下端はエレベータシャフトの屋根の端に固定され、上端はパイプの上端に固定されています（アンテナの高さの約1/3のレベル）。。カウンターウェイトは幅180mmの2,5本の鋼帯でできており、エレベータシャフトの屋根のサイズは2,5x2mと刻まれています（図XNUMX）。

XNUMXバンドホイップアンテナ
Pic.2

アンテナ重量-58kg。表に。図1は、さまざまなアマチュア帯域で測定されたそのようなピンの入力インピーダンスとSWRを示しています（50オームのフィーダーインピーダンスの場合）。

XNUMXバンドホイップアンテナ

1,8MHzおよび3,5MHz帯域では、アンテナはほとんど放射しません。他のほとんどの帯域では、固有のSWRが高すぎて、効果的に機能しません。アンテナとフィーダーのマッチングのタスクは、調整不可能なマッチングデバイスによって解決されます。その図を図に示します。 3。

XNUMXバンドホイップアンテナ
Pic.3

回路要素の計算値を表に示します。 2（L-μH、C-pF）。

XNUMXバンドホイップアンテナ

マッチングデバイスの回路要素にはかなりの電流と電圧が発生するため、K15U-1セラミックコンデンサと銅管または大径ワイヤで作られた単層円筒インダクタを使用することが望ましいです。コイルは、インダクタンスの値を±20％以内に調整できる必要があります（たとえば、可動カラーを使用）。要素の寸法と電力は、アンテナが機能する送信機の電力に応じて選択されます。

マッチングノードは次のように作成されます。 7,05 つのチェーンのそれぞれで、アンテナの入力インピーダンスは、対応する範囲の中間周波数でフィーダの電波インピーダンスと整合します (最初のチェーンは 1 MHz など)。調整は、直列分岐にインダクタンス、直列分岐にキャパシタンスを含む L 字型リンク (直接または逆 - 特定の周波数でのアンテナの入力導電率のアクティブ部分の値に応じて) によって行われるかのように実行されます。平行のもの。実際、示されているインダクタンスとキャパシタンスは、L2nC3n、L1nC1n、L2nC2n 回路の L3p または L3n と C1p を増加することによって得られ、最初は対応する範囲の中間周波数での共振に調整されます (値は 6 から XNUMX で、条件に応じて XNUMX から XNUMX になります)。これらの回路の目的は、相互に重なり合う相互影響チェーンを弱め、異なる帯域でアンテナを交互に整合させるプロセスが可能になるようにすることです。

マッチングデバイスはこのように機能します。最初の範囲の中間周波数に等しい周波数で送信機から信号が受信されたとします。まず、回路2〜6の特性インピーダンスが非常に大きい（つまり、回路のインダクタンスが大きく、静電容量が小さい）と仮定します。この場合、チェーン2〜6の入力インピーダンスも非常に大きくなり、最初のチェーンの設定に大きな影響を与えることはありません。最初の範囲のアンテナの有効抵抗はフィーダーの波動インピーダンス（50オーム）よりも小さいため、アンテナに直列インダクタンスを持つL字型回路を使用してアンテナをフィーダーと一致させることができます。側と送信機側の並列容量。 L21C21回路は共振するように調整されており、その抵抗はゼロであるため、存在しないようです。最初のチェーンでは、インダクタンスL11の値は、アンテナの入力インピーダンスをフィーダーに一致させるために必要な値だけ、インダクタンスL21の値よりも大きくなります。並列分岐では、静電容量C21の値も大きくなります。アンテナとフィーダーの整合を保証する値によって、回路L31C31を共振に調整するために必要な値よりも大きくなります。共振から周波数がわずかにずれていると、L21C21回路の抵抗は小さくなり、L11C11およびL31C31回路の抵抗は、この周波数でアンテナを一致させるために必要な値とわずかに異なります。。

実際、回路2〜6の回路の特性抵抗の値は、設計上の理由と2〜6の範囲に十分な帯域幅を提供する必要があるため、あまり大きくすることはできません。したがって、チェーン2〜6は合意のレベルに影響を与えます。この影響は、L11とC31の値の対応する変更によって補正されます。

残りの範囲での整合器の動作は、アンテナの入力インピーダンスの能動部分がフィーダの波動インピーダンスよりも大きい範囲を除いて、同様です。対応する範囲の中間周波数では、回路L1nC1nの抵抗はゼロに等しく、L2nとC3nの値を変更することによってマッチングが実行されます。

整合器は次のように構成される。まず、要素の値を計算された値に近づけて設定し、回路 L1nC1n、L2nC2n、L3nC3n を対応する範囲の平均周波数に調整すると同時に、インピーダンスの最小値を調整します。回路L1nC1nおよびL2nC2n、およびL3nC3nの最大値。 1_1n または 1_2n と C3n の値を変更することにより、実際のチューニングはその範囲の中間周波数で行われ、最も低い周波数範囲からチューニングを開始することをお勧めします。輪郭が存在しても、異なる範囲での設定の相互影響を完全に排除することはできないため、調整プロセスを繰り返す必要があります。

チューニング帯域を拡大するには（任意の範囲のエッジでSWRを減らす）、対応する回路のインダクタンスL3nを増やす必要があります。逆に、相互の影響を低減するには、対応する回路の共振周波数を維持しながら、インダクタンスL3nを低減する必要があります。コイルL3nのインダクタンスの値が小さい場合、ループの形で実行されます。要素の物理的寸法は小さいことが望ましい。

アンテナを設置する場所で調整することをお勧めします。技術的には、マッチングユニットはアンテナのベースに配置されているため、これは難しくありません。調整要素の位置を調整した後、それらは（例えば、はんだ付けによって）固定され、操作中に後で変更されることはありません。さまざまな帯域のアンテナの「共振周波数」でのSWRは1,2〜1,7の範囲であり、18MHz帯域でのみそれより高くなります（2,2）。

文学

ラジオ11/2000、p.63-64

出版物：N。ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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