半波長アンテナのマッチングについて。スキーム、説明

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半波長アンテナのマッチングについて。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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半波長垂直アンテナは、その単純さ (導体長 -λ / 2) と効率が特徴で、CBS で普及しています。しかし、端から励起されると、電圧の腹では、インピーダンスZaが高く、予測が困難になります。これは、特にその設計機能に依存します。

通信技術で通常使用される、高いアクティブ抵抗 Ra (アンテナを調整すると Za がそれに変わります) をフィーダの波動インピーダンス 50 オームに下げるマッチング (変換) デバイスが必要です。調整は、変圧器、単巻変圧器、P ループ、その他の変圧比 k - √ を持つコンバーターによって実行できます。50/ラもちろん、重大な損失は発生しません。

多くの場合、「半波」は、動作周波数に調整された回路である 50 オームのフィーダと整合され、そのインダクタンスは空気コイルであり、フィーダは巻線の一部に接続され、半波振動子は回路全体に接続されます。通常、この回路には明示的な容量はありません。その機能はコイル自体の静電容量によって実行され、振動子のベースに接続された金属の「フラグ」によって容量が増加する場合があります。もちろん、アンテナ回路の同調は、振動子の長さが l ≠ λ/2 の場合、振動子自体の無効成分の影響を受けます。

ただし、ここで可能な計算は正確であるとは言えず、かなり手間のかかる実験で自作の「半波」を微調整することは避けられません。屋根に登ると、アンテナは「ノックダウン」され、フィーダーのコイルへの接続点が変更されるか（多くの場合、ほんの数回転だけシフトされます）、またはバイブレーターの長さ（1〜2 cm以下のステップ）が変更されるか、コイルのターンをわずかにシフトプッシュします。 1,5 つ、もう 2 つ、または XNUMX つ目を個別に、ペアで、または一度に実行した後、アンテナを動作位置に戻し、結果の SWR が測定されます。そして、目的の周波数範囲で SWR < XNUMX ～ XNUMX が得られるまで、何度も繰り返します。または...「ブランドのアンテナ」が購入されますが、この作業のほとんどすべてがすでに誰かによって行われているという事実だけが注目に値します。

SWR = 1,5 では放射パワーが 4% 減少し、SWR = 2 では 11% 減少すると言われています (どちらもまだ許容できると考えられています)。その理由は通信回線の損失ではなく、送信機と負荷の不一致です。これを、開回路電圧 U と内部抵抗 Rin = 50 オーム * を持つ発電機と考えると、負荷 Рн で消費される電力の負荷抵抗 Rн への依存性は次の形式になります。

Рн = U²RH/(50+Rn)².

*）ただし、これがRinが非常に小さい発電機であり、そのモードが50オーム負荷用に単純に設計されている場合、同じ不整合による損失が急激に増加し、SWR \u7,5d 25であっても30〜150％になる可能性があります。さらに、負荷との不一致に対する発電機の応答は「対称」ではなくなります。したがって、Rn \u3d 16,7オーム（SWR XNUMX）で放射電力が急激に減少するだけの場合、Rn \uXNUMXd XNUMXオーム（同じSWR）では、出力トランジスタが焼損する可能性があります。

ただし、SWR > 1 の場合、フィーダ自体で損失が発生します。フィーダの線形減衰が小さい場合、またはフィーダの全長が小さい場合、フィーダでのこれらの損失は、ほとんどすべての SWR について無視できます。この場合、半波長整合器は図1のようになります。

半波長アンテナのマッチングについて

外部整合器として、フィーダの波動インピーダンスに対するアンテナの先行 Ra の最初の近似においてのみ、フェライトリング磁気コア 1НН 400x22x12 mm で作られた単巻変圧器 T5 が使用されます。

MSHP-2線をn20巻 - 0,07ターン（単芯取付部0mm）²）そしてその上に、巻線n1がそれと同相で接続されており、MSHP-5ワイヤが0,2回巻かれています（図2）。このようなトランスの漏れインダクタンスは小さいため、その変圧比 k = n1 / (n1 + n2) = 0,2 となります。

半波長アンテナのマッチングについて

出力巻線に単巻変圧器の巻数 (n1 + n2) の抵抗 RH = 1250 オームを負荷し、入力巻線 (n1) を SWR 計を介して 4 ワット C-B ラジオ局のアンテナ出力に接続することによって (ラジオ局のアンテナ出力に換算される Rn = 1250 オームは、その m にとって最適な Rn = 1250 k2 = 50 Ω になることに注意してください)、評価することができました。 11メートル範囲の周波数で動作します。抵抗器に供給される電力は 3,4 ... 3,5 W で、SWR は 1,2 を超えませんでした。

この単巻変圧器は、Ra = 1250 オームの調整された「半波」に対してすでに十分な整合器となります。しかし、たとえアンテナのアクティブ抵抗が異なっていたとしても、この抵抗はフィーダの電波抵抗とそれほど大きく変わらない値になり、それによってフィーダでの損失は無視できる程度に減少します。

給電線の他端にある整合器の調整段は L1C1 回路で、そのコイルに無線局と給電線が単巻変圧器で接続されています。

コイル L1 は、直径 2 mm のフレームに PEV-1,4-6,5 ワイヤーで巻かれています。巻き数 - 12、巻き長さ - 22 mm。ステーションへの撤退 - 7番目（「地上」から数えて）ターン目から。フィーダーへのタップ - 4、5、6、7、8、9、10、または 11 ターン目から、コイルの近くに取り付けられた 1 ポジションの SA2 タイプ PG12 スイッチにつながります (コイルへの接続は非常に短い導体で行われます)。

コンデンサ C1 - タイプ KSO-1。おそらく、その容量を明確にする必要があります。

L1C1 回路は、厚いプラスチックチューブに囲まれた M4x10 mm のカルボニルコアで調整されており、ある程度の抵抗を伴ってコイルに入る必要があります。この回路は、コンデンサ C30 と並列に接続された容量 40 ～ 1 pF の可変コンデンサによって調整することもできます。

振動子と給電線をトランスで整合させただけでは進行波モードは発生しない可能性が高いため、任意の長さではなく、λ/2 の倍数の給電線を使用することをお勧めします (固体ポリエチレン絶縁の同軸ケーブルでは、これは 0.66λ/2)。この長さのフィーダ (高周波リピータと呼ばれます) は、変更されない Z ' (T1 に変換されたアンテナインピーダンス) のみを調整可能な整合器に送信します。そこで、この複雑な抵抗の無効成分は L1C1 回路の離調によって補償され、タップを L1 に切り替えることによる有効成分は 50 オームに近い抵抗に変換されます。

記載されたデバイスは、振動子のもう一方の端に容量性の「エキスパンダ」を備えたワイヤの「半波」を整合させるために使用されました。アンテナは C 周波数グリッド内でのみ調整および整合されましたが、他の CB 周波数では SWR が 1,2 以下であることが判明しました。明らかに、これは、従来の架空変圧器の場合よりも T1 でのより広帯域な抵抗変換によるものです。結局のところ、「半波」自体、特に容量性「エクスパンダ」を使用する場合、他の半波バイブレータよりも狭くすべきではありません。

著者：Yu.Vinogradov、モスクワ

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