|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
無線電子工学および電気工学の百科事典 垂直上送り。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
この記事では、上部給電を備えたマルチバンド垂直アンテナの作成原理と実際の設計について説明します。 これらは野外や遠征での作業に特に便利ですが、家庭の「小屋」でも使用でき、スペースをほとんどとらず、優れたパラメータを提供します。 シンプルで効果的なマルチバンド アンテナを作成するという問題は、ほぼすべての短波帯にとって依然として懸念事項です。 ほとんどの場合、垂直アンテナの設計に注目が集まります。これは、垂直アンテナはスペースをほとんどとらず、設置が容易で、DX 通信に最適な放射パターン (DN) を備えているためです。つまり、天頂方向がゼロで、天頂方向が最大になります。地平線と方位指向性がないため、あらゆる方向の特派員との無線通信が可能になります。 下から電力を供給する垂直柱の多くのよく知られた設計は、高周波領域でマストの高さ全体を非効率的に使用することと、かなりの高さに設置されるバリア回路 (はしご) またはその他の装置の設置が困難であることに関連する欠点を抱えています。実際、アンテナをマルチバンドアンテナに変えます。 記事の最初の部分では、電源ポイントを垂直放射導体に沿って上に移動すると、どのような利点と利便性が現れるかを検討します。 簡潔にするために、説明したアンテナを GDP (上部フィードの垂直方向) と呼びます。 GDPの設計 他のアンテナと同様に、垂直方向の放射導体に沿って、上部がゼロの定在電流波が設置されるため、給電点を上部自体の近くに配置することはできません。入力インピーダンスが大きすぎます。 給電点を上部から下に移動すると、電流がすでに大きくなっている場所に到達し、電圧が上部よりも小さくなるため、入力抵抗（電圧と電流の比に等しい）が減少します。 給電点では、同軸フィーダーの中心導体を垂直の上部に取り付け、編組...どこにも取り付けないようにしましょう。 次に、電流は電源点から編組の外面に沿って、垂直の上部と同じ方向に流れます。 この概念は、記事 [1] の第 19 部で図を参照して説明されています。 XNUMX. そこでは、DN を改善するために編組に流れる電流を使用することが提案されています。 これらの推奨事項に従って、編組部分の電流を主要な放射電流にします。 給電編組の外側と内側の電流は、導体の体積における表皮層の厚さが非常に薄いため、互いに何の関係もなく、上部でのみ互いに等しいことに注意してください。三つ編みのカット。 図上。 図１において、ａは投影された垂直方向を概略的に示し、図２においては垂直方向を概略的に示す。 1b - その中の電流分布。 給電点 A は円で示されます (MMANA プログラムのグラフィック)。 ここでは、中心導体が長さ 1 メートルの上部に接続されており、編組は自由なままになっています。 正弦波電流分布は、垂直の上部と編組の両方に残ります。 点Bでは、アンテナ振動子の上部から3メートルの範囲で半波の距離に電流ノードが形成されます（図10の一番左の電流分布グラフを参照、b）。 この場所には、編組に電流がさらに流れるのを止めるために遮断回路を配置する必要があります。
輪郭は、ケーブル ベイの完全性を損なうことなく、ケーブル ベイの形で作成するのが最も簡単です [2、3]。 すでに10メートルの範囲の垂直アンテナを設置しています。 その設計を図に示します。 2、a. アンテナは、上部に上部ケーブル部分の編組のみを使用して、完全に同軸ケーブルで作成できます。 内部導体をそれに接続するかどうかは関係なく、電流は依然として編組のみを流れます。 アンテナは木の枝などから誘電体ガイ (太い釣り糸) に吊り下げられます。中心導体はアンテナの重量に耐えられそうにないため、給電点 A でケーブル セグメントの強力な機械的束を確保することのみが必要です。フィーダー全体と「バラン」。 もう XNUMX つのオプションは、アンテナを乾燥したトウヒまたはマツの薄いマスト (湿った木材では顕著な損失が発生します)、またはグラスファイバーのロッドに取り付けることです。 この場合、上部を金属管で作ると良いでしょう。 輪郭の話に戻りましょう。 ケーブル ベイには大きなインダクタンス L があり、同時に個々の巻線間の静電容量があり、主な役割は最初の巻線と最後の巻線の間の静電容量によって決まります。 合計等価静電容量 C がベイを閉じます。 したがって、HF 電流用のケーブル ベイは並列回路となり、その等価回路を図に示します。 2b. 同調周波数は、巻線の数、直径、積層順序を選択することによって変更できます。最初の巻線を最後の巻線に近づけると、静電容量が増加し、周波数が低くなります。28,5 MHz の周波数に同調するには、13 回巻線します。直径 3 cm あれば十分です [XNUMX]。 たとえ電流が編組上で完全にブロックされていなくても、回路の下に残っている電流がアンテナと同じ方向に流れるのは興味深いことです。結局のところ、回路は位相を反転し、端子で等位相および逆位相の発振を起こします。 。 したがって、ケーブルの底部に残っている電流は DP を損なうことはなく、多少は改善することさえあります。 これで、GDP の重要な利点の概要が説明されました。まず、アンテナの調整 (ケーブル コイルの直径と垂直高さに沿った位置の選択) が、最上部のポイントから XNUMX メートル下で、次に、給電点 A から行うことができます。垂直方向のどこにでも配置でき、必要な入力インピーダンスのアンテナを実現できるため、追加の平衡デバイスは必要ありません。 利用可能な 75 オームのテレビ ケーブルに焦点を当てると、給電点 A を現在の半波の中央に対してわずかに下にシフトすることをお勧めしますが、入力抵抗は、給電される半波バイブレータの抵抗と比較してわずかに増加します。中央（無限に薄い振動子の場合は 73,1 オーム、有限の厚さの振動子の場合は若干低くなります）。 よく見かけるジュラルミンパイプの長さ3mを考慮し、上部の長さを選定しました。 なぜ2メートルではないのでしょうか？ アンテナが他の帯域でより良く機能するようにするため。 15 メートルの範囲では、回路 B はもはや共振に同調しておらず、これらの周波数に対してはいくらかの誘導抵抗のみを示し ([1] の図 3 を参照)、いわば延長コイルとなります。 その結果、半波長は 7,1 μm から 5,82 μm に減少します (図 1 を参照)。 垂直方向の頂点からこの距離に電流ノードがあり、ここで 21,2 MHz (15 メートルの範囲の中間周波数) の周波数に同調された 14,15 番目のブロック回路 C をオンにします。 さらにプロセスを続けて、すでに 20 MHz (40 メートル帯域の中央) の周波数に調整されている 9 番目の回路 D をオンにします。すると、XNUMX メートル帯域の場合、半分の長さであることがわかります。波の高さはわずかXNUMXメートルでした。 40メートルの範囲におけるこのような大幅な短縮は、7MHzの周波数で誘導抵抗を持ち、「延長」コイルとして機能する回路B、C、Dの複合的な影響によるものでした。 半波長振動子が短くなると、電流の腹（最大値の場所）を基準とした放射抵抗が減少します。 一方、給電点 A は、周波数が低くなると最大電流に対して高くなり、給電点に再計算される放射抵抗に等しい入力抵抗が増加します。 XNUMX つのプロセスは大幅に相互に打ち消し合い、入力インピーダンスは範囲全体でほぼ一定に保たれます。 この設計はすべて、MMANA プログラムを使用して簡単かつ迅速に行うことができ、最適化を行った後 (これ以上改善できないかどうかはわかりませんが)、図に示すアンテナが完成しました。 1. 10、15、20、40 メートルの範囲でのアンテナの入力インピーダンスは、リアクタンスがゼロで、それぞれ 78、67、69、61 オームであることが判明しました。これにより、良好なマッチングが得られます (中程度の SWR が 1,2 未満)。範囲の周波数)。 計算すると、等価回路のパラメータ（周波数、インダクタンス、キャパシタンス）の次の値が得られました：V - 28 MHz、5 mH、1,6 pF; C - 19,5MHz、21,2mH、2pF; D - 28 MHz、14,15 mH、3,2 pF。 おそらく、垂直設計の最も重要な利点は、「アース」もラジアルも必要としないことです。 フィーダーを垂直線の下点からさらに下げる方法を決定する必要があります (図 1、a を参照)。 同じケーブルの別のコイルを巻いて 7,05 MHz に同調したループを形成する方法はすでにわかっています。 別の解決策も可能です。D 輪郭のすぐ下で、1,5 ～ 40 つの短い (長さ約 XNUMX m) の水平または傾斜した放射状のケーブルをケーブル シースに取り付けます。 アンテナの電気長は XNUMX メートルの範囲で半波になります。 短いラジアルでもバリア ループの必要性がなくなるわけではありませんが、バリア ループはラジアル接続ポイントの真下に配置されるようになります。 この回路と回路 D の誘導接続 (結局のところ、今では両者は近くにあります) は望ましくありません。 この実施形態における回路の代わりに、フェライトリング上に同じ給電線を巻いたチョークが適している。 GDP を設定するプロセスは単純かつ非常に明白であるように思えます。 10 メートルの最高周波数範囲から始めます。 巻線密度 (直径) と、狭い範囲内でベイ B の高さに沿った位置を選択することにより、この範囲内で許容可能な SWR が達成されます。 電気テープでベイを固定したら、15 メートルの範囲に切り替え、同調回路 B には触れずにベイ C で同じ操作を繰り返します。アンテナ全体がすべての帯域で同調するまで同様に続きます。 たとえば、RK-75-4-11 のケーブル アンテナは、フィールド条件に特に適しています。 設定済みなので、トランシーバーにSWRメーターが装備されていれば現場で使用できます。 静止状態では、GDP はおそらく、場所 B、C、D および下端で誘電体インサートによって分離されたジュラルミン チューブから作成できます。 インサートの上に、柔らかい銅またはアルミニウムのチューブから曲げられたコイルが配置されます（テープを使用できます）。 回路は電圧の腹に位置するため、回路のコンデンサは高電圧でなければなりません。 この場合、ケーブルはすべてのパイプ内をまっすぐに通過する必要がありますが、編組への電流を避けるために、多数のフェライトリングをその上に置き、ブロッキングチョークまたは大径フェライトリングに複数のチョークを巻く必要がありますGDPの下限に近い。 このバージョンの GDP は計算されておらず、作成されていません。 この部分の結論として、GDP のもう 80 つの将来予測値について説明します。 アンテナを 1 メートルの範囲でも機能させるには、垂直線の下端 (図 7,05、a を参照) に 20 MHz の周波数に同調したバリア回路を設置し、その下に編組ケーブルを設置する必要があります。 (固定バージョンの下部パイプ) を接地するか、長さ 3,6 m のラジアル システムに接続する必要があります。そうすると、アンテナは、高くされた給電点を持つインダクタンスによって短縮された XNUMX 分の XNUMX 波長の GroundPlane として XNUMX MHz の周波数で動作します。 ポータブルデュアルバンドGDP GDP の最初の実用的なバージョンは、NTTM-2002 展示会で雑誌「ラジオ」編集局のラジオ局を配備する必要が生じたときに、「膝の上で」緊急に作成されました。 透かし彫りの金属天井とガラス張りの壁の金具を備えた巨大なパビリオンでは、信号が完全に遮蔽され、高レベルの干渉が発生するため、建物内にアンテナを設置することができませんでした。 幸いなことに、換気ブースの屋根に垂直を設置し、換気シャフトにケーブルを通すことができました。 2003年後、展示会「Expo-Science 2003」（「ラジオ」、8年、第XNUMX号、最初の表紙を参照）の開幕数日前に、運命は不快な驚きをもたらしました。 展示会が行われた同様のパビリオンの屋根は、サッカーボールよりも大きな平坦なグラウンドで、屋根材で覆われていた。 ピッキング、釘、フックなどの打ち込み、換気シャフトの使用は固く禁じられていました。 私たちは、外壁に沿って降下し、ドアの隙間から建物に侵入する給電線を備えた自立型アンテナについてしか話すことができませんでした。 状況は絶望的であるように見えましたが、MMANA プログラムを使用した数時間のモデリングと XNUMX 晩かけて GDP を「仕上げる」ことで問題は解決しました。 少なくとも 20 つの範囲 (40 メートルと 30 メートル) が必要でした。 アンテナが設計されたのは彼らでした。 分解して折りたたむと、直径 160、高さ XNUMX cm のバッグに収まり、片手で簡単に持ち運ぶことができ (重量は測っていませんが、ケーブル コイルの方が何倍も重いです)、展示会に持ち込まれました。地下鉄。 設置と組織上の問題 (フィーダー配線、ネットワーク、テーブルなど) の解決に XNUMX 時間半を費やした後、シベリア、西ヨーロッパ、そしてさらに遠方の特派員との通信が可能になりました。 アンテナのスケッチを図に示します。 3. 給電点 A より上の GDP の上部は、1 本のジュラルミン管を交互に挿入して作られています (中央の管はスキーストックで、上部の管は非常に軽くて薄肉です)。 放射要素としての電力点 A から回路 B への接続 2 はケーブル編組で、その中心導体はアンテナ 3 の上部に接続されています。回路 B の下では、2,5 つのラジアル XNUMX がケーブル編組に接続されており、薄い鋼で作られています。壁に囲まれた長方形のセクション（窓のカーテンから）。 ラジアルの外側の端は、長さ XNUMX m (編組のみが使用されました) の、古くなった同軸ケーブルのセグメントによって相互接続されています。 これにより、結果として得られる「仮想アース」の有効表面積が増加します。
アンテナはデュアルバンド アンテナとして設計されていたため、7 MHz の周波数よりわずかに高く調整された 40 つの並列回路 B を使用することが決定されました。 20 メートルの範囲内では、誘導リアクタンスがあり、アンテナを共振状態に調整する延長コイルとして機能します。 0,2 メートルの範囲では、回路には静電容量があり、アンテナの電気長が短くなり、アンテナが再び共振するように調整されます。 与えられたアンテナ寸法の輪郭パラメータは、MMANA プログラムを使用して、完全に導電性の地面から XNUMX m の高さにラジアルを配置することで最適化されました (これが、パビリオンの鉄筋コンクリート屋根の影響を考慮しようとした方法です)。 シミュレーションの結果、ループ同調周波数は 7,6 MHz、インダクタンスは 1,24 μGy、キャパシタンスは 355 pF となりました。 ケーブルコイルからこれほど大容量の回路を作ることは不可能であるため、高い品質係数を提供する従来のコンデンサとケーブルの円筒コイルが使用されました。 製造された GDP の設計上の特徴を図に示します。 この輪郭は、アルミニウム合金から鋳造された固体の底部と、比較的薄いジュラルミンの壁とを有する円筒形本体４内に配置される。 著者は古い洗濯機（たとえば「シベリア」）の脱水タンクを使用しました。 本体の寸法は重要ではありません (直径および高さ 4 ～ 4 cm)。 底の穴は閉じられておらず、誤って入った雨水や結露を排出するという本来の目的を果たしています。 ラジアル 4 は 3 本のネジで本体の底部に取り付けられていますが、ラジアルは屋根面上で自由に配置されるため、これらの接続に特別な強度は必要ありません。 垂直軸 1 の下部ベアリング要素は、直径 2.5 ～ 3 インチの配管用プラスチック パイプでできています。 パイプ１をハウジング４の底部に固定し、上部放射素子２を固定するために、円筒形のボス５が使用され、これらのボス５は、金属および誘電材料の両方から作ることができる。 上部ボスには半径方向の穴が開けられており、そこを通ってケーブルの中心導体が端子 1 によって上部放射素子 4 に接続されます。この穴は、このアセンブリに機械的強度も与えます。 端子をパイプ 2 にねじ込む前に、パイプとケーブル用の穴が開けられた軽いプラスチックのカバー (図 5 には示されていません) をかぶせてください。 カバーは本体 2 まで下げられ、回路を降水から保護します。 ケーブルの上端には、端子 6 に適した穴のある接触ラグが装備されている必要があります。ラグはケーブルの外側絶縁体にしっかりと固定され、編組から絶縁されている必要があります。 中心導体は張力なしで花びらに接続されており、GDPの組み立ておよび分解中に導体が破損するのを防ぎます。 さらに 3 つの端子がラジアル 7 の外側端に固定され、接触ペタルが「人工アース」ケーブル セグメント 3 の端に事前はんだ付けされているため、アンテナの組み立てが大幅に高速化されます。 構造全体の最終的な強度は、図の破線で示されている細い釣り糸の 2 つの延長部分によって与えられます。 XNUMX. それらは、チューブの上部ジョイントで要素 XNUMX に、およびラジアルの端で端子に結合されます。 回路設計は図から明らかです。 4. ハウジング 4 の側壁には、できれば無線局と同じ同軸コネクタ 8 が固定されています（これにより、アンテナを組み立てるときに、メインフィーダのどの端をアンテナに接続するかを考えなくて済みます）。トランシーバーに）、および 9 つの花びら 4 を備えた取り付けプレート。本体 8 と接触する別のローブは、コネクタネジ 10 の下に固定されています。コイルが巻かれているケーブルの編組は、それにはんだ付けされています。取付板９の花びらは本体４と接触してはいけない。 9 つの中心導体が一方にはんだ付けされ、ケーブル セグメントの編組とコンデンサ 4 のもう一方の端子は他方にはんだ付けされています。コンデンサは、信頼性を確保するために、10 V の動作電圧で直列に接続された 500 つの KSO コンデンサで構成されています。容量は680pFです。 大気の影響に耐えるのに十分な程度のカプセル化を備えた他の高電圧コンデンサを使用することもできます。 回路コイルには、プラスチック パイプ 7 にしっかりと巻かれた PK-75-4-11 ケーブルが 1 回巻かれています。コイルのインダクタンスは 4 つの方法で調整されます。パイプの高さに沿ってコイル全体を移動する (コイルを近づける)ハウジング XNUMX の底部に接続することでインダクタンスが減少し、回路の同調周波数が増加します)、または上部の巻線を上げることにより、巻線間に生じるギャップにより巻線の長さが増加します (この場合、インダクタンスも減少します)。 設定後、ターンは絶縁テープまたはワイヤーより線で固定されます。 アンテナ調整は簡単です。 組み立てて作業位置に設置したら（強風の場合は、手元にある土嚢やその他の重い物体でラジアル 3 の端に「重り」を付けると便利です）、メイン ケーブルでアンテナをトランシーバーに接続します。 。 40 メートルの範囲で SWR の周波数依存性を除去した後、SWR の最小値が範囲の中央に収まるようにループ同調周波数をどこにシフトすべきかが決定されます。 たとえば、SWR の最小値が 7 MHz 未満の場合はコイル インダクタンスを減らす必要があり、7,1 MHz を超える場合はコイル インダクタンスを増やす必要があります。 原則として、修正は XNUMX 回、最大 XNUMX 回で十分です。 次に、20メートルの範囲でSWRを確認します。 そこでは、アンテナは非常に広帯域であり、原則として補正は必要ありません。 それでもそのような必要が生じた場合は、L 輪郭と C 輪郭の比率を変更し、アンテナを 40 メートルの範囲で再度調整する必要があります。 静電容量を減少させながら回路のインダクタンスを増加させると、アンテナの同調周波数は 40 メートルの範囲で低下し、20 メートルの範囲で増加します。つまり、アンテナの共振周波数が「拡散」します。 私たちの国では、XNUMX 回の調整の後、鉄筋コンクリートの屋根に取り付けられたアンテナは、両方の範囲でほぼ XNUMX つの SWR を提供しました。 アンテナの動作中、SWRは15メートルの範囲でより高くなりますが、アンテナが746メートルの範囲でうまく機能することがわかりました。 IC-XNUMX トランシーバーの自動チューナー機能は、それをチューニングするには十分でした。 提案された VHF の概念は、単純なマルチバンド垂直アンテナの設計に幅広い可能性をもたらします。 たとえアマチュア無線家が GDP をうまく調整できなかったとしても、垂直方向の上部、約 XNUMX メートルの部分が放射状に、正しい場所、つまり地平線の方向に放射されることを確信できます。 DX で成功するための鍵。 文学
著者：ウラジミールポリアコフ（RA3AAE）、モスクワ
光信号を制御および操作する新しい方法
05.05.2024 プレミアムセネカキーボード
05.05.2024 世界一高い天文台がオープン
04.05.2024
▪ 海苔チーズ
▪ サイトのアマチュア無線家の生活の物語のセクション。 記事の選択 ▪ 記事 そして、スラブ人の誇り高い孫、フィンランド人、そして今では野生のツングース人、そして草原のカルムイク人の友人。 人気の表現 ▪ 記事 KR1446 シリーズ OS 上のジェネレーター。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 ▪ 記事 電圧増幅器に古い部品を使用する。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー
www.diagram.com.ua |
他の記事も見る セクション 
科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：
このページのすべての言語