無線電子工学および電気工学の百科事典 J マッチングを備えた VHF アンテナ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 このアンテナは、アマチュア無線家の間で長い間人気があり、当然のことです。その設計はシンプルで、セットアップが簡単で、あらゆる特性インピーダンスのフィーダと一致します。ただし、寸法が大きいため (全長は 0,75 λ)、HF 帯域での使用は困難です。しかし、VHF帯では非常に頻繁に使用されます。
アンテナ (図 1) は長さが λ/2 の振動子で、下端が閉じた 1 分の 2 波長の開線の形で作られた整合器を介して端から電力が供給されます。端から給電されるときの半波振動子の高入力インピーダンス (数キロオーム) は、電力点 (X0,25、XXNUMX) から端までの最適な距離を選択することによって、ケーブルの特性インピーダンスに簡単に変換されます。この線。オープンラインを変圧器として使用すると、高い変圧比での低損失が保証されます。 J アンテナのゲインは +XNUMX dBd で、ダイポール ゲインよりわずかに高くなります (XNUMX 線式回線のため)。 垂直 J アンテナは、対称性が不完全なため、水平偏波の小さな放射を持ちます (図 2)。
90/3 波長線路を 0 度曲げて J アンテナを修正します (図 XNUMX)。サイズを少し調整すれば、良好なマッチングと XNUMX dBd ゲインを達成することは難しくありません。ただし、このバージョンのアンテナでは、放射の顕著な部分がすでに水平偏波になっています。これは、J アンテナの釣り合いおもり (パンタグラフ) の役割を果たす XNUMX 線式ラインのコモンモード電流によって引き起こされます。
別の半波バイブレータを追加して、4 線式ラインの自由端に接続してみましょう (図 XNUMX)。垂直面内で完全に対称な構造が得られます。 XNUMX 線式ラインにはコモンモード電流はなく、水平偏波の放射もありません。このオプションは、終端が閉じた XNUMX 分の XNUMX 波長ラインを介して供給される XNUMX つの半波長振動子のコリニア アンテナです。
このようなアンテナは、SM0VPO の Web サイトの記事「Harry Lythall の 6 dB コリニア VHF アンテナ - SM0VPO」で説明されています。その利得 (約 2,4 dBd) は、垂直面内の放射パターンを狭めることによって得られます。水平面では、放射図は円形になります。アンテナの構造は非常に単純で、一枚のアルミニウムの棒またはチューブから作ることができます。アンテナの対称性を維持するには、バラントランスを介して電源ケーブルを接続することをお勧めします。 SM0VPOはUエルボバラントランスを使用しています。アンテナ給電点近くのケーブル上に配置されるフェライト リングをいくつかに限定することができます。 この設計を略して Super-J アンテナと呼びましょう。さらにどのような変更が可能ですか?
設計に反射板を追加することで、5 素子の Super-J アンテナが得られます (図 5,8)。これはすでに +6 dBd のゲインを持つ指向性コリニア アンテナです。さらにダイレクタを追加すると、ゲインが +8 dBd (図 7) の 0,8 素子 Super-J アンテナ (図 XNUMX) が得られます。 XNUMX 番目のダイレクターを追加しようとすると、ゲインは XNUMX dB しか増加しませんが、アンテナの長さは著しく増加します。
マルチエレメント八木に対するこれらのアンテナの利点は何ですか? 同じ面積であれば、ゲインはほぼ同等ですが、Super-J アンテナの利点は、ブームの長さが短く、それに伴う回転半径が小さく、整合が容易であることです。欠点としては、少なくとも上部に誘電体のマストを使用する必要があることが挙げられます。 図では、図 8 は、直径 144 mm のアルミニウム棒で作られた 8 MHz 範囲の XNUMX 素子 Super-J アンテナの写真を示しています。
誘電体マスト (グラスファイバーなど) と絶縁スペーサーが要素間のスペースに配置されます。図では、図9では、それらは太い線で示されている。電源ケーブルをリフレクターの後ろで水平に配線し、リフレクターの端から離れた広いループでマストに戻すことをお勧めします。この領域 (アンテナの近く) では、(モニターの電源ケーブルからの) 管状フェライト磁気コアをケーブル上に 9 m ごとに配置することをお勧めします。
同様の 430 素子 Super-J アンテナを 10 MHz 範囲用に作成できます。表と図にあります。図10は、145および435MHzの周波数に必要な設計寸法を示している。要素の寸法と軸間の距離はセンチメートル単位で示されます (D はアンテナを構成するアルミニウムまたは銅の導体の直径です)。電源点での入力インピーダンスは 145 または 435 オームです。バランスをとるために U エルボを使用すると、フィーダの抵抗が 50 オームに変換されるため、200 線式ラインへの接続ポイントは閉端からわずかに遠くなります。この場合、マッチング ループの寸法がわずかに変化します (表を参照)。
テーブル
アスタリスクでマークされた要素の寸法は、セットアップ中に指定されます。 セットアップを容易にするため、整合装置は 2 つの可動接点 (スライダー) で作成することをお勧めします。1 つは 2 線式ラインを閉じ、共振への調整に使用され、2 つ目はフィーダーを接続し、共振への整合に使用されます。最小SWRレベル。これにより、アンテナを迅速に構成できますが、スライドの位置を選択した後、確実な接触 (はんだ付けまたはボルト) を確保する必要があります。アンテナの効率は接触抵抗に大きく依存します。銅とアルミニウムの接触は許容されないこと、および接触が湿気から保護されていることを覚えておく価値があります。逆に、J エルボの開放端では電流が最小限であるため、接触抵抗の要件は厳しくありません。 当初、アンテナは図の通りに作りました。直径 4 mm のアルミニウム棒から平均周波数 145 MHz で測定した結果を図 8 に示します。これは直径 23 mm のグラスファイバーパイプに取り付けられ、マストとして使用されました。アンテナ給電点近くのケーブル上に配置されたフェライト チューブがバランとして使用されました。彼女のテストでは、アンテナを地面と平行な木製のテーブルに置いた場合と垂直に置いた場合では、設定が一致しないことがわかりました。したがって、アンテナは垂直に設置して同調する必要があります。バイブレーターの下端から地面までの距離は約 0,5 m あれば十分で、1,1 線式ループに沿って閉路ジャンパーを移動し、ケーブル接続ポイントを移動する (これらの調整は相互に依存しています) ことで、非常に簡単に行うことができました。アンテナを希望の周波数で SWR<1,5 に合わせます。アンテナの動作周波数帯域は、SWR<5 で XNUMX MHz を超えました。 次に、必要な剛性の誘電体チューブが手元になかったため、これも直径 8 mm のアルミニウム棒で作られたブームをマストとアクティブバイブレーターに取り付けました。振動子の中間点では電圧がゼロに近いため、導電性ブームはアンテナ特性にほとんど影響を与えません。これは予備的なモデリングによって確認されました。 ブームにはリフレクターとダイレクターが取り付けられ、その長さはMMANAプログラムを使用したモデル計算に従って計算されました。 10 線式ラインとブームは、厚さ XNUMX mm のビニール プラスチック プレートと U 字型ブラケットを使用してマストに固定されます。アンテナエレメントはジュラルミン製のU字ブラケットとボルトを使用してブームに取り付けられます。 受動素子により、アンテナの入力インピーダンスが大幅に減少しました。ただし、弱く発現された SWR 最小値が見つかりました。ジャンパーを移動し、ケーブル接続ポイントを移動することにより、最小 SWR が 145 MHz の周波数に対応し、1,2 を超えない位置を見つけました。バイブレーターの長さは調整できませんでした。 単素子アンテナの調整と比較して、1,5 素子アンテナの調整ははるかに厳密かつ重要です。 SWR<3 レベルでの帯域幅は約 50 MHz でした。ケーブルの長さはわずかに短いことが判明し、抵抗が XNUMX オームのケーブルを使用した場合のケーブルの閉端から電源点までの距離は、計算値よりわずかに長くなりました。 アンテナの性能は、都市環境(地平線を完全に覆う高層ビル群の間)で、地上からわずか 1,5 m の高さに軸を配置して以前に評価されました。自動車の 2 分の 3 波長ロッドと比較して、信号増加が得られました。 10 ~ 50 km の距離での通信には 7 ~ 30 ポイント。水平面内の方向性がはっきりと現れました。全体的な印象は、アンテナが機能しているということです。 Super-J アンテナの性能のより正確な評価は、アンテナを高さ 100 m のマストに吊り上げたときのダーチャ条件の空き地で行われ、その性能は垂直方向の 70 素子の「正方形」アンテナの性能と比較されました。二極化。アンテナは同じグラスファイバーマスト上の同じ場所に交互に設置されました。フィーダと同じケーブルと同じトランシーバを使用しました。 XNUMX ~ XNUMX km の距離にある中継器の開口と可聴性に関する作業と、最大 XNUMX km の距離で直接チャネルで QSO を行う場合の通信者の評価が評価されました。 ほとんどの場合、推定値は非常に近かったです。 「スクエア」を聞いたことがあるなら、Super-J も聞いたことがあるでしょう。 4 素子の「方形」は水平面内の放射パターンが狭いため、最大の評価を得るには通信相手により正確に照準を合わせる必要があり、スーパー J はほとんど回転しませんでした。全体的な印象としては、アンテナのゲインはほぼ同等で、バックローブの抑制が優れているということです。テスト中のアンテナは「正方形」よりも 2 倍軽く、トルクと風損が大幅に低くなります。 MMANA プログラムで説明されているアンテナをモデル化するためのファイルは、ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/ant86_30.zip から見つけてダウンロードできます。 著者:Vladislav Shcherbakov(RU3ARJ) 他の記事も見る セクション VHFアンテナ. 読み書き 有用な この記事へのコメント. 科学技術の最新ニュース、新しい電子機器: 交通騒音がヒナの成長を遅らせる
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