アンテナパラメータを測定しますか? まったく難しくありません！スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

アンテナパラメータを測定しますか? 全然難しくないよ！無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無料のテクニカルライブラリ

無線受信システムで正しく決定されたアンテナパラメータは、遠隔無線局を正常に受信できる基礎となります。しかし、アマチュア無線家は、そのような測定に必要なツールを常に手元に持っているとは限りません。この記事では、著者は、非常に満足のいく結果を生み出す簡単な方法を使用することを提案します。

屋外のワイヤーアンテナを吊り下げた後、長波および中波（LWおよびMW）のラジオ受信愛好家はよく疑問に思います：そのパラメーターは何ですか？主なパラメータは XNUMX つあります。それは、アンテナ接地システムの損失抵抗 rn と、同じ接地 CA に対するアンテナ自体の静電容量です。アンテナシステムの効率はこれらのパラメータに依存するため、遠くの局を受信できるか、空中から受信した信号の「自由エネルギー」で受信デバイスに電力を供給できるか、アンテナシステムを異なる周波数に同調できるかなどに依存します。

アンテナの測定は、初心者だけでなく、ほとんどのアマチュア無線家にとって「未知の領域」です。既知のすべての方法には、強力な高周波発生器と測定ブリッジが必要ですが、アマチュア無線家の間ではめったに見られない機器です。多くの場合、これら 1 つのデバイスは、たとえば送信無線センターのアンテナを調整および調整するときに使用される、フィーダまたはアンテナ抵抗計 (と呼ばれる) を形成するために組み合わされます [XNUMX]。アンテナはあらゆる風にさらされており、測定に干渉する他の無線局からの信号など、さまざまな干渉の高電圧がかかるため、強力な HF 発生器が必要です。

提案された測定方法では、発電機はまったく必要ありません。空中にはたくさんの信号があるため、空中からの信号を使用してアンテナのパラメータを測定します。測定のために特別な装置やスタンドを作成する必要がありますか? これはオプションです。アンテナが毎日交換されるわけではないことを考慮すると、ブレッドボードを使用せずに、デスクトップまたは窓辺で直接簡単な測定回路を組み立てることは難しくありません。

損失抵抗測定。できれば DV および MV 範囲の 0,47 対のコイルを備えた磁気アンテナからのフェライトロッド、抵抗値 1 ～ 0,5 kOhm (必ず非ワイヤ) の可変抵抗器、任意のゲルマニウム低電力高周波が必要です。ダイオードと、高い内部入力抵抗 (少なくとも 1...XNUMX MOhm) を備えた DC 電圧計。受信したラジオ局を耳で識別するには、ハイインピーダンス電話が便利です

アンテナパラメータを測定しますか? まったく難しくありません！

図の図に従ってデバイスを組み立てます。 1 そして、磁気アンテナコイル内のロッドを動かすことによって、強力な地元ラジオ局の信号周波数に同調します。この場合、可変抵抗器 R1 を抵抗ゼロの位置に設定する必要があります (図に従ってスライダーを上の位置に移動します)。ラジオ局の周波数と共振するように回路を微調整する瞬間は、メーターの針の最大偏差と電話の最大音量によってマークされます。電圧計と直列に接続された電話は、電圧計の測定値に事実上影響を与えず、同時に音量も大きすぎません。無線局の識別中に電圧を高めるには、電圧計を短絡するか、抵抗がより低い測定下限に切り替えるか、約 0,05 ～ 0,1 µF の容量のコンデンサを並列に接続します。オーディオ周波数を電話機に渡すために電圧計に接続します（このようなコンデンサを使用すると、オーディオ周波数と直流電流での検出器の負荷の不均衡により、音が多少歪む可能性があります）。

電圧計の測定値 (U1) を記録した後、回路設定を変更せずに、電圧計の測定値が半分になる (U1) まで可変抵抗器 R2 のスライダーを動かします。この場合、抵抗器の抵抗は、特定の周波数におけるアンテナシステムの損失抵抗と等しくなります。同じ測定を他の周波数でも実行できます。

抵抗器の抵抗は抵抗計で測定され、測定回路から切り離されます。抵抗計がない場合は、照準器とスケールを備えたハンドルを抵抗器に装備する必要があります。標準的なデバイスを使用して抵抗値を校正できます。

上記の方法を使用すると、たとえば最適な接地オプションを選択できます。都市環境では、給水パイプ、暖房パイプ、バルコニーフェンス金具など、およびそれらのさまざまな組み合わせのオプションが可能です。最大の受信信号と最小の損失抵抗に注目する必要があります。カントリーハウスでは、「古典的な」接地に加えて、たとえそれが接触していなくても、井戸や水道管、金属メッシュフェンス、亜鉛メッキ板屋根、またはその他の巨大な金属物体を試すことをお勧めします。本当の地球。

アンテナ静電容量の測定。可変抵抗器の代わりに、最大容量 180 ～ 510 pF の KPI (任意のタイプ) をオンにする必要があります。また、測定限界が数十から数百ピコファラッドの静電容量計を用意することもお勧めします。著者は、設計者から提供された Master-S デジタル静電容量計 [2] を使用しました。

アンテナパラメータを測定しますか? まったく難しくありません！

静電容量計がない場合は、抵抗の場合と同じことを行う必要があります。KPI にスケールを装備し、ピコファラッド単位で校正します。容量はプレートの挿入部分の面積に比例するため、これは器具なしで行うことができます。方眼紙にロータープレートの形状を描き（サイズが大きいほど目盛りが正確になります）、図面を10角度ごとのセクターに分割し、各セクターの面積とS0プレート全体のセル内の面積を数えます。。図では、図 2 では、その領域の最初のセクターが網掛けになっており、対応する最初のスケールマークに、静電容量 C1 = Cmax S1/S0 などを入力する必要があります。

ロータープレートが半円形の場合（ダイレクトコンデンサコンデンサ）、スケールは直線になるため、図面を作成したり面積を計算したりする必要はありません。たとえば、子供の創造性のためのセットの固体誘電体を備えた KPI の最大容量は 180 pF です。目盛を18度ずつ10分割し、その周囲に10pF、20pFなどを配置すれば、精度は低くても目的には十分です。

アンテナパラメータを測定しますか? まったく難しくありません！

KPIを調整したら、図の図に従って設置を組み立てます。 3. アンテナをソケット XS1 に接続し、スイッチ SA1 で KPI をオフにすることにより、アンテナ容量とコイル L1 によって形成される回路を無線局の周波数に同調させます。コイルにはもう触れずに、アンテナをソケット XS2 に切り替え、コンデンサ C2 (KPI) をスイッチ SA1 を備えた回路に接続します。今度は C2 を使用して、もう一度同じ周波数に同調します。スケールを使用するか、ソケット XS3、XS4 に接続された静電容量計を使用して、その静電容量 Sk を決定します (この目的のために、SA1 を図に示す位置に切り替えます)。次の式を使用して SA アンテナの静電容量を見つけることが残っています。

CA =C2(1 + √1+4С1/С2）/ 2。

操作の意味は次のとおりです。結合コンデンサ C1 を介してアンテナを接続すると、回路の総容量が小さくなり、それを元に戻すために容量 C2 を追加する必要がありました。アンテナ容量 CA (最初のケース) と複素回路容量 C2 + CA C1/(CA + C1) (15 番目のケース) の等価性に基づいて、上記の式を自分で導き出すことができます。測定の精度を高めるには、50 ～ XNUMX pF の範囲で、より小さいカップリングコンデンサの静電容量を選択することをお勧めします。カップリングコンデンサの静電容量がアンテナの静電容量よりもはるかに小さい場合、計算式は次のように簡略化されます。

SA = C2 + C1。

実験とその考察。著者は、ダーチャで入手可能なこのタイプのアンテナのパラメーターを測定しました。長さ 0,7 メートルの PEL 15 ワイヤーで、屋根の尾根まで、家から離れて隣の木まで伸びていました。最良の「接地」（カウンターウェイト）は、パイプと局所加熱ラジエーターの小さなネットワークで地面から隔離された給湯柱であることが判明しました。すべての測定は、トランジスタ受信機からの標準的な CB 磁気アンテナコイルを使用して CB 範囲で実行されました。範囲の低周波数端で同調するのに十分なインダクタンスがない場合は、別のフェライトロッドを磁気アンテナの隣に、最初のフェライトロッドと平行に配置しました。

測定結果を表にまとめます。彼らには少しコメントが必要です。まず、周波数が異なると損失抵抗とアンテナ容量の両方が異なることは注目に値します。

アンテナパラメータを測定しますか? まったく難しくありません！

これらは決して測定誤差ではありません。まず静電容量の周波数依存性を考えてみましょう。アンテナ線に何らかのインダクタンス LA がなければ、静電容量値は同じになります。図に示すアンテナ回路の等価回路図からわかるように、ワイヤのインダクタンスはアンテナの容量と直列に接続されています。 4.

アンテナパラメータを測定しますか? まったく難しくありません！

インダクタンスの影響は高周波でより強くなり、誘導性リアクタンスが増加し、容量性リアクタンスが部分的に補償されます。その結果、アンテナ全体のリアクタンスが減少し、測定される静電容量が大きくなります。アンテナの固有周波数は LA SA 回路の共振周波数です。この周波数ではリアクタンスがゼロになり、測定された静電容量値は無限大になる傾向があります。この周波数に対応するアンテナの固有波長 λ0 は、アンテナワイヤの長さの XNUMX 倍にほぼ等しく、通常は HF 範囲内に収まります。

固有振動数は、85 つの任意の周波数での静電容量の測定から計算できますが、式が複雑すぎます。著者は自分のアンテナについて、CA = 25 pF、LA = 3,5 μH、および fo - 約 1 MHz を取得しました。大まかに見積もると、アンテナワイヤの各メートル (減少とともに) 約 1,5 ～ 6 μH のインダクタンスと約 XNUMX pF のキャパシタンスが導入されると仮定できます。

十分に高品質なコイル L1 の損失抵抗は主に接地抵抗で構成されます。これは、M.V. Shuleikin [3] の経験的 (実験データに基づいて得られた) 式、rn = AV/λ0 を使用して計算されます。ここで、A は接地の品質に応じてオーム単位で変化する定数係数です。適切な接地の場合、A はオームの単位または分数です。見てわかるように、損失抵抗は波長が増加する（周波数が減少する）につれて増加し、これは表のデータによって確認されています。損失抵抗の周波数依存性は前世紀初頭に発見されましたが、著者は文献の中でこの効果の詳細な説明を見つけませんでした。

この点で、アマチュア無線家がアンテナのパラメータを測定するときに得られるデータの多くは非常に役立ちます。

文学

Fradin A. Z.、Ryzhkov E. V. アンテナパラメータの測定。 - M.: Svyazizdat、3 年。
Andreev V. シンプルな静電容量計「Master-S」。 - ラジオ、2002 年、No. 1、p. 50-52; No.2、p. 51-53; No.3、p. 52-54。
Belotserkovsky G. B.アンテナ。 - M.: オボロンギズ、1956 年。

著者: V.Polyakov、モスクワ

他の記事も見る セクションアンテナ。測定、調整、調整.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

量子力学は、その神秘的な現象や予期せぬ発見で私たちを驚かせ続けています。最近、理化学研究所量子コンピューティングセンターの Bartosz Regula 氏とアムステルダム大学の Ludovico Lamy 氏が、量子もつれとそのエントロピーとの関係に関する新しい発見を発表しました。量子もつれは、現代の量子情報科学技術において重要な役割を果たしています。ただし、その構造は複雑であるため、理解と管理が困難になります。レグルスとラミーの発見は、量子のもつれが古典系と同様のエントロピー規則に従うことを示しています。この発見は、量子情報科学技術の分野に新たな視点をもたらし、量子のもつれと熱力学との関係についての理解を深めます。研究結果は、もつれ変換の可逆性の可能性を示しており、これにより、さまざまな量子技術での使用が大幅に簡素化される可能性があります。新しいルールを開く ... >>

ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

降雪後の静寂 14.01.2023

雪が降る冬はそれ自体が美しいですが、雪が降った後、路上で魔法のようなことが起こることに気付いた人も多いでしょう。通常では見られないような、異常な静けさが始まります。

独特の沈黙は、雪が降った後に無意識にやって来るあまり活動的でない人によるものですが、それだけではありません。この効果は、雪の音響減衰効果にも部分的に関連しています。今日、科学者たちはこの「魔法の効果」に光を当てることにしました。

雪が降った後に外に出ると、まるで「魔法」のように思えるかもしれません。雪景色の効果がサウンドスケープの変化によって大幅に強調されるためです。通りのすべてが突然静まるようです。

すべてを消費する沈黙のこの興味深い効果は、部分的には人間活動の減少によるものです。通りに人が少なくなり、道路の交通量が少なくなります。さらに、建設現場が閉鎖され、道路の修理が遅れ、その他の人為的な騒音源が沈黙します。鳥のさえずりもまだこもっている。

しかし、アメリカの科学者は、これがすべてではないことに注意しています。降雪後の静けさは、雪が本質的に音響減衰効果を持っているという事実によるものでもあります。つまり、通常は地面や他の表面から跳ね返るエコーを減衰させます。実際、雪は氷の結晶で構成されており、遮音性に優れています。ただし、この場合、それらは大量の雪と一緒にゆるく詰め込まれています。結果として得られるセル状の材料は、優れた遮音性を備えています。

2008 年に専門家がアラスカで調査を実施しました。次に、実験では、雪面でのピストルからの空弾が30 dB減衰することが示されました。実際、これは会話とささやきの違いに相当します。

音の屈折は、「降雪後の静けさ」を生み出す上で重要な役割を果たします。これは、雪が降ると、空気が地面近くで暖かくなり、その上で寒くなるためです。この組み合わせにより、音が屈折し、上向きに曲げられます。これにより、地上で伝達される音量が減少します。

同時に、雪が部分的に溶けて凍結すると、反射が改善されます。研究者たちは、降雪後の不気味な沈黙は通常、「騒がしい仕事」を再開する前の短い一時停止であると述べています。

その他の興味深いニュース:

▪ 小さなデバイスが人体に薬を届ける

▪ ネジの代わりに - 魚

▪ Star Citizenは世界で最も高価なゲームです

▪ 多層ボトルのジュース

▪ バルカンロケット

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトセクションの電源。記事の選択

▪ 記事「約束の地」。人気の表現

▪ 記事オオカミのように月に向かって鳴くげっ歯類は何ですか? 詳細な回答

▪ 記事アコカンテラアビシニアン。伝説、栽培、応用方法

▪ 記事 144 MHz カーアンテナ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ 記事ブリッジSWRメーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

この記事にコメントを残してください：

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー