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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 고성능 VHF 안테나. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
지난 3년 동안 라디오 아마추어에 의한 VHF 대역의 집중적인 개발은 다양한 디자인의 많은 안테나의 출현으로 이어졌습니다. 최근에는 트래버스가 긴 안테나가 특별 배포되었습니다. 이러한 안테나의 횡단 길이는 여러 파장이며 수동 요소의 수는 XNUMX개 이상에 이릅니다. "오로라", 유성우, ICXNUMX 및 달 표면을 통해 VHF에서 장거리 및 초장거리 통신을 수행할 때 초단파에서 자주 사용되는 것은 바로 이들입니다. 길쭉한 트래버스가 있는 안테나에 대한 관심은 첫째, 기존의 "파동 채널" 구성과 거의 동일한 재료 비용으로 이득이 눈에 띄게 더 크다는 사실로 설명할 수 있습니다. 둘째, 모든 요소가 하나의 캐리어 빔에 장착되기 때문에 이러한 안테나의 설계는 간단합니다. 셋째, RF 에너지가 하나의 능동 소자에만 공급되기 때문에 안테나를 피더와 일치시키는 상대적 단순성이 매력적입니다. 그러나 이러한 안테나에는 역방사선 억제가 낮고 요소 수가 증가함에 따라 작동 대역이 크게 좁아지는 등 몇 가지 단점도 있습니다. 확장된 트래버스가 있는 VHF 안테나의 여러 흥미로운 디자인은 유명한 프랑스 초단파 F. Tonna(F9FT)에 의해 개발되었습니다. 안테나 F9FT 충분히 높은 효율, 상대적으로 작은 크기 및 무게를 가지며 일치하는 요소가 없습니다. 그러나 아마도 그들은 주요 장점 - 쉬운 반복성, 각 개별 안테나의 동일한 매개변수를 얻습니다(요소의 모든 치수를 엄격하게 준수함). 후자는 동일한 유형의 여러 안테나를 배열하여 높은 이득을 가진 복잡한 안테나 시스템을 만들 수 있습니다. F9FT 안테나의 주요 매개변수는 표에 나와 있습니다. 주어진 안테나 이득은 반파장 다이폴에 상대적입니다. 무화과에. 도 1에는 16미터 범위에 대한 2개 요소 안테나의 도면이 표시됩니다. 트래버스는 측면이 20mm이고 벽 두께가 1,5 ... 2mm이거나 직경이 20mm인 파이프로 압연된 사각형 프로파일로 만들어집니다. 반사판과 활성 진동기가 강화되는 트래버스 부분은 "더브테일" 형태를 갖습니다(그림 1, b). 수동 요소는 직경 4mm의 알루미늄 와이어로 만들어집니다. 다른 재료(구리, 황동, 알루미늄 합금, 바이메탈)를 사용하면 질량을 제외하고 안테나 매개변수가 눈에 띄게 저하되지 않습니다. 반사경 및 디렉터에 대한 가능한 장착 옵션 중 하나가 그림 1에 나와 있습니다. XNUMX.c.
파동 저항이 75옴(그림 2,a)인 능동 진동기는 직경 5mm의 알루미늄 와이어로 만들어지고 파동 저항이 50옴(그림 2, b)인 두 개의 알루미늄 튜브에서 직경 12mm, 직경 5mm의 와이어로 만든 알루미늄 매칭 활로 연결됨.
안테나의 주요 매개변수
활성 진동기는 트래버스에서 안전하게 격리되어야 합니다. 단열재로는 유리섬유, 테프론, 유기유리 등을 사용할 수 있습니다. 무화과에. 도 3a 및 3b는 9미터 대역에 대한 13개 및 2개 요소 안테나를 개략적으로 보여줍니다. 이러한 안테나에 대해 서로 다른 파동 임피던스를 갖는 능동 진동기의 설계가 그림 3에 나와 있습니다. 75, in(3옴) 및 50, d(XNUMX옴).
이러한 능동 진동기의 크기가 16개 요소 안테나에 사용된 것과 약간 다른 것은 이러한 안테나를 피더에 더 잘 일치시키려는 바람 때문입니다. 이 안테나에 대한 반송파 횡단면은 16개 요소(20x20mm)의 경우와 동일합니다. 구조적으로 9 및 13 요소 안테나는 16 요소 안테나와 동일한 방식으로 수행됩니다. 그림 4a는 21cm 범위의 70소자 안테나의 개략도이며, 그림에 표시된 소자 사이의 거리는 특성 임피던스가 75옴인 피더를 사용하는 경우를 나타냅니다. 안테나에 50옴 케이블을 공급할 때 거리는 반사기 - 활성 진동기 - 139mm, 활성 진동기 - 디렉터 1 - 48mm, 디렉터 1 - 디렉터 2-68mm, 디렉터 2 - 디렉터 3 - 182mm 나머지 디렉터는 그림에 표시된 거리에 있습니다. 트래버스의 경우 측면이 16,5mm인 정사각형 프로파일이 사용됩니다(직경이 16 ... 17mm인 튜브를 사용할 수 있음). 모든 수동 요소는 직경 4mm의 알루미늄 와이어로 만들어지며 트래버스에 직접 고정됩니다(그림 1, c 참조). 능동 진동기(그림 4b)는 직경 5mm의 알루미늄 와이어로 만들어집니다. 트래버스에 부착된 지점에서 트래버스와 분리되어야 합니다.
언밸런스한 동축 케이블이 있는 밸런스드 바이브레이터의 직접 공급은 좋은 결과를 얻을 수 없는 것처럼 보일 수 있습니다. 이 경우 끝단의 전압 비율은 약 2:3이기 때문입니다. 그리고 이것은 필연적으로 수직 편파의 방사 형성으로 이어져 안테나 이득과 방사 패턴을 악화시킵니다. 그러나 실험에 따르면 이러한 방식으로 안테나에 전원을 공급할 수 있지만 능동 진동기의 입력 임피던스는 공급 피더의 파동 임피던스와 일치해야 하며 능동 소자는 트래버스에서 안정적으로 격리됩니다. 이 경우 거의 모든 공급된 RF 에너지는 능동 진동기에 의해 주변 공간으로 방사되고 많은 수의 수동 요소가 축을 따라 엄격하게 안테나 방사 다이어그램의 메인 로브를 매우 잘 형성합니다. 무화과에. 5와 6은 16미터 대역에 대한 9요소 F2FT 안테나의 수평 및 수직 방사 패턴을 보여줍니다.
더 많은 힘을 얻으려면. 동일한 유형의 안테나가 시스템에 결합됩니다. 동일한 유형의 안테나 수를 두 배로 늘리면 시스템 이득이 2.5dB 증가할 수 있습니다. 최대 값은 안테나 사이의 최적 거리와 후자의 엄격한 위상 조건에서만 달성됩니다. 16요소 2미터 안테나와 21요소 70cm 안테나의 최적 거리는 2l입니다. 그림 7은 안테나 시스템의 레이아웃 옵션을 보여줍니다.
예를 들어, 특성 임피던스가 75옴인 피더, 임피던스가 75옴인 능동 소자가 있는 두 안테나의 안테나 시스템과 조정해야 하는 경우 다음을 수행해야 합니다. 두 안테나의 진동기는 길이가 l / 75의 배수(l2 \u1d l2 \u2d cpl / 1,2,3, 여기서 n \u50d 4 ,XNUMX, .... s는 케이블 단축 계수임) , XNUMX/XNUMX 파장 변압기 후자는 특성 임피던스가 XNUMX옴이고 길이가 cl / XNUMX인 동축 케이블로 만들어집니다. 안테나 시스템의 올바른 위상을 위해 동축 케이블 세그먼트의 중심 도체가 A 지점에 연결됩니다(그림 7 참조). 동일한 유형의 안테나 7개를 일치시키는 것은 매우 쉽습니다(그림 50, c 참조). 이 경우 길이가 l75=l1=l2=l3=spl/4, l2=l5=cl/6인 동일한 파장 임피던스(4 또는 XNUMX Ohm)를 가진 케이블 세그먼트가 사용됩니다. 그림 7d는 XNUMX개의 안테나를 결합하는 변형을 보여주며, 그 결과 원형 편파가 있는 방사 패턴이 생성됩니다. 지구의 아마추어 무선 위성을 통해 작업할 때와 달 표면에서 반사된 신호를 수신할 때 이러한 시스템을 사용하는 것이 편리합니다. 두 안테나는 동일한 트래버스에 서로 수직으로 장착되며 동일한 이름의 진동기는 가능한 한 서로 가깝게 고정됩니다. 특성 임피던스가 75옴인 동축 케이블의 세그먼트를 일치시키기 위해(l1=sp1l/4, l2=sp2l/2, 여기서 n1=1, 3, 5,...; n2=1,2, 3,... ; l2 -l1=l/4) 및 50옴(l3=cl/4). 이 원형 편파 안테나 시스템은 단일 안테나와 동일한 이득을 갖는다. 마지막으로 몇 가지 실용적인 조언입니다. 안테나 시스템의 편리함과 빠른 조립을 위해 SR-75 및 SR-50 유형의 고주파 커넥터와 일치하는 케이블 섹션을 공급하고 HF 티를 사용하여 연결하는 것이 좋습니다. 이러한 노드는 강수량의 영향으로부터 보호하기 쉽습니다. 지정된 커넥터를 사용할 수 없는 경우 케이블 세그먼트를 조심스럽게 납땜하고 접합부를 폴리스티렌 또는 에폭시 수지로 덮을 수 있습니다. 트래버스 아래쪽에 모든 고정 나사를 설치하고 그 위에 페인트하는 것이 좋습니다.요소의 튜브는 나일론 캡 또는 고무 플러그로 끝에서 닫힙니다. 나일론 컵의 진동기에 대한 케이블 연결 지점을 배치하는 것이 좋습니다. 긴 트래버스가 구부러지는 것을 방지하기 위해 대각선 막대로 일반적인 방식으로 지지할 수 있습니다. 후자는 시스템에 배열된 모든 안테나에 대해 동일한 길이여야 합니다. 문학
간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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