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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 수직 XNUMX/XNUMX 파장 안테나 계산. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
아마추어 송신기에서 텔레비전 수신에 대한 간섭을 줄이는 주요 방법 중 하나는 수직 편파가 있는 송신 안테나를 사용하는 것입니다. 단파 중에서 가장 일반적인 것은 XNUMX/XNUMX파 수직 안테나("접지 평면")입니다. 이 안테나는 길이가 일반적으로 송신기에서 방출되는 작동 파장의 XNUMX/XNUMX보다 약간 작은 수직 막대와 균형추로 구성됩니다. 그것은 송신기에서 고주파 에너지가 공급되는 동축 케이블의 외피에 연결된 여러 개의 수평 XNUMX/XNUMX 파장 빔으로 만들어집니다. 이러한 28/32 파장 안테나의 방사 저항은 50-75옴입니다(구성되는 금속 튜브의 외경에 따라 다름). 따라서 안테나를 XNUMX옴 또는 XNUMX옴 동축 케이블에 연결하면 케이블에 정상파가 유입되어 에너지가 낭비됩니다. 수직 핀을 케이블과 일치시키려면 인덕터, 커패시터 또는 특정 매개변수가 있는 케이블 섹션과 같은 추가 요소를 사용해야 합니다. 수평 균형추와 일치하는 케이블 섹션이 있는 "접지 평면" 안테나에 대한 단순화된 계산 방법이 아래에 설명되어 있습니다. 이 계산에 따라 제작된 안테나는 하나의 아마추어 대역(예: 14MHz)에서 잘 작동하고 동시에 두 개의 인접한 대역(21 및 7MHz)에서 매우 만족스럽게 방사합니다. 우리는 14MHz 대역에 대한 수치적 예에 대한 계산을 제공할 것입니다. 핀과 핀을 공급하는 케이블의 연결과 일치하는 케이블 섹션 및 크기 지정이 그림 1에 나와 있습니다. 하나.
계산을 위해서는 안테나 핀과 평형추 빔이 만들어지는 금속 튜브 또는 와이어의 직경을 알아야 합니다. 안테나 제작을 위해 외경이 30mm인 튜브를 사용한다고 가정해 보겠습니다. 그리고 우리는 직경 2mm의 와이어로 균형추를 만들 것입니다. 지상에서 떨어진 반파장 쌍극자의 길이와 안테나 직경의 비율을 나타내는 계수 M을 결정합니다. 다음 공식을 적용합니다. 엠=150000/(에프(MHz)D(mm)) 여기서 f는 범위의 중간 주파수이고, D는 튜브의 직경입니다. f=14,2MHz 및 D=30mm로 다음을 얻습니다. M=150000/(14,2*30)=352 계수 M을 사용하여 그래프(그림 2)를 사용하여 30,8/XNUMX 파장 안테나 R rad(공진 주파수의 경우)의 방사 저항: R rad \uXNUMXd XNUMX ohm을 결정합니다.
이제 우리가 만들 단축 안테나의 실제 방사 저항 Ry를 계산해야 합니다. 지구와 평형추의 영향으로 인해 Rizl과 다르며 다음과 같습니다. Ry=Rizl-Z/4Rizl 여기서 Z는 피더가 만들어지는 동축 케이블의 파동 임피던스입니다. 이 예에서는 75옴과 동일하게 가정해 보겠습니다. 그 다음에: Ry=30,8-75/4*30,8=30,2 Ом. 수직 핀 L의 길이를 계산하려면 그림 3의 그래프에 따라 필요합니다. 535은 길이 변화에 따른 안테나 저항의 변화를 특성화하는 Kc와 평형추와 지표면의 영향을 고려하는 Kz라는 두 가지 추가 보조 계수를 결정합니다. Kc=0,97, Kz=XNUMX을 얻습니다.
K 계수를 결정하기 위한 그래프는 안테나 길이가 10% 이하로 변경되는 경우에만 사용할 수 있습니다. 안테나가 공진 안테나보다 길면 임피던스는 본질적으로 유도성이며, 더 짧으면 용량성입니다. 핀의 길이(mm)는 다음 공식에 의해 결정됩니다.
우리는 가지고 있습니다;
직경 2mm의 와이어로 만들어진 평형추 Lnp의 빔 길이를 결정하기 위해 M을 계산합니다. M=150000/14,2*2=5280이고 Fig. 3 우리는 Ky=0,978을 찾습니다. 그 다음에
단축 안테나는 능동 외에도 용량성 리액턴스를 갖습니다. 이를 보상하기 위해 끝에서 단락된 케이블 세그먼트가 안테나와 병렬로 연결됩니다. 길이는 리액턴스가 필요한 값의 유도 특성을 갖도록 선택됩니다. 이 유도 리액턴스를 정의합니다. Xc=Z/S=75/1,22=61,5옴 슬라이드 규칙 또는 접선 표를 사용하여 각도 a를 찾습니다. 그 접선은 일치하는 세그먼트가 만들어질 케이블의 파동 임피던스 Zc에 대한 얻은 값 Xc의 비율과 수치적으로 같습니다. Zc=75옴에서: Xc/Z=61,5/75=0,82 및 a=39,4° 단축 세그먼트의 길이는 다음과 같습니다. Lc=(833ab)/f, mm 이 공식에서 b는 케이블을 따라 에너지 전파 속도를 특성화하는 계수입니다. 솔리드 충전(RK-1, RK-3)이 있는 일반 케이블의 경우 b=0,67. 따라서, Lc=(833*38,4*0,67)/114,2=154,9 мм 위에서 설명한 계산은 카운터 웨이트의 빔이 수평으로 위치한다는 것을 고려합니다. 그러나 기울어 진 배열 (지상에 대해 30-40 ° 각도)에도 불일치는 중요하지 않습니다. 피더의 정상파 비율(SWR)은 간단한 브리지형 SWR 표시기를 조립하여 측정할 수 있으며, 그 회로는 그림 4에 나와 있습니다. 1. 여기에서 저항 R2, R3, R1과 안테나의 방사 저항이 브리지를 형성합니다. 대각선 중 하나에는 송신기(커넥터당)에서 고주파 에너지가 공급됩니다. D2E 유형의 다이오드 DXNUMX은 두 번째 대각선에 포함됩니다.
저항 R4는 에너지원(송신기)의 출력 저항을 줄이는 역할을 합니다. 인덕터(Dr1)는 정류된 전류의 직접 구성 요소의 회로를 닫습니다. 안테나 회로에 갈바닉 전도도가 없는 경우 필요합니다. 다리의 균형 때 장치의 화살표가 벗어나지 않습니다. 안테나와 케이블이 일치하지 않으면 기립 의지가 나타나며 이는 화살표의 편차로 표시됩니다. SWR 측정 절차는 다음과 같습니다. 1. 안테나가 있는 송신기를 최대 방사 전력으로 조정합니다. 2. 예를 들어 네거티브 바이어스가 있는 프리 스테이지 램프 중 하나를 차단하여 전력을 XNUMX으로 줄이고 안테나를 분리합니다. 3. 트랜스미터 입력과 Per 커넥터를 케이블로 연결합니다. SW 인덱스에서 4. 저항 R4를 태우지 않도록 점차적으로 매우 부드럽게 계기 화살표가 눈금의 끝까지 벗어날 때까지 SWR 포인터에 공급되는 에너지의 전력을 증가시킵니다. 5. 브리지의 균형을 확인하려면 Ant 커넥터에 75옴의 저항을 임시로 연결합니다. 그러면 밀리암미터의 바늘이 XNUMX이 되어야 합니다. 6. Ant에 연결하여. 안테나에 전원을 공급하는 동축 케이블, 눈금에 전류를 표시하고 그림에 표시된 곡선에서 SWR을 결정합니다. 5.
예를 들어 안테나 피더가 RK-1 또는 RK-3 케이블로 만들어지고 길이가 15-20m 이하인 경우와 같이 안테나 피더가 상당한 손실을 일으키지 않는 경우 SWR 2 및 2,5도 상당히 허용됩니다. . 이 경우 총 손실(피더 손실과 불일치로 인한 손실의 합)은 0,5dB를 초과하지 않습니다. 수신 스테이션에서의 이러한 전력 감소는 귀로 알 수 없습니다. 수신 볼륨의 눈에 띄는 감소(1-2포인트)는 5-8 정도의 SWR에서만 관찰할 수 있습니다. 구성된 안테나의 SWR이 과도하거나 크기가 예상보다 크거나 작게 선택되는 경우 SWR 표시기를 사용하여 안테나를 경험적으로 조정해야 합니다. 필요 이상으로 긴 안테나는 수직 부분과 직렬로 연결된 커패시터에 의해 전기적으로 단축될 수 있다(그림 6a). 너무 짧은 안테나는 인덕턴스를 추가하여 전기적으로 확장할 수 있습니다(그림 6b). 이 경우 안테나는 코일에서 두 핀치의 위치를 선택하여 교대로 조정됩니다. 여기서 핀치 1과 2 사이의 코일 부분은 안테나의 수직 부분을 확장하는 데 사용되며 하단 부분(2-3)은 일치하는 단락 케이블을 대체합니다(그림 1).
결론적으로, 우리는 특히 가까운 뇌우 동안 설명된 유형의 안테나에 정전기 전하가 축적된다는 점에 주목합니다. 따라서 케이블 섹션이 단락된 안테나(그림 1) 또는 케이블을 션트하는 인덕턴스(그림 6b)가 있는 안테나를 사용하고 케이블 피복을 안정적으로 접지하는 것이 좋습니다. 저자: Y. Prozorovsky(UA3AW); 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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