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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 단축된 VHF 안테나. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
Z. Benkovsky와 E. Lipinsky가 저술한 "Amateur antennas of short and ultrashort waves"[1]는 많은 무선 아마추어를 위한 탁상용 참고서입니다. 다이폴 VHF 안테나 섹션에서 작성자는 Uda-Yagi 유형의 단축 안테나, Uda-Yagi 유형의 길쭉한 안테나 및 요소가 다이폴 안테나로 구성된 안테나 시스템의 세 가지 주요 그룹을 구분합니다. 연습을 참조하여 저자는 이득이 6 ~ 8dB 인 안테나가 필요한 경우 길이가 (l)는 파장(λ)보다 작습니다. 이러한 안테나는 3~4개의 요소를 포함할 수 있습니다. 적절하게 만들어진 4요소 안테나의 이득은 6 ~ 6dB, 8요소 - XNUMX ~ XNUMXdB, XNUMX요소 - XNUMX ~ XNUMXdB입니다. 실제로는 "웨이브 채널"(이미 언급한 Uda-Yaga 안테나)의 디렉터 안테나 유형인 최대 결과를 제공하는 타협 설계인 경우가 많습니다. 이 안테나에는 특별한 수집 라인이 없지만 구성 요소의 제로 전위 지점을 통과하는 하나의 공통베이스에 설치된 능동 및 수동 진동기-반사경 및 하나 이상의 디렉터와 같은 일련의 요소입니다. 이 유형의 안테나는 상당히 콤팩트하며 상대적으로 작은 치수로 상대적으로 높은 이득 및 기타 허용 가능한 매개변수를 제공합니다. 다양한 수의 요소 조합 및 배열을 가진 이러한 안테나의 대부분의 변형에 대한 설명은 문헌에 게시되어 있습니다. 모든 유형의 안테나 중에서 산업 수준에서 포괄적으로 구현하기에 가장 접근하기 쉽고 라디오 아마추어를위한 매우 효과적인 "집에서 만든 제품"인 것으로 나타났습니다. 차례로 Hertz 진동기는 단일 요소뿐만 아니라 Nadenenko 쌍극자 및 Pistol-Korsa 루프 진동기 또는 루프 안테나 및 해석과 같은 러시아 발명가의 요소로도 사용됩니다. 이 기사의 저자는 균질 활성 요소를 사용하는 관행에서 벗어난 안테나 장치에 대한 더 효과적이지만 아직 적절하게 제시되지 않은 비표준 기술 솔루션을 라디오 아마추어의 관심을 끌었습니다. 절충안은 고전적인 진동기에서 복잡하게 합성된 안테나 시스템일 뿐만 아니라 이를 구성하는 진동기일 수도 있습니다. 이것이 바로 제안된 장치인 삼각 루프 안테나(TLA)입니다. 독립적인 안테나와 복잡한 안테나 장치의 일부로 모두 사용하기 위한 것입니다. 루프 이종 바이브레이터를 조합한 형태로 제작된다. 이 경우 사용되는 주파수 범위에 따라 안테나는 와이어 또는 단단한 구조이거나 인쇄 회로 기판에 만들어질 수 있습니다. 제안된 기술 솔루션은 보편적이며 무선 아마추어뿐만 아니라 무선 통신과 광범위한 사무실 및 가정용 무선 네트워크 및 안테나가있는 기타 무선 시스템에서 최대 센티미터 범위까지 작동하는 전문 안테나 장비 장치에도 사용할 수 있습니다. 단방향 방사선이 필요합니다. 새로운 안테나 합성의 가능성에 대한 비교 연구의 출발점은 동일한 평면에 놓여 있고 끝이 결합된 두 개의 병렬 선형 도체 형태의 잘 알려진 대칭형인 Pistohlkors 루프 진동기[2]일 수 있습니다. 병렬 도체는 선형 도체의 중간을 통과하는 대칭축에 대한 진동기의 숄더인 대칭형 반고리를 형성합니다. 총 길이는 파장(λ)에 비례합니다.노예), 어깨의 길이는 약 0,25/XNUMX(XNUMXλ)노예). 루프 진동기의 전원 노드는 선형 도체 중 하나의 중간 부분 섹션에 있는 도체의 끝이며 두 번째 도체 중간의 제로 전위 지점은 장치를 사용하지 않고 장치를 고정합니다. 절연체. 모든 포지티브 특성을 가진 루프-진동기는 XNUMX과 같은 이득과 병렬 도체에 수직인 평면에서 등방성 방사 패턴을 갖습니다. 루프 진동기를 파장(λ노예) 루프 진동기에 비해 입력 임피던스가 낮고 이득이 높습니다. 이것은 원형의 경우 게인이 3,49dB[3]가 되는 "다양한 모양의 프레임 매개변수" 표의 데이터로 확인됩니다. 유사한 디자인의 루프 안테나는 루프 진동기와 달리 루프 평면에 수직인 양방향 축 방향 방사성을 제공합니다. 그들은 안테나 웹의 설계에 의한 공간의 "캡처 영역"인 더 큰 개구로 인해 이득이 증가합니다. 동시에, 여러 동종 프레임 능동 진동기와 결합된 더 복잡한 안테나 장치가 알려져 있습니다. 예를 들어 Kharchenko의 지그재그 안테나(Z-안테나) 설계는 두 개의 삼각형 또는 다이아몬드 모양 프레임에서 효율성이 향상되었습니다. 이 안테나 암의 도체 길이는 0,25λ에 상응합니다.노예, 총 길이는 λ와 비슷합니다.노예. 동시에, 피드 포인트의 쌍의 수가 어레이에 포함된 진동자의 수와 동일한 종래의 동위상 진동자 어레이의 경우, 공급 피더와의 조정에 어려움이 발생한다. Z-안테나에는 피더가 직접 연결되는 한 쌍의 급전 지점이 있습니다[4]. 기존의 고전적인 진동기 안테나 어레이와 달리 피더가 직접 연결된 단일 통합 전원 노드에 의해 구동되는 지그재그 안테나 웹의 도체의 특별한 공간 간격은 일종의 평평한 동위상 어레이와 특별한 전류 여기를 형성합니다. 지휘자에서. 지그재그 안테나의 도체 특성에서 전류의 여기(excitation)는 하나의 확연한 편파 유형과 확장된 작동 주파수 대역으로 안테나의 작동을 보장합니다. 평면 안테나의 증가된 조리개는 프레임의 평면에 수직인 축을 따라 방사의 양방향 지향성 및 주변이 λ와 동일한 진동기의 병렬 연결로 높은 이득을 제공합니다.노예, 전력 노드에 안테나의 입력 임피던스를 사용된 RF 동축 전력 케이블의 파동 임피던스에 상응하는 값으로 줄입니다. 그림에 나와 있습니다. 1 루프 및 프레임 진동기의 비표준 조합은 새로운 삼각형 루프 안테나의 구현을 제공하지만 이미 일방적 방사입니다. 동시에 제안된 혁신적인 기술 솔루션의 다른 특성에 특별한 주의를 기울일 필요가 있습니다.
짧아진 다이폴 안테나에 비해 ROV는 종축을 따라 더 작은 치수를 가지며 이득이 증가합니다. 이 디자인은 안테나 장치의 모든 도체의 방사에 대한 작업을 제공합니다. ROV 수신 및 송신 방향의 측면에서 첫 번째 루프 진동자는 피드 포인트가 상단에 있는 이등변 삼각형 형태로 만들어지며 밑면 길이는 0,4λ입니다.노예 측면 0,3λ노예 각. 두 번째 루프 진동기는 λ에 상응하는 길이의 선형 도체를 가진 Pistohlkors 루프 진동기 형태로 만들어집니다.노예. 루프 진동기는 동일한 평면에 배치되고 삼각형 진동기 측면의 도체 전원 노드에 대한 연결은 교차, 즉 위상이 다른 상태로 이루어집니다. 예를 들어 도체의 관형 버전과 같은 견고한 구조의 동축 전원 케이블은 제로 전위 지점, 즉 Pistohlkors 루프 진동기의 선형 절단되지 않은 도체의 중간을 통해 입력으로 배치됩니다. 전원 노드에서 케이블 브레이드는 섹션에서 한 도체의 끝에 연결되고 중앙 코어는 다른 도체의 끝에 연결됩니다. 안테나는 다음과 같이 작동합니다. 고주파 발생기(도 1 참조)가 전원 장치(7)의 전원 지점 "a" 및 "b"에 연결될 때 전류는 회로 저항에 반비례하여 흐른다. 전도체 2에서는 루프 진동기 3보다 프레임 진동기 1의 낮은 입력 저항으로 인해 전도체 5 및 6에 대해 증가된 전류가 흐르지만 후자의 방사는 밀접하게 배치된 두 전도체 4 및 2으로 인해 증가합니다. 동시에 루프 진동기 5에서 도체 6와 1은 서로 근접하게 위치하고 이등변 삼각형 4에서 도체 5는 측면 교차면 6의 도체 사이에 연결됩니다. 그러면 전도체 4와 5의 전류는 전도체 6에 대한 위상차와 동위상이 됩니다. 이는 반사기 및 활성 진동기 또는 활성 진동기의 전류와 유사하게 교차 연결, 전류에 대한 위상 근사를 보장합니다. Uda-Yagi 안테나의 첫 번째 디렉터이지만 유도 전류와 달리 완전히 전도 전류로 인해 수동 안테나 진동기 Uda Yagi의 약한 전류입니다. 루프-바이브레이터(1, 2)의 컨덕터가 3λ에 상응하는 거리만큼 공간에서 분리되어 있다는 사실을 고려합니다.노예, 도체 2에서 이등변 삼각형의 높이까지 평행하고 안테나 어레이의 방사 도체의 형성된 공간 시스템은 이러한 도체의 위치에 수직 인 축 8을 따라 전자기장의 지향성 방사를 생성합니다. 이 외에도 대칭적으로 위치하지만 이 축에 대해 각도를 이루는 도체(3)의 전류는 전자기장을 공간으로 방사하지만 반대쪽 세로 구성 요소와 일방향으로 향하는 가로 구성 요소가 전체 방사 전자기장에 통합되어 상호 보상됩니다. 따라서 연결 라인이 있는 방사 시스템과 달리 제안된 기술 솔루션에서는 모든 도체 2, 3, 5 및 6이 전자기장의 방사에 참여하여 시스템의 방향 계수와 효율성을 전체적으로 증가시킵니다. 그것의 운영. 제안된 안테나의 작동은 모델링 및 후속 크기 정규화 동안 단순성과 명료성을 위해 MMANA 프로그램(그림 2 및 그림 3)에서 300MHz(파장 - 1미터)의 주파수로 시뮬레이션되었습니다. 0,2λ에 상응하는 길이의 사출성형기노예, 증가 된 이득과 함께 진동기의 도체 평면과 그에 수직 인 평면에서 방사 패턴의 폭이 다른 섹터 방향성을 갖습니다. 순방향 방사 대 역방향 방사 비율은 트래버스 길이가 두 배인 XNUMX요소 Uda-Yaga 안테나에 해당하는 향상된 공간 선택성을 특징으로 합니다. 두 진동기의 제로 전위 지점은 ESD 보호 및 낙뢰 보호를 제공하는 접지된 금속 캐리어 바에 연결할 수 있습니다.
144MHz 및 432MHz의 아마추어 무선 대역에서 안테나를 사용하기 위해 책 [1]의 저자가 고려한 단축된 4요소 안테나의 구성 및 크기 비율의 시각적 비교(그림 5) 제안된 ROV 버전(그림 6)과 내부에 설치된 디렉터가 있는 ROV(그림 7). 이들 안테나의 매개변수 수치를 표로 정리하였으며, 그래픽적으로 가장 명확하게 전기적 특성을 방사패턴 형태로 나타내었다(각각 그림 9-XNUMX).
독립적인 안테나 형태의 설계의 실제 구현은 진동기 장치의 평면에 루프 진동기가 배치된 경우에만 반복적으로 설명된 XNUMX요소 안테나 "파동 채널"과 유사합니다. 테이블
디렉터가 있는 안테나 버전의 제조도 설명된 것과 유사하게 수행됩니다. 단면, 설치 위치 및 길이를 엄격히 준수하여 루프와 선형 진동기 사이에 추가 도체를 배치합니다. 다른 재료를 사용하는 경우 MMANA 프로그램에서 안테나 기능의 사전 점검을 시뮬레이션해야 합니다. 표에 표시된 안테나용 MMANA 프로그램 파일은 ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/07/maa.zip에서 다운로드할 수 있습니다. 문학
저자: V. Milkin, N. Kalitenkov, V. Lebedev, A. Shulzhenko
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