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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 얼마나 많은 카운터웨이트가 필요합니까? 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
작은 설치 면적이 필요한 수직 안테나는 단파장에서 매우 인기가 있습니다. 그러나 그 효과는 본질적으로 인공 "지구"인 균형추에 달려 있습니다. "많을수록 좋다"는 일반적인 권장 사항이 항상 허용되는 것은 아닙니다. 균형추와 관련하여 근본적으로 다른 두 가지 상황이 있다는 점에 유의해야 합니다. 그 중 하나는 안테나를 충분히 높이 올릴 수 있고 균형추를 "지면"(건물 지붕 등)에서 제거할 때 발생합니다. 이는 VHF 대역에서 일반적입니다. 본질적으로 카운터 웨이트의 수는 중요하지 않습니다. XNUMX에서 XNUMX 또는 XNUMX까지입니다. 첫 번째 경우(하나의 수직 균형추 사용)에서 간단한 수직 쌍극자가 얻어집니다. 두 번째는 균형추를 이미터에 일정한 각도로 설치하여 원형 방사 패턴을 제공하기 위해 원주 주위에 균등하게 배치합니다. 그러나 두 옵션 모두 카운터 웨이트 작동에 대한 "그라운드"의 영향이 미미하다는 사실로 통합됩니다. 또 다른 문제는 균형추를 "지면"에 매우 가깝게 배치해야 하는 경우입니다. 이것은 저울이 파장보다 상당히 짧은 거리에 있는 "지면"에서 있을 때 HF 대역에서 일반적인 상황입니다. 그 수가 충분하지 않으면 전도성이 낮은 "접지"(토양, 건물 지붕 등)에서 상당한 손실이 발생하여 안테나 효율이 눈에 띄게 감소합니다. 이 경우에 필요한 카운터웨이트의 수에 대한 분석은 W2FMI(Jerry Sevick. Short Verticals를 위한 Short Ground-Radial System. - QST, 1978, April, p. 18)에 의해 수행되었습니다. 분석 결과 두 가지 결론이 나옵니다. 첫째, 주어진 수의 균형추에 대해 길이에 제한이 있으며, 이를 초과하면 더 이상 균형추의 효율성이 증가하지 않습니다. 둘째, 균형추 길이가 주어진 경우 그 수에 제한이 있으며 그 초과분은 효율성 증가에 기여하지 않습니다. 이러한 결론에 나타나는 "한계"의 개념은 다소 모호합니다. 균형추의 수와 길이에 따라 효율성이 원활하게 변합니다. W2FMI의 작업에서 파생된 위의 사항을 확장하여 G3SEK는 W1999FMI의 두 결론을 하나의 비율로 결합하는 균형추의 길이와 수를 결정하기 위한 간단한 실용적인 기준을 제안했습니다(John White. In Practice. - RadCom. 45, 2월, p. 0,02). 그의 추정에 따르면 균형추의 길이와 개수는 균형추 끝 사이의 거리(그림 참조)가 kl이고 k 값이 0,05 ~ 0,05 범위 내에 있어야 합니다. k가 0,02보다 크면 손실이 커집니다. k를 XNUMX로 줄이면 실제로 안테나의 효율성이 향상됩니다. 그러나 k의 추가 감소는 더 이상 눈에 띄는 효과를 제공하지 않습니다.
많은 안테나에 대한 설명에서 l / 4 길이의 "공진" 균형추가 지붕 위의 작은 높이에 나타납니다. G3SEK 기준에 따라 이러한 카운터웨이트의 수가 30개 이상이면 효과가 있다고 주장할 수 있습니다. 위의 모든 비율은 동일한 길이의 카운터웨이트에 유효합니다. 이 자료에서 논의된 비율은 "균형추 수 - 균형추 길이" 조합에 대한 합리적인 한계를 정의합니다. 분명히, 이러한 비율이 충족되는 조건 하에서 주어진 안테나에 대한 두 시스템 중 가장 좋은 것은 여전히 긴 균형추를 가진 시스템입니다. 이 간행물("Radio", 1999, No. 6)은 GP 안테나가 항상 단파에 인기가 있기 때문에 잡지 독자들의 관심을 불러일으켰습니다. 다음은 균형추의 수와 길이가 안테나의 효율성에 미치는 영향에 대한 연구에서 W2FMI(Jerry Sevick. Short Ground-Radial System for Short Verticals. - QST, 1978, April, p. 30-33)가 얻은 결과에 대한 자세한 정보입니다. 우리는 지상 가까이에 설치된 HF 안테나에 대해 이야기하고 있습니다 (실제로 마스트가 없음). 이 실험에서 W2FMI 측정에 따른 안테나 아래의 토양은 "평균"이었습니다. 즉, 전도도는 15...30 mS/m였습니다(높은 값은 비가 내린 후의 토양, 낮은 값은 건조한 토양을 나타냄). 비가 내린 후 안테나에 "나쁨", 더 작음-건조). 안테나의 "나쁜"은 전도도가 5mS / m (돌, 모래) 미만이고 "매우 좋은"-약 100 인 토양입니다. 불행히도 현대 건물의 철근 콘크리트 지붕은 "나쁜 토양"을 의미합니다. 그림 1은 W2FMI에서 얻은 균형추의 수에 대한 공진 주파수에서의 안테나 입력 임피던스의 의존성을 보여줍니다. 방사선 저항(유용한 부분)과 손실 저항을 포함합니다. 사용된 W2FMI 드라이버 직경과 이상적인(무손실) 접지에 대해 계산된 입력 임피던스 값은 35옴이었습니다.
그림에서 볼 수 있듯이. 1, 입력 저항의 이 값에 근접한 것은 저울 수가 50개 이상인 경우에만 달성됩니다. 즉, 적은 수의 저울로 송신기 전력의 상당 부분이 안테나에서 방출되지 않고 문자 그대로 "접지"로 들어갑니다. 70개 또는 50개의 카운터 밸런스가 있는 가장 일반적인 GP 버전의 경우 입력 임피던스는 약 XNUMX옴이므로 안테나 효율은 약 XNUMX%입니다. 그림에 표시된 데이터에서. 1에서 균형추의 길이는 안테나의 효율에 큰 영향을 미치지 않는다는 것도 알 수 있습니다. 이 문제는 W2FMI에서 자세히 조사했습니다. 측정 결과는 그림에 나와 있습니다. 2는 길이에 대한 세 가지 옵션(l/4, l/8 및 l/16)에 대한 균형추 수에 대한 안테나 효율의 의존성을 보여줍니다. 이러한 곡선을 분석하면 몇 가지 결론을 도출할 수 있습니다.
첫째, 카운터웨이트가 길수록 일반적으로 더 효과적입니다. 둘째, 균형추 수가 적으면 길이가 효율성에 거의 영향을 미치지 않으므로 긴 균형추 제조에 소요되는 노력과 자금이 이 경우 눈에 띄는 결과를 내지 못할 수 있습니다. 셋째, 특정 조건에서 짧은(4/XNUMX 미만) 균형추는 긴 균형추와 동일한 안테나 효율을 제공할 수 있습니다. 후자에 대해 더 자세히 설명하겠습니다. 무화과에서. 2 길이가 4/8인 균형추 16개, 길이가 16/4인 균형추 XNUMX개 또는 XNUMX개, 길이가 XNUMX/XNUMX인 균형추 XNUMX개가 동일한 효율성을 제공한다는 것을 알 수 있습니다. 또한 XNUMX개의 l/XNUMX 길이 카운터웨이트는 XNUMX개의 l/XNUMX 길이 카운터웨이트와 동일한 효율성을 제공합니다. 그리고 짧은 균형추를 사용하면(특히 저주파 범위에서) 설계상 이점이 분명합니다. 저자: 제리 세빅
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