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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 안테나 정보 람다의 XNUMX/XNUMX. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
올바른 진술이 틀릴 수 있습니다. 이것은 말장난이 아니라 사실에 대한 진술입니다. 예를 들어 그것이 참인 제한 사항이 명명되지 않은 경우 문맥에서 벗어난 올바른 진술은 오해의 소지가 있을 수 있습니다. 이 기사의 저자에 따르면 비슷한 일이 인기있는 6λ / 8 안테나의 특성에서 발생했습니다. 단파 및 초단파뿐만 아니라 C-B 라디오 방송국 소유자 사이에서 길이가 5λ / 8인 수직 안테나가 널리 사용됩니다. 길이가 5λ/8인 수직 이미터는 수직면(수평 패턴에서 원형)에서 지면에 밀착된 최대 지향성 패턴 로브를 제공하므로 최대 효율을 갖는다는 것은 아마추어 라디오 문헌 및 광고에서 잘 알려져 있습니다. 안테나의 가장 간단한 버전이 그림 1에 나와 있습니다. 5a. 에미터 8λ/4의 길이는 공진하지 않으므로 에미터 시트에 유도성 요소(코일 L 또는 λ/8의 전기적 길이를 갖는 폐선 세그먼트)를 도입하여 Zλ/XNUMX로 가져옵니다. 케이블 브레이드의 "역방향" 전류는 27/4 파장 저울에 퍼집니다. 그들은 전류가 반대 방향으로 향하기 때문에 방사선에 참여하지 않습니다. 균형추를 아래로 구부리는 것은 불가능합니다. 이 경우 균형추 전류의 수직 성분으로 인해 안테나의 전기적 길이가 증가하여 방사 패턴에 악영향을 미치기 때문입니다. 종종 그림에서 인덕터의 낮은 출력은 균형추에 연결됩니다. 브레이드는 같은 지점에 연결되고 케이블의 중심 도체는 코일 콘센트에 연결됩니다. XNUMXMHz 대역에서 카운터밸런스는 종종 λ/XNUMX보다 짧게 만들어지며 그에 따라 인덕턴스가 증가하여 안테나를 공진으로 조정합니다. 안테나의 전류 분포는 Fig. 1b. 정확도가 좋은 정현파로 간주할 수 있습니다. 방사 패턴(그림 1c)은 수평선에 대한 각도에 "XNUMX"이 있고 더 큰 각도에 불필요한 사이드 로브가 있습니다. 이 로브는 수평선과 언급된 최대 지향성 계수에 대해 눌려진 메인 로브에 대한 지불입니다. 간단히 말해서 그게 다입니다. 이 안테나에 대해 저자 (및 다른 라디오 아마추어)에게 알려진 것은 ... 당황했습니다.
이미 터의 하단 부분은 휴식을 취하지 않았으며 전류는 상단 반파 부분의 전류와 반대 방향으로 향합니다. 결국 방사 패턴은 다음과 같이 형성되는 것으로 알려져 있습니다. 이미 터의 각 작은 세그먼트의 필드는 진폭과 위상을 고려하여 모든 방향으로 합산됩니다. 수평선 방향에서 모든 세그먼트의 파동 전파 경로 길이는 동일하며 추가 위상 침입이 없습니다. 안테나의 상단, 반파장 부분의 필드는 위상이 같고 진폭이 합산되며 하단 부분(현재 방향이 반대인 곳)의 필드는 위상이 다르고 ... 뺍니다! 이러한 고려 사항에서 길이가 5λ / 8 인 진동기보다 짧은 반파 수직 방사기가 더 잘 작동한다는 것이 밝혀졌습니다. 그리고 길이가 5λ/8인 에미터 하부의 전류 방향이 어떻게든 역전되면 더 효율적일 것입니다. 이 결론을 증명하기 위해 이론적으로 SPV를 계산하거나 적절한 실험을 설정하는 것이 가능했습니다. 그러나이 모든 것이 오래 전에 이루어 졌다고 생각한 저자는 오래된 문학 자료를 연구하는 것을 선호했습니다. 그리고 그것은 무엇으로 밝혀졌습니까? 처음으로 길이가 5λ/8인 수직 안테나 마스트는 1924년에 S. Ballantyne에 의해 설명되었습니다[1]. 중파 방송용 페이딩 방지 안테나로 개발되었습니다. 즉시 인기를 얻은 이 안테나의 또 다른 장점은 수평선을 향한 최대 전계 강도를 실제로 생성하지만 완벽하게 전도된 표면 바로 위에 위치한 진동기를 따라 자연(정현파) 전류 분포가 있는 안테나 등급에서만 가능하다는 것입니다. 많은 사람들이 진술의 첫 번째 부분을 잘 기억하지만 아마추어 라디오 문학 기사의 저자는 분명히 두 번째 부분을 조금 잊었습니다. 전문 분야에서는 다음과 같이 보고됩니다. [2]: "라디에이터의 상반파장 아래에서 전류의 역전을 방지하기 위해 특별한 수단을 취하면 더 많은 수평 이득을 얻을 수 있습니다...". 즉, 안테나 하부에서 전류의 방향을 바꾸면 수평선으로의 추가 방사 이득을 얻을 수 있습니다. 동시에 이득을 높이기 위해 안테나의 길이를 더 늘릴 수 있습니다. 길이가 5λ/8인 기존 안테나의 경우 다이어그램의 사이드 로브가 급격히 증가하고 메인 로브가 감소하기 때문에 더 이상 길이를 늘릴 수 없습니다. 안테나 하부의 전류를 역전시킨 후 정합 코일을 제거하기 위해 안테나 길이를 λ/8만큼 더 늘리는 것이 좋습니다. 그 결과 1911년에 Marconi 엔지니어 Franklin이 제안한 잘 알려진 동위상 공선형 안테나가 탄생했습니다. 프랭클린 안테나는 코일이 연결되는 반파 세그먼트로 분할된 수직 와이어(그림 2, a) 또는 2,6/2 파장 라인(그림 2)입니다. 이러한 요소에서 전류의 역 반파는 "숨겨져" 있습니다. 방사 세그먼트의 전류는 동위상(그림 XNUMXc)으로 판명되어 다이어그램을 좁히고 사이드 로브를 크게 줄입니다(그림 XNUMXd). 그러한 안테나의 대역폭은 몇 퍼센트입니다.
안테나 높이와 "바닥"(프랭클린에 따름)의 수가 증가함에 따라 지향성 다이어그램의 변화 역학이 그림 3에 나와 있습니다. (2)에서 차용한 XNUMX.
완벽하게 전도되는 지구의 경우에 대한 다이어그램이 다시 제공됩니다. 손실 탄젠트(변위 전류에 대한 전도 전류의 비율)를 계산하여 안테나 아래의 토양을 도체 또는 유전체에 기인하는 것이 가능합니다: tgδ = jnp/jcm = δ/ωεε0. 도체의 경우 단일보다 훨씬 크고 유전체의 경우 훨씬 적습니다. 손실 탄젠트는 주파수에 따라 다릅니다. 동일한 토양은 중파, 고주파 HF 대역 및 VHF(우리에게 관심 있는 주파수 범위!)에서 작업할 때 도체에 가깝습니다. 유전체로 판명됩니다. 그리고 이것은 반사의 위상을지면에서 반대 방향으로 변경하고 수평선 방향에서는 더 이상 방사 패턴의 최대 값이 아니라 최소값이됩니다. 이 경우 방사 패턴의 메인 로브는 표면에서 떨어져 나와 특정 각도로 향합니다 (작을수록 안테나가지면 위에 더 높게 설치됨). 즉, 전도성 접지에서 작동할 때 5λ/8 안테나는 실제로 반파장 다이폴보다 성능이 뛰어납니다. 이는 주 방사 부분이 표면보다 더 높기 때문에 방사 패턴이 좁아지는 것으로 설명할 수 있으며, 이는 하부에서 방사로 인한 필드 감소를 보상합니다. 5λ/8 안테나가 열린 공간에 있으면 이러한 보상이 발생하지 않으며 반파장 쌍극자에 대한 장점이 사라집니다. 위의 내용은 길이가 5λ/8인 VHF 안테나로 구성된 다층 안테나 시스템에 덜 적용됩니다. 전도성 접지의 경우와 같이 더 먼 거리에 걸쳐 주요 반파 방사 세그먼트를 배치하면 다이어그램이 좁아지고 역전류가 있는 섹션의 방사로 인한 손실이 보상됩니다. 그러나 이 경우에도 "리버스" 세그먼트를 제외하면 이점이 있습니다. 안테나의 장점에 대해 Ballantyne과 Franklin 사이에 분쟁이 있었는지 여부는 알려지지 않았습니다. 아니오. 안테나는 완전히 다른 목적으로 만들어졌기 때문입니다. 그러나 라디오 아마추어들 사이에서 그러한 논쟁은 반복적으로 발생합니다. 기사에 제공된 주장이 이러한 분쟁에서 공통 모드 안테나 지지자들에게 도움이 되기를 바랍니다. 그리고 이 글의 저자가 도달한 실질적인 결론은 다음과 같습니다. 수직 전 방향 안테나를 만들기로 결정하고 동시에 λ / 2보다 높지만 λ보다 작게 만들 기회가 있다면 2/XNUMX 람다 안테나가 아니라 프랭클린 안테나를 사용하면 가장 큰 긍정적 효과를 얻을 수 있습니다 (그림 XNUMX 참조). 문학
저자: V.Polyakov (RA3AAE)
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