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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 다중 대역 지향성 안테나. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
많은 무선 아마추어들은 다중 대역 지향성 안테나를 꿈꿉니다. 이러한 디자인을 만들 수 있는 기술 솔루션이 많이 있지만 아마추어 조건에서 모든 솔루션을 쉽게 재현할 수 있는 것은 아닙니다. 이 기사의 저자는 독자들에게 소형 XNUMX밴드 지향성 안테나 구현에 대한 자신의 버전을 제공합니다. 5개 대역(10~20m) 및 7개 대역(10~40m)용 방향성 회전 KB 안테나는 실제 아마추어 무선 설계입니다. 세계 최고의 아마추어 무선 안테나 제조업체 대부분은 제품 범위에 성능과 가격이 다른 여러 개의 12밴드 안테나를 보유하고 있습니다. 일반적으로 각 회사는 다중 범위를 구현하기 위해 잘 확립된 표준 방법을 사용합니다. 예를 들어, FORCE 5는 다양한 범위의 요소(모델 XR5, 67VA)의 간헐적 배열, MOSLEY - 다수의 공진 트랩(PRO-96, PRO-11), HY-GAIN - 로그 주기 활성 요소를 사용합니다. "트랩" 디렉터(TH-XNUMX), TITANEX(다양한 로그 주기 와이어 안테나)와의 조합. 이 참신함은 SteppIR 회사에서 제안했습니다. 안테나 요소는 아래에 있는 마이크로프로세서 장치의 명령에 따라 전기 기계식 드라이브의 도움으로 크기가 변경됩니다. 제안된 기사에서는 MDA(다중 대역 안테나)를 생성하기 위한 표준 방법의 주요 장점과 단점을 간략하게 설명하고 자체 버전을 설명합니다. 20밴드(6, 10, 12, 15 및 17미터) 안테나를 얻으려면 붐 길이가 20m 미만이어야 합니다. 총 요소수는 16개이며, 사다리를 사용하지 않고 요소들의 상호 영향을 최소화하였습니다. 각 범위의 안테나 특성은 실제로 20요소 VK(!)에 해당합니다. 이 변형의 특징은 두 개의 진공 릴레이의 도움으로 차단된 10미터 범위 디렉터의 일부가 15미터 및 XNUMX미터 범위 디렉터로 사용된다는 것입니다. 안테나는 간단한 정합 회로를 갖춘 XNUMX밴드 능동 소자를 사용하므로 전환 없이 하나의 케이블로 급전할 수 있습니다. 응용 MDA의 특성 MDA 분석에는 문헌에 제시된 데이터와 안테나 모델링을 위한 컴퓨터 프로그램인 MMANA[1]를 이용한 계산이 모두 사용되었다. 일반적으로 이러한 안테나를 개발할 때 특정 대역에서 XNUMX요소 또는 XNUMX요소 VC에 해당하는 특성을 얻으려고 노력하므로 이러한 특성을 결정하는 것부터 시작해야 합니다. 우리는 MMANA에 채택된 표기법을 사용할 것입니다:
28,3요소 VC의 특성을 계산해 보겠습니다. 이는 어떤 빈도에서도 수행될 수 있습니다. f \u10,6d 600MHz (X \u28,0d \u28,6d 10m), 작동 주파수 대역은 0,3kHz (0,3 ... 0,4MHz), 도체 반경 r \uXNUMXd XNUMXmm라고 가정합니다. 안테나를 최적화할 때 SWR, Gh 및 F/B 매개변수에 대한 가중치 계수는 각각 XNUMX과 같습니다. XNUMX과 XNUMX. 세 가지 옵션을 계산합니다.
계산 조건 - 안테나는 자유 공간에 있고, F/B는 고도 1에 대해 결정됩니다. 계산된 데이터는 표에 요약되어 있습니다. 28. 슬래시로 구분된 세 개의 숫자는 작동 주파수 대역의 시작(1MHz), 중간 및 끝의 매개변수 값에 해당합니다. BW를 계산할 때, 평균 주파수에서 SWR = XNUMX을 제공하는 매칭 장치 SU가 안테나 입력에 사용된다는 사실에서 출발합니다. 이 표의 네 번째 행에 제공된 데이터는 "다른 대역에서 패시브 VC 요소의 상호 영향" 섹션에서 자세히 설명합니다.
계산된 주파수가 변경되면 작동 주파수 대역의 폭도 이에 비례하여 변경됩니다. 예를 들어, f = 14,15MHz에서 G 및 F/B 매개변수는 표와 동일합니다. 1, 그러나 0,3MHz 대역에 있습니다. 또한 BW 값은 2배 더 작아집니다(요소의 반경이 비례적으로 증가하는 경우, 즉 2배). 단축 요소 대부분의 경우 각 요소 암에 인덕터를 포함하여 단축을 달성합니다[2]. 이 경우 요소의 여러 특성, 주로 광대역 특성이 저하됩니다. 코일 C0의 권선 사이의 기생 용량은 작업 대역을 좁히는 데 실질적인 기여를 할 수 있습니다. 예를 들어, 코일의 L = 10μH 및 C0 = 2pF입니다. 주파수 f = 28MHz에서 XL = coL = j1760ohm 및 Xc = 1/ΩС = -j2664ohm. L과 C0의 병렬 회로의 저항은 Xn = j[1760x(-2664)/(1760-2664)] = = j5187ohm입니다. C0의 영향을 고려하면 "코일"의 반응 저항의 실제 값은 5187/1760 = 2,95배 증가했으며(손실 저항도 그에 따라 증가함) 회로의 등가 인덕턴스가 증가한 것으로 나타났습니다. XLeq = 10x2,95 = 29,5μH가 됩니다. C0의 존재로 인해 발생하는 주요 문제는 회로의 유도 저항이 증가함에 따라 한 작동 주파수에서 다른 작동 주파수로 이동할 때 변화율도 증가한다는 것입니다. 따라서 C0가 5인 코일의 경우 작동 주파수가 XNUMX% 정도 변경되면 XL 코일의 저항도 XNUMX%만큼 변경되며 우리 회로의 경우 변경 사항이 이미 훨씬 더 커질 것입니다. XNUMX%. 분명한 결론은 커패시턴스 C0가 가능한 한 작아야 한다는 것입니다. 이는 작은 직경의 프레임에 와이어를 단일 행으로 감아(바람직하게는 작은 단계로) 달성됩니다. 다음은 실험 데이터입니다. 절연 직경 1,55mm, 프레임 직경 23mm, 권선 수 n = 41(권선 대 권선)을 갖는 MGTF 와이어로 만들어진 코일은 측정된 인덕턴스 L = 13μH 및 품질 계수 Q = 260을 가졌습니다. GIR을 사용하여 회로의 공진 주파수를 결정했습니다. LCD(fn = 42MHz와 동일한 것으로 밝혀짐) 계산(MMANA)을 통해 값 C0 = 1,1pF를 얻었습니다. 동일한 와이어로 직경 50mm의 프레임에 또 다른 코일이 만들어졌습니다. 그녀의 데이터는 n = 20, L = 19μH, Q = 340, f0 = 25MHz 및 C0 = 2,13pF입니다. 사다리가 있는 쌍극자 10미터 및 15미터 대역에서 작동하도록 설계된 쌍극자를 생각해 보십시오. 이중 대역 작동은 상위 주파수 f1 = 28,5MHz로 조정된 공진 LC 트랩을 사용하여 보장됩니다. 15미터 범위의 주파수에서 사다리 Xt의 저항은 본질적으로 유도성이며 그 값은 Lt 및 St 값에 의해 결정됩니다(St에는 C0도 포함됨). 분명히 커패시터 St의 존재는 턴-투-턴 커패시턴스 C0와 동일한 방식으로 쌍극자 광대역 BW에 영향을 미칠 것입니다. 공진 주파수 f1,5 = 1(다이폴 28,5) 및 f1 = 2MHz(다이폴 21,2)를 갖는 단일 풀사이즈 다이폴에 대해 먼저 대역폭 BW2를 계산한 다음 이중 대역 트랩 안테나에 대해 계산해 보겠습니다. 트랩 커패시터의 커패시턴스 값이 1, 2 및 3pF(인덕턴스 15_t, 각각 25, 35 및 1μH)인 트랩(트랩 2,08, 트랩 1,25 및 트랩 0,89)에 대한 세 가지 옵션을 고품질로 계산합니다. 코일 Q = 150 및 도체 반경 r = 15mm의 계수입니다. 계산 결과는 표에 나와 있습니다. 2. 괄호 안의 숫자는 해당 대역에서 트랩 안테나가 갖는 전폭 다이폴 대역폭의 백분율을 나타냅니다.
계산에 따르면 이러한 안테나는 광대역 측면에서 풀사이즈 안테나보다 1,5 ~ 3배 열등한 것으로 나타났습니다. 이는 우선 입력 (본질적) 반응성이 더 빠르게 증가하기 때문이므로 트랩 요소를 수동으로 사용할 때 F / B 표시기도 범위 내에서 훨씬 빠르게 변경됩니다. 계산된 데이터에 따르면 St 값에 대한 상위(10미터) 및 하위(15미터) 범위에 대한 광대역 트랩 안테나의 의존성은 반대 특성을 가지며 St 값의 선택은 절충 작업입니다. 상위 범위에서는 LT 값이 클수록(St보다 작음) 트랩 회로의 공진 저항이 높아지고 이 범위의 안테나 광대역에 미치는 영향이 줄어듭니다. 그러나 낮은 쪽에서는 Lt가 증가함에 따라 안테나의 전체 길이가 감소하고 그에 따라 광대역도 감소합니다. 우리는 흥미로운 특징에 주목합니다. 단축된 수동 요소를 사용하면 풀사이즈 요소보다 더 나은 F/B를 얻을 수 있지만 좁은 주파수 대역에서 얻을 수 있습니다. 트랩 안테나의 손실에 대해 계산 결과는 다음과 같습니다. 코일 품질 계수 Q = 7,4인 두 쌍의 트랩이 있는 150m 길이의 10밴드 단일 쌍극자에서 0,14m 범위의 손실 15dB, 0,78미터는 20dB, 0,59미터는 1dB입니다. 트랩 요소가 있는 VC에서는 총 손실이 XNUMXdB를 초과할 수 있습니다. 다양한 범위의 VC 수동 요소의 상호 영향 서로 다른 대역의 안테나가 동일한 붐에 배치되면 저주파 안테나의 요소가 상위 대역의 안테나 매개변수에 큰 영향을 미칠 수 있는 것으로 알려져 있습니다[3]. 이 효과를 평가하기 위해 더 긴 수동 요소의 "환경"에 위치한 10미터 범위(fo = 10MHz, 표 28,5의 1행 참조)에 대한 1요소 VK-15의 매개변수를 계산합니다. 명확성을 위해 이들은 20미터와 15미터 VK 범위의 디렉터와 반사경이라고 가정합니다. 요소 D15, R20 및 D20, R10의 길이와 반경 및 중심으로부터의 거리는 유사성 계수(주파수 비율) K10 - 15 / 28,3를 고려하여 유사한 치수 D21,2 및 R1,33을 기반으로 설정됩니다. = 20 및 K28,3 = 14,15//2 = 1(그림 10). 계산은 단계적으로 수행됩니다. 외부 정합 장치를 사용하여 SWR 및 BW 대역을 계산합니다. 각 단계에서는 VK-3 매개변수 최적화 메커니즘이 사용됩니다. 계산 결과는 표에 요약되어 있습니다. 삼.
수행된 계산(라인 1 및 2)은 P10 반사경 뒤에 위치한 도체가 실제로 VK-10 매개변수에 영향을 미치지 않음을 보여줍니다. 이는 반사경 뒤의 자기장이 매우 약하고 "후면" 도체에서 눈에 띄는 전류가 발생할 수 없기 때문입니다. 반사판의 위치는 그림과 같습니다. 1은 다중 대역 안테나에 널리 사용되며, 특히 트랩이나 LOM 코일과 같은 다중 대역 능동 소자를 사용할 때 널리 사용됩니다[4]. VK-10의 "앞"(강력한 필드 영역)에 더 긴 요소가 있는 경우 이러한 요소의 전류는 상당한 값에 도달합니다. 이들의 영향은 VK-10의 품질 지표(3, 4, 5행)를 급격히 악화시키므로 이러한 옵션은 피해야 합니다. 예외적으로 "긴" 도체가 능동 소자의 가까운 영역(0,05L 거리, 라인 6)에 위치하는 경우 변형이 가능합니다[3].
실제로 디렉터 요소의 적용(위치) 문제는 다중 대역 안테나 개발의 주요 문제 중 하나입니다. 예를 들어, 최적의 요소 간 거리를 갖는 20요소 VK-10과 2요소 VK-20(그림 1)으로 구성된 결합 안테나의 변형을 고려해 보십시오. VK-1의 계산은 그 성능이 표의 데이터와 거의 동일하다는 것을 보여줍니다. 10 (라인 1). 그런 다음 VK-4 지표의 계산(최적화)이 수행되었습니다. 결합되지 않은 10소자 안테나의 성능과의 비교의 편의를 위해 계산된 데이터를 표에 배치합니다. 20, 10행. 두 번째 디렉터 DXNUMX의 추가로 DXNUMX의 부정적인 영향을 크게 극복할 수 있게 되었고, G와 F/B 측면에서 XNUMX요소 VK-XNUMX이 XNUMX요소에 가까워졌음을 알 수 있다. 요소 XNUMX(!)이지만 광대역 측면에서는 상당히 열등합니다. 또 다른 예는 붐 길이가 14m인 결합된 31요소 12밴드 안테나 유형 C-9,3XR(FORCE-10)입니다. 7,3미터 대역에서 안테나는 이 대역의 5개 요소를 사용하여 XNUMXdBd의 이득을 제공합니다. [XNUMX]. 계산에 따르면 이러한 증폭은 XNUMX개의 요소에 의해서만 제공될 수 있으므로 나머지 XNUMX개의 작업은 하위 범위 디렉터의 "부정적인" 영향을 보상하는 것을 목표로 합니다. 10밴드(20~XNUMX미터) 안테나를 구축할 때 과도한 복잡성으로 인해 보상 원리를 사용할 가능성이 없습니다. 다중 범위 활성 요소 오랫동안 사용된 트랩 및 로그 주기 이미터 외에도 상대적으로 새로운 유형도 사용됩니다. 인기 있는 3대역 설계 중 하나가 그림 XNUMX에 나와 있습니다.
이는 20m 범위의 분할 쌍극자로 구성되며 0,1m 및 0,5m 범위의 경우 길이가 0,5λ에 가까운 두 개의 도체가 15 ~ 10m 거리에 위치합니다. 그들 사이의 강한 전자기 결합으로 인해 시스템은 세 가지 공진 주파수를 갖습니다. 도체의 길이와 쌍극자까지의 거리를 선택하면 단순 안테나와 다중 요소 안테나 모두에서 10미터와 15미터 범위에서 원하는 입력 임피던스 값을 얻을 수 있습니다. 이 설계를 개방형 슬리브 또는 CR(결합 공진기)이라고 합니다[6]. 이 옵션의 단점은 상대적으로 좁은 대역입니다. 특히 10미터의 전체 범위를 커버하려면 길이가 다른 두 개의 공진기 도체를 사용해야 합니다. 그 중 하나는 28,0 ... 29,0 MHz의 하위 섹션에서 작동을 제공하고 두 번째는 29,0 ... 29,7 MHz에서 작동을 제공합니다. 서로 다른 공진 주파수를 갖는 여러 개의 밀접하게 간격을 둔 쌍극자를 병렬로 연결하면 좋은 결과를 얻을 수 있습니다. 개별 쌍극자 사이의 거리가 0,3 ~ 0,5m인 경우 이러한 능동 소자는 12, 15, 17 및 20m 범위에서 정상적인 성능을 제공할 수 있으며 다른 방법과 결합하여 10, 30 및 40 범위에서 사용할 수 있습니다. 미터 [ 4]. 다양한 유형의 XNUMX대역 안테나(특정 샘플) 로고주기. 이 클래스의 안테나에 대해 매우 높은 특성을 갖는 샘플이 [7]에 나와 있습니다. 범위 - 14 - 30 MHz, 요소 수 - 13, 붐 길이 - 10,97 m, 4,85 - 5,65 dBd 범위 내의 이득, F/B - 20...26 dB. 또 다른 설계는 THE ARRL ANTENNA HANDBOOK에 설명되어 있으며 붐 길이 7,8m, 12개 요소, 이득 4,4...4,6dBd 및 F/B - 14...21dB와 같은 보다 적당한 매개변수를 갖습니다. 두 디자인 모두에서 요소는 직경이 약 25mm인 튜브로 만들어졌습니다. 안테나 이득은 요소의 직경이 감소함에 따라 감소하므로 유선 버전에는 동일한 이득을 갖는 튜브 안테나보다 더 많은 요소가 필요합니다. 수집 라인이 있고 붐에서 요소를 분리해야 하는 필요성으로 인해 설계가 상당히 복잡해지고 무거워집니다. 의심할 여지 없는 "플러스" LPA - 단 하나의 피더 라인. 상대적으로 좁은 각 아마추어 무선 대역 내에 많은 수의 요소가 있는 로그 주기에서는 일반적으로 10개의 요소만 활발하게 작동합니다. LPA의 특성으로 인해 이러한 요소는 "협대역" VC 구성보다 효율성이 떨어집니다. 따라서 12,15개의 17요소 VC를 긴 붐의 20, 4, XNUMX 및 XNUMX미터 대역에 순차적으로 배치하면 동일한 개수의 로그 주기보다 더 큰 이득을 얻을 수 있습니다. 강요. 이러한 구조의 설계 결함은 명백합니다. 다수의 피더 라인(XNUMX개)과 매우 긴 붐 길이입니다. 문제를 해결하는 한 가지 방법은 그림 XNUMX에서 볼 수 있습니다. XNUMX.
이것은 FORCE 5의 12VA 모델입니다. 이 안테나의 선언된 특성은 다음과 같습니다: 이득 - 5,4 ... 5,9 dBd 이내, F / B - 14 ... 23 dB, 용지 길이 - 9,9 m, 15개 요소, 3개 피더 라인 . 안테나 가격은 약 1300달러입니다. 안테나 VMA 5 VMA-5 XNUMX밴드 지향성 안테나는 이 기사의 저자가 개발했습니다. 그녀의 데이터는 다음과 같습니다.
계산 결과로 얻은 모든 데이터 - 안테나 회로, 도체 요소의 모양 및 기하학적 치수, 반응 부하 및 범위별 전기 표시기는 VMA-5 파일에 있습니다.. 안테나의 일반적인 모습이 사진에 나와 있습니다 (그림 5).
이는 디렉터와 액티브의 두 어셈블리와 그림에 따라 붐에 위치한 다수의 반사경으로 구성됩니다. 6. 붐 요소의 좌표는 20미터 범위(A20)의 활성 요소를 기준으로 설정되며 해당 위치는 영점으로 간주됩니다. 와이어 반사기 P12, P17은 튜브 반사기 P15, P20 위에 각각 중앙이 높이 0,5m, 가장자리가 튜브 위로 0,15m 위치하도록 장착됩니다.
안테나 활성 부분의 전기 회로가 그림에 나와 있습니다. 7. 이는 전원 케이블로 "단축" 커패시터 C12 및 C15를 통해 서로 병렬로 연결된 17개의 개별 활성 요소 A20, A1, A2, A10과 별도의 필드 결합 쌍극자 A10("개방 슬리브")로 구성됩니다. 시스템) . 10미터 범위의 조정은 A12의 길이와 메인 그룹과의 거리를 선택하여 이루어집니다. 쌍극자 A20 - A50의 길이는 입력 저항(활성 부분)이 Ra ≒ 1Ω까지 상승하도록 공진 길이보다 더 많이 선택됩니다. 쌍극자의 길이와 보상 커패시터 C2 및 C1,05의 커패시턴스, 붐의 수동 요소 위치 및 설정(길이)을 선택하여 SWR = 1,25 ... XNUMX를 얻을 수 있었습니다. 모든 범위의 중간 주파수. 활성 어셈블리의 디자인이 그림에 나와 있습니다. 8개의 돌출부(어셈블리는 대칭이며 절반만 표시됨). IP 절연체 - A1001 유형의 플라스틱 절연체("Antennopolis", Zaporozhye), IO - 너트 절연체.
어셈블리는 직경(외부/내부)이 20/35 + 30/30 + 26/30이고 총 길이가 27m인 두랄루민 파이프로 만들어진 A10 요소를 기반으로 합니다. 작은 용량성 부하 EH20이 끝 부분에 고정되어 있습니다. A20. EH20 사용이 허용됩니다:
버팀대는 직경 약 3mm의 이중 접힌 폴리프로필렌 케이블을 사용했습니다. 5~10kg의 힘으로 미리 장력을 가한 녀석을 EH20 튜브에 나사로 고정한 다음(10~15회전), 녀석의 끝을 클램프로 고정합니다. A12와 A17의 곡선 형태를 채택하여 A20과 와이어 진동기 사이의 거리를 늘려 상호 영향을 줄일 수 있었습니다. 또한, 특히 얼음의 경우 무거운 A20을 심한 편향으로부터 보호하는 스트레치 마크 역할을 성공적으로 수행합니다. 요소 A15는 20개의 유전체 스페이서를 사용하여 A0,38 아래 15m 거리에 고정됩니다. 선택한 거리에서 A10의 대역폭은 약 15% 정도 감소합니다. A75의 초기 섹션으로 유연한 케이블 PK4-5 세그먼트가 사용되었습니다(브레이드와 코어가 함께 납땜됨). 내후성 단열재에는 직경 8 ~ XNUMXmm의 구리 연선을 사용할 수 있지만 비용이 더 많이 들고 무거워집니다. 밸런싱은 외경 15mm, 투자율 58의 페라이트 자기 회로에 감겨 있는 RG-65 동축 케이블의 300회전 보호 초크를 사용하여 수행됩니다. 200W 이상의 전력의 경우 더 강력한 케이블을 사용해야 합니다. 1pF K2U-15 유형의 인덕터 및 커패시터 C2, C200는 외부 치수가 130x140x45mm인 Textolite 상자에 배치되고 SR50-153F 유형의 동축 앵글 커넥터 XS는 상자 하단에 부착됩니다. 상자는 상단 수평 크로스바와 같이 20x20mm 크기의 강철 얇은 벽 사각형 강철로 만들어진 수직 브래킷에 부착됩니다. A20 반쪽의 기계적 연결은 견고한 유리 섬유 막대로 가공된 커플링 인서트를 사용하여 이루어지며, 반쪽 사이의 간격은 50mm입니다. A20은 직경 225mm의 스테인리스 와이어로 만들어진 두 개의 U자형 스터드를 사용하여 100x19x6mm 크기의 유리섬유 보드에 부착됩니다. 액티브 어셈블리 A12-A20은 쉽게 제거할 수 있는 어셈블리입니다. A10 요소는 U-브래킷과 윙 너트를 사용하여 별도로 붐에 부착됩니다. 디렉터 어셈블리의 전기 회로가 그림에 나와 있습니다. 9. 다섯 가지 범위 모두에 대한 디렉터 요소가 포함되어 있습니다. 어셈블리의 구조적 기초는 릴레이 접점 K1.1 및 K2.1을 사용하여 상호 연결될 수 있는 세 개의 분리된 섹션 a-b, c-d, e-f로 구성된 중간 요소입니다.
두 개의 릴레이를 모두 켜고 접점을 닫으면 약 20m 길이의 20미터 밴드 디렉터(D9,65)가 얻어지고, 릴레이 중 하나만 켜면 15미터 밴드 디렉터 요소(D15)가 얻어집니다. 어느 릴레이가 켜져 있고 어느 릴레이가 꺼져 있는지에 따라 요소 a-b-c-d 또는 c-d-e-f가 됩니다. D15는 안테나 축(붐)을 기준으로 비대칭으로 위치하므로 방사 패턴(DN)도 다소 비대칭이 됩니다. 계산에 따르면 RP의 전두엽은 안테나 축에서 약 5도 정도 벗어났지만 이는 이득 감소를 동반하지 않습니다(후면 로브의 변형은 아래에 표시됨). 두 릴레이가 모두 꺼지면 끝 섹션 a-b와 e-f가 두 개의 10m 밴드 디렉터 역할을 합니다. 이들 섹션의 길이는 정상 작동에 충분하지 않으므로 두 개의 용량성 부하 EH10이 섹션(b 및 e)의 내부 끝 부분에 설치됩니다. 이러한 이중 디렉터는 붐 바로 위에 위치한 일반 단일 디렉터와 거의 동일한 방식으로 이 범위의 안테나 매개변수에 영향을 미칩니다. D15 및 D20(폐쇄 릴레이 접점 포함)에서는 EH10의 영향이 미미하다는 점을 알 수 있습니다. 세 가지 주요 범위의 디렉터를 "조직"하는 이 방법을 사용하면 상호 부정적인 영향은 물론 영향(릴레이 K1, K2의 개방형 접점 포함)과 12미터 및 17미터 범위에 대한 영향도 완전히 배제됩니다. 또한 두랄루민 파이프의 소모량은 약 11m 감소할 뿐만 아니라 안테나의 바람과 무게도 감소합니다. 디렉터 어셈블리는 A2,85에서 20m 거리에 있습니다. 이는 절충된 값입니다. 거리가 길어지면 10미터에서 F/B가 급격히 감소하는 반면, 거리가 짧아지면 20미터에서 대부분의 성능이 저하됩니다. 디렉터는 허용값 1=1A 및 U=1kV의 고주파 진공 릴레이(스위치) V10 V-3V를 사용합니다. 계산에 따르면 디렉터의 전류 및 전압은 최소 5kW의 안테나 입력 전력에 해당합니다. 릴레이의 온도 범위는 -60° ~ +100°이며, 보장된 스위칭 횟수는 100000입니다. 개방형 릴레이의 "통과" 정전용량 측정값은 설치의 기생 정전용량을 고려하여 약 0,9pF이며, 1,5pF 값이 계산 모델에 포함됩니다(부하 테이블, 펄스 w35c, w36c). 릴레이의 닫힌 상태는 동일한 부하에 해당하지만 이미 값이 100000pF입니다(단락 회로 등가, VMA-5 파일의 "설명" 참조). 계산 결과, 부품 D5 및 EH20의 치수를 조정하여 최대 10pF의 "통과" 커패시턴스를 갖는 릴레이를 사용할 수 있음을 알 수 있습니다. 특히, 33개 접점 그룹 모두를 병렬 직렬로 연결한 일반적인 REN-XNUMX 밀폐형 계전기를 사용해 볼 수 있습니다. 12미터(D12)와 17미터(D17) 범위의 디렉터는 와이어로 만들어졌습니다. 더 높은 주파수 범위의 매개변수에 대한 이러한 요소의 부정적인 영향을 제거하기 위해 다음 조치가 취해졌습니다. 1. XNUMX개 범위의 디렉터는 모두 동일한 수직면에 위치합니다. 계산에 따르면 이러한 배열을 사용하면 상호 영향이 감소합니다. 2. 12m 범위(길이에 따라 D10는 12m 범위의 본격적인 반사경이 됨)에 대한 D10의 강력한 영향은 병렬 회로(안티 트랩 L12C12)를 사용하여 제거됩니다. D28,3의 중간 부분에 설치된 12MHz의 튜닝 주파수. 왜 안티트랩인가? 사다리의 목적은 크기가 공진에 가까운 부품을 안테나 요소에서 분리하는 것입니다. 안티 트랩의 목적은 반대입니다. 즉, 요소를 공진 치수보다 훨씬 작은 세그먼트로 자르는 것입니다. 12미터의 광대역 범위에 영향을 주지 않기 위해 비정상적으로 낮은 리액턴스가 채택되었습니다. C12=150pF 및 1.12=0,21μH는 트랩의 표준 리액턴스보다 8~10배 더 적습니다. 그럼에도 불구하고 회로의 공진 저항은 주요 기능을 수행하기에 충분합니다. 브리지형 SWR 미터를 사용하여 회로의 공진 주파수를 결정할 수 있는 연결 루프 Lc가 제공됩니다. 3. D17의 중간 부분에는 인덕턴스 L17 = 4μH가 포함됩니다. 이로 인해 21MHz 이상의 주파수에서 작동할 때 D17에서 유도된 전류가 크게 감소합니다. 즉, L17은 D17을 두 부분으로 줄입니다. 이로 인해 D17의 영향으로 상위 범위의 F/B 지수 저하가 1dB를 초과하지 않습니다. 설계를 단순화하기 위해 L17은 인덕턴스가 각각 17μH인 두 개의 동일한 밀접하게 배치된 코일(L17' 및 L2")로 구성됩니다. 물론 L17의 도입으로 인해 17- 안테나의 광대역 매개변수가 악화됩니다. 미터 대역이지만 이는 작동 주파수 범위 밖에서 이미 눈에 띄게 나타납니다(표 4 참조).
조립 디렉토리가 있는 중간 부분의 디자인은 그림 10에 나와 있습니다. 사용된 파이프는 직경 30/26mm의 중앙 부분, 유리 섬유 막대의 단열 인서트, 직경 30/27의 파이프 끝 부분 및 22/20mm, 용량성 부하 - 16/13,8mm.
D20의 중간 부분은 10x270x95mm 크기의 유리 텍스타일 플레이트(그림 12, a)를 통해 붐에 부착됩니다. 각 코일 L17은 D1001과 동일한 와이어를 사용하여 플라스틱 안테나 절연체 유형 A17에 감겨 있습니다(그림 10,6). 그림에. 11은 V70V-120V 릴레이가 있는 상자(텍스타일라이트로 가공된 35x1x1mm 크기의 상자)와 이를 D20(제거하기 쉬운 마운트)에 부착하는 방법을 보여줍니다. RS4GV 커넥터를 통해 릴레이에 전원이 공급됩니다. 릴레이 전원 와이어는 각각 2μH의 DPM-1,2 유형 초크를 사용하여 약 15m 길이의 섹션으로 나뉩니다. 중간 부분에서 와이어는 가로 브래킷에 묶여 있습니다. 용량이 1pF인 커패시터 C31 - K11-3-2000.
D15의 비대칭 위치로 인해 붐에 전류가 유도될 수 있으며, 이로 인해 15미터 범위에서 패턴이 추가 비대칭으로 이어질 수 있습니다. 이러한 문제를 방지하기 위해 2m 길이의 붐 끝 부분(디렉터 측면)은 텍스톨라이트 인서트를 통해 나머지 붐과 분리됩니다. 안테나 테스트와 전기적 매개변수 계산은 자유 공간에서의 위치와 관련하여 수행되었습니다. 지상 위의 안테나 높이가 20m를 초과하면 해당 매개변수가 크게 변경되지 않습니다. 계산에는 두 가지 옵션이 있습니다. 범위의 일부에서 가능한 최대 G 및 F/B 표시기를 달성하고 전체 범위 내에서 표시기의 최대 균일성을 달성하는 것입니다. 두 번째 경우에는 범위의 중간 주파수에서 게인이 0,2 ~ 0,4dB만큼 작아집니다. 14,0 ... 14,3, 21.0 ... 21,4 및 28,0.-28,6 MHz 범위의 섹션에 대해 매개변수가 최적화되는 옵션이 선택되었습니다. 최적화가 범위의 거의 사용되지 않는 상위 섹션에도 적용되는 경우 전신 섹션의 "아래" 성능이 필연적으로 악화됩니다. 12미터와 17미터 대역의 경우 중간 주파수에서 최대 F/B에 대한 계산이 이루어집니다. 계산 결과는 표에 요약되어 있습니다. 4. 21,0 및 21,4MHz 주파수에서 별표 *로 표시된 F/B 매개변수 값에 대한 참고 사항입니다. 그림에. 그림 12와 13은 21,0MHz의 동일한 주파수에 대한 두 개의 DN을 보여 주며, 이는 K1 또는 K2 릴레이 중 어느 것이 켜져 있는지에 따라 획득됩니다. 이들 MD는 실제로 후면 부분의 모양(거울 대칭)만 다릅니다. 릴레이는 무선 리모콘으로 작동 가능하게 제어되므로 그림에서 볼 수 있듯이 후면 절반 평면의 모든 방향에서 발생하는 간섭을 21 ... 24dB까지 억제할 수 있습니다. 비교를 위해 그림에서 도 14는 중심 주파수 21,2MHz에서의 DN을 보여준다.
기사의 첫 번째 부분에서 언급한 5VA 안테나(FORCE-12)와 13요소 LPA는 전기적 매개변수에서 VMA-5에 가깝습니다. 5VA의 선언된 매개변수는 위에서 이미 언급되었습니다. 게인 - 5,4 ... 5,9 dBd 이내, F/B - 14 ~ 23 dB, 붐 길이 - 9,9 m, 15개 요소, 3개 피더 라인. 동시에 두랄루민 튜브의 소비량은 VMA-5 - 63m(붐 및 용량성 부하 고려), 5VA - 약 110m, LPA - 약 100m입니다. 마지막 두 개의 안테나도 분명합니다. 훨씬 더 큰 바람 저항과 무게를 가지고 있습니다.
VMA-5의 디자인은 본질적으로 실험적입니다. 모든 관형 요소에는 조정 가능한 끝 부분이 있고, 와이어 요소의 길이는 끝 절연체에서 조정 가능하며 요소는 붐을 따라 이동할 수 있습니다. 이를 통해 필요한 경우 실험에서 계산된 데이터를 구체화할 수 있습니다.
특히, 계산에서는 "접지"의 영향을 고려하지 않았습니다. 주로 안테나와 다른 방향에 있는 저자의 QTH에서 접지의 매개변수가 극적으로 다르기 때문입니다. 계산된 데이터에 따라 제작된 안테나는 초기에 슬레이트 지붕 용마루 위 1,8m 높이에 설치되었으며, 능동소자의 길이(A20의 EH20 길이)를 약간 조정하여 공진주파수를 설정하였다. SWR 미터를 사용하여 "그들의 장소"로 이동합니다. 그런 다음 작업 높이(6,5층 집 능선 위 25m, 지상 1m)까지 올라가 매개변수를 확인했습니다. 각 대역의 7개 주파수에 대한 메인 F/B 점검은 수신 모드에서 지역 무선국 UT37MQ의 신호를 사용하여 수행되었습니다. 수신기는 수동 게인 제어를 켜고 V18-30 전압계를 사용하여 저주파 출력의 신호 레벨을 모니터링했습니다. 측정된 F/B 값은 4~4dB 이내였습니다. Arthur(20X11DZ)를 사용하여 흥미로운 실험이 수행되었습니다. 20분 이내에 양측은 4개 대역 모두에서 안테나(Arthur's - TN-XNUMX)를 서로 "회전"시켰으며 양측의 결과는 대략 동일합니다. F/B는 평균 레벨 XNUMXdB(XNUMX .. .XNUMX점). SWR 값과 BW 대역은 계산된 값과 가깝지만 안테나 이득에 대한 심각한 측정은 아직 수행되지 않았습니다. VMA-5 설계는 설계 모델과 몇 가지 차이점이 있습니다.
또한 프로그램의 반응 하중은 점하중으로 지정되는 반면 실제 L과 C는 고유한 길이를 가지며 이는 계산의 정확성에 영향을 미칠 수 있다는 점에 유의해야 합니다. VMA-5를 기반으로 30밴드 안테나 모델이 개발되었으며, 여기에는 각각 40미터와 XNUMX미터용 요소 XNUMX개가 포함되어 있습니다. 아마도 시간이 지나면 이 모델이 하드웨어로 구현될 것입니다. 이 모델의 일부 - 40미터 범위(A40)의 활성 요소가 이미 기존 안테나에 (추가로) 적용되었습니다(그림 5 - 사진 참조). A40은 각 끝 부분에 인덕턴스가 20μH인 코일을 추가하고 끝 부분의 길이가 20m(LOM 기술)인 A1,41을 기반으로 합니다. 용량성 부하의 길이를 약간 늘려야 했습니다. 결론적으로 전자기 릴레이는 브랜드 안테나(MAGNUM 280 FORCE-12, TITAN EX 등)와 아마추어 설계 모두에 나타나기 시작했다는 점을 알 수 있습니다[8]. 저자는 VMA-1를 설치하는 동안 큰 도움을 준 Boris Kataev(UR5MQ)와 측정에 참여한 Alexander Pogudin(UT1MQ)에게 감사드립니다. 문학
저자: Ernest Gutkin(UT1MA), Lugansk, 우크라이나
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