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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 Lecher의 라인. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 초보자 라디오 아마추어 전자 제품에서 Lecher 라인 또는 Lecher 시스템은 주로 UHF 및 마이크로웨이브 대역에서 전파의 길이를 측정하는 병렬 와이어 또는 막대 쌍입니다. 이 전선은 짧은 균형 전송선을 형성합니다. 무선 송신기와 같은 고주파 에너지 소스에 연결되면 전파는 전송 라인의 전체 길이를 따라 정상파를 형성합니다. 시스템의 두 와이어를 단락시키는 전도성 점퍼(브리지)를 이동하면 물리적으로 파장을 측정할 수 있습니다. 오스트리아의 물리학자 Ernst Lecher는 Oliver Lodge와 Heinrich Hertz가 사용한 방법을 개선하여 1888년경 파장 측정 방법을 개발했습니다. 오늘날 주파수를 측정하는 보다 진보된 방법을 사용할 수 있으며 Lecher 라인은 현재 텔레비전과 같은 고주파 장비에 사용될 때 회로 요소로 가장 많이 사용됩니다. Lecher 라인은 협대역 필터 및 임피던스 정합 장치에서 공진 회로로 사용됩니다. 집중 구성 요소가 사용되는 HF/VHF 사이의 주파수와 공동 공진기가 사용되는 UHF/마이크로파 대역에서 사용됩니다. 파장 측정 Lecher 선은 서로 고정된 거리에 있는 한 쌍의 평행 나선 또는 막대입니다. 도체 사이의 거리는 중요하지 않지만 파장의 작은 부분이어야 합니다. 이 거리는 10센티미터 미만에서 XNUMXcm 이상까지 다양할 수 있습니다. 전선의 길이는 유효 파장에 따라 다릅니다. 측정에 사용되는 선은 일반적으로 측정된 파장보다 몇 배 더 깁니다. 와이어 사이의 균일한 간격은 빛의 속도에 매우 가까운 일정한 속도로 전파를 전송하는 전송선을 만듭니다. 라인의 한쪽 끝은 무선 송신기의 출력과 같은 RF 신호 소스에 연결됩니다. 라인의 다른 쪽 끝은 가동 도체를 통해 단락됩니다. 이 폐쇄 다리는 파도를 반영합니다. 라인의 단락된 끝에서 반사된 파동은 들어오는 파동과 상호 작용하여 라인에서 전압 및 전류의 정현파를 생성합니다. 라인 끝에서 반파장의 배수인 거리에 위치한 노드에서 전압이 XNUMX으로 떨어집니다. 안티노드라고 하는 응력 최대값은 노드 사이의 중간에 위치합니다. 따라서 파장 λ는 두 개의 연속적인 노드(또는 안티노드)를 찾고 그 사이의 거리를 측정하여 결정될 수 있으며 여기에 XNUMX를 곱해야 합니다. 주파수 F는 파장과 속도를 알고 있고 빛의 속도 C를 알고 있으면 다음과 같이 계산할 수 있습니다. F=C/λ 측정을 위해 매듭은 각각 안티노드보다 더 날카롭게 보이고 측정 정확도가 더 높기 때문에 일반적으로 사용됩니다. 노드 검색 노드를 찾는 데 두 가지 방법이 사용됩니다. 하나는 와이어 위아래로 미끄러지는 한 쌍의 접점에 부착된 RF 전압계 또는 간단한 백열 전구와 같은 전압 표시기를 사용하는 것입니다. 전구가 노드에 도달하면 전선 사이의 전압이 1이 되어 전구가 꺼집니다. 이 방법의 단점 중 하나는 표시기가 라인의 정재파에 영향을 주어 반사를 유발할 수 있다는 것입니다. 이를 방지하려면 입력 임피던스가 높은 표시기를 사용해야 합니다. 기존의 백열등은 저항이 너무 낮습니다. Leher와 다른 연구자들은 길고 가는 Geisler 튜브(그림 XNUMX.)를 사용했는데, 이 튜브의 유리 플라스크는 라인에 직접 놓였습니다. 오래된 송신기에서는 고전압이 가스의 글로우 방전을 자극했습니다. 요즘에는 작은 네온 램프가 자주 사용됩니다. 글로우 방전 램프를 사용할 때의 문제점 중 하나는 높은 점화 전압으로 인해 최소 전압을 정확하게 찾기가 어렵습니다. 정확한 파장 측정기는 RF 전압계를 사용합니다. 다른 방법 절점을 찾기 위해 사용하는 방법은 폐쇄 브리지를 라인을 따라 이동시키고 피더 라인에 포함된 HF 전류계를 사용하여 라인에 흐르는 HF 전류를 측정하는 것입니다. Lecher 선의 전류는 전압과 마찬가지로 각 반파장을 통해 절점(최소 전류 지점)이 있는 정재파를 형성합니다. 라인은 이를 공급하는 RF 에너지 소스에 대한 임피던스이기 때문에 이 임피던스는 라인의 길이에 따라 달라집니다. 전류 노드가 선의 시작 부분에 있으면 소스에서 끌어온 전류가 최소가 되며 이것이 전류계에 표시됩니다. 닫는 브리지를 선을 따라 더 이동하고 최소 전류로 두 위치를 표시하면 이 두 최소값 사이의 거리는 파장의 절반과 같습니다.
Hertz 스파크 갭(오른쪽 그림)을 기준으로 발전기에서 생성된 전파는 평행선을 따라 이동합니다. 와이어는 서로 닫혀 있고(왼쪽 그림에서) 반사파는 와이어를 따라 발전기를 향해 다시 실행되어 라인을 따라 정상 전압 파동을 생성합니다. 전압은 라인 끝에서 반파장의 배수인 거리에 위치한 노드에서 6이 되는 경향이 있습니다. 노드는 네온 램프와 같은 작은 글로우 방전 튜브인 가이슬러 튜브를 선을 따라 이동하여 발견되었습니다(이 램프 중 두 개는 그림에 표시됨). 라인의 고전압으로 인해 튜브가 빛납니다. 튜브가 노드에 도달하면 전압이 XNUMX이 되고 튜브가 꺼집니다. 인접한 두 노드 사이의 측정된 거리에 XNUMX를 곱하여 파장 λ를 제공합니다. 그림에서 선은 짧게 표시됩니다. 줄의 길이는 XNUMX 미터였습니다. 발전기에서 생성된 전파는 VHF 대역에 있었고 파장은 수 미터였습니다. 삽화는 Lecher 라인과 함께 사용되는 Geisler 튜브의 유형을 보여줍니다. 디자인 Lecher 라인의 가장 큰 매력은 복잡한 전자 장치를 사용하지 않고 주파수 측정에 사용할 수 있으며 일반 매장에서 판매하는 간단한 재료로 라인을 쉽게 조립할 수 있다는 것입니다. 파장을 측정하기 위한 Lecher 라인은 일반적으로 폐쇄 브리지 또는 표시기가 움직이는 수평 도체가 견고하게 장착된 프레임과 노드 사이의 거리를 결정하는 측정 스케일 위에 구축됩니다. 프레임은 일반적으로 목재와 같은 비전도성 재료로 만들어집니다. 라인 근처의 전도성 물체가 정상파 체제를 방해할 수 있기 때문입니다. 여러 면에서 Lecher 라인은 음파의 길이를 측정하는 데 사용되는 Kundt 튜브 실험의 전기 버전입니다. 빛의 속도 측정 전파의 주파수 F를 알고 있으면 Lecher 라인을 사용하여 파장 λ를 측정하여 광속과 거의 같은 파동 속도 C를 계산할 수 있습니다. C=λ*F 1891년 프랑스의 물리학자 Prosper-René Blondlot은 이 방법을 사용하여 전파의 전파 속도를 최초로 측정했습니다. 그는 13~10MHz 사이의 30가지 주파수를 사용했고 평균 297600km/s를 얻었는데, 이는 실제 빛의 속도의 1% 이내입니다. 이것은 빛도 전파와 마찬가지로 전자기파라는 James Clerk Maxwell의 이론을 확인하는 중요한 확인이었습니다. 다른 분야에서의 적용 짧은 Lecher 라인은 튜닝 또는 공진 스터브라고 하는 하이 Q 공진 회로로 자주 사용됩니다. 예를 들어, 4/10파장(λ/1) 짧은 Lecher 라인은 공진 주파수에서 높은 저항을 갖고 다른 주파수에서 낮은 임피던스를 갖는 병렬 공진 회로처럼 작동합니다. 공진 회로에서 데시미터 범위(XNUMXcm ... XNUMXm)의 주파수에서 작은 인덕턴스와 커패시턴스가 필요하므로 제조하기 어렵고 기생에 매우 민감하기 때문에 사용됩니다. 커패시턴스와 인덕턴스. 폐쇄형 전송선과 기존 LC 회로의 유일한 차이점은 Lecherian 선로와 같은 폐쇄형 전송선(공진 스터브)은 기본 공진 주파수의 배수인 홀수 주파수에서 다중 공진을 갖는 반면 집중 LC 회로는 하나의 공진 주파수만 갖는다는 점입니다. . 고주파 전력 증폭기에 전원 공급 Lecher 라인은 마이크로웨이브 전력 증폭기의 공진 회로에 사용할 수 있습니다.] 예를 들어, 03MHz 주파수의 이중 사극 증폭기(QQV20-432)는 설명서(GR Jessop, VHF UHF 설명서, RSGB, Potters Bar, 1983)은 애노드 회로의 Lecher 선을 공진회로로 사용한다.
TV 튜너 XNUMX/XNUMX 파장 Lecher 라인은 RF 증폭기의 공진 회로와 일부 최신 TV 모델의 국부 발진기에 사용됩니다. 다양한 TV 방송국에 대한 튜닝은 Lecher 라인의 두 컨덕터에 연결된 varicap을 사용하여 수행됩니다. Lecher 라인의 임피던스 Lechera 컨덕터의 간격은 라인에서 정재파의 위치에 영향을 미치지 않지만 특성 임피던스를 결정하며 이는 효율적인 전력 전송을 위해 라인을 RF 전원에 일치시키는 데 중요할 수 있습니다. 직경이 d이고 그들 사이의 거리가 D인 두 개의 병렬 원통형 도체의 경우 선의 임피던스는 다음과 같습니다.
병렬 와이어의 경우 정전용량 공식(L은 길이, C는 미터당 정전용량)
어디로부터
상업적으로 이용 가능한 300 및 450옴 리본 케이블(예: XNUMX선식 전화 누들 라인)은 고정 길이 Lecher 라인(공진 스텁)으로 사용할 수 있습니다.
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