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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 안테나인가, 증폭기인가? 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
이 자료는 최대 효율로 의사소통의 질을 향상시키기 위해 돈을 쓰고자 하는 사람들에게 유용합니다.모든 사람이 필요로 하는 데시벨을 달성하는 다양한 방법을 살펴보고 데시벨을 얻는 데 드는 예상 비용을 제공합니다. 모두는 아니지만 많은 라디오 아마추어가 조만간 통신 품질 향상 문제에 직면합니다. 이 경우 많은 질문이 발생하지만 일반적으로 주요 질문은 강력한 선형 증폭기를 구입하거나 안테나 시스템을 개선하는 것입니다. 둘 다 많은 면에서 철학적인 것으로 분류될 수 있다. 글쎄, 우리는 재료 비용과 인체 공학의 관점에서 자세히 고려하려고 노력할 것입니다. - 라디오 시스템의 소비자 품질을 개선하고 이러한 반영을 바탕으로 일부 사용자가 사용하려고 할 수도 있는 조언을 제공하려고 노력할 것입니다. 최근 몇 년 동안, 그러한 가능성이 존재하는 송신기의 전력을 감소시키려는 세계적 추세가 꾸준히 있었습니다. 이것은 현대 기술의 발전에 새로운 방향을 도입했기 때문입니다. 즉, 지속적으로 고갈되는 광물 매장량을 절약하여 전기 에너지를 생산하는 데 사용되는 에너지 절약과 점점 더 큰 소리로 "녹색"이라는 진술이 나오기 때문입니다. 라디오 방출의 위험에 대해. 물론 이러한 사실은 전 세계 수백만 라디오 아마추어의 통신 효율성을 개선하는 방법을 선택할 때 결정적이지 않습니다. 그들은 (우리를 포함하여) 항상 더 멀리, 더, 더 강력하게 가고 싶어합니다. 비록 그들이 납 목욕 가운을 입어야 하더라도요! 누군가는 첫 번째 DXCC가 필요하고 누군가는 9V WAZ가 필요합니다. 누군가에게는 스스로를 빛나게 하는 상들의 축적이 인생의 목표가 되는 것 1위! 나이가 들면서 이것은 습관이 되어 더 이상 멈출 수 없습니다. 라디오 운영자가 남들보다 돋보이기를 원할 때 가장 먼저 떠오르는 것은 유난히 강력한 앰프를 만드는 것입니다. 그러나 문제를 자세히 살펴보면 지나치게 강력한 선형 증폭기를 설치하여 방출되는 신호의 레벨을 높이는 것이 최적의 솔루션과는 거리가 멀다는 사실이 나타나며 이러한 사실 중 하나는 달성된 결과의 가격 대비 품질 비율입니다. 글쎄요, 우리나라에서는 쾌락의 가격 문제가 아마도이 문제의 주요 문제로 남아있을 것입니다. 이 문제를 더 자세히 고려하기 전에 S-스케일에서 신호 강도를 평가하도록 설계된 소위 S-미터라는 특정 장치에 대해 간략하게 알아보기 위해 약간의 여담을 만들겠습니다. 산업적으로 생산되는 모든 트랜시버에는 이러한 장치가 장착되어 있습니다. 이 장치의 스케일은 비선형이며 스케일 분할 가격은 6dB의 신호 변화에 해당합니다. 따라서 1포인트는 6dB에 해당합니다. 모든 트랜시버의 S-미터 판독값은 절대적으로 정확하다고 간주할 수 없으며 때로는 대략적인 것으로 간주할 수도 있습니다. (KB에서는 일반적으로 공기에서 나오는 신호 레벨을 더 일찍 도착한 신호 레벨과 비교할 수 없다는 점을 잊어서는 안 됩니다. 송신기에서 수신기까지의 경로의 무작위 특성으로 인해 SSB 모드에서는 이를 수행하는 것이 훨씬 더 어렵습니다. 왜냐하면 작업자의 음성 레벨 변화로 인해 신호 진폭이 변하기 때문입니다. 이러한 판독값은 전송 장치의 복사 전력 증가 정도에 대한 정성적 분석을 수행하는 데에만 적합합니다. 이제 실제적인 연습을 해보겠습니다. 송신기의 출력 전력을 점진적으로 높이고 상대방 수신기의 S 미터 판독 값이 얼마나 변하는지 관찰하고 해당 증폭기 구입 비용을 반영하는 그래프를 작성해 봅시다. 수신측의 신호 강도를 3dB 높이려면 송신국의 증폭기 전력을 두 배로 늘려야 하는 것으로 알려져 있습니다! 3dB는 S-미터 눈금의 한 눈금의 절반에만 해당합니다. 즉, 정확히 반점! 따라서 수신측의 신호 강도를 S-미터 눈금의 1포인트만 높이려면 송신기 전력을 XNUMX배로 증가시켜야 합니다! 이러한 간단한 산술을 사용하여 S-meter의 판독 값을 기반으로 상대방의 출력 신호 전력 증가 정도를 계산할 수 있습니다. 무화과에. 그림 XNUMX은 이 규칙을 설명하는 상대방 증폭기의 서로 다른 출력에 해당하는 판독값이 있는 S-미터의 세 가지 눈금을 보여줍니다.
따라서 1와트 대신 100kW 증폭기를 사용하면 통신원의 수신기에서 신호가 약 10dB(S미터의 1.5포인트) 증가하게 됩니다. 이는 확실히 운영자에게는 매우 눈에 띄는 이벤트이지만 이 즐거움을 위해 약 $1500를 지불해야 한다는 것을 이해하면 더욱 눈에 띕니다. 이것은 품질이 낮은 킬로와트 증폭기의 가격입니다. 1,5kW(500W만 더 강력함!) 출력의 증폭기를 구입하는 데 드는 비용은 약 $2500이며(예는 아래에 제공됨) S-미터에서는 판독값이 0.5포인트 증가한 것을 볼 수 있습니다. 여기서는 국방부의 국내 Kulibin 공예품 및 장치를 제외한 아마추어 목적의 산업용 KB 증폭기의 평균 비용에 대해 이야기하고 있습니다. 흥미로운 결론: 이 경우 5-6과 5-8의 차이는 약 $2500입니다. 그러나 성과를 향상시키기 위해 이 특정 경로를 선택한 라디오 아마추어의 비용은 증폭기 비용에만 국한되지 않습니다. 예를 들어 증폭기에 출력 조정 회로가 없는 경우 안테나 튜너를 사용해야 합니다. 300와트 전력용으로 설계된 시중에서 판매되는 튜너의 가격은 평균 $500입니다. 물론 전기 요금을 잊지 마세요. 출력 전력이 500와트인 앰프는 주전원에서 약 1000와트를 끌어옵니다. 이 비율은 다른 권한에서도 유지됩니다. 예를 들어 안테나의 78kW에서 많은 GU-4이 사랑하는 것은 네트워크에서 약 8kW를 소비합니다. 그리고 "BRIG"(1kW), "FLAME"(10kW) 등과 같은 산업용 광대역 송신기는 약 30%의 효율성으로 작동하므로 직접 고려하십시오. 계산할 때 이 장비가 다른 작동 전자 장치에 대한 간섭원이라는 사실도 고려하십시오. 우선 - 물론 텔레비전. 파워 앰프는 좋든 싫든 고려해야 할 끝없는 TV 시리즈의 팬에게 약간의 불편을 끼칩니다. TV 간섭과 관련된 많은 문제로 다양한 종류의 필터가 대처하는 데 도움이 될 것입니다. 비용도 듭니다. (가장 최근에는 Saratov 회사 REMO가 일부 생산을 마스터했습니다. 수입품보다 저렴하고 좋습니다 ...) 그러나 스테이션이 시골 지역에 있으면 전기 부족으로 인해 일반적으로 긴 "a-a-a-a-a-le, one, two, three ..."도 허용되지 않습니다. 목조 농촌 주택과 "새로운 러시아인"의 주택에서 가장 중요한 문제 중 하나는 화재 안전입니다. 소화기와 배선의 품질은 끊임없는 골칫거리가 될 것입니다. 결과적으로 상당한 금액이 실행됩니다. 이것은 강력한 앰프 사용과 관련된 주요 측면일 뿐입니다. 이제 통신 품질을 개선할 수 있는 또 다른 기회인 효율적인 안테나 시스템의 사용에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 이 경우 주의해야 할 사항은 다음과 같습니다. 첫 번째. 다음 사항을 이해해야 합니다. 증폭기는 송신기 신호를 증폭할 뿐 안테나와 달리 수신을 개선하는 데 아무런 역할을 하지 않습니다. 초. 안테나의 매우 중요한 특성은 방향 특성을 이용하여 간섭 신호의 레벨을 줄이는 기능입니다. 안테나를 회전시키면 최고 품질의 신호 수신에 해당하는 최적의 방향을 달성할 수 있습니다. 신호 대 잡음비를 개선하는 것은 무선 통신에서 가장 중요한 매개 변수입니다. 전송을 위한 신호 레벨을 비슷하게 증가시키는 안테나 비용은 강력한 증폭기 비용보다 훨씬 적습니다. 이미 언급했듯이 출력 증폭기 전력을 6dB(상대방의 S-미터에서 단 1포인트)만큼 증가시킵니다. 약 100W(표준 트랜시버 전력)로 1000회, 비용: QRO HF-600(2690W) - $80, Ameritron AL-850 V(1350W REP) - $811, Ameritron 600 V(1050W REP) - 1250$, Command Technologies HF-800 (3250W) - 400 $ (모스크바 회사 가격이 제공됩니다). 이 자료를 준비하는 동안 특정 6와트 앰프를 찾는 것은 불가능했습니다. 예를 들어 기존의 84요소 Yagi 안테나 또는 이와 유사한 사각형에서 매우 인기 있는 4미터의 "긴 와이어"와 관련하여 동일한 증가(약 100dB)가 있다는 것이 흥미롭습니다. 그리고 더 심각한 안테나를 사용하면 그에 따라 훨씬 더 큰 이득을 얻을 수 있습니다. 국내 제조업체의 안테나 가격은 안테나 자체의 복잡성 정도와 범위에 따라 약 400~5달러입니다. 우리는 매우 평균적인 가격을 제시하지만 심지어 그들은 스스로를 설득력있게 말합니다. 또한 지면 위에 위치한 수평 편파 안테나는 자유 공간보다 약 6-1dB 더 많은 이득을 갖는다는 점을 명심해야 합니다(정확한 값은 지면의 매개변수에 따라 다름). 증폭기와 안테나의 효율성을 고려할 때 이 요소를 고려해야 합니다. 4kW에서 1kW(S-미터에서는 4포인트만!)로 전력을 높이려면 9~3달러의 비용이 듭니다. (QRO 2.8 KDX(3kW), Henry 2500k ULTRA(ZkW), HF-2.5E( XNUMXkW)). 이에 대한 시각적 설명이 그림에 나와 있습니다. 2.
가로축에는 실제 지면에서 22m 높이에 위치한 안테나의 이득 값이 dBi로 표시됩니다(이득에 대한 자세한 내용은 BREEZE Winter 4 카탈로그 2001페이지 참조). 송신기(트랜시버)의 출력 전력이 100W인 경우 안테나가 방출하는 신호 전력 값이 여기에 표시됩니다. 이 경우 이 값을 좌표의 원점으로 삼습니다. 이득과 전력은 증폭기와 안테나 간의 신호 증폭 비용 차이를 명확하게 보여주기 위해 동일한 축에 표시됩니다. 가로 축에 인쇄된 모든 항목에 대해 지불해야 하는 가격은 세로 축에 표시되어 있습니다. 데이터는 7, 14, 21, 28MHz 대역의 안테나와 14MHz 대역의 안테나 14개 스택에 대한 그래프 형식으로 표시됩니다. 따라서 그래프는 특정 안테나가 수신하는 이득에 대한 현재 모스크바의 평균 가격을 보여줍니다. 예를 들어 그림에서는 이득이 16dBi인 5MHz 안테나(YAGI 요소 750개)를 $XNUMX에 구입할 수 있음을 보여줍니다. 점은 현재 모스크바 회사에서 구입할 수 있는 전력 증폭기를 나타냅니다. 이 경우, 공중에서 방출되는 전력 값은 22m 높이에 위치한 반파장 쌍극자에서의 증폭기 작동에 해당하므로 증폭기는 안테나와 관련하여 더 유리한 위치에 있습니다. 예를 들어 ALPHA-87 A 증폭기를 사용하면 입력 100와트에서 출력 전력은 1.5kW이며 이는 약 12dB(15배)의 증폭에 해당합니다. 이 증폭기가 등방성 이미터에 연결된 경우 12dB 값에 해당하는 수직축의 도면에 이를 플롯합니다. 그러나 우리의 경우 모든 증폭기는 반파장 쌍극자에서 작동하므로 2.15dB(등방성 방사기와 쌍극자 사이의 이득 차이)를 추가하고 접지 영향으로 인해 약 5dB를 추가해야 합니다. 총계 - 그림에 표시된 것처럼 거의 19dB입니다. 100W 신호를 19dB 증폭하면 결과는 거의 8000W가 됩니다. 19dBi의 동일한 이득(즉, 등방성 이미터 기준)에는 안테나 6개만 스택되어 있습니다. 동일한 이득에 대한 가격이 거의 3배나 다르다는 것은 중요합니다! 더욱 시사하는 바는 증폭기와 annnn에 대해 동일한 이득 증가 비용이 있다는 것입니다. 기억하세요: 전력이 1000dB 증가하면(예: QRO-2500에서 QRO-2000으로) 거의 $3의 비용이 드는 반면, 대형 7MHz 안테나의 경우 동일한 300dB 증가는 $400-XNUMX에 불과합니다. 가격이 세로축에 표시된 값을 초과하고 이러한 이유로 국내 라디오 아마추어 단위에서 사용할 수 있으므로 러시아에서의 외관은 예외로 간주 될 수 있기 때문에 그림에는 더 강력한 산업 생산 증폭기가 표시되지 않습니다. 동시에 단일 대역 안테나를 모든 대역에서 작동하는 증폭기와 비교하고 있다는 사실에 당황하지 마십시오. 한 대역에만 안테나가 있으면 증폭기를 구입할 때 " 작업할 수 없는 모든 나머지 밴드를 증폭하십시오. 그래프는 통신원의 S-미터에 동일한 결과를 제공하면서 적절한 안테나를 설치하여 얼마나 절약할 수 있는지 보여줍니다. 무엇보다도 안테나 스택을 생성하여 안테나 시스템의 성능을 원활하게 향상시킬 수 있는 기회가 있습니다. 단 두 개의 안테나를 하나의 스택으로 올바르게 결합하면 수신 상태를 기껏해야 3배 즉각적으로 향상시킬 수 있습니다. 8dB씩. 실제로 모든 것이 훨씬 더 신비한 것으로 밝혀졌습니다. 스택 안테나와 전원 공급 장치 위상을 다양한 조합으로 상호 전환하면(요즘에는 작은 장치로 수행됩니다!) 전체 수직면의 방사 패턴을 변경할 수 있습니다. 현재 가장 적합한 옵션을 선택하는 안테나 시스템. 우리나라에는 이러한 HF 안테나가 거의 없으며 이러한 안테나를 사용하는 VHF 플레이어도 거의 없으며 점점 줄어들고 있습니다. 그러나 세계에서는 이러한 안테나 시스템 설계의 장점이 오랫동안 알려져 왔습니다. 예를 들어, 높이 6m, 무게 6톤의 마스트에 20m 범위(각각 2개씩 60층)에 대해 각각 1.5개 요소로 구성된 25개의 안테나로 구성된 OH100OS 스택을 생각해 보십시오. 이득은 약 30dBi입니다. ! 즉, 이는 XNUMXkW 증폭기를 XNUMXW 트랜시버에 연결하는 것과 같습니다! 또는 행성의 주요 "달"인 W5UN의 안테나입니다. 그 디자인은 32개의 17요소 안테나로 구성됩니다. E 평면의 안테나 로브 폭은 3.7°에 불과하고 이득은 32dBi(전력의 1585배)입니다! 이 디자인은 트럭 두 대가 회전하며, 한 바퀴를 완전히 회전하는 데 약 7분이 소요됩니다! KS1XX, NCOP, W3LPL, W6KPC 구조는 환상적인 구조입니다! 물론 이러한 놀라운 안테나 디자인은 대부분의 일반 라디오 아마추어가 접근할 수 없지만 2층의 현대식 다중 대역 안테나로 구성된 더 단순한 디자인은 많은 사람들이 사용할 수 있습니다. 출력 증폭기의 전력이 증가하면 가격이 기하 급수적으로 증가하고 안테나 매개 변수의 개선 (마스트 리듀서 세트 비용을 고려하더라도)이 훨씬 적다는 점을 고려하는 것이 중요합니다. 노력과 비용. 따라서 안테나 시스템의 현대화는 전체 무선 시스템의 효율성을 높이는 가장 최적의 방법이며, 이를 통해 무선 통신 품질을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 재료 비용을 최소화할 수 있습니다. 또한 안테나 매개 변수를 개선하면 강력한 선형 고주파 신호 증폭기 사용과 관련하여 위에서 설명한 모든 단점을 제거할 수 있습니다. 우리의 의견으로는 아마추어 스테이션 장비의 5 가지 조건부 범주를 지정할 수 있습니다. 여기서 각 후속으로의 전환은 이전 성과를 유지하면서 작업 결과에서 진정한 질적 도약을 느낄 수 있습니다. 처음으로 이니셜은 다음 세트에 의해 결정됩니다. - 100와트 및 긴 와이어 또는 다중 대역 휩 안테나. 초: 출력 전력이 약 1kW인 증폭기를 사용하십시오. 세 번째: 회전 가능한 지향성 안테나를 설치합니다. 넷째: 출력 전력을 3-4kW까지 증가시킵니다. 그리고 마지막 다섯째: 안테나 스택을 설치합니다. 이 단계에서 긴장을 풀고 은퇴 할 때까지 (또는 그 동안!) 부주의하게 방송을 할 수 있습니다. 당신의 성공은 보장됩니다! 플랜트의 효율성을 개선하는 방법에 대한 최종 결정은 항상 귀하의 몫입니다. 중요 정보: 러시아 영토에서 KB(160m 제외)에 대한 첫 번째(가장 높은!) 범주의 라이센스에서 200W의 출력이 허용됩니다! 우리는 두 번째와 네 번째 범주에 할당된 돈을 다섯 번째 범주(안녕하세요!)로 바로 보낼 것을 권장합니다. 유용한 표를 제시하며 이 기사를 마무리하겠습니다. 이를 주의 깊게 연구하면 다음과 같은 흥미로운 결론을 도출할 수 있습니다. S-미터가 4포인트(4포인트는 24dB 또는 250배)의 차이를 보였을 때 통신원이 RA의 출력 전력을 몇 번(대략) 증가시켰습니까? 힘.. .), 비록 그는 ZxGU-50을 가지고 있다고 확신하지만. 또는 "긴 와이어"(5dB = 5배 전력) 대신 3.1dBd 이득의 안테나를 연결하면 신호가 몇 번이나 "증폭"됩니까?
저자: A. Dubinin(RZ3GE), A. Kalashnikov(RW3AMC); 출판물 : krasnodar.online.ru/hamradio
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