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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 SV 통신 휴대국의 소형 안테나. 2 부. 무선 전자 및 전기 공학 백과 사전
5. 인덕턴스로 확장된 공진형 휩 안테나 휴대용 및 모바일 CB 라디오에서는 길이가 30 ... 100cm인 휴대용 및 모바일 라디오용으로 최대 1,5미터의 안테나가 사용됩니다. 27MHz의 주파수에 대한 이러한 짧은 핀의 활성 부분의 입력 저항을 계산하면 0,5cm의 경우 30Ohm에서 10m의 경우 1,5Ohm까지 값을 얻습니다.물론 이러한 짧은 핀을 적절한 조정 없이 송신기의 출력 단계. 첫째, 안테나와 같은 핀의 효율이 낮고, 둘째, 핀의 낮은 저항을 송신기의 출력단과 일치시키는 것이 매우 어렵다. 이 문제를 해결하기 위해 나온 가장 합리적인 솔루션은 핀이 단축 안테나인 복잡한 시스템의 일부라는 것이었습니다. 이하에서는 이러한 시스템에서 핀의 효율을 고려한다. 고전적인 휩 안테나는 XNUMX/XNUMX 파장 진동기와 그 아래의 접지 시스템입니다. 가장 간단한 경우 접지 시스템은 XNUMX/XNUMX파 균형 시스템입니다. 당연히 이러한 시스템을 휴대용 스테이션에 사용하기는 어렵다. 따라서 안테나와 평형추를 줄이려고 합니다. 이 경우 가장 간단한 것은 안테나에 연장 코일을 포함하는 것입니다. 그러나 여기서도 문제는 안테나의 어느 지점에 최대 효과를 위해 확장 코일을 포함할 것인가 하는 것입니다. 스테이션의 몸체는 균형추 시스템의 역할을 합니다. 짧은 안테나를 늘리는 가장 비효율적인 방법인 베이스에 확장 코일을 포함하는 방법에 즉시 주의를 기울여야 합니다(그림 9). 안테나를 통해 흐르는 최대 전류는 베이스에 있습니다. 안테나 이론에서, 안테나의 최대 방사 및 결과적으로 최대 효율을 얻으려면 안테나의 방사 요소의 최대 전류와 방사 시 최대 전압을 보장해야 한다는 것이 알려져 있습니다. 끝. 여기서 최대 전류가 코일을 통해 흐르므로 코일을 통해 매체와의 최대 상호 작용이 발생합니다.
베이스에 확장 코일이 있는 안테나의 장점은 핀의 큰 커패시턴스로 인해 이러한 안테나가 상대적으로 큰 대역폭을 가지므로 전체 MW 또는 아마추어 대역에서 작동할 수 있다는 것입니다. 또 다른 유형의 안테나는 중간에 코일이 있는 확장된 안테나입니다(그림 10). 여기에서 이미 안테나 베이스에서 상당한 전류 세기가 달성되었으며 핀의 상부는 용량성 부하의 역할을 합니다. 종단 커패시턴스의 증가로 인해 안테나 대역폭이 전체 MW 범위에서 작동할 수 있는 값으로 증가하고 효율성도 크게 증가합니다. 코일의 핀은 주요 방사 요소이며 특히 연장 코일도 고정하기 때문에 최대한 두껍게 만들어야 합니다. 코일 뒤의 핀은 이미 용량성 부하입니다. 더 얇게 만들 수 있습니다. 이러한 안테나 끝에 작은 용량성 부하라도 배치하면 작동 효율은 증가하지만 기계적 강도는 감소합니다. 또한 원칙적으로 휴대용 라디오 방송국에서 발생하는 나쁜 "접지"로 모든 유형의 짧은 안테나가 똑같이 나쁘게 작동하며 사용에 큰 차이가 없다는 사실에주의를 기울여야합니다. 그러나 이미 XNUMX/XNUMX 파장 평형추를 연결하면 다양한 유형의 안테나 효율성에 차이가 있음을 보여줍니다. 그 효과는 차체가 효과적인 접지인 모바일 카 라디오에서도 관찰됩니다. 이상적인 36/10 파장 수직 안테나(이상적인 전도성 표면 위의 핀)의 저항은 20옴입니다. 이상적인 단축 MW 안테나의 저항은 단축 정도에 따라 50 ... 50 옴입니다. 이러한 안테나의 실제 "접지"가 이상적이지 않다는 점을 감안할 때 일반적인 경우 이러한 안테나는 이동식 차량 스테이션 안테나의 동축 전원 케이블 모두와 일치될 수 있습니다(일반적으로 100옴 케이블이 여기에 사용됨) , 그리고 휴대용 라디오 방송국의 출력 단계에서 짧은 안테나의 저항을 XNUMX ... XNUMX Ohms로 증가시키는 나쁜 "접지". 6. 인덕턴스로 확장된 휩 안테나의 실용적인 설계 기본적으로 휴대용 무선국의 모든 단축 안테나는 그림 11과 같은 형태를 갖는다. 2. 약 120μH의 인덕턴스를 갖는 코일과 약 27cm 길이의 핀이 7MHz 대역에서 동작하는 안테나 시스템을 구성한다. 그리고 안테나의 효율성과 대역폭만 코일과 핀의 다른 디자인에 따라 다릅니다. 그림에 표시된 안테나. 7은 다른 많은 초기 출처[8,9, 10, XNUMX]에 나와 있습니다.
[7, 8]의 안테나를 테스트할 때 동일한 2μH 확장 코일이 사용되었으며 다음과 같은 결과가 얻어졌습니다. 35/80 파장 평형이 있는 입력 임피던스 - 3 Ohm, 라디오 방송국 하우징 포함 - 600 Ohm. 절반 전력(-750dB)에서의 대역폭 - 카운터 밸런스 사용 시 700kHz, 라디오 방송국 본체 사용 시 XNUMXkHz. 이 안테나에 가해지는 인간의 영향은 작고 반응성도 작습니다. XNUMX/XNUMX 파장 평형기가 연결되었을 때 주파수 편이는 XNUMXkHz에 도달했습니다. 핀의 길이가 9cm인 [80]의 안테나를 테스트할 때, 연장 코일은 직경 18mm의 프레임에 0,55번 감은 PEL 4 와이어를 한 바퀴 돌려 다음과 같은 결과를 얻었다. 60/1100파 평형추의 입력 임피던스 - XNUMX옴, 라디오 방송국 평형추 케이스 포함 - XNUMXm. 800/900 파장 평형이 있는 대역폭은 1kHz이고 스테이션 본체는 XNUMXkHz입니다. 평형추 연결 시 공진 주파수의 오프셋은 거의 XNUMXMHz입니다. 핀 길이가 10 ... 0,8 m인 [1,2]의 안테나를 테스트할 때 연장 코일은 직경 25mm의 프레임에 PEL 0,35 와이어를 5회 감았으며 결과는 다음의 안테나와 유사합니다. [9]. 특히 흥미로운 것은 최대 50cm 길이의 짧은 안테나이며, 이러한 안테나는 약 1m 길이의 긴 안테나에 비해 통신 범위가 그다지 열등하지 않습니다. [11]의 안테나는 직경 45mm의 프레임에 60번의 PEL 0,5 와이어를 포함하는 확장 코일이 있는 5cm 길이의 핀으로 둥글게 감겨 있습니다. 이러한 안테나를 테스트한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 75/700 파장 평형의 경우 입력 임피던스는 120옴이고 대역폭은 900kHz입니다. 역의 본체를 카운터밸런스로 사용하면 입력 임피던스는 1,2옴, 대역폭은 XNUMXkHz입니다. XNUMX/XNUMX파 균형이 연결된 경우 공진 주파수 편이는 XNUMXMHz였습니다. 안테나에 대한 인간의 영향은 긴 안테나보다 높습니다. 긴 안테나(45m)에 비해 짧은 안테나(1cm)의 입력 임피던스의 증가와 대역폭의 확장은 짧은 안테나의 연장 코일의 품질이 낮다는 것을 나타냅니다. 그러나 연장 코일의 품질 계수의 증가는 이러한 짧은 안테나의 효율에 거의 영향을 미치지 않습니다. 평형추를 연결하면 안테나의 공진 주파수가 위로 이동합니다. 평형추를 연결할 때 무선국의 효율적인 작동을 위해 이 경우 연장 코일의 인덕턴스의 온라인 조정을 제공해야 합니다. 수신기와 송신기에 대해 서로 다른 확장 인덕턴스를 사용하도록 안테나 핀을 전환할 때 트랜시버에서 바람직합니다. 이를 통해 수신 및 전송 모두에 대해 핀을 최적으로 일치시킬 수 있습니다. 당연히 수신기의 입력과 송신기의 출력의 저항이 미미하게 차이가 나는 경우 하나의 확장 코일을 생략할 수 있습니다. 이 경우 RX/TX를 전환할 때 시스템의 공진 주파수의 이동이 작기 때문입니다. 그러나 여기서는 확장 코일을 전환하거나 송신기와 수신기의 입력을 동일한 값으로 가져오는 실제 조건에서 더 쉬운 결정이 이미 필요합니다. "독점"장비에서는 안테나를 전환 할 때 수신기 입력을 조정하는 옵션이 있지만 후자를 위해 노력합니다. 27MHz 대역의 가정용 장비에서 수신 및 송신 모드의 안테나 일치 문제는 종종주의를 기울이지 않아 휴대용 라디오의 효율성이 저하됩니다. [12]에는 어깨 길이가 110mm이고 중앙에 확장 코일이 있고 PEL 130 와이어가 0,15회 감겨 있고 직경 6mm의 프레임에 감겨 있는 안테나가 설명되어 있습니다. 테스트했을 때 이 안테나는 다음과 같은 결과를 보여주었습니다. 90/400 파장 카운터 밸런스의 경우 입력 임피던스는 140ohm, 대역폭은 600kHz, 라디오 스테이션 카운터 웨이트의 경우 입력 임피던스는 900ohm, 대역폭은 13kHz입니다. 600/50 파장 카운터웨이트를 연결할 때 통과대역 오프셋은 75kHz였습니다. 그림에 표시된 용량 성 부하 추가. 90, 카운터 웨이트를 1,3kHz에 연결할 때 주파수 오프셋을 줄일 수 있습니다. 두 경우 모두 대역폭이 12kHz 증가했습니다. 입력 임피던스가 감소했습니다. 카운터 웨이트를 사용하면 13ohm이되고 스테이션 본체는 XNUMXohm이됩니다. 전계 강도가 XNUMX배 증가했습니다. 이 모든 것은 이러한 유형의 안테나에 대한 용량성 부하의 이점을 말해줍니다. 그림에 표시된 용량성 부하는 주의해야 합니다. 그러나 아쉽게도 그림 XNUMX의 부하보다 실제로 구현하기가 더 어렵다. XNUMX.
중심 인덕턴스와 확장 인덕턴스가 있는 안테나에 의해 생성된 전계 강도 값을 비교하면 실제로 중심 인덕턴스가 있는 안테나는 베이스에 인덕턴스가 있는 안테나와 높이가 같고, 약 1,4 ... 1,6배의 전계 강도를 생성합니다. 용량성 부하를 추가함으로써 이러한 안테나의 장점이 더욱 향상됩니다. 측정은 1,2/5파 균형으로 수행되었습니다. 라디오 본체를 평형추로 사용할 때 중심 인덕턴스가 있는 안테나의 장점은 더 약했고 전계 강도는 베이스에 인덕턴스가 있는 안테나에서 생성된 것보다 20배만 더 컸습니다. 이것은 휴대용 스테이션의 경우 사용되는 휩 안테나의 유형에 큰 차이가 없지만 모바일 스테이션의 경우 중심 부하 인덕턴스가 있는 안테나를 사용하는 것이 좋습니다. 어쨌든 직경이 XNUMX...XNUMXmm인 볼 형태라도 용량성 부하를 사용하는 것이 바람직합니다. 용량성 부하는 베이스에서 확장 인덕턴스가 있는 안테나와 함께 사용할 때도 영향을 미칩니다. 실제로 휴대용 스테이션의 경우 직경 2 ... 2,5mm의 두꺼운 구리선으로 만든 안테나를 사용할 수 있습니다. 직경이 작은 안테나는 기계적 강도가 낮고 효율이 낮습니다. 이동 차량 방송국용 안테나 제조의 경우 적절한 길이와 가장 중요한 강도의 군대 라디오 방송국에서 짧은 "웨이더" 또는 적합한 안테나를 사용할 수 있습니다. 7. 비공진 휩 안테나 비공진 휩 안테나는 사용 가능한 모든 짧은 휩 안테나 중 가장 비효율적입니다. 확장 인덕턴스가 있는 동일한 길이의 안테나를 휘핑하기 위해 전계 강도가 2~3배 감소합니다. 이 안테나는 인간의 영향에 훨씬 더 둔감합니다. 그러나 여전히 그들은 주로 두 가지 유형의 송신기에서만 여전히 사용됩니다. 이러한 비 공진 안테나의 사용은 통신 범위가 50 ... 100m 이하인 단순한 장난감에서만 정당화됩니다.보다 효율적인 통신을 위해서는 공진 안테나 만 사용해야하지만 분리 단계는 가장 단순한 회로가 그 앞에 배치되어야 합니다. 경험에서 알 수 있듯이 가정용 Hummingbirds보다 더 많은 전력을 소비하지만 비공진 안테나로 작동하는 서양의 단순 라디오 방송국은 훨씬 더 짧은 통신 범위를 제공합니다. 짧은 비공진 안테나를 사용하는 세 번째 경우는 안테나 매칭 회로가 있는 송신기 출력단의 잘못된 구성입니다. 결과적으로 일반 공진 안테나를 연결하면 풀 사이즈 또는 단축 안테나에 관계없이 자체 여기됩니다. 이러한 송신기는 출력에 P-루프가 있는 경우가 많지만 작동은 비효율적입니다. 8. 휴대용 MW 라디오 방송국의 자기 루프 안테나 나는 휴대용 CB 라디오에서 자기 루프 안테나를 본 적이 없습니다. 그러나 이것이 이러한 유형의 라디오 방송국에서 사용하는 것이 비실용적임을 의미하지는 않습니다. 27MHz 대역용 자기 루프 안테나를 그림과 같은 치수로 만들었습니다. 십사.
안테나는 다음과 같은 결과를 보여주었다. 입력 임피던스 - 75옴, 매우 낮은 리액턴스. 대역폭 - 600kHz. 안테나는 PEL 유형의 XNUMXmm 절연 구리선으로 만들어졌으며 튜닝 에어 커패시터는 유리 섬유 바닥에 장착되었습니다. 안테나는 사람과 균형추의 영향에 매우 둔감한 것으로 나타났습니다. 이러한 안테나는 주로 전자파의 자기성분을 방사하므로 휩안테나는 전자파의 전기적 성분을 주로 방사하기 때문에 전계강도와 같은 지표로 엄밀히 비교할 수 없고, 핀에 대한 측정은 EMW의 전기 구성 요소에 따라, 프레임은 EMW의 자기 구성 요소에 따라 수행해야 합니다. 그림에 표시된 두 개의 안테나는 14개를 Kolibri-M 라디오 방송국에 연결하고 표준 헬리컬 안테나와 비교하여 통신 범위를 테스트했습니다. 다른 조건이 동일하다면 자기 안테나를 사용할 때의 통신 범위는 열린 공간에서 최소 1,5배, 도시 환경에서는 2~3배 더 컸습니다. 이 경우 자기 안테나의 지향성이 상당한 영향을 미쳤습니다. 저자: I. Grigorov(RK3ZK, UA3-113); 게시: cxem.net
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