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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 콴테나스 광장. 사용자 정의 및 디자인 옵션. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
이 기사에서는 "정사각형" 안테나의 튜닝 및 설계와 관련된 실제 문제에 대해 설명합니다. 조정 조정의 첫 번째 단계에서 피더와 "정사각형"진동기를 대칭으로 조정해야 합니다. 요소 간 거리가 0.2L인 75요소 안테나의 경우 2옴 동축 케이블로 전원을 공급할 때 가장 널리 사용되는 것은 페라이트 링에 고주파 변압기를 사용하는 것입니다. 이러한 변압기의 계획과 설계는 문헌에 반복적으로 발표되었습니다. 변압기는 전선의 회전 사이에 충분한 간격(3-XNUMXmm)이 있어야 하고 코어에서 절연되어야 하며 습기로부터 보호되어야 합니다. 입력 임피던스가 50옴 미만인 1요소 및 1,5요소 안테나의 경우(즉, 피더 저항이 입력 임피던스를 초과할 때) 튜닝 라인을 사용한 밸런싱 및 매칭 - 감마 매칭 장치가 가장 효과적입니다. 이러한 장치의 대략적인 초기 데이터는 표에 나와 있습니다. 2,5. 라인 와이어의 직경은 이미 터 프레임 (5-10mm)과 동일하게 취할 수 있으며 프레임 와이어와 라인 사이의 거리는 XNUMX-XNUMXcm 이내입니다.
각 범위에 대해 자체 매칭 장치가 있는 별도의 전원 케이블을 갖는 것이 바람직합니다. 다양한 조합으로 인해 설정이 어려워 모든 범위에서 좋은 매칭을 얻을 수 없기 때문입니다. 안테나를 조정하려면 라디오 아마추어는 SWR 미터, 발전기, 반파 쌍극자, 수신 신호 강도의 선형 표시기가 있는 단파 수신기, 총 감쇠가 최대인 감쇠기 등의 장치가 있어야 합니다. 50dB이고 3dB씩 전환됩니다. 안테나 튜닝은 시스템 전체의 작동 주파수를 결정하는 것부터 시작해야 합니다. 이를 위해 공급 피더의 간격에 미터를 포함하고 SWR을 50kHz마다 범위에서 측정합니다. 측정 데이터에 따라 그래프가 작성되고 최소값으로 튜닝 주파수가 결정됩니다. 진동기의 길이를 변경하면 최소 SWR이 주어진 주파수로 이동합니다. 감마 매칭 장치가 있는 안테나의 경우 매칭 라인의 길이와 커패시터의 커패시턴스를 변경하여 ± 30kHz 내에서 주파수를 변경할 수 있습니다. 주어진 주파수에 대한 튜닝은 지면(지붕)에서 작은 높이(1-2m)에서 주파수 보정(75MHz의 경우 마이너스 14kHz, 다른 범위의 경우 비례)을 수행하여 수행할 수 있습니다. 그런 다음 안테나를 작동 높이까지 올린 후 각 대역에 대한 SWR을 다시 확인해야 합니다. 적절하게 조정되면 SWR은 각 대역에 대해 주어진 중간 범위 주파수에서 거의 단일해야 합니다. 범위의 가장자리에서 증가하고 안테나의 요소가 많을수록 14MHz 범위의 1,2요소 "사각형" - 최대 1,3-1,5, 1,6요소 - 최대 1,8- 2, XNUMX개 요소 - 최대 XNUMX-XNUMX. 이는 요소 수가 증가할수록 시스템이 좁아지기 때문입니다. 따라서 작동 주파수에서 얻은 최적의 특성은 디튜닝 범위에서 저하될 것입니다. 후자의 상황은 작은 값을 갖는 피더의 전력 손실만 증가시키는 SWR의 증가보다 더 중요합니다. 안테나를 주어진 주파수로 조정한 후 수동 요소 조정, 즉 방사 패턴을 얻기 위해 두 번째 단계로 진행할 수 있습니다. 안테나 시스템의 품질은 이 작업에 달려 있다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 아마추어 라디오는 만족스러운 첫 번째 결과에서 멈추지 않고 튜닝을 최고의 성능으로 가져와야합니다. 이 단계는 반사경을 조정하여 역복사를 최대한 억제하는 것으로 시작합니다. 이를 위해 안테나 중심 높이와 같은 높이에서 최소 2L의 거리에 수평 반파 진동기가 설치되며 (수평 "정사각형"편파 포함) 작동 주파수에 맞춰진 발전기가 설치됩니다. 연결. 수신기는 "정사각형" 진동기에 연결됩니다. "정사각형"반사경을 발전기로 향하게하고 반사경의 단락 루프의 점퍼를 이동하여 수신기에서 가장 낮은 신호 값을 얻습니다. XNUMX요소 안테나를 튜닝할 때 범위에 대한 SWR의 변화를 확인하십시오. 같은 방법으로 다른 범위에서도 안테나를 튜닝한 후 첫 번째 범위에서 시작하여 반사경 설정과 SWR의 변화를 확인합니다. 이러한 일련의 연속적인 조정은 각 조정 중 매개변수의 변화가 측정 정확도를 초과할 때까지 수행되어야 합니다. 결론적으로, 방사 패턴을 취하고 각 범위의 동작 주파수에서 전후방 방사 비율을 결정한다. 마지막으로 근거리(최대 10-15km)와 원거리(800-2000km)의 두 영역에 위치한 라디오 방송국의 신호를 사용하여 다이어그램을 제거하는 것이 가장 좋습니다. XNUMX요소 및 XNUMX요소 안테나는 동일한 방식으로 조정됩니다. 디렉터(디렉터)는 수신기 출력 표시기의 최대 신호에 따라 조정하여 생성기의 "사각형"을 돌립니다. 감독의 설정은 반사경의 설정만큼 뚜렷하지 않으므로 더 많은 시간과 주의가 필요하다는 점을 염두에 두어야 합니다. 시간을 줄이려면 V. Begunov (UW3HY)가 제안한 단락 루프 점퍼의 원격 이동 장치를 사용하는 것이 유용합니다. "라디오", 1975년 참조. No. 7, p. 열하나. 처음으로 지향성 안테나를 튜닝하는 미숙한 단파는 다른 무선 아마추어의 신호 추정으로 특성화하지 않도록 주의해야 합니다. 사실은 그러한 평가에서 궁극적으로 잘못된 결론으로 이어질 수 있는 다수의 객관적이고 주관적인 요인의 영향을 고려하기 어렵다는 것입니다. 실험을 수행하기로 결정한 경우 다음을 확인해야 합니다. 전파의 통과는 변칙적인 현상과 두 지점에서 동일한 시간(황혼 제외)에서 다르지 않습니다. 안테나의 편파는 동일합니다. 통신원은 수신기의 선형 섹션과 출력 표시기의 신호를 측정하는 기능이 있으며 측정 기술은 일반적으로 받아 들여지는 것과 다르지 않습니다. 반복 가능한 결과를 얻을 수 있습니다. 주관적인 원인 중 일부를 제거하려면 수신 모드에서 안테나의 특성을 병렬로 확인하는 것이 가장 좋습니다. 유사한 기술을 사용하여 가장 단순한 안테나인 3요소 "정사각형"을 튜닝할 수 있습니다. 이 설정으로 단락된 반사경 루프의 다양한 길이에서 동작 주파수 부근에서 동작하는 여러 스테이션의 수신 모드에서 전/후방 방사율을 측정하여 통계 데이터를 수집하고 최적의 길이를 결정합니다. 이 방법은 UA800CT 라디오에서 테스트되었으며 좋은 결과를 얻었습니다. 그러나 신뢰할 수 있는 결과를 얻기 위해서는 2000~10km의 거리에서 통신원과의 거리에서 많은 수의 측정을 수행해야 했으며 각 지점은 3~5cm 후에 평균화한 후 그래프에 표시했습니다. 두 개 이상의 요소가 있는 안테나의 경우 이 방법은 디렉터를 조정할 때 임의의 스테이션에서 신호 변화를 포착하는 것이 불가능하기 때문에 적합하지 않습니다. "square"의 변형 다음은 라디오 아마추어 자신의 능력에 따라 설계 문제에 대한 솔루션을 제공하는 짧은 설명과 함께 몇 가지 실용적인 안테나 구성표입니다. 14 요소 "사각형"이 널리 퍼져 있고 (소련과 해외 모두) 많은 출판물이 있기 때문에 이미 알려진 안테나 옵션을 제시하는 것이 부적절하다고 생각합니다. 우리는 저자가 처음 생성하고 1968년 UA3CT 라디오 방송국에서 테스트했으며 많은 라디오 아마추어의 관심을 불러일으킨 능동 반사기 피드가 있는 XNUMX요소 XNUMXMHz 안테나를 고려하는 것으로 한정합니다. 이 안테나의 작동 원리는 nan이 얻어지는 각도만큼 반사기 공급 전류가 진동기 공급 전류에 대해 위상 편이된다는 것입니다. 주 방향의 방향으로 더 많은 에너지 방사 및 반대 방향으로 가장 작은 것. 안테나는 그림에 개략적으로 표시되어 있습니다. 요소 사이의 거리는 0,2L입니다. 리플렉터와 바이브레이터는 동축 케이블로 연결되어 있으며, 그 길이와 프레임의 역 위상 포함은 필요한 위상 편이를 제공합니다. (능동 반사기 피드가 있는 안테나의 위상 편이 라인 계산은 Radio 잡지의 "활성 반사기가 있는 안테나" 기사에 설명되어 있습니다. 1968, No. 9. p. 17). 피더는 엄격하게 계산된 지점에서 동축 케이블에 연결됩니다.
프레임의 입력 임피던스를 일치시키기 위해 하단 모서리에 설치된 감마 정합 장치를 사용했습니다. 이러한 장치는 다소 특이한 모양을 가지고 있습니다. 양쪽에서 12-15cm 너비의 두 개의 단락 루프가 프레임에 연결됩니다.전선은 반사 루프 중 하나의 점퍼 중간에 연결되어 와이어와 평행 한 절연 스페이서를 통과합니다. 루프, 커패시터 C1을 통해 점퍼를 주거용 중앙 동축 라인에 연결합니다. 정확히 같은 방식으로 위상이 다르지만 진동기가 연결됩니다. 안테나는 진동기 루프의 길이를 선택하여 작동 주파수로 조정되고, 최소 SWR은 두 개의 감마 정합 장치를 사용하여 달성되며, 반사 루프의 길이와 동축선. 그러한 안테나를 조정하려면 훌륭한 기술, 인내심 및 시간이 필요합니다. 안테나를 튜닝 한 후 다음과 같은 특성을 얻었습니다. 이득 -12dB, 전방 / 후방 방사율 - 30dB, 전방 / 측면 방사율 - 30dB 이상, 백 로브 억제 - 메인보다 20dB 낮음, SWR에서 작동 주파수(14150kHz) - 1,02. 4요소 사각형 중에서 소련 라디오 아마추어 A.F. Kamalyagin(UA14IF)이 만든 디자인이 가장 성공적입니다. 안테나는 21MHz 및 2MHz 대역에서 작동하도록 설계되었습니다. 안테나의 설계 데이터는 표에 나와 있습니다. 50. 입력 임피던스는 각 대역에서 약 50옴이므로 75옴 케이블을 프레임에 직접 연결하거나 (더 나은) 밸런싱 변압기를 통해 연결하여 피더로 사용할 수 있습니다. XNUMX옴 케이블을 사용할 수도 있지만 감마 일치 장치가 있습니다. 각 범위의 피더는 분리되어 있습니다.
안테나의 설계 특성은 다음과 같습니다. 등방성 방사체에 대한 이득 - 11,5MHz에서 14dB, 12MHz에서 21dB; 전방 / 후방 방출 비율 - 두 범위 모두에서 약 30dB; 방사율 전방 / 측면 - 두 범위 모두에서 35dB 이상; 작동 주파수에서 SWR - 약 1. 우리의 의견으로는 주목할 가치가있는 다음 안테나는 미국 라디오 아마추어 WA7NFH가 제작 한 2 개 대역의 XNUMX 개 요소 "사각형"입니다. 그 데이터는 표에도 나와 있습니다. XNUMX. 모든 범위에서 이러한 안테나의 입력 임피던스는 50옴 미만이므로 감마 매칭 장치를 사용하는 것이 좋습니다. 저자는 페라이트 링에 특수 변압기를 사용하여 모든 범위(SWR \u1d 50)의 프레임을 하나의 21옴 동축 케이블과 일치하도록 합니다. 안테나는 28MHz 및 14MHz 대역에서 상당히 우수한 특성을 가지며 4,88MHz 대역 및 매우 작은 크기(횡단 길이 - XNUMXm에 불과)에서 만족스럽습니다. 각각 7, 14 및 21MHz에서 계산에 의해 결정된 WA28NFH 안테나의 매개변수는 다음과 같습니다. 데시벨 마지막 14요소 "정사각형" 안테나(부정적인 예)는 캐나다 햄 VE21DG가 제작한 7MHz 및 2MHz의 XNUMX요소 "정사각형" 안테나입니다(표 XNUMX 참조). 안테나 작성자는 반사경과 디렉터를 혼합하여 14MHz 대역에서 전방/역방출 비율이 15dB에 불과합니다. 21MHz -25dB에서. 3,05요소 사각형 안테나 시스템 중에서 가장 널리 사용되는 것은 14, 21 및 28MHz에서 작동하도록 설계된 요소 간 거리(3m)가 동일한 WOAIW 안테나입니다(표 14 참조). 21 및 50MHz 대역의 입력 임피던스는 약 28이고 40MHz 대역에서는 약 50옴입니다. 저자는 14cm 길이의 21옴 동축 케이블을 통해 28MHz와 175MHz, 75MHz에서 XNUMX옴 케이블을 직접 연결할 것을 제안한다.
안테나는 21에서 최적의 성능을 보였고 28에서 양호했으며 14 MHz에서 만족스러웠습니다. 그러나 이러한 "만족스러운" 특성은 0요소 "정사각형"의 최적 특성과 비교할 수 있습니다. 이것과 매우 단순한 대칭 디자인은 라디오 아마추어들 사이에서 W7AIW 안테나의 큰 인기에 대한 이유입니다. 이 안테나의 잠재적인 가능성도 주목해야 합니다. 이 안테나는 요소 간 거리가 0,2L인 XNUMXMHz에서 두 개의 요소 "정사각형"을 수용할 수 있습니다. "정사각형"에 대한 옵션 목록은 계속될 수 있지만(XNUMX개 및 XNUMX개 요소 안테나의 설계가 개발됨), 저자가 실험과 계산의 결과가 잘 설명되어 있습니다. 문학
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