|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 피더 안테나 효과. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
안테나 피더 경로의 정상적인 작동은 아마추어 무선국 전체의 효율성을 크게 결정합니다. 이 기사에서 논의한 효과는 대부분의 실용적인 안테나 설계(공장에서 만든 설계 포함)에서 나타나기 때문에 이를 크게 줄일 수 있습니다. 기사의 첫 번째 부분은 피더 안테나 효과의 원인과 안테나 피더 경로의 작동에 미치는 영향을 보여줍니다. 두 번째 부분에서는 이러한 영향을 제거하기 위한 실용적인 권장 사항이 제공됩니다. 거의 모든 단파는 전송 작업이 집안의 전자 장비를 방해하는 상황을 잘 알고 있습니다. 켜진 송신기의 본체에 네온 불빛이 들어오고 수신에는 로컬 출처의 강한 간섭이 수반됩니다. 이들은 오랫동안 친숙하지만 상대적으로 거의 연구되지 않은 피더 안테나 효과의 가장 눈에 띄는 징후이며, 그 본질과 특징은 기사에 설명되어 있습니다. 피더의 안테나 효과의 본질과 원인 이를 위해 의도되지 않은 물체에 의한 전파의 방사 또는 수신 현상을 안테나 효과라고 부르는 것이 일반적입니다. 급전선은 고주파 에너지를 송신기에서 안테나로 또는 안테나에서 수신기로 전송하는 데만 사용해야 합니다. 피더 안테나 효과(AEF)의 원인에 대한 고려는 전송 모드에서 시작됩니다. Как известно, электромагнитное поле, излучаемое антенной, создается переменными токами, протекающими по составляющим ее проводникам. Почти всегда антенна находится не в свободном пространстве. В непосредственной близости от нее (например, в пределах длины волны а) могут находиться многие объекты. Это - провода линий электроснабжения, радиовещания и связи, проводящие мачты, опоры и оттяжки, трубы, такелаж, арматура, кузова и фюзеляжи транспортных средств, крыши и стены зданий, тело оператора и поверхность земли. Если в предметах окружения каким-то образом возникают токи (наведенные, например, ближним полем антенны), то поле излучения, создаваемое этими токами, будет складываться с полем от токов антенны. Антенну вместе с окружением будем называть антенной системой (АС). В указанных условиях характеристики АС могут сильно отличаться от расчетных характеристик собственно антенны. Чтобы характеристики АС меньше зависели от окружения, стараются поднимать антенну выше, устанавливать ее дальше от проводящих конструкций, делать неметаллические мачты, оттяжки. Одним из ближайших и принципиально неудаляемых предметов окружения антенны является питающий ее фидер. Простейший фидер - открытая двухпроводная линия. В идеальном случае мгновенные значения токов в проводах линии в любом сечении фидера и в любой момент времени одинаковы по величине и противоположны по направлению, т. е. сумма токов обоих проводов фидера в любом сечении равна нулю. Будем называть такие токи противофазными. Открытая двухпроводная линия даже при этом условии будет излучать, причиной этого является конечное расстояние d между проводами линии. Вертикальная линия излучает в горизонтальной плоскости вертикально поляризованные волны с максимумами в плоскости линии и горизонтально поляризованные волны с максимумами перпендикулярно этой плоскости. Поле излучения пропорционально отношению d/X. Излучение двухпроводной линии минимально при согласованной нагрузке линии и заметно возрастает при рассогласовании, когда появляются стоячие волны тока. Описанное явление (при условии строго противофазных токов в системе проводов фидера) называют антенным эффектом фидера 2-го рода (АЭФ-2) [1). На практике он проявляется весьма слабо. Например, при частоте 145 МГц линия из телевизионного кабеля KATB (или КАТП) длиной а/2 при d=10 мм излучает за счет этого эффекта поле примерно в 50 раз слабее, чем подключенный к этой линии полуволновый петлевой вибратор. Существует много причин, по которым сумма токов всех проводов в сечении фидерной линии может отличаться от нуля. На векторной диаграмме (рис. 1) показано, что при произвольной разности фаз и амплитуд токов I1 и I2 в отдельных проводах эти токи можно представить в виде суммы противофазных I1n = I2n и синфазных I1c =l2c составляющих (последние иногда называют однотактными). Поля, создаваемые синфазными токами разных проводов, не компенсируются (как противофазных), а суммируются. Если длина фидера сравнима с X, то их сумма может создать большое дополнительное излучение. Это явление называют антенным эффектом фидера 1-го рода (АЭФ-1) [1]. Оно заметно серьезнее, чем АЭФ-2. о чем будет сказано ниже.
제 1 종류의 AEF(이하 간단히 AEF)는 공통 모드 전류와 관련되기 때문에 그 원인을 결정하는 문제는 전송 모드에서 피더 라인의 공통 모드 전류가 나타나는 원인을 찾는 것으로 줄일 수 있습니다(in 수신 모드에서 이러한 전류는 항상 외부 전자기장의 영향으로 발생합니다. "접지"를 고려하지 않고 XNUMX선식 급전선이 있는 수평 다이폴 안테나를 고려하십시오. AU는 안테나와 피더로만 구성되어 있다고 가정합니다. Поле излучения АС в каждой точке пространства есть векторная сумма полей, создаваемых токами всех проводников АС. Суммарное поле в каждой точке зависит от распределения токов по проводникам системы. Это распределение при данной частоте однозначно определяется формой, размерами и размещением проводов АС. а также способом возбуждения. Достаточно очевидные соображения приводят к выводу (подтверждаемому расчетом и практикой), что при геометрической симметрии АС и симметричном (строго противофазном) возбуждении распределение токов будет также симметричным как по проводам антенны, так и по проводам фидера. При этом сумма синфазных токов всех проводов фидера будет равна нулю.
Пример такого случая приведен на модели рис. 2,а. Токи проводов симметричного фидера одинаковы по амплитуде и противофазны, это определяется симметрией плеч вибраторной антенны и симметричным расположением симметричного фидера относительно этих плеч, а также симметричным подключением генератора к началу фидерной линии. К появлению синфазных токов фидера может привести любая из следующих причин: асимметрия антенны (геометрическая асимметрия плеч, питание не в середине, рис. 2,б): асимметрия фидера (разные диаметры или длины проводов, рис. 2,в); асимметрия АС в целом (несимметричное взаимное расположение антенны и фидера, рис. 2,г). При учете "земли" сюда добавятся еще геометрическая асимметрия АС относительно "земли" (рис. 2,д) и электрическая асимметрия источника относительно "земли" (Z1-Z2. рис. 2,е) Если в предыдущей ситуации полная симметрия в принципе возможна, то при питании симметричной антенны коаксиальным (принципиально несимметричным) фидером без принятия специальных мер АЭФ-1 просто неизбежен, хотя такой фидер свободен от АЭФ-2. Особенностью коаксиальной линии является то. что на высоких радиочастотах ее можно рассматривать не как двухпроводную, а как трехпроводную линию. Токи по внутренней и наружной поверхностям оплетки кабеля могут различаться из-за скин-эффекта. Для анализа синфазных токов на модели можно представить внешнюю поверхность оплетки кабеля одним проводом, а генератор подключить непосредственно к антенне. 케이블의 중심 도체가 대칭 안테나의 한쪽 팔에 연결되고 브레이드가 다른 쪽 팔에 연결되는 경우(모델 - 그림 3, a), 안테나에 대한 케이블의 기하학적 대칭 위치에서도 , 스피커에서 AEF가 발생합니다. 그 이유는 등가 소스를 기하학적 대칭 스피커에 연결하는 전기적 비대칭 때문입니다(소스는 포인트 소스로 가정하고 정확히 안테나 중앙에서 켜지지만 왼쪽에는 하나의 안테나 암, 오른쪽에는 다른 하나는 케이블 외피의 외부 표면을 더한 것입니다!). Распределение тока при этом сильно зависит от электрической длины наружной поверхности оплетки кабеля (за счет внешней изоляции она примерно на 1% больше геометрической), при резонансной длине (целое число полуволн с учетом длины заземления для заземленного нижнего конца или целое число полуволн плюс а/4 для незаземленного конца кабеля, как в нашем случае) максимальная амплитуда синфазного тока lc кабеля максимальна и может достигать 43% от максимальной амплитуды тока I левого плеча антенны (рис. 3,б).
이 예에서는 브레이드의 외부 표면을 따라 전류 유도의 단순화된 "메커니즘"을 표시하는 것이 편리하며, 이는 AEF로 이어지는 물리적 프로세스를 보다 명확하게 제시하는 데 도움이 됩니다. 공통 모드 전류의 이유 중 하나는 명백합니다. 외부 도체가 연결된 단자 중 하나에 등가 여기 소스입니다. 그러나 이 도체는 안테나 암의 근거리장에도 있으며 전류가 동일하지 않습니다. 결과적으로 공통 모드 전류에 대한 또 다른 이유가 있습니다. 비대칭이므로 안테나 자체의 근거리 필드인 피더 위치에서 보상되지 않습니다. 이러한 아이디어는 물론 매우 원시적이지만 때로는 AEF와 싸우는 과정에서 어떤 이유로 인해이 두 번째 이유가 전혀 고려되지 않습니다. Существенно несимметричными относительно "земли" (или крыши) являются антенны вертикальной поляризации, находящиеся на небольшой высоте. Если даже обеспечить формальную относительную симметрию антенны и фидера (вертикальный диполь при питании сбоку). АЭФ неизбежен. 따라서 전송 작업에서 다음과 같은 주요 이유로 피더 공통 모드 전류가 발생할 수 있습니다.
В режиме приема под действием внешних электромагнитных полей на фидерную линию в ее проводах могут возникать как противофазные, так и синфазные токи. Первые возникают в открытых двухпроводных линиях и непосредственно воздействуют на вход приемника (АЭФ 2-го рода). Синфазные токи возникают в любой фидерной линии. В силу принципа взаимности влияние этих токов на вход приемника (АЭФ 1 -го рода) тем сильнее, чем больше относительная интенсивность синфазных токов фидера данной АС в режиме передачи. На правильно выполненный вход приемника непосредственно могут действовать только противофазные токи фидера. "Механизм" преобразования синфазных токов в режиме приема в противофазные подобен описанному выше для коаксиального фидера в режиме передачи. Один из путей - соединение наружной поверхности оплетки с внутренней в точке подключения антенны, а второй - через антенну, посредством несимметричного для разных плеч антенны ближнего поля синфазных токов при несимметричной АС. Характеристики АС с учетом фидера как ее части отличаются от расчетных характеристик антенны без учета влияния фидера. Таким образом. АЭФ - это не только прием или передача непосредственно фидером, поэтому можно расширить понятие. АЭФ в широком смысле - это влияние фидера на характеристики антенной системы (как при приеме, так и при передаче). Рассмотрим это влияние подробнее. 피더의 안테나 효과의 징후 Наиболее яркие проявления АЭФ были отмечены выше. Рассмотрим более подробно эти и возможные другие существенные проявления АЭФ. В качестве примеров возьмем горизонтальный полуволновый вибратор и широко известную вертикальную антенну GP высотой λ/4 с тремя противовесами такой же длины, установленными под углом 135° к излучателю. Входное сопротивление такой антенны в свободном пространстве и без учета влияния фидера чисто активное и составляет около 50 Ом. На рис. 4 показаны диаграмма направленности (ДН) в вертикальной плоскости и распределение токов по проводам штыря (I1) и противовесов (I2 - I4) для этого случая. Все приводимые здесь характеристики получены с помощью компьютерного моделирования без учета потерь.
전송하는 동안 ADF의 다음과 같은 징후가 발생할 수 있습니다. 1. Появление излучения АС с неосновной поляризацией. Если основная поляризация антенны вертикальная, а фидер расположен невертикально, появится излучение фидера с горизонтальной составляющей. Если основная поляризация антенны горизонтальная, а фидер расположен негоризонтально, появится излучение фидера с вертикальной составляющей. Пример - ДН в вертикальной плоскости рис. 5 для горизонтального диполя. Вертикальная компонента поля Ен за счет АЭФ составляет около 30% от полезной горизонтальной Еп. А это весьма нежелательный эффект, например, для приема телевидения.
2. Изменение ДН с основной поляризацией. Излучение фидера с основной поляризацией может привести к значительному изменению основной ДН (например, у вертикальных антенн в вертикальной плоскости): изменяется КНД в главном направлении (может быть как уменьшение, так и увеличение), появляются нежелательные лепестки в других направлениях. Пример - рис. 6 для антенны GP при длине незаземленного кабеля 9λ/4. Если кабель с основной поляризацией не излучает, то ДН может измениться в результате нарушения симметрии возбуждения (рис. 7 для Ер, горизонтального диполя) 3 Изменение комплексного входного сопротивления. Для антенны GP в зависимости от длины коаксиального фидера активная составляющая R комплексного сопротивления в точках возбуждения Z = R + jX может изменяться в пределах от 42 до 100 Ом. а реактивная составляющая X - от -40 до +17 Ом. 4. 입력 저항의 변화는 피더 라인의 정상파 비율(SWR) 변화와 관련이 있습니다. На рис. 8 приведены зависимости КСВ для антенны GP при λ=10.9 м: 1 - с "обычным" подключением кабеля к антенне; 2 - с идеальной "изоляцией" внешней поверхности оплетки в месте подключения к антенне. Как видно из графиков, КСВ в обоих случаях зависит от длины фидера, чего при отсутствии синфазных токов (АЭФ) и потерь в фидере быть не должно [2]. Отметим здесь, что именно синфазные токи ведут к изменению КСВ (через Z), но не наоборот! Зависимость АЭФ-2 от КСВ имеет другой "механизм".
5. 열악한 SWR은 RF 에너지 전달에 관여하지 않는 상당한 비율의 정상파가 피더 전류에 존재함을 의미합니다. 실제 케이블에서는 손실이 증가하므로 안테나 피더 시스템의 효율성이 감소합니다. 공통 모드 전류 자체도 AC에 공급되는 추가 에너지 손실을 초래합니다. 6. Ухудшение ДН и КСВ. снижение КПД понижают энергетический потенциал радиолинии. Уменьшается дальность уверенного приема, и для достижения расчетного качества связи требуется увеличивать мощность. А это дополнительные затраты энергии. При этом обостряются проблемы по пунктам 7-9. 7. 패턴을 변경하면 예상치 못한 방향으로 방사선이 나타나 위생 표준에 따라 허용할 수 없는 강한 간섭 또는 필드 수준을 생성할 수 있습니다. 8. Если фидер расположен вблизи других линий, например, силовых или телефонных, наличие индукционной связи с ними при наличии АЭФ может привести к серьезным затруднениям в обеспечении совместной работы радиостанции с другими радиоэлектронными средствами (сильные взаимные помехи при передачр и приеме). 9. 전송 장치의 피더 근처에서 AU의 활성 부분 근처의 필드와 유사한 눈에 띄는 전자기장이 발생할 수 있습니다. Все. что касается изменений общих характеристик передающих АС. в равной мере относится и к приемным АС (ДН. входной импеданс. КСВ. КПД) Внешние источники помех с неосновной поляризацией или в зоне дополнительных лепестков ДН. или вблизи фидера создадут при наличии АЭФ дополнительный помеховый фон при приеме. 우리는 AEF 표현의 몇 가지 일반적인 특징에 주목합니다. 1. AEF는 피더의 공진 치수에서 더 강력하게 나타나고 비공진 치수에서는 약하게 나타납니다. 2. AEF가 있을 때 RP의 변화 특성은 피더의 길이에 따라 다릅니다. 수직 피더가 길수록 DN이 수직 평면에서 더 많이 들여쓰기됩니다. 3. AEF가 있는 상태에서 주 방향으로 AS의 증폭은 AEF를 고려하지 않은 것보다 크거나 작을 수 있습니다. 4. AEF가 강할수록 안테나의 근거리 필드가 더 강해집니다. 이러한 의미에서 고려되는 GP 안테나는 가장 취약한 안테나 중 하나입니다. 5. 진동기(쌍극자) 안테나의 경우 AEF가 루프 안테나보다 더 두드러집니다. 6. 수직 편파 안테나의 경우 AEF가 수평 편파 안테나보다 더 자주 그리고 더 강하게 나타납니다. 7. Влияние фидера на характеристики АС тем сильнее, чем меньше размеры антенны и ниже ее КПД Следовательно. АЗФ очень опасен для электрически малых антенн. 8. АЭФ особенно опасен для остронаправленных и. в частности, пеленгационных антенн. 9. Проявление АЭФ в приемных АС не менее, а даже более серьезно, чем в передающих. Именно для приемных АС впервые возникла эта проблема 문학
저자: Anatoly Grechikhin(UA3TZ), Dmitry Proskuryakov
광신호를 제어하고 조작하는 새로운 방법
05.05.2024 프리미엄 세네카 키보드
05.05.2024 세계 최고 높이 천문대 개관
04.05.2024
▪ 일본은 XNUMX년 안에 더 이상 운전자가 필요하지 않을 것입니다 ▪ 12890미크론 픽셀의 OmniVision OV1,55 센서
▪ 기사 냉각기(팬, 전기 모터)의 회전을 제어하는 장치. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전 ▪ 기사 납땜 인두의 전력 조절기 증가. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
홈페이지 | 도서관 | 조항 | 사이트 맵 | 사이트 리뷰
www.diagram.com.ua |
다른 기사 보기 섹션 
과학 기술의 최신 뉴스, 새로운 전자 제품:
이 페이지의 모든 언어