단축 루프 안테나에 전원을 공급하는 방법. 계획, 설명

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최근 루프 안테나에 대한 관심이 높아지고 있다. 이전에는 이러한 안테나가 비교적 드물게 사용되었지만 이제는 이동 통신 시스템, 도난 경보 시스템 등의 안테나로 사용됩니다.

이러한 안테나의 주요 이점은 루프 안테나의 매개변수에 대한 환경의 영향이 현저히 낮다는 점이며, 이는 일부 경우 안테나를 선택할 때 결정적입니다. 그러나, KB 대역의 파장 L에 상응하는 치수를 갖는 그러한 안테나를 사용하는 것은 매우 어렵다. 따라서 둘레 S가 파장 L보다 작은 루프 안테나를 사용하는 것이 특히 중요합니다. 이러한 안테나는 단방향 지향성을 고려하여 추가 안테나로 사용할 수도 있고 창문, 로지아 등에 설치됩니다. 발코니뿐만 아니라 저주파 HF 대역의 복잡한 지향성 안테나의 일부입니다. 이러한 안테나의 주요 요소는 둘레 S가 파장보다 작은 프레임입니다. 창, 발코니에 배치할 때 가장 편리한 프레임 모양은 직사각형입니다. 수직 평면 [I]에 위치한 파장 L과 둘레 S가 같은 프레임을 고려하십시오.

이러한 안테나에 수직 요소의 측면에서 전원이 공급되면 두 요소 모두 위상이 여기되고 현재 안티 노드와 전압 노드가 그 위에 위치합니다. 전압 배극이 있는 수평 요소는 역위상으로 여기됩니다. 수직 요소는 L/4의 거리에 배치되고 동일한 위상에서 여기된 곡선 끝이 있는 두 개의 병렬 진동기로 나타낼 수 있습니다. 동위상으로 여기된 이러한 진동기의 필드 추가로 인해 수평면의 최대 필드 강도는 루프 안테나 평면에 수직으로 위치한 프레임 축 방향입니다.

S = L의 경우에 고려되는 루프를 따라 전류 및 전압 분포에 대한 이러한 그림은 L에 비해 S가 약간 감소하더라도 보존됩니다. 루프 안테나의 크기가 더 감소하면 전류 루프의 둘레를 따라 분포가 변경되고 L(S/L<0,25)에 비해 크기가 크게 감소하여 현재 노드 및 안티노드 대신 균일한 전류 분포가 나타납니다(현재는 프레임을 따라 거의 변경되지 않음). . 이 경우 전류는 각 순간에 한 방향으로 흐르므로 위상이 같으므로 프레임의 반대쪽에 위치한 요소의 방사는 전체 크기의 프레임과 달리 역상으로 공간에 추가됩니다. , 프레임 축 방향으로 최소 강도로. 따라서 방사 특성 측면에서 이러한 프레임은 품질 계수 Q를 크게 높이고 전류를 증가시켜야만 방사할 수 있는 일반 인덕터와 유사한 것으로 판명되었습니다.

그러나 이러한 방사 안테나의 효율은 낮은 방사 저항 R-radiation으로 인해 매우 낮을 것이며 결과적으로 안테나 Rizl에 의해 방사되는 전력도 낮습니다[2]. 따라서 풀 사이즈 프레임에 비해 효율이 떨어지지만 방사가 잘 되고 최대 방사가 가능한 0,25<K<1(K=S/L)의 속도계수를 갖는 안테나를 사용하는 것이 더 적합하다. 프레임 축의 방향. 루프 안테나의 공진 주파수를 줄이는 한 가지 방법은 최대 역상 전압을 갖는 안테나 지점에 커패시턴스를 포함시키는 것입니다[4]. 이 경우 공진 주파수의 상당한 감소가 가능합니다. 동시에 루프의 주파수가 감소하여 더 낮은 주파수에서 사용할 수 있으므로 S 대 L 비율이 감소하여 결과적으로 방사 저항 Rizl이 크게 감소합니다. , 비율 Kizl=197(S/L)4 에 의해 [1,3] 결정됨. 이 경우 풀 사이즈 프레임을 사용할 때 종종 수행되는 것처럼 케이블을 프레임에 직접 연결하여 전원을 공급하는 것은 불가능합니다. 작은 Kizl에서 프레임과 케이블을 일치시키기 위해 y- 또는 O-매칭이 사용됩니다[1]. 커패시턴스가 짧아지고 y-매칭이 적용된 루프 안테나의 다이어그램이 그림 XNUMX에 나와 있습니다.

단루프 안테나 전력 방식

고려된 수직 요소 여기의 변형에서 수평 요소 A 및 B의 중간점에 있는 지점은 최소 역상 전압을 갖습니다. 이는 또한 이러한 지점 사이의 저항이 매우 중요함을 의미합니다(대략 몇 킬로옴).

안테나는 이러한 지점에 공진 회로를 포함하여 전원을 공급받을 수 있으며 공진 주파수에서도 큰 저항을 갖습니다. 이 경우 케이블을 공진 회로의 권선 부분에 연결할 때 변환 비율을 선택하여 안테나와 피더를 일치시킵니다. 자동 변압기 외에도 커플 링 코일을 사용하여 케이블과 회로의 변압기 연결이 가능합니다. 여기 및 정합의 가능성과 함께 A 및 B 지점에 회로를 포함하면 병렬 공진 회로의 일부인 커패시턴스로 인해 루프 안테나의 고유 공진 주파수를 줄일 수 있습니다. 이 경우 튜닝된 안테나의 공진 회로의 커패시턴스 값은 동일한 주파수에 튜닝된 단일 회로의 경우보다 다소 큰 것으로 밝혀졌습니다. 공진 회로가 있는 안테나 회로가 그림 2에 나와 있습니다.

단루프 안테나 전력 방식

안테나의 정합 및 단축 효과를 시험하기 위해 공진회로를 이용하여 둘레가 S=5,6m, S=12,8m인 2개의 직사각형 루프안테나를 제작하였으며, 두 안테나 모두 직경 50mm의 동선으로 제작하여 창호에 설치하였다. 개방 및 발코니 53층 건물. 안테나는 두 가지 방법으로 23옴 케이블에 맞춰 조정되었습니다. y-매치가 있는 쇼트닝 커패시터와 공진 회로를 사용했습니다. 이 프레임의 계산된 공진 주파수는 38MHz와 21,2MHz이고 실험적인 것은 각각 XNUMXMHz와 XNUMXMHz입니다. 계산 된 값과 비교하여 공진 주파수의 이동은 피팅, 배수구, 발코니 난간 등 프레임 요소와 금속 요소 사이의 상당한 정전 용량으로 설명됩니다.

루프의 공진 주파수에 대한 실험적 결정은 G4-18 생성기와 필드 표시기(35MHz 이상의 주파수에서 작동하기 위해 다이오드가 0,1 ... 1V의 생성기 출력과 병렬로 켜짐)에 의해 수행되었습니다. , 안테나는 신호 주파수의 2차 고조파를 사용하여 튜닝됩니다. 첫 번째 안테나의 공진 회로는 d=1mm(권선 길이 -35mm)인 와이어 5회를 포함하는 직경 2mm의 인덕터와 가변 커패시터 20...12pF로 구성됩니다. 변압기 연결은 공진 회로 코일의 표면에 위치한 495 회전에서 1 회전 및 14 MHz의 주파수로 구성된 결합 코일에 의해 수행되었습니다. 커플링 코일의 인덕턴스는 커패시턴스 C2에 의해 보상됩니다. 두 번째 안테나에 포함된 공진 회로는 직경 2mm의 인덕터로 구성되어 있으며 35회 감은 와이어 d=29mm(권선 길이 - 65mm)와 커패시터가 포함되어 있습니다. 통신 코일은 와이어 d=3mm의 XNUMX회 턴을 가졌다. 안테나의 공진 주파수, 매칭 요소의 치수 및 매개 변수는 표에 나와 있습니다.

	쇼트닝 용기 포함(그림 1)				공진 회로 포함(그림 2)
튜닝 주파수 H, MHz	줄이다 커패시턴스 С1, pF	기차 길이 11, CM	보상. 커패시턴스 С2, pF	SWR	>C1 회로 커패시턴스, pf	통신 회로 커패시턴스 С2, pf	SWR
a=1,4m; b=1,4m; S=5,6m; ftheor=53MHz; fres=38MHz
29	б	31	20	1,05	38	22	1,06
21,2	12	38	50	1,3	80	48	1.3
14,2	30	45	85	1,5	116	100	1,5
a=5m; b=4m; S=12,8m; ftheor=23MHz; fres=21..2MHz
21,2 *							1.1
14,2	12	48	50	1,2	25	50	1,2
7,05	50	70	80	1,4	100	100	1,5
* - 21,2MHz의 주파수에서 프레임은 수직 요소의 중간에 직접 연결된 케이블에 의해 전원이 공급되었습니다.

튜닝 및 매칭 시스템을 모두 사용할 때 상대적으로 낮은 SWR 값이 달성되지만(다른 매칭 방법에 대해 거의 동일함) 매칭 및 튜닝 프로세스는 매우 다릅니다. 쇼트닝 커패시턴스 및 y-매칭을 사용할 때 이 프로세스는 다소 복잡해 보이며 프레임을 필요한 공진 주파수로 튜닝한 다음 루프의 길이, 루프가 위치한 거리 및 루프의 길이를 순차적으로 변경하는 여러 단계로 구성됩니다. 커패시턴스, 루프 인덕턴스 보상, 공진 주파수 조정 및 SWR 제어와 함께. 이러한 조정 및 조정 과정은 특히 충분한 경험이 없는 경우 상당한 어려움을 야기합니다.

공진 회로와의 매칭은 훨씬 간단합니다. 공진 회로의 커패시턴스를 변경하여 안테나를 튜닝한 다음 변환 비율을 변경하여 최소 SWR 값을 설정합니다(때로는 커패시턴스 C2를 켜야 합니다. 인덕턴스 L2의 경우.) 낮은 SWR에서 방사 시스템으로서의 안테나 효율은 주로 효율에 의해 결정됩니다.

대부분의 풀 사이즈 안테나에 이 매개변수가 있는 경우

리즐 리즐
n=------------ ------------------
Rsub Rred + Rloss

1에 가까우면 Rpot에 필적하는 방사 저항 Rred를 갖는 단축 안테나의 경우 효율이 크게 감소하는 것으로 나타났습니다. 따라서 매우 짧은 안테나는 복사 대신 입력 에너지를 열 에너지로 변환한다는 점을 항상 기억해야 합니다. 매칭 및 튜닝 방법에 관계없이 단축 안테나는 협 대역으로 판명되며 주파수가 변경되면 조정이 필요합니다. 그리고 y-매칭 및 단축 커패시턴스가 있는 안테나의 경우 튜닝 프로세스에서 주파수를 변경하면서 위의 거의 모든 단계를 반복해야 하는 경우 공진 회로가 있는 안테나의 경우 튜닝 프로세스가 공진 회로의 커패시턴스. 이것은 특히 튜닝 요소를 사용할 수 있는 경우 이러한 안테나를 매우 편리하게 만듭니다.

문학

1. Rothammel K. 안테나. - M.: 에너지, 1969
2. Grechikhin A. 전기적으로 작은 안테나: 가능성과 망상 // 라디오. - 1992. - 11호. - P.8 -10.
3. Benkovsky 3., Lipinsky E. 단파 및 초단파의 아마추어 안테나. - M.: 라디오 및 통신, 1983.
4. Meinke X., Gundlach F. 라디오 엔지니어링 참고서. T.1. ML, GEI, 1960.

저자: M. Anisimov(UA3POC), M. Anisimov(UA3PML), 툴라; 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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최근에 Westheimer Institute of Science and Technology의 Steven Benner 교수는 이미 화성에서 생명체가 지구에 왔다고 주장했으며 이에 대한 증거는 몰리브덴과 붕소이며, 이는 지구보다 화성에 훨씬 더 풍부합니다. 이제 네바다의 과학자들은 화성의 인산염이 유사한 육상 광물보다 훨씬 더 수용성이라는 것을 발견했습니다. 이것은 붉은 행성의 생명체가 고대 지구에서보다 더 쉽게 발생했음을 의미합니다.

인산염은 생명의 핵심 요소이며, 인산염이 없었다면 생명이 불가능했을 것입니다. 그렇기 때문에 광물에서 인산염을 추출하는 방법에 대한 연구는 지구 생명체의 기원에 대한 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 수 있습니다. 지금까지 이 분야의 연구에 따르면 인산염 함유 미네랄은 쉽게 용해되지 않습니다. 이것은 생명 기원의 소위 "인산염 문제"입니다. 환경에 인산염이 충분하지 않은 조건에서 지구상의 생명체가 어떻게 나타날 수 있었습니까?

이 질문에 대한 답은 지구상의 모든 생명체의 화성 기원일 수 있습니다. 사실은 지구보다 화성에 훨씬 더 많은 인산염이 있다는 것입니다. 물에 얼마나 잘 녹는지는 두고 봐야 합니다.

물론 미국 과학자들은 화성에서 가져온 암석 샘플을 가지고 있지 않았습니다. 하지만 화성에서 발견된 클로라파타이트와 메릴라이트 광물을 무인 차량으로 합성하는 데 성공했다. 그런 다음 암석 샘플을 다양한 기간 동안 다양한 pH 수준의 물에 노출시켰습니다. 그런 다음 연구원들은 물에 용해된 인산염의 양과 시간을 측정했습니다.

두 "화성" 물질은 지상 물질보다 인산염으로 물을 더 빨리 포화시키는 것으로 나타났으며, 어떤 경우에는 45% 더 빠릅니다. 이 수치는 어떤 사람들에게는 중요하지 않게 보일 수 있지만 생명의 기원 가능성에 중요한 영향을 미칩니다.

물론, 미국 과학자들이 수행한 연구는 육상 생명체가 화성에서 시작되어 지구로 이동했다는 것을 증명하지 않습니다. 그러나 이 연구는 이 버전을 좀 더 그럴듯하게 만듭니다. 또한 생명의 기원 조건이 지구뿐만 아니라 다른 행성에도 있었음을 보여줍니다. 이것은 우리 은하에 거주 가능한 행성이 많이 있을 수 있음을 의미합니다.

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