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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Antenne avec réflecteur actif. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Antennes HF Les antennes directionnelles de divers types sont largement utilisées pour les communications amateurs à ondes courtes à longue portée. Il y a relativement longtemps, des antennes de type "canal d'onde" sont entrées en pratique, dont la plus simple contient deux éléments - un vibrateur demi-onde actif et un réflecteur passif. Cependant, les antennes à deux éléments avec un réflecteur passif n'offrent pas une directivité de rayonnement satisfaisante. Si aux fréquences des chaînes de télévision, il est encore possible de supporter l'utilisation d'antennes multi-éléments, alors pour les bandes KB (même 28 MHz), elles constituent, avec un dispositif rotatif, des structures excessivement volumineuses. A cet égard, les antennes à deux éléments avec un réflecteur actif sont de plus en plus utilisées. Le fait est que les antennes alimentées par un réflecteur présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux antennes à éléments passifs. Brièvement, ces avantages sont les suivants. Le gain d'une antenne à deux éléments avec les deux éléments actifs est équivalent à celui d'une antenne à trois éléments pleine grandeur avec un directeur passif et un réflecteur. Avec les mêmes valeurs de gain, le système à deux éléments est plus léger, structurellement plus simple et a un moment d'inertie et une dérive plus faibles. Les antennes à puissance active vous permettent d'obtenir plus de suppression de rayonnement, ce qui dans les communications amateurs est plus important que d'obtenir les valeurs de gain maximales possibles pour un système donné. Dans le même temps, il convient de noter que les antennes à alimentation active sont plus difficiles à régler et plus critiques pour l'évolution des paramètres. Le principe de fonctionnement d'une antenne à deux éléments alimentée par un réflecteur est de créer deux champs en opposition de phase d'amplitudes égales dans la direction opposée au maximum principal du rayonnement du système. L'utilisation d'un réflecteur actif permet d'obtenir l'égalité des courants dans les deux éléments de l'antenne et le déphasage nécessaire à une atténuation maximale du rayonnement en retour. Des calculs effectués selon les formules bien connues de la théorie des antennes [1] montrent que le gain d'une telle antenne est supérieur de 3,4 dB à celui d'une antenne à réflecteur passif, et la suppression maximale du rayonnement arrière (en tenant compte des pertes dans la ligne de connexion) est de 40 à 50 dB, tandis que dans les systèmes passifs, il ne dépasse pas 25 dB. La largeur du diagramme dans le plan horizontal au niveau de 0,707E est de 58°, et la largeur du faisceau dans le plan vertical à une hauteur de suspension de 2/30 et un angle de rayonnement de 32° est de XNUMX°. L'antenne à deux éléments décrite avec un réflecteur actif est une modification de l'antenne HB9CV [2, 3], dont le schéma est illustré à la Fig. 1. Avec une distance optimale entre les éléments égale à l/8, des champs antiphases peuvent être obtenus en alimentant les éléments de l'antenne avec un déphasage de 225°. Le déphasage de 225° dans l'alimentation du réflecteur est égal à la somme des déphasages dus au système d'alimentation antiphasé des éléments (180°) et au retard de la ligne électrique (45°).
Il convient de noter que le circuit d'antenne [2] contient des données erronées qui ne fournissent pas le déphasage requis lorsqu'il est alimenté par un câble coaxial. L'inconvénient fondamental de cette antenne est la difficulté à obtenir le déphasage requis, qui est due au schéma d'alimentation choisi. Toute ligne d'alimentation a un facteur de raccourcissement associé à sa conception et aux matériaux utilisés.Pour les lignes d'alimentation utilisées dans la technologie des antennes, le facteur de raccourcissement est généralement de 1,05 à 1,66. Par conséquent, pour le circuit de la Fig. 1, lorsqu'il est alimenté aux points XX, au lieu du déphasage requis (dû à la ligne) de 45°, une valeur sera obtenue en fonction du type de ligne utilisé. Le schéma de l'antenne, exempt de cet inconvénient et permettant d'obtenir quasiment n'importe quel déphasage entre deux éléments actifs, est représenté sur la Fig. 2.
Le point de connexion du départ d'alimentation avec un facteur de raccourcissement de ligne connu peut être facilement déterminé par les formules : dp+da=d+2Dlk, où d est la distance entre les éléments ; da est la longueur de la ligne entre le point de commutation et l'antenne ; dp - longueur de ligne du point de commutation au réflecteur; Dlk - extension plus constructive de la ligne (10-20 cm) et
où l est la longueur d'onde de travail ; y est le déphasage requis ; e est le facteur de raccourcissement. Pour alimenter l'antenne, il convient d'utiliser un câble coaxial de type RK-75-7-11 (pour lequel e = 1,52) et un té coaxial de type VR-193-F, répartissant la puissance également entre les vibrateurs . Lors de l'utilisation d'un té, pour une meilleure adaptation, il est nécessaire d'utiliser un câble coaxial avec une impédance caractéristique de 150 ohms (type RK-150-4-11 ou similaire) comme lignes de connexion. Lors du calcul des longueurs des éléments du système d'antenne (qui sont de 0,5l pour le réflecteur et de 0,46l pour l'antenne elle-même), il est nécessaire de prendre en compte leur coefficient de raccourcissement, qui dépend du diamètre. Les valeurs calculées pour une antenne d'un diamètre de 22 mm et une ligne correspondante d'un diamètre de 20 mm sont données dans le tableau. 1. Les dimensions des éléments correspondants sont également indiquées ici. Tableau 1
Les dimensions des découpes pour l'antenne de la bande 14 MHz sont données dans le tableau. 2. Tableau 2
La conception de l'antenne est illustrée à la fig. 3. Chaque élément est composé de trois sections, constituées de tubes en duralumin de diamètres conjugués, coulissant l'un dans l'autre.
Le diamètre extérieur d'un tube étant égal au diamètre intérieur du second, le système de tolérance ne permet pas d'enfoncer un tube dans un autre à une profondeur considérable. Par conséquent, une coupe est effectuée le long d'un tube d'un diamètre inférieur à une longueur de 400 à 500 mm, après quoi leur articulation fiable est assurée. Une attention particulière doit être portée pour assurer un contact électrique fiable au niveau de la jonction. Un défaut de contact provoque une détérioration notable des paramètres électriques de l'antenne. Pour faciliter le réglage, des pointes flexibles en alliage AMTs-M sont placées aux extrémités des éléments (Fig. 4).
Les éléments sont fixés sur un tuyau en duralumin d'un diamètre de 40-45 mm et d'une épaisseur de paroi de 2 mm. Pour donner de la rigidité à l'ensemble du système d'antenne, celui-ci doit être renforcé par un fil nylon de 1 mm de diamètre (Fig. 5).
D'autres caractéristiques de conception sont visibles sur la photo. Le système d'antenne ne pèse que 6,5 kg, ce qui facilite le montage de l'antenne par une seule personne.
Pour faire tourner l'antenne, un moteur électrique de type PR-1 avec un capteur de direction potentiométrique monté à l'intérieur du boîtier a été utilisé. Le système d'antenne est réglé en fonction de la nécessité d'obtenir la meilleure adaptation de l'antenne avec le câble d'alimentation et une suppression maximale du rayonnement arrière. Lors de la mise en place, il est conseillé d'utiliser un signal provenant d'une source locale située approximativement dans le plan de l'emplacement des éléments à une distance d'au moins 150-200 m. La séquence de configuration est la suivante. Déterminer la longueur électrique des lignes de déphasage. La mesure et le réglage de ce paramètre doivent être effectués avec une précision d'au moins 2-3 degrés électriques. En modifiant la longueur des éléments correspondants ya et yp, une valeur SWR acceptable de l'ensemble du système est obtenue (pas plus de 1,5 à la fréquence médiane de la plage). En ajustant les longueurs la et lр, la suppression maximale du rayonnement arrière est obtenue. A ce stade, il suffit d'obtenir une suppression de 20-25 dB. Les mesures doivent être prises en plusieurs points de la plage, après quoi y est réajustéa Andyp, obtenant une valeur SWR proche de l'unité. Ces opérations sont effectuées séquentiellement plusieurs fois jusqu'à obtenir les meilleurs paramètres d'antenne. Il est souhaitable d'effectuer toutes les mesures dans la position de travail de l'antenne afin d'éviter l'influence de la terre qui, à de faibles hauteurs d'antenne, peut fortement fausser les résultats. Il convient de noter que les antennes à éléments actifs ont une dépendance connue du niveau de suppression du rayonnement arrière sur l'angle d'élévation, qui est déterminé par la différence des relations de phase pour les ondes arrivant à des angles différents par rapport à l'horizon. Pour les communications longue distance, lorsque ces angles sont insignifiants, la suppression atteint 40-50 dB. littérature: 1. S.I. Nadenenko. "Antennes". Svyaztekhizdat, Moscou, 1959.
Auteur : A. Snesarev (UW3BJ) ; Publication : N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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