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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Effet d'antenne d'alimentation. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Antennes. La théorie Le fonctionnement normal du trajet antenne-alimentation détermine en grande partie l'efficacité d'une station de radio amateur dans son ensemble. L'effet discuté dans cet article peut le réduire considérablement, car il se manifeste dans la plupart des conceptions d'antennes pratiques (y compris celles fabriquées en usine). La première partie de l'article révèle les causes de l'effet antenne feeder et son influence sur le fonctionnement du trajet antenne-feeder. Dans la deuxième partie, des recommandations pratiques seront données pour éliminer cette influence. Presque toutes les ondes courtes sont bien conscientes de la situation où le travail de transmission interfère avec l'équipement électronique de la maison - le néon brille lorsqu'il est amené au corps de l'émetteur allumé et la réception s'accompagne de fortes interférences d'origine locale. Ce sont les manifestations les plus frappantes de l'effet d'antenne d'alimentation familier depuis longtemps, mais relativement peu étudié, dont l'essence et les caractéristiques sont décrites dans l'article. L'essence et les causes de l'effet d'antenne du chargeur Il est d'usage d'appeler effet d'antenne le phénomène de rayonnement ou de réception d'ondes radio par des objets non destinés à cela. La ligne d'alimentation ne doit être utilisée que pour transmettre de l'énergie à haute fréquence d'un émetteur à une antenne ou d'une antenne à un récepteur. L'examen des causes de l'effet d'antenne d'alimentation (AEF) commencera par le mode de transmission. Comme vous le savez, le champ électromagnétique émis par l'antenne est créé par des courants alternatifs circulant dans ses conducteurs constitutifs. Presque toujours l'antenne n'est pas dans l'espace libre. Dans son voisinage immédiat (par exemple, dans la longueur d'onde l) peuvent se trouver de nombreux objets. Il s'agit des fils d'alimentation électrique, des lignes de diffusion et de communication, des mâts conducteurs, des supports et des haubans, des tuyaux, des gréements, des ferrures, des carrosseries et fuselages des véhicules, des toits et des murs des bâtiments, du corps de l'opérateur et de la surface du sol. Si des courants apparaissent d'une manière ou d'une autre dans les objets de l'environnement (induits, par exemple, par le champ proche de l'antenne), le champ de rayonnement créé par ces courants s'ajoutera au champ des courants d'antenne. L'antenne ainsi que l'environnement seront appelés le système d'antenne (AS). Dans ces conditions, les caractéristiques des haut-parleurs peuvent être très différentes des caractéristiques calculées de l'antenne elle-même. Pour que les caractéristiques des haut-parleurs soient moins dépendantes de l'environnement, ils essaient d'élever l'antenne plus haut, de l'installer plus loin des structures conductrices, de fabriquer des mâts non métalliques, des entretoises. L'un des objets les plus proches et fondamentalement inamovibles de l'environnement de l'antenne est le chargeur qui l'alimente. Le chargeur le plus simple est une ligne ouverte à deux fils. Dans le cas idéal, les valeurs instantanées des courants dans les fils de ligne dans n'importe quelle section du chargeur et à tout moment sont de même amplitude et de sens opposé, c'est-à-dire la somme des courants des deux fils du chargeur dans n'importe quelle section est égale à zéro. Nous appellerons de tels courants antiphase. Une ligne ouverte à deux fils rayonnera même dans cette condition, la raison en est la distance finie d entre les fils de la ligne. Une ligne verticale rayonne des ondes polarisées verticalement dans le plan horizontal avec des maxima dans le plan de la ligne et des ondes polarisées horizontalement avec des maxima perpendiculaires à ce plan. Le champ de rayonnement est proportionnel au rapport d/l. Le rayonnement d'une ligne à deux fils est minime à une charge de ligne adaptée et augmente sensiblement avec un décalage, lorsque des ondes de courant stationnaires apparaissent. Le phénomène décrit (sous la condition de courants strictement antiphases dans le système de câbles d'alimentation) est appelé l'effet d'antenne du chargeur du 2ème type (AEF-2) [1]. En pratique, il se manifeste très faiblement. Par exemple, à une fréquence de 145 MHz, une ligne d'un câble de télévision KATV (ou KATP) d'une longueur de l / 2 à d \u10d 50 mm rayonne un champ environ XNUMX fois plus faible en raison de cet effet qu'une demi-onde vibreur de boucle connecté à cette ligne. Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles la somme des courants de tous les fils dans la section transversale de la ligne d'alimentation peut être différente de zéro. Le diagramme vectoriel (Fig. 1) montre qu'avec une différence de phase et d'amplitude arbitraire des courants I1 et I2 dans des fils séparés, ces courants peuvent être représentés comme la somme de l'antiphase I1p = -I2p et de la phase I1c = I2c composants (ces derniers sont parfois appelés à cycle unique). Les champs créés par les courants de mode commun des différents fils ne sont pas compensés (comme anti-phase), mais additionnés. Si la longueur du chargeur est comparable à l, alors leur somme peut créer un rayonnement supplémentaire important. Ce phénomène est appelé effet d'antenne du feeder du 1er type (AEF-1) [1]. C'est nettement plus grave que AEF-2, qui sera discuté ci-dessous.
Les AEF de 1er type (ci-après simplement AEF) étant associés à des courants de mode commun, le problème de la détermination de ses causes peut être réduit à rechercher les causes de l'apparition des courants de mode commun de la ligne d'alimentation en mode transmission (en le mode de réception, de tels courants apparaissent toujours sous l'influence de champs électromagnétiques externes). Considérons une antenne dipôle horizontale avec une alimentation à deux fils sans tenir compte de la "masse". Nous supposerons que l'UA se compose uniquement d'une antenne et d'un feeder. Le champ de rayonnement de l'AS en chaque point de l'espace est la somme vectorielle des champs créés par les courants de tous les conducteurs de l'AS. Le champ total en chaque point dépend de la distribution des courants le long des conducteurs du système. Cette distribution à une fréquence donnée est uniquement déterminée par la forme, la taille et l'emplacement des fils CA, ainsi que par la méthode d'excitation. Des considérations suffisamment évidentes conduisent à la conclusion (confirmée par le calcul et la pratique) qu'avec la symétrie géométrique de l'UA et une excitation symétrique (strictement antiphase), la distribution des courants sera également symétrique à la fois le long des fils d'antenne et le long des fils d'alimentation. Dans ce cas, la somme des courants de mode commun de tous les fils d'alimentation sera égale à zéro. Un exemple d'un tel cas est illustré dans le modèle de la Fig. 2a. Les courants des fils d'un feeder symétrique sont les mêmes en amplitude et en antiphase, ceci est déterminé par la symétrie des bras de l'antenne vibreur et l'emplacement symétrique du feeder symétrique par rapport à ces bras, ainsi que la connexion symétrique de le générateur au début de la ligne d'alimentation.
L'une des raisons suivantes peut conduire à l'apparition de courants d'alimentation en mode commun : asymétrie de l'antenne (asymétrie géométrique des bras, puissance pas au milieu, Fig. 2,b) ; asymétrie de l'alimentation (différents diamètres ou longueurs de fils, Fig. 2, c) ; asymétrie du système de haut-parleurs dans son ensemble (position relative asymétrique de l'antenne et du chargeur, Fig. 2,d). En prenant en compte le « sol », l'asymétrie géométrique de l'AS par rapport au « sol » (Fig. 2, e) et l'asymétrie électrique de la source par rapport au « sol » (Z1 n'est pas égal à Z2, Fig. .2, f) sera ajouté ici. Si dans la situation précédente une symétrie complète est en principe possible, alors lorsqu'une antenne symétrique est alimentée par un alimentateur coaxial (fondamentalement asymétrique) sans prendre de mesures spéciales, AEF-1 est tout simplement inévitable, bien qu'un tel alimentateur soit exempt d'AEF-2. Une caractéristique de la ligne coaxiale est qu'aux fréquences radio élevées, elle peut être considérée non pas comme une ligne à deux fils, mais comme une ligne à trois fils. Les courants sur les surfaces intérieure et extérieure de la gaine du câble peuvent différer en raison de l'effet de peau. Pour analyser les courants de mode commun sur le modèle, vous pouvez représenter la surface extérieure de la gaine du câble avec un fil et connecter le générateur directement à l'antenne. Dans le cas où le conducteur central du câble est connecté à un bras d'une antenne symétrique et la tresse à l'autre (modèle - Fig. 3, a), alors même avec un emplacement géométriquement symétrique du câble par rapport à l'antenne , AEF se produira dans le haut-parleur. La raison en est l'asymétrie électrique de la connexion d'une source équivalente à un haut-parleur géométriquement symétrique (la source est censée être une source ponctuelle et allumée exactement au centre de l'antenne, mais à gauche se trouve un bras d'antenne, et à droite est l'autre plus la surface extérieure de la gaine du câble !). Dans ce cas, la répartition du courant dépend fortement de la longueur électrique de la surface externe de la gaine du câble (du fait de l'isolation externe, elle est supérieure d'environ 1 % à la longueur géométrique). A longueur de résonance (un nombre entier d'alternances incluant la longueur de masse pour l'extrémité inférieure mise à la terre, ou un nombre entier d'alternances plus l/4 pour l'extrémité non mise à la terre du câble, comme dans notre cas), l'amplitude maximale du courant de mode commun Ic du câble est maximale et peut atteindre 43 % de l'amplitude maximale du courant l1 bras gauche de l'antenne (Fig. 3b).
Dans cet exemple, il convient de montrer un "mécanisme" simplifié d'induction de courants le long de la surface extérieure de la tresse, ce qui aidera à présenter plus clairement les processus physiques conduisant à l'AEF. L'une des raisons du courant de mode commun est évidente : il s'agit d'une source d'excitation équivalente, à l'une des bornes de laquelle un conducteur extérieur est connecté. Cependant, ce conducteur se trouve également dans le champ proche des bras de l'antenne, dont les courants ne sont pas les mêmes. Par conséquent, il existe une autre raison aux courants de mode commun: asymétrique, et donc non compensé à l'emplacement du départ, le champ proche de l'antenne elle-même. Une telle idée est, bien sûr, très primitive, mais parfois dans la pratique de la lutte contre l'AEF, pour une raison quelconque, cette deuxième raison n'est pas du tout prise en compte. Les antennes à polarisation verticale situées à faible hauteur sont significativement asymétriques par rapport au "sol" (ou au toit). Même si nous assurons la symétrie relative formelle de l'antenne et du feeder (dipôle vertical lorsqu'il est alimenté par le côté), l'AEF est inévitable. Ainsi, pendant le fonctionnement de la transmission, des courants de mode commun de départ peuvent se produire pour l'une des raisons principales suivantes : - dissymétrie électrique de la source d'excitation alternative ou d'une source d'excitation d'antenne équivalente ; - dissymétrie géométrique du système d'antenne dans son ensemble : par lui-même et par rapport au sol. En mode réception, sous l'action de champs électromagnétiques externes sur la ligne d'alimentation, des courants en opposition de phase et en mode commun peuvent se produire dans ses fils. Les premiers surgissent dans les lignes ouvertes à deux fils et affectent directement l'entrée du récepteur (AEF du 2ème type). Les courants de mode commun se produisent dans n'importe quelle ligne d'alimentation. En vertu du principe de réciprocité, l'effet de ces courants sur l'entrée du récepteur (AEF de 1ère espèce) est d'autant plus fort que l'intensité relative des courants de mode commun du départ de cet AS dans la transmission est grande. mode. Seuls les courants anti-phase du départ peuvent agir directement sur une entrée correctement réalisée du récepteur. Le "mécanisme" de conversion des courants de mode commun en mode réception en courants en opposition de phase est similaire à celui décrit ci-dessus pour un départ coaxial en mode émission. L'un des moyens consiste à connecter la surface extérieure de la tresse à la surface intérieure au point de connexion de l'antenne, et la seconde - à travers l'antenne, au moyen des courants de champ proche en mode commun, qui sont asymétriques pour différents bras de l'antenne, avec un haut-parleur asymétrique. Les caractéristiques de l'UA, prenant en compte le départ comme faisant partie de celui-ci, diffèrent des caractéristiques calculées de l'antenne sans tenir compte de l'influence du départ. Ainsi, l'AEF n'est pas seulement la réception ou la transmission directement par le feeder, le concept peut donc être élargi. L'AEF au sens large est l'influence de la ligne d'alimentation sur les caractéristiques du système d'antenne (à la fois en réception et en émission). Considérons cette influence plus en détail. Manifestations de l'effet d'antenne du feeder Les manifestations les plus frappantes de l'AEF ont été notées ci-dessus. Examinons plus en détail ces manifestations et d'autres manifestations importantes possibles de l'AEF. A titre d'exemples, nous prenons un vibrateur demi-onde horizontal et la célèbre antenne verticale GP d'une hauteur de l / 4 avec trois contrepoids de même longueur, installés à un angle de 135 "par rapport au radiateur. L'impédance d'entrée d'un tel une antenne en espace libre et sans prise en compte de l'influence du feeder est purement active et vaut environ 50 Ohm Le diagramme vertical (DN) et la répartition des courants sur les fils de la broche (I4) et des contrepoids (I1 - I2) pour ce cas sont illustrés à la Fig. 4. Toutes les caractéristiques données ici sont obtenues à l'aide de simulations informatiques sans tenir compte des pertes.
Pendant la transmission, il peut y avoir les manifestations suivantes d'AEF. 1. Apparition d'un rayonnement AS avec une polarisation non fondamentale. Si la polarisation principale de l'antenne est verticale et que le feeder n'est pas vertical, le rayonnement du feeder apparaîtra avec une composante horizontale. Si la polarisation principale de l'antenne est horizontale et que le feeder n'est pas horizontal, le rayonnement du feeder apparaîtra avec une composante verticale. Exemple - DN dans le plan vertical fig. 5 pour un dipôle horizontal. Composante verticale du champ EQdue à l'AEF est d'environ 30% de l'horizontale utile Ej. Et c'est un effet très indésirable, par exemple, pour la réception de la télévision. 2. Changement de RP avec la polarisation principale. Le rayonnement du départ avec la polarisation principale peut entraîner une modification importante du RP principal (par exemple, pour les antennes verticales dans le plan vertical): le facteur de directivité change dans la direction principale (il peut s'agir d'une diminution ou d'une augmentation ), des lobes indésirables apparaissent dans d'autres directions. Un exemple est la fig. 6 pour antenne GP avec longueur de câble 9l/4 non mise à la terre. Si le câble avec la polarisation principale ne rayonne pas, le motif peut changer en raison de la violation de la symétrie d'excitation (Fig. 7 pour Eph d'un dipôle horizontal).
3. Modification de la résistance d'entrée complexe. Pour l'antenne GP, en fonction de la longueur de la ligne d'alimentation coaxiale, la composante active R de la résistance complexe aux points d'excitation Zin = R + jX peut varier de 42 à 100 ohms, et la composante réactive X - de -40 à + 17 ohms. 4. Une modification de la résistance d'entrée est associée à une modification du rapport d'onde stationnaire (ROS) dans la ligne d'alimentation. Sur la fig. La figure 8 montre les dépendances du SWR pour l'antenne GP à l=10,9 m : 1 - avec une connexion par câble "normale" à l'antenne ; 2 - avec une "isolation" parfaite de la surface extérieure de la tresse au point de connexion à l'antenne. Comme on peut le voir sur les graphiques, le SWR dans les deux cas dépend de la longueur du départ, ce qui ne devrait pas se produire en l'absence de courants de mode commun (AEF) et de pertes dans le départ [2]. Nous notons ici que ce sont les courants de mode commun qui conduisent à un changement de TOS (via Zin), mais pas l'inverse ! La dépendance d'AEF-2 vis-à-vis du SWR a un "mécanisme" différent.
5. Un SWR médiocre signifie la présence d'une proportion importante d'ondes stationnaires dans les courants d'alimentation qui ne sont pas impliquées dans le transfert d'énergie RF. Dans un vrai câble, les pertes augmentent, par conséquent, l'efficacité du système antenne-alimentation diminue. Les courants de mode commun eux-mêmes entraînent également des pertes supplémentaires d'énergie fournie au courant alternatif. 6. La détérioration du DN et du SWR, la diminution de l'efficacité réduisent le potentiel énergétique de la liaison radio. La portée de réception fiable diminue et, pour obtenir la qualité de communication calculée, il est nécessaire d'augmenter la puissance. Et cela représente un coût énergétique supplémentaire. Dans le même temps, les problèmes sur les points 7-9 sont exacerbés. 7. La modification du diagramme entraîne l'apparition de rayonnements dans des directions imprévues, ce qui peut créer des interférences intenses ou des niveaux de champ inacceptables selon les normes sanitaires. 8. Si le chargeur est situé à proximité d'autres lignes, par exemple des lignes électriques ou téléphoniques, la présence d'une connexion inductive avec celles-ci en présence d'AEF peut entraîner de sérieuses difficultés pour assurer le fonctionnement conjoint de la station de radio avec d'autres moyens électroniques (fortes interférences mutuelles lors de l'émission et de la réception). 9. Près du chargeur de l'appareil émetteur, un champ électromagnétique notable peut apparaître, comparable aux champs proches des parties actives de l'UA. Tout ce qui concerne l'évolution des caractéristiques générales des enceintes émettrices s'applique également aux enceintes réceptrices (DN, impédance d'entrée, TOS, rendement). Des sources externes d'interférence avec une polarisation non primaire ou dans la zone de lobes supplémentaires du diagramme de rayonnement, ou à proximité du chargeur, en présence d'un AEF, créeront un fond d'interférence supplémentaire lors de la réception. Nous notons quelques caractéristiques générales de la manifestation de l'AEF : 1. L'AEF se manifeste plus fortement avec les dimensions résonnantes du chargeur et plus faible - avec les dimensions non résonnantes. 2. La nature du changement de RP en présence d'AEF dépend de la longueur du chargeur. Plus l'alimentation verticale est longue, plus le DN devient en retrait dans le plan vertical. 3. L'amplification de l'AS dans la direction principale en présence de l'AEF peut être à la fois supérieure et inférieure à celle sans tenir compte de l'AEF. 4. L'AEF se manifeste d'autant plus fort que le champ proche de l'antenne est le chargeur. En ce sens, l'antenne GP considérée est l'une des plus vulnérables. 5. Pour les antennes vibrantes (dipôles), l'AEF est plus prononcé que pour les boucles. 6. Pour les antennes polarisées verticalement, AEF apparaît plus souvent et plus fort que pour les antennes polarisées horizontalement. 7. L'influence du chargeur sur les caractéristiques de l'UA est d'autant plus forte que l'antenne est petite et plus son efficacité est faible. Par conséquent, AEF est très dangereux pour les antennes électriquement petites. 8. L'AEF est particulièrement dangereux pour les antennes hautement directionnelles et, en particulier, les antennes DF. 9. La manifestation de l'AEF dans la réception de l'AS n'est pas moindre, mais encore plus grave que dans la transmission. C'est pour la réception des haut-parleurs que ce problème s'est d'abord posé. Mesures de prévention et d'atténuation de l'AEF Les moyens d'affaiblir l'AEF sont largement déterminés par les raisons qui le provoquent. Ils sont abordés dans la première partie de l'article. Notez que l'AEF ne peut être complètement éliminé qu'en théorie. Par conséquent, les termes « prévention » et « suppression » doivent être compris comme différentes manières de réduire les effets néfastes de l'AEF, respectivement, aux étapes avant et après l'installation de l'antenne. Dans le même ordre, les moyens d'atténuation sont listés de manière générale et pour chaque situation particulière : conception - installation - exploitation. Pour les départs à deux fils symétriques dans un AS symétrique avec connexion symétrique (en l'absence de courants de mode commun), l'AEF du 2ème type peut être considérablement affaibli de différentes manières et leurs combinaisons :
Pour tous les départs, la lutte contre les AEF du 1er type est plus importante, particulièrement dangereuse et liée à la présence de courants de mode commun dans le départ. Dans un premier temps, nous donnons un bref aperçu des moyens techniques adaptés à l'élimination des AEF de 1ère espèce. Il s'agit essentiellement d'une lutte soit avec l'apparition de courants de mode commun en mode émission, soit avec leur transformation en courants antiphases en mode réception. Dispositifs d'équilibrage ou dispositifs permettant d'interfacer des systèmes symétriques avec des systèmes asymétriques (par souci de brièveté, nous utiliserons l'abréviation anglaise BALUN - de équilibré à déséquilibré). En transmission, les conditions de symétrie électrique [3] sont déterminées par les égalités (Fig. 10) : Z1=Z2 ; (une) U1=U2 ; (2) l1 = l2 ; (3) la=lb; (quatre) lc=0. (5)
Il existe plus de 100 [3] variétés de BALUNs et de nombreuses classifications différentes, parmi lesquelles la plus simple est la plus intéressante pour nos besoins. La plupart de ces appareils peuvent être divisés en deux groupes [4] : le premier - fournissant U1=U2 (tension BALUN, V-BALUN) ; le second - fournissant I1=I2 (courant BALUN, C-BALUN). Le premier groupe comprend, par exemple, les transformateurs bien connus en U de petite taille [5] sur des noyaux magnétiques en ferrite (Fig. 11, a), le deuxième groupe comprend des dispositifs qui bloquent les tics de mode commun. Ils sont à la fois résonnants (verre quart d'onde) et apériodiques (type self). Ces derniers sont aussi parfois réalisés sur des noyaux magnétiques en ferrite (Fig. 11b, voir [6]). Strictement parlant, les premiers assurent l'égalité de la FEM dans les circuits avec Z1 et Z2, donc la condition (2) n'est valide que lorsque la condition (1) est remplie. Pour les systèmes symétriques, la condition (1) est satisfaite. Mais ces derniers représentent simplement une grande résistance pour le courant Ic (et seulement pour lui). On peut donc supposer que le courant Ic au point de connexion du câble à l'antenne est proche de zéro, donc I1~I2. Cependant, nous n'avons éliminé qu'une seule cause de courants de mode commun. Dans un haut-parleur asymétrique (à asymétrie géométrique ou à excitation asymétrique), le champ proche encore non compensé de l'antenne agit sur la surface externe de la tresse.
Des dispositifs d'isolation (Line Isolator, LI) sont utilisés pour séparer électriquement la surface extérieure de la gaine du feeder en sections non résonnantes afin d'atténuer les courants de mode commun induits par le champ proche dans un haut-parleur déséquilibré. Pour ce faire, sur le trajet des courants de mode commun, il faut prévoir une résistance importante en plusieurs endroits avec un intervalle de l/4. En tant que LI, des dispositifs d'arrêt résonnants et apériodiques de type C-BALUN 1: 1 peuvent être utilisés (Fig. 11, b et c). En fait, C-BALUN 1:1 est un isolateur de ligne utilisé pour l'équilibrage. Il a été établi que pour un bon rendement de LI apériodique, l'impédance de l'enroulement de l'inducteur doit être d'au moins 2 ... 3 kilo-ohms. S'il est impossible de réaliser une inductance compacte sur un anneau de ferrite à partir d'un câble épais, vous pouvez réaliser une bobine à partir d'un câble sans circuit magnétique ou insérer une petite inductance dans la rupture de câble (à la fois le conducteur central et la tresse !) 11b, bobiné d'une ligne bifilaire correspondant à l'impédance d'onde du câble et à la puissance de l'émetteur. Un tel dispositif n'entraîne pas de pertes importantes, car avec une résistance importante, le courant de mode commun est négligeable. Le circuit magnétique dans ce cas n'est pas fortement magnétisé, ce qui est cependant typique de tous les dispositifs LI et d'équilibrage de ce type. Les absorbeurs d'ondes de courant de surface en mode commun sur une ligne d'alimentation coaxiale sont réalisés à l'aide de revêtements de matériaux diélectriques ferromagnétiques ou à pertes. Un exemple est l'installation d'anneaux ou de tubes de ferrite sur une ligne d'alimentation coaxiale. Pour une bonne atténuation sur les gammes KB, 50-70 anneaux de ferrite (Fig. 12) avec une perméabilité magnétique initiale m=400...1000 sont nécessaires. L'espace entre la gaine du câble et l'anneau doit être le plus petit possible. Un tel absorbeur peut être considéré comme un isolateur linéaire distribué avec pertes.
Un affaiblissement important du courant de mode commun se produit également lorsqu'il y a un diélectrique avec perte autour du câble (eau, sol, béton). Vous pouvez le vérifier même en enroulant vos doigts autour de l'endroit du câble avec le ventre de tension. En ce sens, il est conseillé de faire passer le câble non pas dans l'espace libre, mais dans le conduit de ventilation (le long du mur, dans le sol, etc.), sans oublier les revêtements spéciaux du câble avec des composés contenant du graphite. Envisager des mesures et des moyens possibles pour lutter contre AEF-1 dans différentes situations. 1. Antenne symétrique, feeder symétrique : - assurer la symétrie géométrique de l'UA par rapport au sol ; - assurer la symétrie électrique du raccordement de l'AU (feeder) à la station radio (notamment BALUN entre le feeder et la station radio, si le raccordement d'un feeder symétrique à la station n'est pas prévu). 2. Antenne symétrique, alimentation asymétrique (coaxiale) : - dispositifs d'équilibrage : V-BALUN avec un haut-parleur géométriquement symétrique (Fig. 13, a), cependant, avec un haut-parleur fortement asymétrique, cela n'aidera pas (Fig. 13, b) et C-BALUN sera nécessaire;
- L'isolation HF de la surface externe de la tresse d'alimentation au point de connexion à l'antenne est en fait C-BALUN (Fig. 13, c pour une longueur de câble non résonnante ; Fig. 13, d pour une longueur résonnante) ; - fragmentation de la surface extérieure de la tresse d'alimentation le long de la HF (une série d'isolateurs de ligne HF LI, au moins deux, au pas de l/4, en partant de l'antenne) ; - Absorbeurs d'ondes en mode commun (anneaux de ferrite) ; - équilibrage géométrique de l'UA (en présence d'un dispositif d'équilibrage) ; - sélection de la longueur non résonnante du chargeur (Fig. 13, c). 3. Antenne déséquilibrée, alimentation équilibrée (pas souvent, mais utilisée) : - assurer la symétrie géométrique de l'UA ; - assurer une connexion symétrique du chargeur des deux côtés. 4. Antenne déséquilibrée, chargeur déséquilibré (l'une des combinaisons les plus courantes et les plus vulnérables, les dispositifs d'équilibrage comme V-BALUN ne sauvegardent pas ici): - C-BALUN en fonction d'isolateur de ligne au point de raccordement du départ à l'antenne (fournit lc=0 à ce point - la mesure est ici nécessaire, mais le plus souvent insuffisante) ; - contrepoids quart d'onde, manchons sur gaine de câble, selfs de verrouillage, boucles et spires de câble ; - fragmentation de la surface extérieure de la tresse d'alimentation le long du HF (une série d'isolateurs linéaires HF LI dans d'éventuels ventres de courant passant par l/4) ; - absorbeurs d'onde de courant de mode commun (anneaux de ferrite) ; - sélection de la longueur non résonnante du feeder. Quelques exemples de caractéristiques d'antenne GP sont donnés à la Figure 14 :
a - sans suppression AEF, longueur de résonance ; b - effet de la sélection de la longueur du câble non résonnant ; c - C-BALUN à longueur de résonance ; d - C-BALUN plus LI ; e - C-BALUN plus deux LI (comparer avec la Fig. 4 sans AEF). La mise à la terre peut affaiblir considérablement l'AEF, mais pas toujours, mais uniquement si la transition vers une longueur non résonnante de la ligne d'alimentation + fil de terre se produit. Si, en l'absence de mise à la terre, votre câble a déjà une longueur non résonnante (ce qui en soi n'assure pas l'absence d'AEF), alors en présence de mise à la terre, la longueur effective des lignes d'alimentation et de terre peut se rapprocher de résonnant. De plus, dans les cas où il est éloigné du sol ou que le fil de terre est utilisé pour d'autres équipements, il est conseillé d'abandonner complètement la mise à la terre RF, en ne conservant que la terre de protection (pour se protéger contre les effets des courts-circuits et de l'électricité statique). L'outil le plus simple pour un bon découplage RF du secteur et de la ligne de terre est une self de filtre sur un anneau de ferrite à partir de fils parallèles du réseau et de la terre (Fig. 15).
Sur la fig. 16 montre le schéma général de suppression d'AEF par les moyens techniques discutés ci-dessus.
Nous listons les orientations générales de la lutte contre AEF : - anticiper et éliminer la possibilité d'AEF au stade de la planification ; - prendre les mesures maximales raisonnables pour empêcher sa survenance ; - une bonne suppression de l'AEF est assurée par l'utilisation combinée de plusieurs des mesures ci-dessus ; - après installation de l'AU, vérifier la présence de l'AEF et, si nécessaire, l'affaiblir par les moyens disponibles ; - d'effectuer une surveillance continue ou périodique du FEA en cours de fonctionnement ; - il est absolument nécessaire de supprimer l'AEF pour des raisons de sécurité lorsque la puissance de l'émetteur est supérieure à 100W. Contrôles AEF du 1er type Pour tester, surveiller et effectuer des travaux de suppression de l'AEF, des outils de contrôle sont nécessaires. En mode transmission, le contrôle est effectué à l'aide des indicateurs les plus simples. Le plus simple d'entre eux est une ampoule au néon. L'indicateur à aiguille des courants de mode commun peut être réalisé sur la base d'un transformateur de courant sur un circuit magnétique annulaire en ferrite de qualité M55NN-1, taille K65x40x6 (Fig. 17, a). L'enroulement primaire est un câble enfilé dans un anneau, l'enroulement secondaire - L1 comporte 10 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,15 mm. Il est souhaitable de rendre réglable la sensibilité de la tête de mesure. L'anneau est déplacé le long du câble de sorte qu'il soit toujours au centre de l'anneau (Fig. 18, a)
L'indicateur de pointeur du champ électrique (voir Fig. 17, b) est assez simple à réaliser. La longueur des bras WA1, WA2 de l'antenne ne dépasse pas 20 cm.Lorsque vous déplacez l'extrémité de l'un des bras le long du câble (Fig.18, a), vous devez vous assurer que la distance entre cette extrémité et le câble ne change pas. Bien entendu, d'autres types d'indicateurs sont également possibles : à circuit magnétique amovible, à écran électrostatique, résonant ou large bande, à amplificateur, lumineux ou sonore, etc. En déplaçant l'indicateur le long du feeder en mode émission, suivez sa réaction. En présence d'un AEF, il est possible de déterminer la position et d'évaluer les niveaux des ventres (maxima) de courant ou de tension. Le contrôle AEF en mode transmission est également effectué à l'aide d'instruments, à l'aide d'un générateur de laboratoire (GSS) et d'un récepteur (Fig. 18, a). Cependant, le résultat peut ne pas correspondre à l'AEF réel si le générateur de signal est situé et mis à la terre différemment de votre émetteur. Il est beaucoup plus pratique de contrôler l'AEF en mode réception (Fig. 18,6). Ici, l'antenne est connectée à son récepteur, il vous suffit de vous assurer que si le générateur n'est pas connecté au câble, le signal du générateur n'entre pas dans le récepteur via l'antenne.
Utilisation de l'AEF En général, on pense que l'AEF est toujours mauvais pour tout le monde. Mais parfois, à l'aide d'une distribution artificiellement créée du courant de mode commun du départ, il est possible d'améliorer certaines caractéristiques de l'UA (en règle générale, au prix de la dégradation d'autres). Utilisation de l'AEF pour améliorer le SWR en sélectionnant la longueur du chargeur. Un SWR élevé peut endommager l'émetteur s'il ne dispose pas d'une protection automatique (faible puissance ou simplement arrêt). Les radioamateurs ont depuis longtemps remarqué qu'il est parfois possible d'obtenir une amélioration du SWR en modifiant la longueur du feeder. Cependant, tout le monde ne représente pas correctement la nature d'un tel phénomène. Cela s'explique par la dépendance de l'impédance d'entrée complexe du haut-parleur, et donc du ROS, à la longueur de la ligne d'alimentation en présence d'un AEF (voir Fig. 8 dans la première partie de l'article). En particulier, une diminution du ROS peut se produire lors du passage d'une longueur de câble résonnante à une longueur non résonnante (ce qui est facile à vérifier à l'aide d'un indicateur). Il est possible que la meilleure solution dans ce cas soit d'éliminer les causes de l'AEF de manière plus efficace, décrite ci-dessus. Utilisation du DEF pour améliorer le diagramme de rayonnement. En analysant les dépendances du gain des antennes verticales sur la longueur de la ligne d'alimentation, on peut voir que l'AEF ne conduit pas toujours à une détérioration. Si le champ dans la bonne direction et avec la bonne polarisation des courants d'alimentation est ajouté en phase avec le champ des courants d'antenne, un gain supplémentaire peut être obtenu. Les exemples les plus frappants et les plus utiles de cette amélioration sont la création d'un contrepoids symétrique à partir de la section d'alimentation pour former des antennes verticales d'une longueur totale de 2xl/4, 2xl/2 et 2x5l/8. Dans le cas le plus simple, cela se fait à l'aide d'une self de coupure avec une résistance inductive d'au moins 2000 ohms. Afin de bien affaiblir les courants traversant le départ dans sa partie "inutilisée", il est conseillé d'installer une ou deux selfs supplémentaires en dessous de la principale à intervalles de 4/19. En conséquence, vous pouvez vous rapprocher des diagrammes idéaux dans le plan vertical (Fig. XNUMX). Pour les antennes verticales, c'est peut-être le moyen le plus simple d'améliorer les performances des haut-parleurs lorsqu'ils sont alimentés par le bas. Il faut seulement s'assurer qu'il n'y a pas de résonances parasites du mât et des haubans.
L'absence d'AEF perceptible est la première et principale exigence pour tout système d'alimentation d'antenne [8]. L'antenne de l'installation radio doit être la seule source et le seul récepteur d'émission radio. Les problèmes associés à l'AEF sont assez sérieux et doivent être résolus dès la phase de conception des dispositifs d'alimentation d'antenne. Lors du développement d'antennes, des dispositifs de réduction de l'AEF doivent être fournis. Les fabricants d'antennes doivent élaborer des directives appropriées pour l'installation des antennes et l'emplacement des lignes d'alimentation. Il est important que les utilisateurs connaissent les causes et les manifestations des AEF, soient en mesure de les prévenir, de les contrôler et de les traiter. La possibilité d'apparition de champs forts à proximité du chargeur doit être prise en compte lors de la détermination de la sécurité électromagnétique, en établissant un passeport sanitaire. littérature 1. Pistohlkors A. A. Antennes de réception. - M. : Svyaztekhizdat, 1937.
Auteurs : Anatoly Grecikhin (UA3TZ), Dmitry Proskuryakov, Nizhny Novgorod ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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