|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Alimentation supérieure verticale. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Antennes HF L'article traite des principes de création et des conceptions pratiques d'antennes verticales multibandes avec alimentation par le haut. Ils sont particulièrement pratiques pour le travail sur le terrain ou dans des conditions expéditionnaires, mais ils peuvent néanmoins être utilisés dans la "cabane" de la maison, prenant peu de place et offrant de bons paramètres. Le problème de la création d'une antenne multibande simple et efficace préoccupe toujours presque tous les ondes courtes. Le plus souvent, l'attention est attirée sur les conceptions des antennes verticales, car elles prennent peu de place, sont plus faciles à installer et ont un diagramme de rayonnement (DN) optimal pour les communications DX : avec zéro dans la direction du zénith et un maximum dans la direction de l'horizon et l'absence de directivité azimutale, permettant des communications radio avec des correspondants dans toutes les directions. De nombreuses conceptions bien connues de verticales alimentées par le bas souffrent d'inconvénients liés à une utilisation inefficace de toute la hauteur du mât sur les gammes haute fréquence et à la difficulté de mettre en place des circuits de barrière (échelles) ou d'autres dispositifs situés à une hauteur considérable et, en fait, transformant l'antenne en une multi-bande. Dans la première partie de l'article, nous examinerons les avantages et les commodités qui apparaissent lorsque le point de puissance est déplacé vers le haut le long du conducteur rayonnant vertical. Par souci de brièveté, appelons l'antenne décrite GDP - la verticale de l'alimentation supérieure. Conception du PIB Le long du conducteur rayonnant de la verticale, comme dans toute autre antenne, une onde de courant stationnaire avec zéro au sommet est installée, de sorte que le point d'alimentation ne peut pas être placé près du sommet lui-même - l'impédance d'entrée sera trop grande. En déplaçant le point d'alimentation vers le bas depuis le haut, nous arrivons à un endroit où le courant est déjà important et la tension est inférieure à celle du haut, de sorte que la résistance d'entrée (égale au rapport tension sur courant) diminue. Au point d'alimentation, nous allons attacher le conducteur central du chargeur coaxial à la partie supérieure de la verticale, et la tresse ... ne l'attachons nulle part. Ensuite, le courant circulera du point d'alimentation le long de la surface extérieure de la tresse et dans le même sens que dans la partie supérieure de la verticale. Ce concept est présenté dans l'article [1], dans sa troisième partie, en référence à la Fig. 19. Là, il est proposé d'utiliser le courant sur la tresse pour améliorer le DN. En suivant ces recommandations, nous ferons en sorte que le courant sur la tresse fasse partie du courant principal rayonnant. Notez que les courants sur les côtés extérieur et intérieur de la tresse d'alimentation ne sont en aucun cas liés les uns aux autres en raison de la très faible épaisseur de la couche de peau dans le volume du conducteur, ils ne sont égaux que sur la partie supérieure coupe de la tresse. Sur la fig. 1, une montre schématiquement la verticale projetée, et sur la fig. 1b - distribution actuelle en elle. Le point d'alimentation A est indiqué par un cercle (graphique du programme MMANA). Ici, le conducteur central est connecté au sommet de 3 mètres de long et la tresse est laissée libre. La répartition sinusoïdale du courant sera conservée aussi bien sur la partie supérieure de la verticale que sur la tresse. Au point B, à une distance d'une demi-onde du haut du vibreur d'antenne dans une plage de 10 mètres, un nœud de courant est formé (voir le graphique de distribution de courant le plus à gauche sur la Fig. 1, b). À cet endroit, un circuit de blocage doit être placé afin d'arrêter le flux de courant dans la tresse.
Le contour est le plus simple à réaliser sous la forme d'une travée de câble, sans porter atteinte à l'intégrité de celle-ci [2, 3]. Nous avons déjà une antenne verticale d'une portée de 10 mètres. Sa conception est illustrée à la Fig. 2, un. L'antenne peut être entièrement réalisée en câble coaxial, en n'utilisant que la tresse du tronçon de câble supérieur pour la partie supérieure. Que ce soit pour connecter ou non le conducteur intérieur avec celui-ci est indifférent, le courant ne circulera toujours qu'à travers la tresse. Ils accrochent l'antenne à un hauban diélectrique (grosse ligne de pêche) à une branche d'arbre, etc., il suffit d'assurer un faisceau mécanique solide de segments de câble au point d'alimentation A, car le conducteur central a peu de chances de supporter le poids de l'ensemble du chargeur et "balun". Une autre option consiste à fixer l'antenne à un fin mât sec en épicéa ou en pin (le bois humide introduit des pertes notables) ou à une tige en fibre de verre. Dans ce cas, il est conseillé de réaliser la partie supérieure d'un tube métallique. Revenons au contour. La baie de câble a une inductance L importante et en même temps une capacité entre les spires individuelles, le rôle principal est joué par la capacité entre la première et la dernière spire. La capacité équivalente totale C ferme la travée. Ainsi, une travée de câbles pour courants HF est un circuit parallèle dont le circuit équivalent est représenté sur la fig. 2b. La fréquence de son réglage peut être modifiée en sélectionnant le nombre de tours, leur diamètre et l'ordre d'empilement - en rapprochant le premier tour du dernier, on augmente la capacité et on baisse la fréquence Pour régler sur une fréquence de 28,5 MHz, trois tours d'un diamètre de 13 cm suffisent [3]. Il est curieux que même si le courant n'est pas complètement bloqué sur la tresse, le courant restant sous le circuit circulera dans le même sens que dans l'antenne - après tout, le circuit inverse la phase, ayant des oscillations égales et antiphases aux bornes . Par conséquent, le courant restant au bas du câble ne gâchera pas le DP, voire l'améliorera quelque peu. Maintenant, les avantages importants du PIB ont été décrits : premièrement, vous pouvez régler l'antenne (sélectionnez le diamètre de la bobine de câble et sa position sur la hauteur verticale) par le bas, à cinq mètres sous le point le plus haut, et deuxièmement, le point d'alimentation A peut être situé n'importe où dans la verticale, réalisant les antennes d'impédance d'entrée souhaitées, aucun dispositif d'équilibrage supplémentaire n'est requis. En se concentrant sur un câble de télévision de 75 ohms disponible, il est conseillé de décaler légèrement le point d'alimentation A vers le bas par rapport au milieu de la demi-onde actuelle, tandis que la résistance d'entrée augmente légèrement par rapport à la résistance d'un vibrateur demi-onde alimenté en le milieu (73,1 ohms pour un infiniment fin et un peu moins pour un vibromasseur d'épaisseur finie). Compte tenu de la longueur fréquemment rencontrée des tuyaux en duralumin, égale à 3 mètres, la longueur de la partie supérieure a été choisie. Pourquoi pas 2 mètres ? Pour que l'antenne fonctionne mieux sur d'autres bandes. Dans la gamme de 15 mètres, le circuit B n'est plus accordé en résonance et ne représente qu'une certaine résistance inductive pour ces fréquences (voir Fig. 1 dans [3]), étant en quelque sorte une bobine d'extension. En conséquence, la demi-longueur d'onde diminue de 7,1 à 5,82 m (voir Fig. 1). À cette distance du haut de la verticale, il y aura un nœud de courant, et ici nous allumons le deuxième circuit de blocage C, réglé sur une fréquence de 21,2 MHz (fréquence moyenne de la gamme de 15 mètres). Poursuivant le processus plus loin, nous allumons le troisième circuit D, déjà réglé sur une fréquence de 14,15 MHz (le milieu de la bande des 20 mètres), et nous verrons que pour la bande des 40 mètres, la longueur de notre demi- la verticale des vagues n'était que de 9 mètres. Un raccourcissement aussi important dans la plage de 40 mètres était dû à l'influence combinée des circuits B, C et D, qui à une fréquence de 7 MHz ont une résistance inductive et servent de bobines "d'extension". Lorsque le vibrateur demi-onde est raccourci, sa résistance au rayonnement, rapportée au ventre (lieu du maximum) du courant, diminue. Par contre, le point d'alimentation A, lorsque la fréquence diminue, s'avère plus élevé par rapport au courant maximum et la résistance d'entrée, égale à la résistance de rayonnement, recalculée au point d'alimentation, augmente. Les deux processus s'annulent dans une large mesure et l'impédance d'entrée reste à peu près constante sur toutes les plages. Toute cette conception a été réalisée facilement et rapidement à l'aide du programme MMANA, et après quelques optimisations (je ne suis pas sûr qu'elle ne puisse pas être améliorée davantage), l'antenne illustrée à la Fig. 1. L'impédance d'entrée de l'antenne dans les plages de 10, 15, 20 et 40 mètres s'est avérée être respectivement de 78, 67, 69 et 61 Ohms, avec une réactance nulle, ce qui offre une bonne adaptation (SWR inférieur à 1,2 à moyen fréquences des gammes). Lors du calcul, les valeurs suivantes des paramètres de circuits équivalents (fréquence, inductance, capacité) ont été obtenues: V - 28 MHz, 5 mH, 1,6 pF; C - 19,5 MHz, 21,2 mH, 2 pF ; D - 28 MHz, 14,15 mH, 3,2 pF. L'avantage le plus important de la verticale conçue est peut-être qu'elle ne nécessite ni "terre" ni radiales. Il reste à décider comment amener le chargeur plus bas à partir du point inférieur de la verticale (voir Fig. 1, a). Nous savons déjà comment enrouler une autre bobine du même câble pour qu'elle forme une boucle accordée à 7,05 MHz. Une autre solution est également possible - juste en dessous du contour en D, fixez trois à quatre radiales courtes (environ 1,5 m de long) horizontales ou inclinées à la gaine du câble. Ils amèneront la longueur électrique de l'antenne à une demi-onde de l'ordre de 40 mètres. Les radiales courtes n'éliminent pas le besoin d'une boucle de barrière, mais elle sera désormais positionnée directement sous le point de connexion radial. La connexion inductive de ce circuit avec le circuit D (après tout, maintenant ils sont proches) n'est pas souhaitable. Au lieu d'un circuit dans ce mode de réalisation, des selfs bobinées avec le même départ sur des anneaux de ferrite conviennent. Le processus de mise en place du PIB semble simple et assez évident. Commencez par la gamme de fréquences la plus élevée de 10 mètres. En sélectionnant la densité d'enroulement (diamètre) et, dans une petite plage, la position le long de la hauteur de la travée B, un TOS acceptable est obtenu dans cette plage. Après avoir fixé la baie avec du ruban électrique, ils passent à la plage de 15 mètres et répètent la même opération avec la baie C, sans toucher au circuit accordé B. Et ainsi de suite, jusqu'à ce que toute l'antenne soit accordée sur toutes les bandes. L'antenne câble, par exemple, RK-75-4-11 est particulièrement adaptée aux conditions de terrain. Il est configuré, il peut être sur le terrain si l'émetteur-récepteur est équipé d'un compteur SWR. Dans des conditions stationnaires, le GDP peut probablement être constitué de tubes en duralumin séparés par des inserts diélectriques aux endroits B, C, D et à l'extrémité inférieure. Au-dessus des inserts sont placées des bobines pliées à partir d'un tube en cuivre ou en aluminium souple (un ruban peut être utilisé). Les condensateurs des circuits doivent être à haute tension, car les circuits sont situés dans les ventres de la tension. Dans ce cas, le câble doit passer directement à l'intérieur de tous les tuyaux, mais afin d'éviter le courant sur la tresse, un certain nombre d'anneaux de ferrite doivent être mis dessus, et un starter de blocage ou plusieurs selfs sur des anneaux de ferrite de grand diamètre doivent être enroulés près de la limite inférieure du PIB. Cette version du PIB n'a pas été calculée et n'a pas été produite. En conclusion de cette partie - encore une variante prospective du PIB. Pour faire fonctionner l'antenne également dans la plage de 80 mètres, au point inférieur de la verticale (voir Fig. 1, a), il est nécessaire d'installer un circuit de barrière réglé sur une fréquence de 7,05 MHz et sous sa gaine de câble ( tube inférieur dans la version stationnaire) mettre à la terre ou se connecter à un système de radiales de 20 m de long. Ensuite, l'antenne fonctionnera à une fréquence de 3,6 MHz comme un GroundPlane quart d'onde raccourci par des inductances avec un point d'alimentation surélevé. GDP double bande portable La première version pratique du GDP a été réalisée dans l'urgence, "sur le genou" lorsqu'il est devenu nécessaire de déployer la station de radio de la rédaction du magazine "Radio" lors de l'exposition NTTM-2002. Un immense pavillon avec des plafonds métalliques ajourés et des ferrures métalliques de murs vitrés excluait le placement de l'antenne à l'intérieur du bâtiment en raison du blindage complet des signaux et d'un niveau élevé d'interférences. Heureusement, nous avons réussi à installer une verticale sur le toit de la cabine de ventilation et à faire passer le câble dans le puits de ventilation. Un an plus tard, quelques jours avant l'ouverture de l'exposition "Expo-Science 2003" (voir "Radio", 2003, n°8, première de couverture), le destin réserve une mauvaise surprise. Le toit d'un pavillon similaire, où se déroulait l'exposition, était un terrain plat, plus grand qu'un terrain de football, recouvert de matériaux de toiture. Il était strictement interdit de le cueillir, d'y enfoncer des clous, des crochets, etc., ainsi que d'utiliser des conduits d'aération. Nous ne pouvions parler que d'une antenne autonome avec un chargeur descendant le long du mur extérieur et entrant dans le bâtiment par un espace au niveau de la porte. La situation semblait désespérée, mais quelques heures de modélisation à l'aide du programme MMANA et deux soirées de "finition" du PIB ont résolu le problème. Nous avions besoin d'au moins deux gammes : 20 et 40 mètres. C'est sur eux que l'antenne a été conçue. Une fois démonté et plié, il rentre dans un sac d'un diamètre de 30 et d'une hauteur de 160 cm, il se transporte facilement d'une seule main (ils n'ont pas été pesés, mais la bobine de câble est beaucoup plus lourde) et apporté à l'exposition en le métro. Après une heure et demie consacrée à son installation et à la résolution de problèmes d'organisation (câblage d'alimentation, réseau, table, etc.), il assure les communications avec la Sibérie, l'Europe de l'Ouest, puis avec des correspondants plus éloignés. Le schéma de l'antenne est illustré à la fig. 3. La partie supérieure du GDP au-dessus du point d'alimentation A est constituée de trois tubes en duralumin insérés les uns dans les autres (celui du milieu est un bâton de ski, celui du haut est très léger et à paroi mince). Les points d'alimentation A au circuit B car un élément rayonnant 1 est une tresse de câble, son conducteur central est relié à la partie supérieure de l'antenne 2. En dessous du circuit B, quatre radiales 3 sont reliées à la tresse de câble, constituée d'une tresse à paroi mince profilé en acier de section rectangulaire (de rideaux de fenêtre). Les extrémités extérieures des radiales sont reliées entre elles par des segments d'un câble coaxial qui a fait son temps, long de 2,5 m (seule une tresse a été utilisée). Cela augmente la surface effective de la "terre virtuelle" résultante.
L'antenne étant conçue comme une antenne bi-bande, il a été décidé d'utiliser un circuit parallèle B, réglé légèrement au-dessus de la fréquence de 7 MHz. Dans la plage de 40 mètres, il a une réactance inductive et sert de bobine d'extension, accordant l'antenne en résonance. Dans la plage de 20 mètres, le circuit a une capacité et raccourcit la longueur électrique de l'antenne, la réglant à nouveau en résonance. Les paramètres de contour pour des dimensions d'antenne données ont été optimisés à l'aide du programme MMANA en plaçant les radiales à une hauteur de 0,2 m au-dessus d'un sol parfaitement conducteur (c'est ainsi que nous avons essayé de prendre en compte l'effet du toit en béton armé du pavillon). La simulation a donné une fréquence d'accord de boucle de 7,6 MHz avec une inductance de 1,24 μGy et une capacité de 355 pF. Il est impossible de réaliser un circuit d'une telle capacité à partir d'une bobine de câble, c'est pourquoi des condensateurs conventionnels et une bobine cylindrique de câble ont été utilisés, ce qui offre un facteur de qualité élevé. Les caractéristiques de conception du PIB manufacturé sont illustrées à la Fig. 4. Le contour est placé dans un corps cylindrique 4, qui a un fond plein, coulé à partir d'un alliage d'aluminium, et des parois en duralumin relativement minces. L'auteur a utilisé une cuve d'essorage d'une vieille machine à laver (par exemple, "Siberia"). Les dimensions du corps ne sont pas critiques (25...30 cm de diamètre et de hauteur). Les trous dans le fond ne sont pas fermés - ils remplissent leur fonction prévue pour évacuer l'eau de pluie et le condensat qui sont entrés accidentellement. Les radiaux 4 sont fixés au bas du corps avec des vis 3. Une résistance particulière dans ces connexions n'est pas nécessaire, car les radiaux reposent librement sur la surface du toit. L'élément d'appui inférieur de la verticale 1 est constitué d'un morceau de tuyau en plastique de plomberie d'un diamètre de 2.5 à 3 pouces. Pour fixer le tube 1 au fond du boîtier 4 et pour fixer l'élément rayonnant supérieur 2, on utilise des bossages cylindriques 5. Ils peuvent être réalisés aussi bien en métal qu'en un matériau diélectrique. Un trou radial est percé dans le bossage supérieur, par lequel le conducteur central du câble est relié à l'élément rayonnant supérieur 2 par la borne 6. Il confère également une résistance mécanique à cet ensemble. Avant de visser la borne sur le tuyau 1, placez un couvercle en plastique léger (non représenté sur la Fig. 4), dans lequel sont percés des trous pour le tuyau et le câble. Le couvercle est abaissé jusqu'au corps 4, protégeant le circuit des précipitations. L'extrémité supérieure du câble doit être équipée d'une cosse de contact avec un trou adapté à la borne 6. La cosse doit être solidement fixée à l'isolant extérieur du câble en l'isolant de la tresse. Le conducteur central est relié au pétale sans sa tension, ce qui protégera le conducteur de la rupture lors du montage et du démontage du GDP. Quatre bornes supplémentaires sont fixées aux extrémités extérieures des radiales 3, et des lobes de contact sont pré-soudés aux extrémités des tronçons de câble "terre artificielle" 7, ce qui accélère considérablement le montage de l'antenne. La résistance finale de l'ensemble de la structure est donnée par quatre extensions de fine ligne de pêche, représentées par des lignes pointillées sur la Fig. 3. Ils sont liés à l'élément 2 au niveau du joint haut des tubes et aux cosses aux extrémités des radiales. La conception du circuit est claire à partir de la Fig. 4. Sur la paroi latérale du boîtier 4, un connecteur coaxial 8 est fixé, de préférence le même que dans la station radio (cela vous permettra de ne pas penser lors du montage de l'antenne à quelle extrémité du chargeur principal doit aller à l'antenne et qui à l'émetteur-récepteur), et une plaque de montage à deux pétales 9. Un autre lobe, qui est en contact avec le corps 4, est fixé sous la vis de connexion 8. La tresse du câble à partir de laquelle la bobine est enroulée y est soudée, et une borne du condensateur 10. Les pétales de la plaque de montage 9 ne doivent pas être en contact avec le corps 4. Deux conducteurs centraux sont soudés à l'un d'eux, et les tresses des tronçons de câble et l'autre borne du condensateur 10 sont soudées à l'autre.Le condensateur est constitué, pour la fiabilité, de deux condensateurs KSO connectés en série pour un fonctionnement tension de 500 V avec une capacité de 680 pF. Il est acceptable d'utiliser d'autres condensateurs haute tension avec un degré d'encapsulation suffisant pour résister aux influences atmosphériques. La bobine du circuit contient 7 spires du câble PK-75-4-11, enroulées serrées sur un tuyau en plastique 1. L'inductance de la bobine est réglée de deux manières : soit en déplaçant toute la bobine sur la hauteur du tuyau (en la rapprochant vers le bas du boîtier 4 réduit l'inductance, augmentant la fréquence d'accord du circuit), ou en élevant les spires supérieures, augmentant la longueur de l'enroulement en raison des écarts résultants entre les spires (dans ce cas, l'inductance diminue également). Après réglage, les spires sont fixées avec du ruban isolant ou de la ficelle câblée. Le réglage de l'antenne est facile. Après l'avoir assemblé et installé en position de travail (en cas de vent fort, il est utile de "peser" les extrémités des radiales 3 avec des sacs de sable ou d'autres objets lourds à portée de main), connectez l'antenne à l'émetteur-récepteur avec le câble principal . Après avoir supprimé la dépendance en fréquence du SWR dans la plage de 40 mètres, il est déterminé où la fréquence de syntonisation de la boucle doit être décalée de sorte que le SWR minimum tombe au milieu de la plage. Par exemple, si le SWR minimum est inférieur à 7 MHz, l'inductance de la bobine doit être réduite, et si elle est supérieure à 7,1 MHz, elle doit être augmentée. En règle générale, une, maximum deux corrections suffisent. Ensuite, vérifiez le SWR dans la plage de 20 mètres. Là, l'antenne est très large bande et la correction, en règle générale, n'est pas nécessaire. Si, néanmoins, un tel besoin se faisait sentir, il est alors nécessaire de modifier le rapport des contours L et C et d'ajuster à nouveau l'antenne dans la plage de 40 mètres. Une augmentation de l'inductance du circuit tout en réduisant la capacité abaisse la fréquence d'accord de l'antenne dans la plage de 40 mètres et l'augmente dans la plage de 20 mètres, c'est-à-dire qu'elle "étale" les fréquences de résonance de l'antenne. Dans notre pays, après un seul réglage, l'antenne montée sur un toit en béton armé fournissait un ROS proche de l'unité dans les deux gammes. Lors du fonctionnement de l'antenne, il s'est avéré qu'elle fonctionnait bien dans la plage de 15 mètres, bien que le SWR y soit plus élevé. Les capacités de syntonisation automatique de l'émetteur-récepteur IC-746 étaient tout à fait suffisantes pour le régler. Le concept proposé de la VHF ouvre de larges possibilités de conception d'antennes verticales multibandes simples. Même si un radioamateur ne parvient pas à bien régler le PIB, il peut toujours être sûr que la partie supérieure, d'environ cinq mètres, de sa verticale rayonnera et au bon endroit - dans la direction de l'horizon, et c'est le la clé du succès dans DXinge. littérature
Auteur : Vladimir Polyakov (RA3AAE), Moscou
Inauguration du plus haut observatoire astronomique du monde
04.05.2024 Contrôler des objets à l'aide des courants d'air
04.05.2024 Les chiens de race pure ne tombent pas malades plus souvent que les chiens de race pure
03.05.2024
▪ Un nouveau matériau capture les molécules de dioxyde de carbone ▪ Les femmes dans le sport dépasseront les hommes en 2156 ▪ Kit mémoire DDR4-3200 128 Go ▪ L'API de Logitech réunira tous les appareils de la maison intelligente
▪ section du site Notes de cours, aide-mémoire. Sélection d'articles ▪ article Tenez-vous sur la gorge de votre propre chanson. Expression populaire ▪ Article Où vivent les vampires ? Réponse détaillée ▪ article Rogue. Instruction standard sur la protection du travail
Page principale | bibliothèque | Articles | Plan du site | Avis sur le site
www.diagramme.com.ua |
Voir d'autres articles section 
Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :
Toutes les langues de cette page