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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Antenne de réception à double boucle. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Antennes VHF La qualité de la réception radio dans des conditions de fortes interférences dépend en grande partie de l'antenne utilisée. Dans l'article publié ci-dessous: l'attention des lecteurs est proposée une description de l'antenne, composée de deux cadres et permettant d'obtenir une bonne réception sur presque toute la plage de diffusion. Une antenne cadre sous la forme d'un enroulement situé dans un plan vertical est largement utilisée pour la radiogoniométrie, la diffusion, les communications radio et les mesures d'intensité de champ dans la plage de longueurs d'onde ultra-longue à ultra-courte. Cependant, la réception radio insensible au bruit sur une antenne cadre conventionnelle à tout moment de la journée avec de fortes interférences radio est difficile en raison de l'existence de ce que l'on appelle "l'erreur nocturne" [1]. Cela se produit pour les raisons suivantes. Premièrement, le brouillage venant à un angle avec l'horizon ne peut pas être supprimé par une seule antenne cadre aussi efficacement que le brouillage venant dans une direction horizontale. Deuxièmement, la suppression du bruit diminue avec l'augmentation de l'angle vertical de son arrivée. Pour stabiliser la position du plan de réception minimum et donner le minimum de la caractéristique de directivité de valeur nulle dans tout le secteur des angles verticaux d'arrivée de l'onde en radiogoniométrie, on utilise une antenne sous forme de cadres espacés connectés en antiphase [1]. L'antenne à cadre espacé proposée à l'attention des lecteurs est conçue pour être connectée à un récepteur radio blindé d'une sensibilité d'au moins 50 μV et présente les caractéristiques techniques suivantes : gamme de fréquences reçues - 0,15 ... 24 MHz ; azimut d'arrivée des vagues - 0...360' ; angle vertical d'arrivée des vagues - 0...90' ; suppression des interférences en mode simple et commun - 0...30 dB ; suppression des interférences en mode antiphase - pas moins de 30 dB ; dimensions - 710x375x370 mm; poids - 3 kg. Le schéma de l'antenne avec des cadres espacés est illustré à la fig. une.
Il se compose de deux châssis monotour apériodiques coaxiaux WA1 et WA2, d'un commutateur de mode de fonctionnement SA1, d'un transformateur balun large bande T1 et d'un câble blindé avec un connecteur X1 pour la connexion à un récepteur radio.Dans le transformateur T1, les lignes de transmission sont situées sur un noyau magnétique en ferrite. Contrairement à un transformateur traditionnel à couplage magnétique entre enroulements, il assure un couplage électromagnétique entre ces lignes. Les chemins des courants depuis les contacts d'entrée X2, X1 du transformateur T2 jusqu'à un point commun à sa sortie sont égaux. Le transformateur est sélectionné selon l'ouvrage de référence [1]. Dans le même temps, la préférence a été donnée à sa version la plus simple avec une valeur minimale d'asymétrie et une plage de fréquences de fonctionnement non inférieure à celle indiquée dans les caractéristiques techniques de l'antenne. La connexion d'un récepteur radio avec une entrée symétrique aux contacts X2, X1 de la sortie symétrique de l'antenne vous permet d'exclure le transformateur TXNUMX. Tous les éléments de l'antenne sont enfermés dans un écran électrique continu depuis les parties supérieures des cadres jusqu'au connecteur HZ. Grâce au connecteur XZ, le circuit de blindage de l'antenne est connecté à l'écran du récepteur radio. Des interstices d'écran dans les parties supérieures des cadres empêchent un blindage électromagnétique complet des cadres. L'antenne peut fonctionner dans l'un des trois modes suivants : simple (« 0 »), en phase (« C ») et anti-phase (« P »). En position neutre "0", le commutateur SA1 a activé le mode unique. Dans ce cas, le cadre WA1 fonctionne. Lorsque le commutateur SA1 est réglé sur la position "C", les cadres sont connectés en phase et l'antenne se transforme en un cadre à deux tours. Le niveau du signal de sortie d'une telle antenne est égal à la somme des signaux issus des sorties des trames WA1, WA2. Le mode de mode commun est utilisé lorsque l'antenne est exposée à une onde de surface parasite, ainsi qu'à un signal faible et dans la partie ondes longues de sa plage de fonctionnement. Dans la position "P" de l'interrupteur SA1, le mode anti-phase est activé. Le niveau du signal de sortie de l'antenne est dans ce cas égal à la différence entre les signaux issus des sorties des trames WA1, WA2. La différence des niveaux du signal de sortie de l'antenne dans les modes "C" et "P" diminue avec l'augmentation de la fréquence du signal et la séparation spatiale des trames le long de leur axe commun. En mode "P", le changement de la caractéristique de directivité de l'antenne pour une onde arrivant à un angle avec l'horizon est éliminé. En conséquence, la suppression du bruit par l'onde spatiale entrante s'avère être égale à la suppression du bruit par l'onde de surface entrante. Ce mode est efficace pour les signaux forts dans la partie ondes courtes de la plage de fonctionnement de l'antenne. En raison du faible niveau du signal de sortie de l'antenne, un récepteur radio blindé très sensible avec une antenne commutable est nécessaire pour mettre en œuvre la sélectivité spatiale de l'antenne. En mode "P", la direction de réception minimale est tournée de 90' autour de l'axe vertical de l'antenne. La caractéristique directionnelle de l'antenne devient à quatre lobes, ce qui augmente également l'immunité au bruit de la réception. Dans le mode sélectionné, l'antenne est orientée en azimut jusqu'à ce que le rapport signal sur bruit maximal soit obtenu en sortie du récepteur radio.
L'antenne avec des cadres espacés est illustrée à la fig. 2. Il se compose de cadres 1 et 3, situés dans des plans parallèles en miroir par rapport au tableau de commande 2, de traverses supérieure 4 et inférieure 5, de deux barres de métallisation 6, de deux isolateurs 7 et d'un câble de sortie. La forme et la résistance du cadre sont données par une structure de support en tube d'acier à paroi mince d'un diamètre de 8 mm. Chaque cadre comprend deux tels tuyaux ayant une forme en C. Leurs dimensions extérieures sont de 350x170 mm. Un câble coaxial de marque RK75-2-11 est posé dans les cavités des tuyaux. Le conducteur extérieur de chaque câble présente une coupure de 20 mm de long au milieu de la partie supérieure du cadre. La longueur de l'espace est égale à l'espace entre les tubes du cadre. Le conducteur interne n'a pas de rupture pour commuter SA1 sur le panneau de commande. Les traverses sont en tube de duralumin d'un diamètre de 16 mm. La longueur de la traverse supérieure est de 670 mm, la traverse inférieure se compose de deux parties de 280 mm de long. Dans la cavité des tuyaux de la traverse inférieure, les câbles des cadres sont posés, qui sont inclus dans la boîte en duralumin de la console aux dimensions de 210x160x50 mm. Des jeux de barres en métallisation Duralumin de dimensions 112x22x4 mm fixent le boîtier et relient la traverse supérieure aux éléments de blindage de l'antenne. Les isolateurs en fibre de verre de dimensions 240x30x4 mm avec les éléments 1 à 6 forment une structure de support rigide. Pour l'assemblage, des blocs de duralumin et des vis de montage M4 et Mb ont été utilisés. La symétrie géométrique, la coaxialité et le parallélisme des cadres avec la tolérance requise de 0,2 "est assurée tout en maintenant la précision des distances entre les parties des cadres pas pire que 1 mm. Les cadres peuvent être déplacés le long des traverses en cours de montage de l'antenne et réglage de la position des cadres La différence autorisée entre les longueurs des câbles des cadres est de 10 mm. Un interrupteur à bascule P2T-1 avec un verrou en position neutre a été utilisé comme interrupteur de mode sur le panneau de commande. Le transformateur large bande est constitué d'un circuit magnétique en ferrite (marque M200NN2) sous la forme de trois anneaux pliés coaxialement aux dimensions K32x20x5 mm et de deux morceaux de câble RK75-1-11. Les segments de câble sont enroulés dans le même sens, formant deux enroulements contenant huit tours chacun. La position des spires est fixée par un mandrin en polyéthylène de diamètre 20 et de hauteur 16 mm, introduit dans la cavité du circuit magnétique. Sur la surface cylindrique du mandrin, 16 rainures sont régulièrement espacées. Chaque enroulement occupe huit rainures du mandrin, ce qui correspond à la moitié de l'anneau du circuit magnétique. Le conducteur interne de l'un des segments n'est pas utilisé. Avant d'assembler le transformateur, un chanfrein de 0,3 mm est retiré des bords extérieurs du circuit magnétique avec du papier de verre. Pour éviter les interférences de contact électrique à la réception radio, il est important d'assurer la constance des contacts entre les éléments de blindage, ainsi que l'isolement des éléments de blindage aux endroits où le contact ne doit pas se faire. La fabrication de l'antenne est possible en s'écartant de la description ci-dessus. La réserve de volume du boîtier de télécommande permet l'exécution de l'antenne en différentes versions. La valeur des fréquences de fonctionnement supérieures et inférieures du transformateur, ainsi que sa conception, dépendent de la taille, du nombre d'anneaux, de la marque de la ferrite du circuit magnétique et du nombre de spires des enroulements. La perméabilité magnétique admissible de la ferrite ne dépasse pas 200. Avec une valeur inférieure, il est nécessaire d'augmenter le nombre d'anneaux du circuit magnétique et le nombre de tours des enroulements du transformateur. A partir d'anneaux inférieurs à K32x20x5 mm, il est possible de réaliser un circuit magnétique en forme de colonne dont la hauteur est limitée par les dimensions du boîtier de la console et ne doit pas dépasser 180 mm. Un transformateur avec un circuit magnétique en colonne de 126 mm de haut, assemblé à partir d'anneaux K20x12xbmm avec une perméabilité magnétique de 150 ... 200, peut contenir deux enroulements de trois tours. L'utilisation de lignes symétriques de fils de bobinage torsadés simplifiera la conception du transformateur, mais augmentera en même temps l'asymétrie du circuit d'antenne. Nous remplacerons l'interrupteur à bascule P2T-1 par un interrupteur à trois positions et deux directions. Le volume du boîtier de télécommande permet de placer un préamplificateur avec une source d'alimentation et des éléments pour régler les cadres en résonance dans celui-ci. Le facteur de bruit du préamplificateur doit être inférieur au facteur de bruit du récepteur radio. Dans une antenne extrêmement simplifiée, la structure de support peut être en bois et un fil blindé avec isolation externe peut être utilisé pour l'installation. Les caractéristiques de directivité de l'antenne dans le plan horizontal aux fréquences de 8 ... 10 MHz, tracées en coordonnées polaires et sur une seule échelle, sont illustrées à la Fig. 3. Les mesures ont été effectuées en mode réception, ce qui élimine les interférences avec les équipements radio en fonctionnement. Dans ce cas, un atténuateur à pas variable (1 dB) a été utilisé avec une atténuation maximale de 63 dB, un récepteur radio blindé avec une sensibilité d'environ 10 μV avec un oscillateur local télégraphique et un AGC commutable, ainsi qu'un indicateur de sortie. Lors de l'utilisation d'un récepteur de radiodiffusion avec un AGC non commutable, la méthode de mesure du calibre proposée dans [3] est utilisée. Pour ce faire, un générateur auxiliaire ("calibrant") est connecté au récepteur radio. Si la fréquence du générateur tombe dans la bande passante du récepteur radio et que le niveau de tension de sortie du générateur est 10 ... 100 fois supérieur au niveau du signal d'entrée, alors la dépendance du gain des étages réglables du récepteur radio sur le niveau du signal d'entrée diminue jusqu'à l'erreur de l'indicateur de sortie. La perfection du blindage du récepteur radio, et donc son aptitude à travailler avec l'antenne, est vérifiée par le manque de réception après la désactivation des antennes intégrées et externes. L'écran peut être fabriqué indépendamment d'une feuille ou d'un autre matériau électriquement conducteur. Il est situé sur la surface intérieure du boîtier de la radio. Il ne doit pas former de boucle fermée autour de l'antenne magnétique intégrée. Un voltmètre CA convient comme indicateur de sortie. Le rôle du signal de référence
peut émettre n'importe quel émetteur radio qui a un niveau stable et l'intensité de champ requise. Pendant les mesures, l'oscillateur local télégraphique du récepteur radio doit être activé et l'AGC doit être désactivé. Pendant la mesure, le niveau du signal d'entrée du récepteur radio est maintenu par une variation constante de l'atténuation de l'atténuateur et contrôlé par l'indicateur de sortie. Le niveau du signal provenant de l'antenne est mesuré par l'atténuation de l'atténuateur. Des interférences pénétrant dans le récepteur radio via l'alimentation électrique du secteur entraînent des erreurs de mesure. Lorsque le rapport entre le niveau du signal d'entrée du récepteur radio et le niveau d'interférence pénétrant le récepteur radio depuis le réseau diminue, l'erreur augmente. L'influence des interférences du secteur est atténuée en alimentant le récepteur radio à partir du secteur via l'unité de protection contre le bruit ou en utilisant une source d'alimentation indépendante. Les trames sont ajustées en mode "P" en fonction de la suppression maximale du signal, dans la direction d'arrivée de laquelle est orienté l'axe de réception minimale de l'antenne. littérature 1. Kukes I. S., Starik M. E. Fondements de la radiogoniométrie. - M. : Sov. Radio, 1964, p. 286,290.
Auteur : A. Kuzmenko, RV4LK, Oulianovsk ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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