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无线电电子与电气工程百科全书 / 天线。理论

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众所周知，如果不使用高效的天线馈线系统 (AFS)，就无法实现最先进的收发器的功能，其中包括从发射器输出到天线的复杂设备。

我们将考虑创建 AFS 的一些一般问题，更详细地介绍宽带变压器 (SHPT) 的设计。

实践表明，SPT 的宽带允许在整个范围内取得令人满意的工作成果，但不能保证最大限度地利用 APS 的能力。

这种情况可以用业余无线电爱好者对 APS 设计对系统效率的影响程度缺乏了解来解释。

一、应用领域

大多数 SPT 设计用于在所有 HF 频段运行：从 1,8 MHz 到 28 MHz（含）。

如果我们考虑到低频和高频变压器能量传输机制的差异，那么随着 WPT 在广泛范围内的使用，我们可以同意 [1]。

不幸的是，我们同意一位我们不认识的外国作者在“同轴线上的新型变压器”一文中提出的观点；

通过对SPT使用实践的分析，作者得出以下结论：

- 建议仅在低功率工作且仅在 HF 频段的低频部分使用 ShPT；

- WPT 的缺点包括当磁芯饱和时其特性的非线性，导致信号失真，以及在高功率运行时存在电弧放电的危险，这可能导致磁芯损坏。

以我们自己的名义，我们补充说，我们不排除创建在高频 HF 频段具有良好性能的 SPT 的基本可能性。显然，将 WPT 的频谱限制在两个或三个相邻的范围内更正确，在这些范围内，变压器具有令人满意的性能。

2. 绕线材料

国内作者推荐SHPT绕组采用PVC绝缘漆包线或绞合安装线[2]。

3. 绕组设计

K=1:4的变压器绕组用双折线绕制。我们认为，SPT 的频率响应可以通过改变绕组的设计和匝数来校正。

4. APS 设置

APS 的最高指标是通过系统所有元素的精确协调来实现的，即当匹配阶段的阻抗相等或使用特殊设备匹配时。

阻抗的组成部分——电容性和电感性——随着频率的变化按照不同的规律变化，因此不可能在很宽的频率范围内实现系统元件的完全协调。

设置 APS 实际上归结为对系统元素设计的选择，它可以在所有范围内实现相当均匀和相对较高的操作性能，或者在预先计划的频率范围内实现最高性能。 APS 的调整程度由 SWR 值来判断。

5.驻波比

SWR 是最重要的指标，通过它可以在一定程度上确定原料药的实际有效性。

几乎所有的短波都知道，在设置 AFS 时，应该争取梦寐以求的“一”，而不是“超出”某些边界 SWR 值。但与此同时，并不是每个人都深入研究该指标的物理本质，即配对元件总电阻中最大电阻与最小电阻的比值。

请注意，无法从 SWR 值确定哪个匹配电阻具有较大的值。例如，如果发射器与 75 欧姆馈线完美匹配且 SWR 为 -3,0，则直接连接到馈线的天线的输入阻抗可以是 25 欧姆或 225 欧姆。有了如此广泛的可能值，电阻的数量级很容易从文献数据中确定。天线阻抗的实际值可以通过仪器来测量[3]。

如前所述，对于无线电爱好者来说，更感兴趣的不是天线电阻的大小，而是确定系统效率对其元件设计的依赖性。达到最小 SWR 值表示任务完成。

在讨论 APS 调谐时，我们假设发射器已精确调谐到计算的负载阻抗。

然而，实践表明，这种设置并不总是得到应有的重视，从而导致辐射功率降低。

我们提供了一种在操作模式下设置变送器的简单方法。

有必要通过 SWR 表将无感虚拟负载连接到发射机输出，并通过调整级联，包括电感的选择，达到 SWR-1,0。

（请注意，我们认为将各种白炽灯用作等效负载的普遍做法是错误的，因为灯没有纯有源电阻。）

上面已经提到，只有一定程度的可靠性才能根据 SWR 表的读数来判断 APS 的有效性，这取决于 APS 的设计和 SWR 表在其中的位置[5]。

通常，该设备位于发射器的输出端，从实用的角度来看这很方便。估计的最高可靠性将对应于天线直接连接到馈线的情况，最低的 - 在存在匹配设备（CS）的情况下。

在存在 SU 的情况下达到 SWR 的最小值表明 APS 调谐到给定频率，但不能表征发射机能量向天线的传输程度。

为了准确匹配包含控制系统的 APS 的所有元件，在建立系统的过程中，需要同时测量控制系统之前和之后的 SWR。尽管测量的实际实施很复杂，但它们无疑是令人感兴趣的。同时，关于测量从控制系统到天线的线路中的 SWR 的评论可以归类为愿望，因为业余无线电爱好者使用的 SWR 表不适用于高阻抗传输线。

但有一个折衷的解决方案。控制系统与天线的协调程度可以通过无感法测得的天线电流最大值来判断。为了消除寄生天线谐振可能引起的误差，应结合天线的频率响应来考虑电流曲线。

作者推荐的 SPT [2] 的设计旨在使用输入阻抗为 300 欧姆、工作频率范围为 1,8 ... 28 MHz 的天线。推荐值 n=8...15 圈。对于绕组，建议使用漆包绝缘线或 PVC 绝缘绞合安装线。

我们使用过：核心燃料组件、电线 - PE 1,0。 SPT 输入通过 SWR 计使用 75 m 长的 18 ohm 馈线连接到 RF 发生器。电阻为 75、155、310、420、500 和 600 欧姆的负载等效物 RSH 依次连接到变压器输出。从 SWR 值估计 SHPT 的输入与发生器的匹配程度。在宽频谱（表 1）中进行的初步实验确定了 WPT 的可能范围。

表1. 不同工作频率（F）和匝数值下馈线中的SWR（9）ShPT（等效负载电阻Ren = 310 Ohm）

F1 兆赫 驻波比
n=10 匝 n=12 匝
1,88 1,13 1,00
3,575 1.38 1,07
4,68 1,00 -
7,020 3,38 2,57
8,9 1,14 -
12,85 2,28 -
33,37 - 3,17
13,50 - 1,22
17,25 3,54 -
17,50 - 9,55
21,4 3.0 -
21,65 - 5,28
25,8 1,85 -
2,59 - 1,75

随后的实验（表 2，图 1）在 160、80 和 40 米范围的中频下进行，其中它应该在空气中工作。

表2. 不同工作频率（F）、匝数（n）wt和等效负载电阻（Ren）值下馈线中的SWR

任，欧姆 驻波比
n=10 匝 n=12 匝 n=19 匝
F=1,88 兆赫。 -
75 2,23 - 2,45
155 1,36 2,11
310 1,06 1,00 1,69
420 1,06 - 1,61
500 1,05 - 1,61
600 1,03 - 1,57
F=3,575 兆赫
75 2,23 - 2,39
155 1,52 2,03
310 1,28 1,07 1,82
420 1,24 1,76
500 1,23 1,74
600 1，.22 1,74
F=7.020 兆赫
75 5,67 -- 7,33
155 3,88 5,45
310 3,35 2,57 4,56
420 3,17 4,41
500 3,17 4,41
600 3,08 - 4,18

让我们谈谈天线？
图。 1

根据实验结果，可以 以下结论 关于测试的 FSP。

对于 Ren 的所有值，SHPT 在 160 米和 80 米范围内的表现最好。在 40 米波段，FPN 性能只有在一定的 n 值下才能被认为是令人满意的。
较高频率下的 FBM 性能是不可预测的。
SWR 随着频率的增加而增加。
匝数 n 唯一地影响输入参数 Shit 的变化，从而改变变压器与射频发生器的匹配程度。 n 的最佳值可以根据经验找到。

总结以上内容，我们将尝试为使用 FFS 创建和配置多范围 APS 制定一些建议。

实际上不可能创建一个在很宽的频率范围内性能同样高的 APS。
使用一个 TWF 在从 1,8 MHz 到 28 MHz（含）的所有 HF 频段工作似乎是非常有争议的。
APS 的使用区域应限制在两个，最大 - 三个相邻范围内。
APS 的创建应首先确定特定 SPT 在计划运行范围内的频率特性。
使用选定的磁芯，通过选择匝数和变压器绕组的设计，可以通过实验找到 SHPT 的最佳变体。
只有在将发射机设置为计算出的负载阻抗后，才应进行 APS 调谐。
在使用控制系统设置 AFS 时，希望同时测量馈线中的 SWR 和从控制系统到天线的传输线中的 SWR 或电流。
对于 APS 的最终调整，可能需要进行实验，通过改变天线元件的设计及其在空间中的方向来改变天线的输入阻抗。
似乎可以通过使用具有高输入阻抗的天线来实现更均匀的 APS 频率响应。

将实验结果提请读者注意，我们仅将它们视为信息材料，而不是对要重复的设计的描述。这篇文章的目的是引起人们对创建高效APS的关注，鼓励业余无线电爱好者进行实验，交流经验。

文学

1. S.G. Bunin, L.P. Yaylenko。业余无线电短波手册。第 2 版。基辅。 “技术”。 1984年
2.报纸《苏联爱国者》。 20.04.83 年 XNUMX 月 XNUMX 日
3. K.罗瑟梅尔。天线。埃德。第 2 次。来自德语。 “活力”。莫斯科。 1969
4. L. Bvteeva。发射机 P 回路的“冷”调谐。 “收音机”。 N2,1981，XNUMX 年。
5. I. 波德戈尔尼。如何提高广播电台的效率。 “RL”N12,1991, XNUMX

作者：V. Panteleev (UA3TX)、D. Panteleev (UA3TJW)；出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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