甚高频天线。方案、说明

甚高频天线。无线电电子电气工程百科全书

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VHF FM 无线电台的可靠接收区域非常有限。所以对于功率10kW左右的发射机来说，其半径为50-80公里。在该区域中，场强水平为 200 µV/m，在其外部迅速下降，在距离发射机 140...160 km 处下降至 5...10 µV/m。低频输出 50 dB 时信噪比的 VHF FM 调谐器的灵敏度通常在单声道模式下为 10 μV，在立体声模式下为 100 μV。从上述内容可以明显看出，即使在可靠的接收区域，使用简单的天线（内置伸缩鞭状天线）也并不总是能够实现高质量的立体声接收，更不用说更远的距离了。在这种情况下，需要有效高度为 5...6 m 的更复杂的天线。

在下面发表的文章中，提供了对这种 VHF 天线的描述，以引起读者的注意。其增益为 11,5 dB；水平面的光束宽度 - 42°，垂直面的 - 60°; 保护比（天线的反向辐射系数，等于从 0 和 180° 方向辐射时其输出电压的比率） - 18 dB。天线的设计如图所示。一。

图1（点击放大）

在其制造过程中，应遵循 Radio 杂志在描述“波道”型电视天线时反复给出的一般性建议。它对设计中的小误差并不重要，并且具有稳定的相位特性，可以用作光栅的一部分。多元件天线的有源元件通常以 Pistohlkors 环形振动器的形式制成。振动器本身与带有半波回路的 75 欧姆电缆完美匹配，可将其电阻降低 4 倍。

然而，作为多元件天线的一部分，其电阻由于紧密间隔的导向器和反射器的影响而显着降低（约 10 倍），约为 30 欧姆。当连接一个半波回路时，它的电阻又减少了 4 倍，结果，一根特性阻抗为 75 欧姆的电缆连接到一个 4 欧姆的负载。在这种模式下，天线方向图有时会失真，效率会急剧下降。已知行波系数近似为：Kn=R/W，其中R为负载的波阻抗，W为馈线的波阻抗。信号从负载传输到线路的效率由公式决定：效率=1Kn/(XNUMX+Kn)². 在我们的特殊情况下，我们得到：Кн=8/75=0,107，并且效率=4*0,107/(1+0,107)²=0,35。也就是说，65%的接收功率会在馈线上损失掉，实际增益不是11,5，而是7dB，对应匹配的四元天线。为提高效率，采用输入电阻为657欧姆的三管振子和变比为1:1的匹配装置作为有源振子。作为多元素天线的一部分，三管振子的电阻降至 66 欧姆，在这种情况下，Kn = 66/75 = 0,88，效率 = 4 * 0,88 / (1 + 0,88)²\u0,996d 2，即天线与电缆几乎完全匹配，并最大限度地利用其方向特性。匹配装置的电路如图 XNUMX 所示。 XNUMX.

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Ris.2

天线盒中的连接接线图如图 3 所示。 XNUMX. 类似的匹配装置用于工业 ATVC 天线。

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Ris.3

线圈用 PEL 50 线缠绕在 7VCh (4X2X0,23 mm) 铁氧体环上，每个线圈包含 4 个双匝。所描述的天线可以用作两个天线阵列的一部分。在这种情况下，它们应该按照图 XNUMX 进行连接。四。

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Ris.4

在接收水平极化波的情况下天线的位置（俯视图）如图 5 所示。 XNUMX.

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Ris.5

为了接收具有垂直极化的波，必须通过在距桅杆上端 700 毫米的距离处安装绝缘插入件来将桅杆的上部制成复合材料（图 6）。

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Ris.6

阵列的总增益为 14 dB，有效高度为 7 m。可以使用天线放大器来提高接收系统的灵敏度。作者有一个工业放大器UTKTI-66，其范围为73 ... 2 MHz。使用频率响应计，使用放大器的调谐电容器很容易进行调谐。放大器（GT329A）的输入晶体管由KT3115A代替。带有天线放大器的系统在调谐器输出端的信噪比为 50 dB，单声道模式下的灵敏度为 60 μV，立体声模式下的灵敏度为 60 μV。高质量立体声接收的边界场强为：Еgr=60/hd=7/9=XNUMX μV/m。

所描述的带有放大器的天线阵列用于接收来自 Krosno（波兰）的立体声传输，距离为 160 公里。发射机功率 10 kW，发射天线高度 300 m，垂直极化。接收天线的高度为 30 m（九层楼的屋顶）。波兰的立体声广播是使用导频系统进行的，因此作者不得不在 A290D 芯片上制作立体声解码器。

作者：A. Gerasimov，利沃夫地区斯特伊；出版物：N. Bolshakov，rf.atnn.ru

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