|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
无线电电子与电气工程百科全书 业余发射长波天线。 无线电电子电气工程百科全书
在许多国家（包括俄罗斯），除了 HF 和 VHF 频段外，业余无线电爱好者还分配了 DV 范围内的一小部分 (135,7...137,8 kHz)。 在RU6LWZ团队在这个范围内进行实验后（该杂志在今年XNUMX月号中对此进行了讨论），俄罗斯业余无线电爱好者对KDV的兴趣明显增加。 许多人希望在这个范围内开始实验，但由于缺乏关于所需设备的广泛可用信息，其发展在很大程度上受到阻碍。 本文主要讨论 DV 技术的主要方面——发射天线。 目前，俄罗斯业余无线电爱好者广泛发展DV需要解决的主要任务是增加发射业余DV电台的数量。 事实上，在信号被接收之前，它们必须存在。 如果在 HF 上来自业余电台的信号非常强并且距发射机很远，那么要在 DV 上开始实验，非常希望信号源相对较近。 对于我们这个大国的亚洲地区的无线电爱好者来说，这个问题尤其严重。 对于生活在俄罗斯欧洲部分的无线电爱好者来说，这要容易一些。 在西欧，有相当多的无线电业余爱好者使用长波进行发射，使用普通电报机可以在一到两千公里的距离内接收到信号，使用QRSS（慢速电报机）可以在几千公里外接收到信号。在计算机上进行信号处理）。 任何开始在 DV 范围内工作的无线电爱好者必须解决的主要问题是发射天线的构造。 大家都知道，对于HF来说，天线对工作的成功影响很大，但是对于DV来说，这种影响或许更大。 频率约为 136 kHz 的发射机相对容易制造。 它与KB波段发射机没有太大区别。 但天线就完全是另外一回事了！ 天线特性从根本上取决于波长和天线尺寸的比率，136kHz业余频段对应的波长约为2,2公里，是业余无线电运营商以前使用的最大波长的十倍以上。 DV 天线与 HF 上通常使用的天线有很大不同。 直接将 KB 天线复制到远东是不可能的，因为由此产生的天线的尺寸将是业余无线电爱好者完全无法接触到的。 此外，在远东，通常不可能为发射天线提出特定的业余无线电设计。 这在很大程度上取决于当地条件，通常无线电业余爱好者必须自己建造天线。 虽然这并不困难，因为在 DV 上没有在 HF 上观察到的各种天线类型，但设计 DV 天线仍然需要了解其参数是什么、它们如何影响天线的操作、它们的作用是什么。取决于如何改善由发射机和天线组成的整个传输综合体的操作。 这一切促使作者写了这篇文章，讨论了制作业余DV发射天线的基本原理。 当然，文章中介绍的大部分材料都可以在专业文献中找到，但目前还没有专门针对无线电业余爱好者进行这样的介绍。 这并不奇怪，因为 DV 系列最近已可供业余无线电爱好者使用。 作者试图避免复杂的理论，只限于定性的表述和最简单的公式，这对于有意义的天线设计仍然是必要的。 在这种情况下，主要关注的是高频和长波天线设计的根本区别。 这件事到底有多成功，有待读者来评判。 长波天线的一个特征是其尺寸，远小于波长的四分之一。 即使对于专业的LW电台来说也是如此，对于业余的LW电台更是如此。 事实上，KB 熟悉的 136 kHz 范围的四分之一波长引脚的高度应该超过 500 m，就像奥斯坦金诺电视塔的高度一样！ 设计和制造发射长波天线时必须考虑的第二个要点是天线发射的波的极化必须完全垂直。 这是由于地球的特性所致：在如此低的频率下，它接近理想导体，并且任何真正的长波天线的高度都远小于波长。 不可能有效地辐射水平电场，原因很简单，地球只会使该场“短路”。 更严格地说，原因是，从电动力学可知，理想导体表面的电场矢量始终垂直于表面。 当然，地球仍然不是理想的导体，天线的高度虽然很小，但也不为零。 因此，在远东使用具有水平极化（例如水平偶极子）的低洼（与波长相比）发射天线的问题非常有趣并且需要进行实验。 但不可能向刚开始在远东工作的无线电爱好者推荐这种发射天线。 相应的实验需要扎实的经验，并且实验天线必须与已知的东西进行比较。 由于任何实际长波天线的尺寸都远小于波长的四分之一，因此长波发射天线可以分为两大类：电天线和磁天线。 磁性天线是封闭的框架，通常是矩形，必须位于垂直平面（垂直极化！）并且尺寸至少数十米。 西欧和美国的一些无线电爱好者正在试验这种发射天线，他们成功地发射出功率，其发射功率并不比同等尺寸的电气天线低多少。 但尽管如此，这仍然是一种实验级的发射天线。 远东地区发射天线的主要类型是相对于地面馈电大大缩短的垂直发射器。 后者意味着连接发电机的第二极接地。 许多这样的天线都有大量水平排列的电线。 但我们要强调的是，只有天线的垂直部分才是发射器本身，所有水平导体仅用于在垂直导线中产生最大且分布最均匀的电流。 一些类型的 LW 发射天线示意性地显示在图 1 中。 一。
在图中。 图1a示出了没有电容性负载的垂直导线形式的天线； 在图中1b - 具有“伞”形式的电容负载的垂直天线，它可以是支撑桅杆的部分； 在图中1、c——三波束T型天线； 在图中1g——带有倾斜电容负载的单波束G天线； 在图中1、d——带有倾斜电容负载的单波束T型天线； 在图中1,e——带有倾斜“垂直”部分的单波束T型天线，如图1所示。 XNUMX,g——“斜波束”天线。 可能的天线配置不限于图1所示的那些。 1.例如，多波束G天线是可能的。 构成“伞”（图 XNUMX，b）的导体数量不一定是四根。 垂直部分也可以由多条平行或扇出线等组成。同样明显的是，在许多情况下，您可以通过改变供电方式将高频天线用作长波天线。 例如，如果将两条馈线连接在一起并相对于地面馈电，KB 偶极子将成功用作 T 型天线。 请注意，这些天线均不由同轴电缆供电。 所有这些都可以说是“带有单线开放馈线的天线”，尽管事实上这个“馈线”实际上是一个散热器。 一位在 KB 工作时不止一次经历过与电视干扰相关问题的无线电爱好者可能会对发射天线的这种电源非常怀疑。 尤其是当他会进一步建议使用水管作为接地时。 作者赶紧安抚他：在长波上，电视干扰通常比在高频上工作时的问题要小得多。 让我们从实践中举一个例子。 天线的电线连接到电视顶盖上方几厘米高度处的功率约为 50 W 的发射器。 上面还有一盏霓虹灯，当你按下按键时，它会发出明亮的光。 而且电视接收完全没有受到干扰！ 也许情况并不总是那么有利，但显然，电视对如此低频的电磁场不敏感。 由于长波天线的高度始终远小于波长的四分之一，因此垂直电发射器的输入阻抗的无功部分本质上始终是电容性的，并且与输入阻抗的有源部分相比非常大。 为了使天线中的电流达到很大的值，天线输入电阻的电容部分必须通过电感来补偿，其电抗的绝对值等于天线电容的电抗。 因此，在 DV 上使用扩展线圈是绝对必要的（该线圈未在图 1 中显示）。 延长线圈与天线串联。 为了能够估算出延伸线圈所需的电感，需要知道天线电容，这是发射长波天线的一个非常重要的参数。 天线电容越大，延长线圈所需的电感越小。 因此，天线电容越大，由于延伸线圈的欧姆（有源）电阻而导致的发射器的无用功率损耗就越小。 在 DV 上运行时，扩展线圈中的功率损耗非常显着。 另外，随着天线容量的增大，其上的电压也会降低，在远东地区，即使使用功率相对较低的发射机，电压也会达到单位甚至数十千伏。 降低天线电压可以简化绝缘问题。 还有一些原因，我们稍后在讨论所谓“环境损耗”时会谈到为什么要努力使天线电容尽可能大。 正是天线总容量的增加（同时在垂直部分获得更均匀的电流分布），这就是为什么在发射长波天线时，他们试图使水平部分尽可能大，并且通常由多个天线组成。平行线（多波束 L 形和 T 形天线）。 可以使用一个简单的规则，以业余无线电实践可接受的精度来估计长波天线的电容：每米天线导线（垂直和水平部分）给出大约 6 pF 的天线电容。 如果多根导线彼此平行放置，那么它们之间的距离较小，总电容会减小。 因此，在制造具有多波束水平部分的L型或T型天线时，如果可能的话，有必要保持导线之间的距离至少为2...3 m。更大的距离没有意义，距离越小，每米电线的电容就越小。 天线电容的电抗可以使用众所周知的公式 Xc = 1/(2πfC) 求得。 由于延长线圈的电抗绝对值必须相同，因此可以根据电抗与电感XL=2πfL的关系求出电感。 出于实用目的，使用通过代入频率值 f = 136 kHz 并转换测量单位得到的公式更为方便：Xc = 1170000/C，XL = 0,85 L，L = XL/0.85，其中电阻以欧姆为单位，电容以皮法为单位，电感以微亨为单位。 非常粗略地，为了进行粗略计算，我们可以假设在 136 kHz 的频率下，1000 pF 电容的电抗为 1000 欧姆，并且与 1000 pF 相比，电抗随着电容的减小而按比例增加。 因此，对于电感来说，每个微亨提供大约1欧姆。 这些数字很容易记住。 通常不需要更高的计算精度，因为计算值仍然需要通过实验来澄清。 理论上要考虑天线周围物体的影响是极其困难的！ 为了想象典型业余无线电条件下天线参数的顺序，我们将对这样的示例进行估计。 假设有一个 L 形或 T 形天线，单波束水平部分长 80 m，位于高度 20 m。垂直部分的长度为 20 m，导线的总长度为 100 m. 这种天线的电容约为 600 pf，即输入电阻的电抗部分约为 2000 欧姆。 为了补偿天线电容的电抗，您需要一个电感略大于 2000 μH 的延长线圈。 可能会出现问题，为什么不知道天线的电容并使用传统振荡电路的公式来找到延长线圈的电感呢？ 当然，这是可能的等等。 但是，通过电抗计算，我们可以估计给定电流下天线上的电压以及已知品质因数的延伸线圈的损耗电阻。因此，在给出的示例中，可以立即清楚地看出，天线上的电压对于天线中每安培的电流，天线的电压约为 2000V。 由于天线输入阻抗的有源部分远小于无功部分，因此天线上的电压（以伏特为单位）大约等于天线电流（以安培为单位）乘以天线的电抗（以欧姆为单位）。 线圈的损耗电阻、电抗和品质因数通过一个简单的公式相关：Rcat = XL/Q。 当品质因数 Q = 200 时，损耗电阻将为 2000/200 = 10 欧姆。 长波天线的第二个极其重要的参数是其有效高度。 目前不考虑有效高度对天线设计细节的依赖性，我们注意到两种限制情况。 顶部不带电容负载的单根垂直导线的有效高度等于其几何高度的一半。 对于水平部分电容远大于垂直部分电容的L形或T形天线，有效高度接近天线水平部分悬吊离地面的高度。 我们立即注意，我们必须努力使天线的有效高度尽可能大，至少10...15米，最好是30...50。 但是，也许 50 m 是正常业余条件下可达到的最大距离。 这大约是 L 形或 T 形天线的有效高度，其较大的水平部分悬挂在两座 16 层建筑之间。 为什么有效天线高度如此重要？ 问题是，当天线的尺寸远小于波长时，通信端接收到的场强与天线中的电流强度和天线有效高度的乘积（我们将其表示为A）成正比。天线，以米为单位测量。 天线的有效高度越高，信号就越强。 Rizl 发射站发射的功率（不要与发射器的输出功率混淆！）通过简单的关系（对于 136 kHz 频率）与该乘积相关：Rizl = 0.00033A2。 为了导航结果值，让我们看一个示例。 假设天线的有效高度为20 m，发射机输出功率为100 W的天线中的电流强度通常在1...3A的范围内。 设其值为 2 A。则 A = 40 米，发射功率将为 0,5 W。 该示例表明，业余发射 DV 天线的效率非常小，因为只有发射机给出的功率的 0,5% 被辐射。 而且这个还是很不错的！ 效率通常低于 0,1%。 而且只有使用“巨型”（按照业余无线电标准）天线时，效率才能达到百分之几十。 RU6LWZ团队进行的第一次俄罗斯长波DX探险的天线就是一个例子，当时使用的桅杆高度超过100 m。 业余发射DV天线的低效率导致其辐射功率通常以十分之一甚至百分之一瓦来测量，很少达到瓦的单位。 然而，即使发射功率如此微弱，业余爱好者也可以使用特殊类型的工作（主要是 QRSS - 慢速电报），在数千甚至 10...15 公里的距离上进行通信！ 使用传统的电报机，通信距离可以超过数百公里，有时，在良好的覆盖范围、特殊的接收天线和低干扰水平下，通信距离可以超过一到两千公里。 我们发现，高频发射天线的情况与我们习惯的高频天线的情况截然不同。 如果在 HF 上效率通常接近 100%（也许在 160 米范围内除外，但并非总是如此），那么在 DV 上效率就非常小。 如果在 HF 处我们尝试将辐射聚焦在一个方向并使用放大系数的概念进行操作，那么在 DV 处辐射实际上总是圆形的，无需谈论任何放大。 如果在 HF 时我们努力获得平坦的辐射角，那么在 DV 时辐射角总是几乎相同。 如果在 HF 上，天线通常通过同轴电缆馈电，并且我们努力获得良好的 SWR，那么在 DV 上，天线总是直接馈电，SWR 的概念就失去了意义。 在 DV 上工作时，您唯一需要“争取”的就是辐射功率，或者说，天线的最大“米”数。 现在让我们更详细地考虑天线的有效高度如何取决于最常见类型天线的几何尺寸和设计细节。 如前所述，顶部带有电容负载的简单垂直导线（图 1a）的有效高度仅等于天线几何高度的一半。 同理，“斜波束”天线（图1，g）的有效高度等于天线顶点高度的一半。 如果天线具有水平电容负载（例如图1，c），则这种天线的有效高度hd由垂直Cv和水平Cr部分的电容之比以及几何水平部分的悬挂高度h。 可以使用公式 hd = h(1-0,5/(Cr/Cv+1)) 求得 对于整个天线来说，天线的水平和垂直部分的电容可以由“每米电线6 pF”的规则确定。 从公式中可以看出，如果Cg远大于C，则有效高度hd接近几何高度n。对于倾斜“垂直”部分（图1，f）和倾斜部分的情况需要特别考虑。容性负载（图1,6、1、d、d）。 如果“垂直部分”是倾斜的，并且容性负载几乎是水平的（图XNUMX，f），那么几乎没有任何变化，只是C由于电线较长而略有增加，并且公式保持不变。 如果T型天线的垂直部分相当准确地连接在倾斜电容负载的中间（图1，e），则该公式也适用，只是当h需要取该点距地面的高度时垂直部分与水平部分的连接。 在这种天线中，由电容性负载的两个臂产生的电场的垂直分量是相互补偿的。但是在L形天线（图1，d）或“伞”天线（图1,6）中0,5），这样的补偿不会发生。 因此，公式就变得有些不同：hd≤1h(2+a-a1/(Cr/Sv+1))，其中a≤hXNUMX/h为上、下端高度的比值。容性负载。 我们强调，对于如图所示的情况。 1，b 和图。 1g，不希望将容性负载的下端一直降低到地面。 这会将有效高度降低至 0,5 小时。 如果无法提高这些点（例如，只有一根桅杆），最好用绝缘线将构成容性负载的电线继续接地（也可以使用电线，将其折断）在两三个地方有绝缘体）。 如果天线安装点是由“当地情况”决定的，而无线电爱好者又不想参与计算，那么你可以使用这个简单的规则：你必须努力确保最大数量的电线位于尽可能高的位置。可能的（并且，从下文中可以清楚地看出，远离树木、墙壁等）。 嗯，这将是多么有效的高度啊！ 处理完“主要参数”的第一个因素——有效高度与天线中的电流强度的乘积，我们将考虑第二个因素——天线中的电流强度取决于什么，以及如何实现它。更大。 当然，电流取决于发射器的功率。 但不仅如此。 它还取决于输入电阻 R 的有源部分，而输入电阻 R 又是损耗电阻 Rп 和辐射电阻 Rizl 之和，如图 2 中的等效电路所示。 XNUMX.
136 kHz 频率下的辐射电阻（以欧姆为单位）由公式 Rizl = 0,00033hd2 确定，对于业余无线电天线，辐射电阻通常不超过零点几欧姆。 在绝大多数情况下，损耗电阻远大于辐射电阻。 实际上，这就是效率低的原因，等于 Rizl / (Rizl + Rp)。 在这些条件下，天线中的电流主要取决于损耗电阻，辐射电阻对电流几乎没有影响。 正是这种损耗电阻和辐射电阻的比率是 DV 和 HF 天线之间根本差异的原因。 在KB处，天线中的电流强度主要由辐射电阻决定，该电流强度本身的大小并不重要。 天线可以是“电流供电”或“电压供电”，电流强度会不同，但辐射功率相同。 远东地区的情况则完全不同。 天线中的电流由损耗电阻决定，辐射功率与电流的平方成正比。 因此，要力求使电流尽可能大，为此就必须使损耗电阻尽可能小 如果天线中的损耗电阻 Rп 已知，则在已知发射器输出功率 P 的情况下，很容易找到天线中的电流强度 I：I =v (P/Rп)。 损耗电阻由天线导线的欧姆电阻、延长线圈的有源部分电阻、接地电阻和所谓的环境损耗电阻组成。 后者与周围物体（房屋、树木等）中感应电流引起的能量损失有关。 直径至少为2毫米的铜天线线的电阻通常很小，可以忽略不计。 当天线的水平部分（电容负载）非常长（数百米）并且以一根细线的形式制成时，可能会出现例外情况。 损耗电阻的其余部分要大得多。 延长线圈的电阻损耗已经很大，尤其是在品质因数较低的情况下。 品质因数是给定频率下线圈的电抗（感抗）与损耗电阻的比率。 后者包括磁芯、框架和导线中的损耗。 DV发射天线不使用带磁芯的线圈，磁芯线圈会产生大电流，很难避免其饱和。 框架的电介质损耗通常很小，但是，建议是公平的：进入框架的材料越少越好。 当然，建议使用高质量的电介质 但射频电流主要沿导线表面流动（趋肤效应），因此电阻明显大于直流电或音频。 在许多书籍中，您可以找到铜线电阻率（以欧姆/米为单位）的公式，其中考虑了趋肤效应：Rsp = (0,084/d)vf 其中 d 是导线的直径（以毫米为单位）； f - 频率（以 MHz 为单位）。 似乎您可以使用此公式计算线圈线的电阻率，将其乘以线的长度并得到线圈中的损耗电阻。 不幸的是，除了集肤效应之外，还存在邻近效应，这导致线圈中导线的电阻明显大于直导线的电阻。 由于匝数之间的相互影响，电流并不是均匀地流过导线的整个表面，而是主要沿着面向线圈内部的表面部分流动。 因此，有效表面越小意味着阻力越大。 根据作者的研究结果，由于邻近效应，单层线圈的导线电阻增加1+4,9(d/a)2倍，其中d为导线直径； a是绕线节距。 如果绕线步距变小（绕匝对匝），线圈的电感将增加一匝，所需匝数将减少，并且导线的长度将减少。 但邻近效应会显着增加。 如果采用较大的绕线步长，则由于邻近效应而增加的电阻会较小，但您必须绕更多匝，并且电线的长度会变长。 事实证明，当缠绕节距约为导线直径的两倍时，可以观察到最佳值。 换句话说，匝之间的间隙应大约等于导线的直径。 线圈中的损耗电阻取决于电线的直径吗？ 令人惊讶的是，实际上并非如此。 线径越大，绕线长度就会增加，如果将线圈制成多层，邻近效应就会增加。 因此，必须进行更多转弯。 如果对所有这些进行详细的数学分析，就会得到一个非常意想不到的结果：线圈的品质因数（以及相应的给定电感的损耗电阻）主要取决于线圈框架的直径！ 此外，品质因数与该直径成正比。 而且品质因数几乎不依赖于导线的直径。 为了避免误解，我们注意到，这仅适用于线材直径明显大于表层厚度的情况。 在 136 kHz 频率下，这是针对直径为 0,5 毫米或更大的铜线（通常是这种情况）进行的。 因此，为了获得低损耗，需要制造大直径的线圈。 框架直径与绕组长度的比率也很重要。 已经确定，当框架直径比绕组长度大 2...2,5 倍时，线圈的品质因数最大。 在这些条件下，对于使用实心铜线的 136 kHz 频率进行非常粗略的估计（或者更确切地说，通常没有必要），绕组节距和线径的最佳比率以及框架和直径的最佳比率。绕线长度，单层线圈的品质因数可以假设等于框架的直径（以毫米为单位）。 让我们回到上面的例子，其中线圈的电抗应约为 2000 欧姆，有源电抗 - 10 欧姆，品质因数 - 200。框架的直径应约为 200 毫米。 必须选择更大的框架直径才能获得更低的线圈损耗电阻。 我们看到发射 DV 天线的延伸线圈必须采用非常大的尺寸。 因此，线圈通常不内置于发射机中，而是单独放置。 确实，存在一种可能性，即在相同损耗的情况下显着减小线圈的尺寸，或者在相同尺寸的情况下降低损耗。 必须使用发射机专用的利兹线而不是实心铜线来缠绕线圈。 它由大量（数百根）非常细的绝缘铜导体组成。 导体上通常有丝编织层。 使用licendrate时，必须特别注意确保每根（！！！）线都焊接在线圈连接点处。 不幸的是，作者不知道有任何理论可以计算许可线圈的品质因数；根据经验知道，在相同尺寸的情况下，许可线圈的品质因数大约是绕制时的两倍用实心铜线。 延长线圈的损耗电阻是天线整体损耗电阻的重要组成部分。 但是，如果您制作的线圈足够大，但仍可接受直径（200...400 毫米），则总损耗的主要贡献将来自接地电阻和周围损耗的电阻。 它们通常很难分开，这种常见的电阻通常称为接地电阻。 我们立即注意到，射频接地电阻与低频下的接地电阻根本不一致。 因此，如果存在已知电阻的“电工”接地，那么当然可以而且应该使用它，但其在 136 kHz 频率下的电阻将比 50 Hz 工业频率下的电阻大得多。 不幸的是，无线电爱好者通常不可能计算地面损耗。 专业人士使用的公式不适用于与波长相比非常小的业余无线电天线。 与专业天线不同的是，业余天线通常位于房屋、树木和其他物体之间，这对天线的损耗影响很大。 无线电爱好者通常不会做专门的接地，而是使用水管等，这也使计算变得复杂。 因此，我们只能指出接地损耗电阻与周围损耗电阻通常约为 30-100 欧姆，以及减少这些损耗幅度的建议。 正如已经提到的，有必要最大化天线中的电流。 损耗电阻越低，则越大。 为了减少业余无线电实践中的接地损耗电阻，有必要将埋在地下的金属和位于地球表面的所有可能的东西连接起来。 这些可以是水管、各种金属结构等。但不要使用煤气管！ 出于消防安全原因，这是不可接受的！ 在专业实践中，为了减少地面损耗，在天线下方以所谓的“接地金属化”的形式进行接地。 这是埋在浅层或位于地球表面的电线系统。 如果可能，金属化区域应覆盖天线水平部分下方的整个表面，延伸超出天线在接地平面上的投影，距离约为天线高度。 如果没有水平部分（电容负载），则金属化半径应为天线高度的数量级。 完全没有必要以规则圆形的形式进行金属化；我们所说的半径只是指特征尺寸。 您可以使金属化半径更大，但将其加倍不再有多大意义。 同样，在专业实践中，“接地金属化”系统的各线之间的距离选择为约1米，有时甚至使用实心金属片。 这在业余无线电实践中不太可能实现。 因此，即使制作了某种类似的接地系统，电线之间的距离也很可能会更大。 多少取决于特定无线电业余爱好者的能力。 当然，随着地球上“稀有”金属化程度的增加，地球上的损耗也会增加。 接地金属化可以显着降低损耗，从而大大提高发射长波天线的效率。 但是，如果无线电爱好者没有机会对天线下方的地面进行金属化（这是最常见的情况），请不要绝望！ 大多数西欧业余无线电爱好者使用现有的供水系统作为接地，成功地工作。 这实际上就是为什么业余无线电爱好者的接地电阻如此之高，远大于专业 DV 天线的接地电阻，专业 DV 天线的接地损耗电阻通常在 1 欧姆左右，即使对于相对较小的低阻抗天线也是如此。 -为 DV 站供电。 在 LW 广播电台的天线处，当数十甚至数百吨（！！！）金属埋在地下时，甚至更少 - 十分之一，有时甚至是百分之一欧姆。 因此，这种情况下的效率变得非常接近 100%。 但业余无线电爱好者通常不能指望这一点，除非有时他们设法使用专业的 DV 天线。 但决定天线损耗的不仅仅是接地系统的质量。 如果天线导体经过房屋、树木等附近，则会发生额外的射频能量损失，从而加热这些周围的物体。 其实，这就是环境的丧失。 如果可能的话，具有高 HF 电势的天线导线必须距离周围物体至少 1...3 m。 如果这样的电线很长并且与“干扰物体”平行，则必须选择更大的距离。 情况如图所示。 3.
图一情况下的损失3，但明显小于图 3 的情况。 XNUMX、b. 在后一种情况下，垂直电线将在房屋墙壁上感应出大量射频电流，导致发射器功率无用的损失，将其用于加热墙壁。 这种情况必须避免。 但如果无法将垂直天线从墙上取下来怎么办？ 在这种情况下，如图所示修改天线是有意义的。 3、c. 尽管垂直导线中的电流几乎与图 3 的情况相同。 3a，但其上相对于地的射频电势会很小（只有在延长线圈之后才大）。 因此，房屋墙壁的影响将会减少。 然而，线圈必须由稍高的电感制成，因为与线圈连接的天线的电容只是水平线的电容。 在这种情况下，调节高位线圈会很不方便。 解决方案很简单——将大部分电感放在“顶部”，然后打开发射器附近的一个小型变速计，只是为了微调天线以实现谐振。 在这种情况下，经过墙壁附近的电线上的电压会略有增加，但不会像图 XNUMX 的情况那样显着。 XNUMX、b. 类似的情况如图所示。 3d，当发射机位于多层建筑物的顶层时。 看起来天线没有垂直部分，但实际上是有的。 只不过它的作用是由接地线来发挥的，比如水管。 它们位于靠近墙壁的位置，但由于它们实际上没有射频电势，如图 3 中天线的垂直部分所示。 XNUMX、c、墙壁的影响较弱。 所以天线的工作效果相当令人满意。 所考虑的例子表明，当周围物体附近存在带有高电势的天线部分时，环境损耗特别大。 当然，降低整个天线上的电压以及降低天线的一部分上的电压可以减少环境损失。 这解释了之前的评论：增加天线的总电容会提高天线的效率。 事实上，天线电容的增加会导致其两端电压的降低，从而减少环境损耗。 在天线垂直部分相同的发射功率下，可以获得较大的电流强度，从而增强发射信号。 当然，给出的附图和对它们的评论并没有穷尽天线实际实施过程中可能出现的所有情况。 但作者希望它们能够说明一种在给定条件下设计具有最小环境损失的长波天线的通用方法。 那么，在每种具体情况下，无线电爱好者都必须独立思考、实验和做出决定。 总之，简单介绍一下如何将天线连接到发射器。 从上面可以清楚地看出，在大多数情况下，将天线调谐到与线圈谐振后，天线的输入阻抗将不等于 50 或 75 欧姆。 但这不是必需的，没有同轴电缆。 您只需为发射器提供调整输出阻抗的能力即可。 最简单的方法是使用发射器输出级的推挽变压器电路。 在这种情况下，变压器的次级绕组必须制作抽头并安装开关。 看来输出阻抗5、7、10、15、20、30、50、70、100、150、200欧姆的范围对于任何业余无线电天线来说都足够了，包括“非常糟糕”和“非常好” 。 一个标准的 11 位翻转开关就可以了。 为了将天线微调至谐振，非常需要使用长波或中波发射机的变速计。 笔者使用的是RSB-5广播电台中波单元的变速计，其最大电感约为700μH。 当然，这还不够，还需要在调速器上串联一个较大的恒感线圈，调速器仅起调节作用。 在所描述的天线和发射器之间的连接版本中，设置归结为选择在天线中提供最大电流的开关位置并调整延伸线圈的电感。 每次切换发射机的输出阻抗后，都需要调整电感（变量计）以获得谐振，从而实现天线中的最大电流。 还有其他版本的发射器输出电路和其他调谐方法，但它们的讨论将使我们远离本文的主题。 因此，在结束演讲时，祝愿读者实验成功，我们长波长见！ 作者：亚历山大·尤尔科夫 (RA9MB)
交通噪音会延迟雏鸡的生长
06.05.2024 无线音箱三星音乐框 HW-LS60D
06.05.2024 控制和操纵光信号的新方法
05.05.2024
▪ B平面黑洞
▪ 文章 为什么柏林人称这座城市的电视塔为教皇的复仇？ 详细解答 ▪ 文章 Vitafon 设备的模拟。 无线电电子电气工程百科全书
www.diagram.com.ua |
查看其他文章 部分 
科技、新电子最新动态：
本页所有语言