|
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 七频段定向高频天线 BMA-7。 无线电电子电气工程百科全书
拥有一个全波天线，或者至少一个能够在 1 个业余 HF 频段中的大部分频段上工作的天线，是许多短波运营商的梦想。 当涉及定向天线时，创建多频段天线的任务变得更加复杂。 已发表的文章中提出了一个有趣的解决方案。 UTXNUMXMA 在该设计中使用的想法对于短波运营商独立开发 KB 天线时很有用。 用于业余无线电通信的多频段定向“波通道”天线非常受欢迎，它们由许多国家的数十家公司生产。 此类天线主要使用分离谐振电路 - TRAP 或梯子制成 [1, 2]。 尽管有明显的便利，但这项技术很少用于业余天线设计，这首先是因为可靠且精细调谐的梯子的手工制造的复杂性。 最近，出现了使用所谓的多频带负载电路（LOad Multiband或简称LOM）以更简单的方式解决多频带操作问题的天线设计。 这种天线的主要元件是具有一定电感的线圈，位于有源或无源元件的一定位置。 LOM 负载的作用机制是，在相对较高的频率下，线圈会引起明显的电流反射，因此其在“预线圈”部分上的分布结果接近于传统负载中的分布。臂长约为 0,25λ 的偶极子。 在低频下，电流沿着天线臂的整个长度传播，并且线圈充当延伸线圈 [3]。 让我们尝试比较两个三带偶极子的主要参数：使用梯子和使用 LOM 线圈。 使用 MMANA 天线程序（TNX JE3HHT 和 DL2KQ 为优秀程序）进行计算。 图 1a 显示了 10、20 和 40 米范围内的偶极子图。 偶极子的臂是对称的，这使得可以仅显示偶极子的一半以简化图形。 我们假设陷波电容器 L1C1（谐振频率 f1 = 28,3 MHz）和 L2C2（f2 = 14,15 MHz）由位于线圈内部和外部的管组成。 请注意，这种技术上方便的电容器设计有一个显着的缺点 - 由于这些管子的影响，线圈（以及整个电路）的品质因数降低了 3 ... 4 倍，并且在许多型号中不超过Q = 80 ... 100。因此，电路中的损耗及其发热也会增加相同的系数。 我们取C1 = 25 pF，C2 = 15 pF，Q1 = 100，Q2 = 80，天线导体（管）的直径为30 mm。 偶极子部分ab、cd例如具有输入电阻的无功分量在所有三个范围内接近于零的长度。
不同范围内电流值沿偶极子的变化图如图 1 所示。 10b（范围 1 米），图 20b（范围 1 米） 40,c（XNUMX米）和图。 XNUMX.g（XNUMX米）。 图中的箭头显示偶极子相应部分中的电流方向。 MMANA 显示，位于梯子后面的偶极子部分上也存在小电流，这是由于天线工作部分的干扰而出现的。 在 10 米的范围内，该电流通过缩小辐射方向图 (DP) 显着增加了天线增益（约 0,4 dB），并且还增加了天线输入阻抗。 计算结果总结于表中。 式中，R为天线谐振时的输入阻抗。 增益 G 是相对于没有阶梯的半波偶极子给出的。 两个线圈 PL1 和两个 PL2 中的总热损耗分别突出显示，因为天线的可靠性直接取决于这些损耗。 G 是 -3 dB 时方向图主瓣的宽度，或最大值的 0,707。 在估算热损失时，可以假设 0,1 dB 大约相当于总功率的 2,4%。 偶极子的总长度为 2x6,7 m。 在图中。 2，还显示了 10、20 和 40 米范围内的偶极子，但与第一个不同的是，它使用的不是梯子，而是 LOM 线圈。 选择 L1 和 L2 的值、ab、cd 部分的长度以及容性负载 EH1 和 EH2，以便在所有三个范围内输入电阻的无功分量接近于零。 特别地，对于0,25米范围，第一部分ab的长度将约为10个波长。 由于该范围内L1的存在，ab段电流曲线的形状几乎与半波偶极子的形状相同。
cd 部分中线圈后面的电流大小比第一部分小几倍。 这很重要，因为这里的电流方向相反，其作用导致图案扩展，从而导致偶极子增益下降。 为了最大限度地减少这种不良影响，引入了电容负载 EH1，它“接管”并排除辐射中的部分逆流。 cd段中电流的大小也取决于线圈L1的电感，越大则电流越小。 另一方面，增加线圈的电感会导致第二频段（20米）上的宽带下降，因此该线圈的电感的选择是不可避免的妥协。 在 20 米范围内，元件 L2 和 EH2 的工作方式类似，L1 线圈作为延伸。 在 40 米范围内，两个线圈都是延长线圈。 这种偶极子变体的导体上的电流图如图 2,6 所示。 10（2米），图。 20,c（2米）和图。 40.g（XNUMX米）。 计算表明，最佳值为 L1 = 3,5 µH，L2 = 18 µH。 偶极子的总长度为 2x5,8 m，最末端部分的管直径为 20 mm，其余部分的管直径为 30 mm。 EH1 的长度为 0,8 m，EH2 的长度为 0,6 m，管子直径为 16 mm。 计算出的参数也显示在表格中，方便比较。 在计算中，线圈L1和L2的品质因数假设为250，这是相当现实的。
TRAP 和 LOM 偶极子的热损失比较表明，后者的损失少 2...3 倍。 在其他设计条件相同的情况下，LOM天线可以承受高功率。 然而，如果梯子中使用外部电容器，则两种类型的天线在该指标上将大致相同。 LOM 天线的一个有用特性是它对线圈的电感并不重要。 如果偏离计算值 10%，通过调整 EH 元件的长度即可轻松恢复谐振调谐。 在这种情况下，天线参数变化不大。 还有一个明显的优点——无需使用专为高无功功率设计的高压电容器。 在垂直多频段天线中成功使用LOM技术后[3, 4]，作者尝试将该技术应用于10 KB频段（40至50米）的简单定向天线的有源振动器（AV）中。 AB 设计为使用一根 10 欧姆馈线，无需任何开关。 除了 AV 之外，天线还包括 12 个反射器，覆盖范围为 15、17、20、30、40 米，而在 7 和 7 米范围内，天线中只有有源振动器工作。 实验天线的外观如图3所示，作者将其命名为BMA-XNUMX（Beam Multiband Antenna for XNUMX band）。 XNUMX.
其主动振动器的电路原理图如图4所示。 XNUMX. 每个臂 AB（仅显示两个臂中的一个）由四个导体组成，其起始端汇聚于馈电点。
天线的结构基础是一个中心振动器，由三段硬铝管组成，线圈 L1 和 L2 位于其间。 该振动器的工作距离为 10、20 和 40 米。 钢丝振动器 PV15 和 PV17 提供 15 米和 17 米的范围。 低电感的 L4 线圈允许您将 PV17 振动器的长度减少到设计原因所需的尺寸。 PV12振动器的工作范围为12米，与L3线圈和附加的PVZO导体一起，获得了30米范围的发射器。 当然，AV 的组件之间存在相互影响，但总的来说，在 1,1...1,4 范围内的所有范围的中频处都可以获得清晰的七个谐振和 SWR（仅限 AV - 无反射器）。 图 5 示意性地显示了更详细的图纸 AB，其主要尺寸为两个投影。 XNUMX.
PV 线式振动器由 PVZ 品牌乙烯基绝缘绞线制成，横截面为 2,5 平方米。 毫米。 为了支撑线振动器，使用了“Antennopolis”（扎波罗热）公司的小螺母绝缘体 IO 和塑料天线绝缘体 IE。 这些绝缘体的尺寸为 17x17x115 毫米，有四个孔 - 两个位于边缘，两个位于中间。 线圈L4有7匝，从PV17发射极线直接绕在绝缘体中部。 线发射器PV12通过介电垫片RP固定在距中心振动器一定距离处。 PV15 和 PV17 发射器的远端（距天线中心）通过聚丙烯拉伸器 PP 固定在 EH2 管上。 10米范围反射器由直径为20毫米、长度为5,3 m的管制成，15米范围由直径30、20、16和10毫米的管制成（总长度7,235 m）， 20 米范围由直径 30 和 20 mm 的管组成（总长度 10,51 m）。 从AB到10米、15米和20米范围的反射器的距离分别为2,05、2,6和3,7 m。 12 米和 17 米范围的反射器由聚乙烯绝缘品牌 PVZ - 2,5 的绞合线制成，分别位于 15 米和 20 米反射器上方（见图 3），使得导线的中间部分反射器比管高 0,5 m，两端高 0,2 m。12 米范围内反射器总长度为 5,5 m，17 米 - 7,75 m 范围内反射器总长度。容性负载来自具有直径为 16 mm，长度 EH1 - 1,3 m 和 EH2 - 1,6, 1 m。线圈数据：L33 - 直径为 1 mm 的框架，横截面为 9 sq 的 MGTF 线。 mm，匝数 - 2，紧密缠绕，采用 NOVA ROLL 电工胶带防水； L32 - 框架直径为 0 毫米，MGTF 75 平方。 毫米，匝数 - 24； L3 - 框架直径为 40 毫米，MGTF 0,75 平方。 毫米，18 圈。 首先在原型机上对天线进行了实验测试，然后开发了实际样品。 使用桥式 SWR 计调整有源振动器：在 10 米和 20 米范围内通过改变电容负载的长度，在 40 米范围内通过改变端部长度来调整。 其余范围通过选择线振动器的长度来调整。 由于电线上存在乙烯基绝缘层并且靠近管反射器，因此很难计算电线反射器的长度；使用 GIR 将它们调谐到与给定范围的平均频率相差 3 的频率％ 向下。 主动振动器的总长度为2x6,35 m。 收到MMANA计算机程序后，对主动振动器（范围10、20和40米）的计算表明，如何通过减少EH的长度和主动振动器的总长度来获得相同的参数（参见计算数据）多于）。 电源线与 AB 匹配仅使用一个附加元件 - 容量为 56 pF / 2,5 kVA 的电容器，与天线输入并联。 使用 RG-5 馈线同轴电缆的 15 匝保护扼流圈 L58 进行平衡，该保护扼流圈缠绕在由 65VN 材料制成的直径 300 mm 的环形铁氧体磁芯上。 电感器和匹配电容器放置在保护壳内，并安装在 AB 中心的钢支柱 RP1 上，支撑元件 PV15 和 PV17。 不应忘记（特别是在对天线进行建模时），连接至变压器的线段（每段约 10 厘米长）包含在电气长度 AB 中。 中心部分AB（直到线圈L2）由直径为30毫米的管制成，端部部分由直径为20、18和10毫米的管制成，并相互插入。 天线由 50 米长的 PK7-30 电缆供电。 对AB元件的长度进行轻微修正后，得到以下值： SWR - 中频范围在1,1...1,4内； SWR ≤ 2 的工作频段在 10 米范围内为 1 MHz，在 12、15 和 17 米范围内为 0,5 MHz，在 20 米范围内为 0,32 MHz，在 30 米范围内和 0,09 米范围内为 40 MHz - 0,18兆赫。 使用 DRAKE 的 WH7 设备进行测量。 “空中”检查天线表明，在 20 米范围内的中等路线上的前向/后向比在 12 ... 15 dB 范围内，在较高范围内为 15 ... 18 dB。 与 Inv 相比，射程为 40 米。 V，事实证明，在其最大辐射方向上，BMA-7天线并不逊色于全尺寸的Inv.V。 V，但在横向方向上它优于 1...2 分。 10...20 MHz范围内增益的计算值为4...4,5 dBd。 是否可以通过增加导向器来改善这个天线的参数？ 由于以下原因，这是相当困难的。 首先，较低范围的董事显着恶化较高范围的参数。 为了消除这种现象，您将不得不引入梯子、LOM-carcass或采取其他特殊措施。 其次，由于输入阻抗在不同范围内的分布，很难对一根馈线使用标准匹配方法。 或许，“普通”短波操作员可能会对所描述的天线形式感兴趣。 就其参数而言，BMA-7天线接近长度为6...8米的对数周期天线，但它包含30米和40米范围的元件。 还可以注意到，在西方短波运营商中，FORCE-4 的简单 C12 天线很受欢迎，吊杆长度为 3,6 m，在 10、15、20 米范围内各有两个元件，在 40 米范围内各有一个元件带有两个喂食器（价格 - 约 700 美元）。 总之，我们可以说，正如这项工作所表明的那样，LOM 技术可以成功地应用于多频段天线，与 TRAP 技术平等竞争。 作者感谢 Boris Kataev (UR1MQ) 在安装和配置 BMA-7 天线过程中提供的宝贵帮助。 文学
作者：E.Gutkin (UT1MA)，卢甘斯克，乌克兰
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
▪ 超快的货物交付 ▪ 一个人的牙齿间谍
▪ article 高速公路预制涵洞的安装工。 劳动保护标准说明
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