Vysokofrekvenční zesilovače versus antény. Vysokofrekvenční válcová anténa pro laterální záření s kruhovou snímací anténou s pohyblivou vlnou
\r.l. design\antény\...RF zesilovače vs. antény
Tento materiál je užitečný pro ty, kteří by chtěli utrácet peníze za zkvalitnění komunikace s maximální efektivitou. Zkoumá různé způsoby, jak dosáhnout decibelů, které každý tolik potřebuje, a poskytuje odhad nákladů na jejich získání.
A. Dubinin RZ3GE, A. Kalašnikov RW3AMC
Ne všichni, ale mnoho radioamatérů se dříve nebo později potýká s problémem zlepšení kvality komunikace. V tomto případě vyvstává mnoho otázek, ale hlavní jsou zpravidla pouze dvě: mám si koupit výkonný lineární zesilovač nebo zlepšit anténní systém? Oba je lze do značné míry klasifikovat jako filozofické. No, pokusíme se je podrobně zvážit z hlediska materiálových nákladů a ergonomie, tzn. - zlepšení spotřebitelských kvalit rádiového systému a na základě těchto myšlenek se pokusíme poskytnout rady, které někteří z vás mohou i zkusit využít.
V posledních letech je ve světě trvalý trend snižování výkonu vysílače tam, kde taková možnost existuje. Je to dáno zavedením nového směru ve vývoji moderní technologie – úsporou energie, která umožňuje šetřit neustále se vyčerpávající zásoby nerostných surovin, které se zase využívají k výrobě elektrické energie, a stále hlasitějšími prohlášeními „zelených“ o tzv. nebezpečí jakéhokoli rádiového vyzařování. Tato fakta samozřejmě nejsou rozhodující při výběru způsobu, jak zlepšit efektivitu komunikace pro miliony radioamatérů po celém světě. Oni (včetně nás) chtějí jít vždy dál, více, mocněji, i když se musí oblékat do olověných hábitů! Někteří lidé potřebují první DXCC, jiní potřebují 9B WAZ a tak dále donekonečna! Hromadění ocenění, která nás oslavují, se pro některé stává cílem číslo jedna v životě! S věkem se to stává zvykem a už není možné přestat.
První, co radistu napadne, když se chce odlišit od ostatních, je vyrobit nezvykle výkonný zesilovač. Při bližším zkoumání problému však fakta naznačují, že instalace nadměrně výkonného lineárního zesilovače pro zvýšení úrovně vyzařovaného signálu není zdaleka optimálním řešením. Jedním z těchto faktů je poměr cena/kvalita dosaženého výsledku. V naší zemi zůstává problém ceny potěšení stále možná tím hlavním v této věci.
Před dalším zvažováním problematiky si uděláme malou odbočku, abychom se krátce seznámili s určitým zařízením: tzv. S-metrem, určeným k hodnocení síly signálu na stupnici S, resp. Tímto zařízením jsou vybaveny všechny průmyslově vyráběné transceivery. Stupnice tohoto zařízení je nelineární a cena dělení stupnice odpovídá změně signálu o 6 dB. 1 bod tedy odpovídá 6 dB. Hodnoty S-metru jakéhokoli transceiveru nelze považovat za absolutně přesné a někdy ani za přibližné (nesmíme zapomínat, že na KB se úroveň signálu přicházejícího ze vzduchu obecně NELZE srovnávat s tou, která dorazila DŘÍVE kvůli náhodné povaze jeho cesty od vysílače k přijímači je to ještě obtížnější provést v režimu SSB, protože amplituda signálu se mění v důsledku změn úrovně hlasu operátora). Tyto údaje jsou vhodné pouze pro provádění kvalitativní analýzy stupně nárůstu vyzařovaného výkonu vysílacího zařízení.
Nyní si udělejme nějaké praktické cvičení. Zkusme postupně zvyšovat výstupní výkon vysílače a pozorovat, jak moc se mění hodnoty S-metru na přijímači vašeho korespondenta a sestavit graf, který odráží náklady na pořízení odpovídajícího zesilovače. Je známo, že pro zvýšení síly signálu na přijímací straně o 3 dB je nutné zvýšit výkon zesilovače vysílací stanice DVAKRÁT! Všimněte si, že 3 dB odpovídá pouze polovině jednoho dílku S-metrové stupnice, tzn. přesně půl bodu!
Pro zvýšení síly signálu na přijímací straně pouze o jeden bod na stupnici S-metru je tedy nutné zvýšit výkon vysílače ČTYŘIkrát! Pomocí této jednoduché aritmetiky můžete vypočítat stupeň zvýšení výkonu výstupního signálu vašeho korespondenta na základě údajů na S-metru. Na Obr. Obrázek 1 ukazuje tři stupnice S-metru s hodnotami odpovídajícími různým výkonům odpovídajícího zesilovače ilustrující toto pravidlo.
Použití zesilovače o výkonu 1 kW místo 100 wattového tedy způsobí zvýšení signálu na přijímači vašeho korespondenta o cca 10 dB (1,5 bodu na S-metru), což je samozřejmě pro operátora velmi citelná událost, ale stane se ještě nápadnějším, když pochopíte, že za toto potěšení musíte zaplatit asi 1 500 $. Tolik stojí nekvalitní kilowattový zesilovač. Koupě zesilovače o výkonu 1,5 kW (jen o 500 W výkonnější!) bude stát asi 2 500 $ (příklady jsou uvedeny níže) a na S-metru uvidíte nárůst odečtů o 0,5 bodu. Zde mluvíme o průměrných nákladech na průmyslové zesilovače KB pro amatérské účely, s výjimkou domácích řemesel Kulibin a zařízení ministerstva obrany.
Zajímavý závěr: v tomto případě bude rozdíl mezi 5-6 a 5-8 stát asi 2500 $. Náklady radioamatérů, kteří si zvolili tuto cestu ke zlepšení svých úspěchů, se však neomezují pouze na náklady na zesilovač. Například: v případech, kdy zesilovač nemá laditelný výstupní obvod, je nutné použít anténní tuner. Náklady na komerčně vyráběné tunery určené pro výkon 300 W jsou v průměru 500 USD. A samozřejmě nezapomeňte na placení elektřiny. Zesilovač s výstupním výkonem 500 W odebírá ze sítě přibližně 1000 W. Tento podíl zůstává stejný i u ostatních mocností. Například milovaná GU-78 se 4 kW v anténě už odebírá ze sítě cca 8 kW. A průmyslové širokopásmové vysílače jako „BRIG“ (1 kW), „PLAMYA“ (10 kW) a podobné pracují s účinností jen asi 30 % – pak si to spočítejte sami. Při výpočtech vezměte v úvahu také skutečnost, že toto zařízení je zdrojem rušení jiných provozních elektronických zařízení. V první řadě samozřejmě televize. Výkonové zesilovače vytvářejí pro fanoušky nekonečných televizních seriálů řadu, mírně řečeno, nepříjemností, se kterými chtě nechtě musí počítat. Různé typy filtrů mohou pomoci vyřešit mnoho problémů spojených s televizním rušením. Také stojí peníze. (Poměrně nedávno zvládla výrobu některých z nich saratovská firma REMO. Levnější a lepší než dovozové...)
Pokud se však stanice nachází ve venkovské oblasti, nedostatek elektřiny vám nedovolí dělat ani dlouhé „a-a-a-a-a-la, jedna, dvě, tři...“. V dřevěných venkovských domech a domech „nových Rusů“ je jedním z nejdůležitějších problémů požární bezpečnost. Hasicí přístroje a kvalita elektroinstalace se stanou neustálou bolestí hlavy. V důsledku toho přijde nemalá částka. To jsou jen základní aspekty spojené s používáním výkonného zesilovače.
Nyní se podíváme blíže na další příležitost ke zlepšení kvality komunikace: pomocí účinného anténního systému. Na co si v tomto případě musíte dát pozor:
První. Je nutné pochopit, že: zesilovače pouze zesilují signál vysílače a na rozdíl od antén nedělají nic pro zlepšení příjmu.
Druhý. Mimořádně důležitou vlastností antény je schopnost snížit úroveň rušivého signálu využitím jejích směrových vlastností. Otáčením antény lze dosáhnout jejího optimálního nasměrování, odpovídajícímu nejkvalitnějšímu příjmu signálu, tzn. zlepšit odstup signálu od šumu – nejdůležitější parametr v rádiové komunikaci.
Náklady na anténu, která poskytuje podobné zvýšení úrovně signálu pro přenos, budou o řád nižší než náklady na výkonný zesilovač. Jak již bylo řečeno, zvýšení výkonu výstupního zesilovače o 6 dB (pouze 1 bod na S-metru vašeho korespondenta), tzn. ČTYŘIkrát s přibližně 100 W (standardní výkon transceiveru), náklady: QRO HF-1000 (600 W) - 2690 $, Ameritron AL-80 V (850 W REP) - 1350 $, Ameritron 811 V (600 W REP) - 1050 $, Command Technologies HF-1250 (800 W) - 3250 $ (uvedeny ceny moskevských společností). Při přípravě tohoto materiálu nebylo možné najít konkrétní 400wattové zesilovače. Zajímavé je, že stejný nárůst (asi 6 dB) oproti tolik oblíbenému „dlouhému drátu“ 84 metrů má například běžná 4-prvková Yagi anténa nebo podobné čtverce. A použití serióznějších antén poskytuje ještě větší zisk, resp. Náklady na takové antény od tuzemských výrobců se pohybují přibližně od 100 do 400 USD v závislosti na dosahu a stupni složitosti samotné antény. Dáváme velmi průměrné ceny, ale i ony mluví výmluvně samy za sebe. Navíc je třeba mít na paměti, že horizontálně polarizovaná anténa umístěná nad zemí má zisk přibližně o 5-6 dB větší než ve volném prostoru (přesná hodnota závisí na parametrech země). Tento faktor je třeba vzít v úvahu při zvažování účinnosti zesilovačů a antén. Zvýšení výkonu z 1 kW na 4 kW (opět pouze 1 bod na S-metru!) vás bude stát 4-9 tisíc $: (QRO 3 KDX (2,8 kW), Henry 3 k ULTRA (ZkW), HF-2500E (2,5 kW)).
Vizuální znázornění je na obr. 2.
Na vodorovné ose jsou hodnoty zisku antén umístěných ve výšce 22 metrů nad skutečnou zemí, vyjádřené v dBi (podrobnosti o zisku viz str. 4 katalogu „BREEZ Winter 2001“). Zde jsou vyneseny hodnoty výkonu signálu, který anténa vyzařuje, za předpokladu, že výstupní výkon vysílače (transceiveru) je 100 W. V tomto případě je tato hodnota brána jako počátek souřadnic. Zisk a výkon jsou vyneseny na stejné ose, aby pomohly demonstrovat rozdíl v nákladech na zesílení signálu mezi zesilovači a anténami. Cena, kterou budete muset zaplatit za vše, co je natištěno na vodorovné ose, je vyznačeno na svislé ose. Data jsou prezentována ve formě grafů pro antény v pásmech 7, 14, 21 a 28 MHz a sestavu dvou antén v pásmu 14 MHz. Grafy tedy ukazují, jaká je dnes průměrná moskevská cena za zisk přijímaný určitými anténami. Na obrázku je například vidět, že anténu 14 MHz se ziskem 16 dBi (5 prvků YAGI) lze pořídit za 750 dolarů. Tečky označují výkonové zesilovače, které lze dnes zakoupit od moskevských společností. V tomto případě jsou zesilovače v příznivější poloze vůči anténám, protože hodnoty výkonu vyzařovaného do vzduchu odpovídají provozu zesilovače na půlvlnném dipólu umístěném ve výšce 22 m. Vezměme si například zesilovač ALPHA-87 A Při 100 wattech na vstupu je jeho výstupní výkon 1,5 kW, což odpovídá zesílení přibližně 12 dB (15krát), pokud by byl tento zesilovač připojen k izotropnímu emitoru vynesli bychom to na náš výkres na svislou osu odpovídající hodnotě 12 dB. V našem případě však všechny zesilovače pracují na půlvlnném dipólu, takže musíme přidat 2,15 dB (rozdíl zisku mezi izotropním zářičem a dipólem) a přidat asi 5 dB vlivem zemního vlivu. Celkem - téměř 19 dB, jak je znázorněno na obrázku. Pokud se 100W signál zesílí o 19 dB, výsledkem bude téměř 8000 W. Stejný zisk 19 dBi (tj. vzhledem k izotropnímu emitoru) má stoh pouze dvou antén. Je příznačné, že cena za stejný zisk se liší téměř 6krát! Ještě indikativnější jsou náklady na stejné zvýšení zisku pro zesilovače a pro annnn. Připomeňme si: zvýšení výkonu o 3 dB (například z QRO-1000 na QRO-2500) bude stát téměř 2000 $, zatímco stejné zvýšení o 3 dB u velkých 7 MHz antén bude stát pouze 300-400 $.
Na obrázku nejsou komerčně vyráběné výkonnější zesilovače, protože jejich cena přesahuje hodnoty uvedené na svislé ose a z tohoto důvodu jsou dostupné několika domácím radioamatérům, takže jejich výskyt v Rusku lze považovat za výjimku. .
Zároveň se nenechte zmást tím, že srovnáváme jednopásmové antény se zesilovači pracujícími na všech pásmech, protože pokud máte anténu pouze na jedno pásmo, tak při koupi zesilovače budete „navíc ” získáte příležitost „zesílit“ všechny ostatní rozsahy, na kterých nemůžete pracovat.
Graf ukazuje, kolik můžete ušetřit instalací vhodné antény a zároveň poskytuje stejný výsledek na S-metru vašeho partnera.
Mimo jiné máte možnost plynule zlepšovat výkon anténního systému vytvářením anténních stohů. Správným spojením pouhých dvou antén do stohu můžete okamžitě zlepšit příjem (v lepším případě) dvojnásobně, tzn. o 3 dB. V praxi se vše ukazuje jako mnohem záhadnější: vzájemným přepínáním zásobníkových antén a jejich napájecích fází v různých kombinacích (dnes to dělají malinká zařízení!) lze měnit vyzařovací diagram ve vertikální rovině celého anténního systému, výběr v tuto chvíli nejvhodnější možnosti. U nás je takových KV antén velmi málo a VKV přehrávačů takové antény používalo málo a je jich stále méně. Ale ve světě jsou výhody takové konstrukce anténního systému známy již dlouho. Vezměme si například stoh OH8OS sestávající ze 6 antén po 6 prvcích na dosah 20 metrů (tři patra po 2), na stožáru vysokém 60 metrů a hmotnosti 1,5 tuny, který má zisk asi 25 dBi. ! Jinými slovy, toto je ekvivalentní připojení 30kilowattového zesilovače ke 100wattovému transceiveru!
Nebo anténa W5UN - hlavní "lunární" planety. Jeho konstrukci tvoří 32 17prvkových antén. Šířka laloku antény v rovině E je pouze 3,7° a zisk je 32 dBi (1585krát větší výkon)! Tento design se otáčí dvěma nákladními vozy a úplné otočení trvá přibližně 7 minut!
Konstrukce KS1XX, NCOP, W3LPL, W6KPC - fantastické konstrukce! Samozřejmě, že tyto ohromující návrhy antén jsou mimo dosah většiny běžných radioamatérů, ale jednodušší návrhy sestávající ze 2 pater moderních vícepásmových antén jsou v dosahu mnoha. Je důležité vzít v úvahu, že s rostoucím výkonem výstupního zesilovače exponenciálně roste jeho cena a zlepšení parametrů antény (i s přihlédnutím k ceně sestavy stožár-převodovka) je dosaženo s podstatně menším úsilím a náklady.
Modernizace anténního systému je tedy nejoptimálnějším způsobem, jak zvýšit účinnost celého rádiového systému, což umožňuje nejen výrazně zlepšit kvalitu rádiové komunikace, ale také minimalizovat náklady na materiál. Také vylepšení parametrů antény umožňuje zbavit se všech výše popsaných nevýhod, které doprovázejí použití výkonného lineárního zesilovače vysokofrekvenčního signálu.
Podle našeho názoru můžeme identifikovat 5 podmíněných kategorií vybavení pro amatérské stanice, kde přechod na každou následující, při zachování předchozích úspěchů, umožňuje zažít skutečný kvalitativní skok ve výsledcích práce. První počáteční je určena následující sadou: - 100 wattů a dlouhá drátová nebo vícepásmová bičová anténa. Druhý: použití zesilovače s výstupním výkonem cca 1 kW. Třetí: Nainstalujte otočnou směrovou anténu. Čtvrtý: zvýšení výstupního výkonu na 3-4 kW. A ten poslední, pátý: Nainstalujte sestavy antén. V této fázi můžete až do důchodu (nebo v jeho průběhu!) bezstarostně relaxovat a pracovat na vzduchu. Úspěch je zaručen!
Konečné rozhodnutí o výběru metody pro zlepšení účinnosti vaší stanice zůstává vždy na vás.
Důležitá informace: v Rusku je v licencích první (nejvyšší!) kategorie pro KB (kromě 160 m) povolen výstupní výkon 200 wattů!
Tento článek uzavíráme užitečnou tabulkou. Po pečlivém prostudování můžete vyvodit zajímavé závěry, například: kolikrát (přibližně) váš korespondent zvýšil výstupní výkon svého RA, když váš S-metr ukázal rozdíl 4 bodů (4 body jsou 24 dB nebo 250krát u moci... .), ačkoli vás ujišťuje, že má ZxGU-50. Nebo kolikrát se váš signál „zesílí“, když místo „dlouhého drátu“ (5 dB = 3,1 násobek výkonu) připojíte anténu se ziskem 5 dBd.
A. Dubinin (RZ3GE), A. Kalašnikov (RW3AMC)
7.3.4. Antény, anténní komplexy, KV anténní pole
Obecně platí, že vysílací a přijímací antény podléhají různým požadavkům, které určují a charakterizují jejich elektrodynamický režim. Hlavní zásadní rozdíl mezi požadavky je však následující:
u vysílacích antén vystupuje do popředí požadavek na zajištění co nejvyšší účinnosti;
U přijímacích antén vystupuje do popředí požadavek na zajištění vysoké odolnosti proti rušení, tzn. vysoká účinnost a absence nebo nízká úroveň postranních laloků.
Většina směrových vysílacích a přijímacích antén v rozsahu HF jsou anténní pole, ačkoli vzhledem je často obtížné je klasifikovat jako anténní pole: kosočtverečné antény (RG, RGD), vibrační antény s postupnou vlnou (BS, BSVN), logaritmické periodické antény (LPA ).
Vysílací antény
V současné době vysílací radiostanice a radiocentra pro komunikaci na krátké (do 300 km) a střední (do 1000 km) dosahy používají antény se slabým směrovým dosahem typu VG, VGD, VGDSH (horizontální vibrátor (dosah) (shunt)) (VG, kde l – délka ramena vibrátoru; h– výška zavěšení antény nad zemí; d– průměr vibračního prstence.), stejně jako antény UGD a UGDS (antény s úhlovým horizontálním rozsahem (shunt)), které mají kruhový vyzařovací diagram v horizontální rovině. Pro pokrytí vlnového rozsahu od 12 do 150 m je zapotřebí anténní komplex pěti antén typu VGDSh (obr. 7.40):
VGDSH 
; VGDSH 
; VGDSH 
; VGDSH 
a VGDSH 
.
Hlavní nevýhodou těchto antén je jejich nízký zisk (GA) a jejich slabá směrovost, která vede k rušení na velkých plochách.
Pro odstranění těchto nevýhod se pro přenos signálů používají směrové antény. Dosud byly kosočtverečné antény RG, RGD (RG 
, Kde F – polovina tupého úhlu kosočtverce; A– poměr délky strany kosočtverce k optimální vlnové délce kosočtverečné antény λ 0 ; b- poměr výšky závěsu k optimální vlnové délce kosočtverečné antény λ 0). Pro provoz v rozsahu DCM v různých komunikačních rozsazích pomocí těchto typů antén je zapotřebí anténní komplex 4 – 5 antén: RGD 57/1,7-0,5 - pro trasy o délce 600-1000 km; RGD 65/2,8-0,6 - pro trasy o délce 1000-2000 km; RGD 65/4-1 - pro trasy o délce 2000-4000 km; RGD (70/6) 1,25 - pro trasy dlouhé přes 4000 km.
boční pohled
b) pohled shora
Rýže. 7,40. Anténa VGDSh
Kosočtverečné antény typu RG mají vysokou úroveň bočních laloků (až 70 % maxima v rozsahu pracovních frekvencí). A) Fázové pole dvou identických DG antén rozmístěných od sebe v horizontální rovině, nazývané dvojitý kosočtverec (DDR), tuto nevýhodu nemá. Anténa RGD má navíc dvojnásobný směrový koeficient (DA). Výhodou diamantů je jejich vysoká účinnost.
Hlavními nevýhodami „všesměrového“ anténního komplexu založeného na anténách typu RGD je velká plocha, kterou zabírá pole antény, jeho vysoká cena a obtížnost provozu vzhledem k vysoké výšce antén (20 – 35 m).
Pro zajištění vyzařování na vzdálenost až 2000-3000 km se doporučuje používat logperiodické antény. Použití LPA umožňuje snížit celkový počet antén na řídícím středisku a výrazně zmenšit velikost anténního pole ani ne tak kvůli malým rozměrům antény, ale díky jejímu širokému dosahu. Hlavní charakteristiky LPA ve srovnání s RGD anténami jsou uvedeny v tabulce. 7.20.
Otočný LPA umožňuje rychlou změnu směru záření pro práci s libovolně orientovanými korespondenty na vzdálenost až 2000-3000 km. Tuto anténu lze namontovat na podpěru stožáru instalovanou na zemi nebo na střeše budovy.
Tabulka 7.20
Kromě vlastností rádiových vln je nutné pečlivě vybírat antény pro dosažení maximálního výkonu při příjmu/vysílání signálu.
Pojďme se blíže podívat na různé typy antén a jejich účely.
Antény- přeměnit energii vysokofrekvenčních vibrací z vysílače na elektromagnetickou vlnu schopnou se šířit prostorem. Nebo v případě příjmu produkuje obrácenou konverzi - elektromagnetické vlnění na KV oscilace.
Směrový vzor- grafické znázornění zisku antény v závislosti na orientaci antény v prostoru.
Antény
Symetrický vibrátor
V nejjednodušším případě se skládá ze dvou vodivých úseků, z nichž každý je roven 1/4 vlnové délky.
Široce používané pro příjem televizního vysílání, a to jak samostatně, tak jako součást kombinovaných antén.
Pokud tedy například metrový rozsah vlnových délek televizního vysílání prochází značkou 200 MHz, pak bude vlnová délka 1,5 m.
Každý segment symetrického vibrátoru bude roven 0,375 metru.
Směrový vzor symetrického vibrátoru
Za ideálních podmínek je vyzařovací diagram vodorovné roviny podlouhlá osmička, umístěná kolmo k anténě. Ve svislé rovině je diagramem kruh.
V reálných podmínkách má horizontální diagram čtyři malé laloky umístěné navzájem pod úhlem 90 stupňů.
Z diagramu můžeme usoudit, jak umístit anténu pro dosažení maximálního zisku.
Pokud není délka vibrátoru zvolena správně, vyzařovací diagram bude mít následující podobu:
Hlavní použití je v rozsahu krátkých, metrových a decimetrových vln.
Asymetrický vibrátor
Nebo jednoduše bičová anténa, je to „polovina“ symetrického vibrátoru namontovaného vertikálně.
Délka vibrátoru je 1, 1/2 nebo 1/4 vlnové délky.
Jde o osmičkový řez podélně. Vzhledem k tomu, že druhá polovina „osmičky“ je pohlcena zemí, směrový koeficient asymetrického vibrátoru je dvakrát větší než koeficient symetrického vibrátoru, protože veškerý výkon je vyzařován v užším prostoru. směr.
Hlavní aplikace v pásmech DV, HF, SV je aktivně instalována jako antény v dopravě.
Nakloněný ve tvaru V
Konstrukce není tuhá, je sestavena natažením vodivých prvků na kůlech.
Má posunutí vyzařovacího diagramu do stran protilehlých ke špičce písmene V
Používá se pro komunikaci v rozsahu HF. Jedná se o standardní anténu pro vojenské radiostanice.
Anténa s pohyblivou vlnou
Má také název - anténa se sklonem.
Jde o nakloněný úsek, jehož délka je několikanásobně delší než vlnová délka. Výška zavěšení antény je od 1 do 5 metrů v závislosti na provozním dosahu.
Vyzařovací diagram má výrazný směrový lalok, což ukazuje na dobrý zisk antény.
Široce používán ve vojenských radiostanicích v rozsahu HF.
Po rozbalení a sbalení to vypadá takto:
Anténa s vlnovým kanálem
Zde: 1 - podavač, 2 - reflektor, 3 - direktory, 4 - aktivní vibrátor.
Anténa s paralelními vibrátory a direktory blízko 0,5 vlnové délky umístěné podél linie maximálního záření. Vibrátor je aktivní, jsou do něj přiváděny VF vibrace a v direktorech se indukují VF proudy díky pohlcování EM vln. Vzdálenost mezi reflektorem a direktory je podporována takovým způsobem, že když se fáze vysokofrekvenčních proudů shodují, vzniká efekt postupné vlny.
Díky této konstrukci má anténa jasnou směrovost:
Smyčková anténa
Orientace - dvoulaločný
Používá se pro příjem UHF TV programů.
Jako varianta - smyčková anténa s reflektorem:
Log-periodická anténa
Vlastnosti zisku většiny antén se velmi liší v závislosti na vlnové délce. Jednou z antén s konstantním vyzařovacím diagramem na různých frekvencích je LPA.
Poměr maximální a minimální vlnové délky u takových antén přesahuje 10 - to je poměrně vysoký poměr.
Tohoto efektu je dosaženo použitím vibrátorů různých délek namontovaných na paralelních nosičích.
Radiační diagram je následující:
Aktivně se používá v celulární komunikaci při konstrukci opakovačů, přičemž využívá schopnosti antén přijímat signály v několika frekvenčních rozsazích najednou: 900, 1800 a 2100 MHz.
Polarizace
Polarizace je směr vektoru elektrické složky elektromagnetické vlny v prostoru.Existují: vertikální, horizontální a kruhová polarizace.
Polarizace závisí na typu antény a jejím umístění.
Například vertikálně umístěný asymetrický vibrátor poskytuje vertikální polarizaci a horizontálně umístěný poskytuje horizontální polarizaci.
Horizontální polarizované antény poskytují větší účinek, protože... přírodní a průmyslové interference mají převážně vertikální polarizaci.
Horizontálně polarizované vlny se od překážek odrážejí méně intenzivně než vertikálně.
Když se šíří vertikálně polarizované vlny, zemský povrch absorbuje o 25 % méně jejich energie.
Při průchodu ionosférou se v důsledku toho rovina polarizace otočí, vektor polarizace na přijímací straně se neshoduje a účinnost přijímací části klesá. K vyřešení problému se používá kruhová polarizace.
Všechny tyto faktory by měly být brány v úvahu při navrhování rádiových spojů pro maximální účinnost.
PS:
Tento článek nastiňuje pouze malou část antén a nepředstírá, že nahrazuje učebnici anténních napáječů.HF antény. Krátkovlnný antény o amatérských pásmech, je a zůstává jedním z horkých témat amatérského rádia. Začátečník se podívá, kterou anténu použít, a vysílací esa se čas od času podívají, co je nového. Abychom nezůstali stát na místě, ale abychom zlepšili své výsledky, jdeme touto cestou porozumění a zlepšování našich antén. Některé radioamatéry můžete dokonce oddělit do samostatné skupiny – Anténní operátoři.
V poslední době jsou antény dostupnější v hotové podobě. Ale i po zakoupení takové antény spolu s instalací by majitel, v našem případě radioamatér, měl mít představu. Podle mého názoru vše začíná místem, kde budou umístěny naše antény, pak antény samotné. Samozřejmě ne každý dostane na výběr místo, ale tady si můžeme vyhrát hodně, a jak si vybrat, ne každému je dán takový instinkt, ale jsou takoví radioamatéři.
HF antény jsou na prvním místě
Technicky je srovnání místa na HF problematické (na VHF je to snadné a měření ukazují rozdíl čtyř decibelů). Ať mají štěstí ti, kteří si takové místo musí vybrat. Pro KV pásma máme větší výběr antén a rozměry jsou snesitelné, ale pro LF pásma je výběr hotových antén menší. A je to pochopitelné - pět prvků yaga pro rozsah 80 metrů není cenově dostupných pro každého. Zde může být pole práce velké, pokud má radioamatér takové pole pro umístění antén v nízkofrekvenčních oblastech
Existuje kniha se spoustou informací o anténách pro nízkofrekvenční pásma
Amatérské antény krátkých a ultrakrátkých vln
Anténa je zařízení zapojené do procesu přenosu elektromagnetické energie z elektrického vedení do volného prostoru a naopak. Každá anténa má aktivní prvek, jako je vibrátor, a může také obsahovat jeden nebo více pasivních prvků. Aktivním prvkem antény je zpravidla vibrátor. přímo připojen k elektrickému vedení. Výskyt střídavého napětí na vibrátoru je spojen jak s šířením vlny v elektrickém vedení, tak se vznikem elektromagnetického pole kolem vibrátoru.
Ideální anténa pro amatérskou radiokomunikaci na KV
Jaké antény používáme my, radioamatéři? Které potřebujeme? Potřebujeme ideální anténu pro metrová pásma. Řekněte, že takoví lidé neexistují a že vůbec nic není dokonalé. Pak blízko k ideálu. za co? Vy se ptáte. Kdo chce dosahovat výsledků a posouvat se vpřed, na tuto otázku dříve nebo později dospěje. Podívejme se, jak rozumět ideální anténě na metrových amatérských pásmech. Proč zrovna na amatérském metru, a protože naši korespondenti jsou v různých vzdálenostech na různých světových stranách. Dodejme sem místní podmínky, kde je anténa umístěna, a podmínky pro průchod rádiových vln v daném čase na těchto frekvencích. Bude tam spousta neznámých. Jaký úhel vyzařování, jaká polarizace bude maximální v konkrétním časovém úseku s konkrétním korespondentem (územím).
Ano, někteří mohou mít štěstí. S umístěním, výběrem antén, výškou zavěšení. Co byste tedy měli dělat? Mít vždy štěstí. Potřebujeme anténu, která bude mít v každém okamžiku nejlepší parametry pro daný průchod rádiových vln jakýmkoli územím. Další podrobnosti = Skenujeme (otočíme) anténu v azimutu, to je dobré. To je první podmínka. Druhá podmínka = potřebujeme skenovat podél vyzařovacího úhlu ve vertikální rovině. Pokud to někdo neví, v závislosti na podmínkách přenosu může signál dorazit pod různými úhly od stejného korespondenta. Třetí podmínkou = je polarizace. Skenování nebo změna polarizace z horizontální na vertikální polarizaci a zpět, plynule nebo po krocích. Po vytvoření a získání těchto tří podmínek v jedné anténě dostáváme ideální anténa pro amatérskou rádiovou komunikaci na krátkých vlnách.
Ideální anténa
Ideální anténa, tak co to je. Pokud vezmeme v úvahu například satelitní paraboly, pak je to snad jasnější a srozumitelnější. Zde bereme velikost (průměr desky), jedná se o přímou závislost na zesílení. Jeden satelit – jako příklad jsme vzali 60cm anténu. průměr Úroveň signálu na vstupu přijímače bude nízká a někdy neuvidíme obraz. Vezměme anténu o průměru 130 cm Úroveň je normální, obraz je stabilní. Nyní si vezmeme anténu o průměru 4 metry a co můžeme pozorovat. Někdy obrázek zmizí. Ano, důvody mohou být dva. Byl to vítr, který otřásl naší 4metrovou anténou a signál zmizel. Tento satelit na oběžné dráze neudržuje stabilně své souřadnice. Na jednu stranu se tedy ukazuje, že 4metrová anténa je nejlepší z hlediska zisku, ale na druhou stranu není optimální, tedy není ideální. V tomto případě je optimální anténa 130 cm V tomto případě, proč ji nelze nazvat ideální?
Tak je to na metr radioamatérských pásem. Pět prvků yagi ve výšce 40 metrů pro dosah 80 metrů nebude vždy optimální. Tedy ne ideální. Můžete uvést i nějaké příklady z praxe. Ve své laboratorní práci jsem vyrobil 3 prvky pro rozsah 10 metrů. Pasivní prvky jsou zakřiveny dovnitř aktivního prvku. Pak přijde do módy třípásmová verze takové antény pod známým názvem. Poslouchal jsem, točil s ní a samozřejmě napojoval na tuto anténu, první dojem byl úžasný. Pak přišel víkend, další soutěž. Ale když jsem s touto anténou zapnul 10, bylo ticho, tak si myslím, včera dosah hřměl, ale dnes žádný průjezd.
Čas od času jsem zapnul tento rozsah, abych poslouchal pro případ, že by nějaká pasáž náhle začala. Během dalšího přiblížení k 10 mě četné radioamatérské stanice ohlušilo - začalo to. A pak okamžitě zjistím, že je připojena špatná anténa. Místo 3 prvků zde byla pyramida pro rozsah 80 metrů. Přepínám na 3 živly – ticho, na pyramidě duní signály. Vyšel jsem ven, prozkoumal 3 prvky, možná se něco stalo, ne, vše je v pořádku. No, pak jsem pracoval na 28 megahertzech, udělal jsem spoustu spojení s pyramidou v rozsahu 80 metrů. V pondělí a úterý byl pozorován stejný obraz a teprve ve středu se zdálo, že věci do sebe zapadly. Na pyramidě je ticho, ale na 3-prvku je hluk. Jaký je rozdíl? Rozdíl v úhlu vyzařování.
V mé pyramidě je záření na 28 MHz. pod úhlem 90 stupňů, tedy v zenitu, a ve 3-prvkovém pod 20 stupňů. Tento praktický příklad nám dává něco k zamyšlení. Další příklad byl, když jsem byl v nulté oblasti. Slyším volání na 20 pro oblast nula, vím, že tento přítel má anténu za několik tisíc dolarů, že je v dobré výšce a výkonový zesilovač tam nemá méně než kilowatt. Volám na něj, ale on neslyší, nebo spíše slyší, ale nemůže ani rozeznat volací znak. Bezvýsledně zkroutil svou drahou anténu a nahlas řekl, že dneska cesta nevede. Zde na této frekvenci slyším – a vy mě přijímáte. Ano, přijímám. Ukázalo se, že jeho soused měl jen pět wattů a anténa byla taková, že jsem to už zapomněl (snad jako trojúhelník na 80). Navázali jsme rádiový kontakt a byl příjemně překvapen, protože věděl, jakou anténu a výkon má jeho soused. Nevím, kolik metrů nebo kilometrů je mezi nimi, ale v tom případě byla chladná anténa bez energie.
Antény pro nízkofrekvenční rozsahy
Proběhly takové laboratorní práce na pásmu 40 a 80 metrů. To vše je hledáním toho, která anténa je lepší. A je tu bod, kdy radioamatéři mají ještě možnost pracovat na takové anténě, aby byla v každém okamžiku optimální, a tedy ideální. Částečně radioamatéři používají některé body, které by měly být součástí ideální antény. Nejjednodušší je nastavit to v azimutu. Druhým z hlediska vyzařovacího úhlu je umístění identických antén na různé stožáry, v různých výškách nebo na stejný, přičemž je přepínáme do stohů. Dostáváme různé úhly vyzařování. A také různé antény s různou polarizací, některé mají. Ale to je částečně, ne celkově. A někteří si řeknou, proč taková anténa? Deset kilowattů a první místo v kapse. Ano, je to vaše volba. Přitom klamete nejen všechny, ale především sami sebe. Nebo kdo takovou anténu používá delší dobu na KV (na VKV existuje), kde jsou vlastnosti ideální antény vlastní.
Naše antény
kv antény
Pro mnoho radioamatérů bylo, je a bude toto téma jedním z nejoblíbenějších. Jakou anténu vybrat, jakou koupit. V obou případech ji musíme namontovat, nainstalovat, nakonfigurovat, zde potřebujeme nějaké znalosti o anténních tématech, zde pomohou časopisy a knihy o anténních tématech. Abychom nakonec něco pochopili. Že anténa radioamatéra by měla být jednou z prvních linií. To SWR není ukazatel a není třeba se za ním v první řadě honit. Že anténa s SWR=2 může pracovat mnohem lépe než s SWR=1. Tato účinnost klesá s přibývajícími prvky a mnohem více.
kv antény
Log-periodická drátová anténa pro dosah 40 metrů. Vše je jednoduché a efektivní Několik variant „slabších“ antén pro nízkofrekvenční pásma 40,80,160 metrů. Skenovací anténa RA6AA, nastavení, použité díly. V časopise Radioamatér 1 1991. Přečíst celé.
Procvičte si ladění a instalaci antén. Zvedání stěžně. Možnosti uchycení anténních panelů na dřevo Ladění pomocí GSS a elektronkového voltmetru v časopise Radio Amateur 2 1991. Číst.
V sedmém čísle 91 let radioamatérského časopisu RA6AEG hovoří o své M anténě.
Všechny tyto informace jsou primárně pro ty, kteří již mají volací znak radioamatérské stanice Také pro všechny ostatní, kteří ještě na KV nepřišli.