Проектиране и изчисления на ВЧ антена „направи си сам“.

Предишна

Съдържание:

  • Конструкция на HF антената
  • HF магнитна антена

В HF обхвата има редица честоти за радиокомуникация (например 27 MHz, които се използват активно от шофьорите), както и излъчването на различни станции. Но тук няма телевизионни програми. Днес ще разгледаме аматьорската серия, която се използва от различни любители на радиокомуникациите. Това са честоти от 3,7; 7; 14; 21 и 28 MHz от HF обхвата, които са свързани (приблизително) като 1 : 2 : 4 : 6 : 8. И това е много важно, както ще видим по-късно, защото става възможно да се направи антена, която да улавя всички тези ленти (въпросът за координацията е десетият случай). Вярваме, че винаги ще има хора, които ще използват информацията, добре, в краен случай, хванете радиопредавания. Днес нашата тема е HF антена направи си сам.

Конструкция на HF антената

Ще разочароваме много - не се уморяваме да го правим - днес отново ще говорим за вибратори. Нека най-накрая да разберем заедно откъде идва това вулгарно име. Както вече споменахме, всичко във Вселената се състои от вибрации. Животът привлича живот и това движение. За да се дадат вълните на живота, са необходими трептения. Промените в електрическото поле генерират отговор в магнитното поле, като по този начин създават честота, която пренася информация в етера. Без движение полето е мъртво. Например постоянният магнит никога няма да генерира вълна сам. Донякъде дори може да се каже, че електричеството е мъжко начало и съществува само в движение. Докато магнетизмът е по-женствено качество. Все пак се заровихме малко във философията.

Поради това се счита, че е за предпочитане да се използва хоризонтална поляризация за предаване. Първо, азимутът в този случай не е кръгъл (което вече обсъдихме накратко), което означава, че ще има умишлено по-малко препятствия. Но също така знаем какво е за комуникацияобикновено са оборудвани различни обекти, като кораби, коли, танкове =) Те не могат да губят команди, заповеди, думи. И ако обектът се обърне в грешната посока и поляризацията е хоризонтална? Ето защо ние не сме съгласни с много известни и уважавани автори, които пишат, че вертикалната поляризация е избрана за комуникация само защото антената има по-опростен дизайн. Дори когато става въпрос за аматьори, става въпрос повече за приемственост, отколкото за нещо друго. (Вижте също: Направи си сам DMV антена)

Освен това при хоризонтална поляризация параметрите на Земята оказват по-малко влияние върху разпространението на вълната, а на всичкото отгоре при вертикална поляризация фронтът търпи затихване, венчелистчето се издига до 5-15 градуса, което е не е желателно за предаване на дълги разстояния. Точно за антени (асиметрични) с вертикална поляризация е толкова важно доброто заземяване. Освен това ефективността на цялата антена директно зависи от това. По-специално, най-добре е да заровите тел с дължина около една четвърт вълна в земята и колкото повече от тях, толкова по-висока е ефективността. Ето един пример:

  • 2 проводника – 12%;
  • 15 проводника – 46%;
  • 60 проводника – 64%;
  • ? проводници - 100%.

направи

Освен това, с увеличаване на броя на проводниците, съпротивлението на вълната пада, доближавайки се до идеалното (за този тип вибратор) - 37 ома. Моля, обърнете внимание, че това качество не трябва да се доближава до идеалното, тъй като 50 ома не са необходими за съгласуване с кабела (RC – 50 се използва за комуникация). И това е голяма работа. Е, нека допълним пакета информация с простия факт, че при хоризонтална поляризация сигналът се състои от сигнала, отразен от Земята, нека го увеличим с около 6 dB. Има толкова много недостатъци при вертикалната поляризация, но тя се използва (бихме казали, че дори се получи интересно със заземителните проводници).

И така, устройството е HF антенисе свежда до обикновен четвърт вълнов или полувълнов вибратор. Вторите са по-малки по размер и приемат по-зле, но вторите са по-лесни за съгласуване. Такива мачти се поставят вертикално, върху дистанционери, носилки. Е, веднъж описахме структура, която виси на дърво. Не всеки знае, но не трябва да има препятствия на разстояние половин вълна от антената. Това се отнася особено за железни и стоманобетонни конструкции. Не бързайте да се радвате, че всичко е наред, защото при честота 3,7 MHz това разстояние е... 40 метра. Кое? А самата антена е висока колкото осмия етаж. И така... Това е, ако създадете четвърт вълнов вибратор.

Не е много удобно да се издигне кула, за да се слуша радио, затова решихме да се обърнем към стария начин за улавяне на дълги вълни. Вътрешни магнитни антени могат да бъдат намерени буквално във всички приемници от съветската епоха. Да видим дали са подходящи за предназначението си...

HF магнитна антена

Да предположим, че имаме нужда да приемаме честоти от 3,7 до 7 MHz. Да видим дали можем да проектираме магнитна антена за този случай. Състои се от сърцевина с кръгло или квадратно (правоъгълно) сечение. В последния случай изчислението се извършва по формулата:

правя = 2? rs /?;

където do е диаметърът на кръглия прът, h и c са височината и ширината на правоъгълното сечение.

Навиването не се извършва по цялата дължина, всъщност е необходимо да се изчисли какво, колко да се навие и ножа. Нека вземем пример от стар учебник по дизайн, нека се опитаме да изчислим нашата HF антена за честоти от 3,7 до 7 MHz. Да приемем, че съпротивлението на входното стъпало на приемника е 1000 ома (на практика четците измерват сами входното съпротивление на приемника), а параметърът на еквивалентното затихване на входната верига, при който се постига зададената селективност , еравно на 0,04. (Вижте също: Направи си сам телевизионна антена)

Антената, която проектираме, е част от резонансна верига. Тоест, веднага се оказва каскада, надарена с определена селективност. Как да спойкате всичко това, помислете сами, ние просто следваме формулите. За изчислението ще трябва да намерите максималния и минималния капацитет на настройващите кондензатори по формулата: Cmax = K2 Cmin + Co (K2 – 1).

Тук K е коефициентът на поддиапазона, който се определя като отношението на максималната резонансна честота към минималната. В нашия случай това е 7 / 3,7 = 1,9. Z е избрано по неясни (според учебника) причини и според примера, даден на същото място, ще го приемем равно на 30 pF. Не смятаме, че ще направим голяма грешка в това отношение. Нека Cmin = 10 pF, намерете горната граница на регулиране:

Cmax = 3,58 x 10 + 30 (3,58 – 1) = 35,8 + 77,4 = 110 pF.

Закръглихме малко и, разбира се, можете да вземете променлив кондензатор и по-голям диапазон. В примера е от 10 до 365 pF. Нека изчислим необходимата индуктивност за веригата по формулата:

L = 2,53 x 104 (K2– 1) / (110 – 10) 72 = 13,47 μH.

Значението на формулата е ясно, нека добавим, че 7 е горната граница на диапазона, изразена в MHz. Избираме сърцевината на намотката. При честотите на нашия диапазон сърцевината трябва да има магнитна проницаемост M = 100, ние избираме ферит от марката 100NN. От него вземаме стандартна сърцевина с дължина 80 мм и диаметър 8 мм, съотношението l / d = 80 / 8 =10. Ефективната стойност на магнитната проницаемост md се намира в справочниците. За нашия случай е 41.

Намираме диаметъра на намотката D = 1,1 d = 8,8, броят на намотките се определя по формулата:

W = ?(L / L1) D md mL pL qL;

коефициентите на формулата се определят от графиките по-долу. На снимките вижте справочните данни, които ниеизползвани по-горе. Ами потърсете марка ферит в интернет, както се казва с един хляб сте сити! D се приема в сантиметри. Установихме, че L1 = 0,001, mL = 0,38, pL = 0,9. qL се намира по формулата:

qL = (d / D)2 = (8 / 8,8)2 = 0,826.

Заменяме всички данни в крайната формула за изчисляване на броя на завоите на феритна HF антена, оказва се:

W = ? (13,47 / 0,001) x 0,88 x 41 x 0,38 x 0,9 x 0,826 = 373 оборота.

Този етап ще трябва да бъде свързан към първия етап на усилвателя на приемника, заобикаляйки входната верига. Да кажем нещо повече, сега сме изчислили средната селективност за диапазона от 3,7 до 7 MHz. Това е не само антената, но и входната верига на приемника едновременно. Следователно е необходимо да се изчисли индуктивността на връзката с усилвателя от условията за осигуряване на селективност (ние вземаме типични стойности).

Lсв = (dэр — d) Rвх / 2 ? fmin K2 = (0,04 — 0,01) 1000 / 2 x 3,14 x 3,7 x 3,61 = 0,35 µH.

Коефициентът на трансформация ще бъде m = ? 0,35 / 13,47 = 0,16. Намираме броя на завъртанията на комуникационната намотка: 373 x 0,16 = 60 завъртания. Навиваме антената с проводник PEV-1 с диаметър 0,1 mm и навиваме комуникационната намотка с PELSHO с диаметър 0,12 mm

Мнозина вероятно се интересуват от още няколко въпроса. Например, какво е Z във формулата за изчисляване на променлив кондензатор. Самият автор срамежливо избягва този въпрос, уж това е някакъв първоначален капацитет на веригата. Ако читателите не са твърде мързеливи, изчислете резонансните честоти на паралелна верига, в която има първоначален капацитет от 30 pF. Вероятно няма да направим голяма грешка, ако препоръчаме да поставите кондензатор за регулиране от 30 pF до променливия кондензатор. Те доказват веригата. След това много други се интересуват от електрическата схема, където ще влезе нашата самоделна HF антена... Това е паралелна верига, от която се отстранява сигналачрез трансформатор, образуван от навити намотки. Ядрото е общо.

Ето готова HF антена със собствените си ръце. Това може да се намери във всеки туристически приемник. Антените от HF диапазона (и още повече LV) биха били много големи, ако бяха направени под формата на типичен вибратор. Следователно такива конструкции не се използват в преносимо оборудване. Най-простите HF антени заемат много място. Вярно, приемането при тях е по-добро. В повечето случаи целта на HF антената е да подобри качеството на сигнала. Някъде в апартамента, на лоджията. Така че ви казахме как да направите миниатюрна HF антена. И използвайте вибратори в страната, на полето, в гората, на открито. Материалът е взет от едно ръководство за проектиране. И въпреки че в книгата имаше много грешки, резултатът изглеждаше поносим.

Следваща

Прочетете също: