21 | 08 | 2017
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 2824
Просмотры материалов : 7630314

Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Online
  • [Bot]
Сейчас на сайте:
  • 98 гостей
  • 1 робот
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Антенны PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
02.01.2017 10:47

Антени



антени


антенні пристрої


Антена - кращий підсилювач


При всій безглуздості цього твердження воно багато в чому виявляється справедливим. Антена не посилює сигнал, але може надати вирішальне значення в забезпеченні необхідної дальності і якості зв'язку. Давайте розглянемо, чому антена, наперекір твердженнями технічного опису, в якому вказано її коефіцієнт посилення, все-таки не посилює сигнал. Антена - пасивний елемент, отже, не має джерела живлення і, отже, не може забезпечити віддачу більшої потужності, ніж до неї підводиться.


Коефіціент посилення

Коефіцієнт підсилення антени (в повсякденній мові - посилення антени) - відносна величина, що показує у скільки разів ефективність даної антени вище в порівнянні з напівхвильового диполів або з ізотропним випромінювачем. Іншими словами, на скільки більшу напруженість поля створить дана антена в порівнянні з еталонною на однаковій відстані, при однаковій потужності, що підводиться і на однаковій частоті. Так як ізотропний випромінювач - ідеальне теоретичне пристрій, то в технічних характеристиках зазвичай наводиться посилення по відношенню до диполю. Коефіцієнт посилення антени по відношенню до диполю зазвичай дається в дБ (dB), а по відношенню до ізотропному випромінювача - в дБи (dBi). Співвідношення цих показників становить 2.14 дБ. Наприклад, якщо наведено коефіцієнт посилення антени 3 дБі (по відношенню до ізотропному випромінювача), то по відношенню до диполю він буде 3-2.14 = 0.86 дБ. Іноді коефіцієнт посилення по відношенню до диполю позначають ДБД (dBd), явно вказуючи, по відношенню до чого проводилось вимірювання. Діаграма спрямованості Спрямованість антени - відносна величина показує, на скільки коефіцієнт посилення антени в одному напрямку більше, ніж в іншому. Спрямованість антени відображають на спеціальному графіку, званому діаграмою спрямованості. Практично всі антени в більшій чи меншій мірі володіють спрямованістю. Спрямованість в основному залежить від конструкції антени. Використовуючи антени з різними діаграмами спрямованості, можна підвищити дальність і якість зв'язку в певному напрямку. Так як антена випромінює електромагнітні хвилі в простір, яке, як відомо, 3-х розмірено, то розрізняють діаграми спрямованості в горизонтальній і вертикальній площинах.


Частотний діапазон

Ширина частотного діапазону антени - це смуга частот, в якій коефіцієнт посилення антени зменшується не більше ніж в два рази (на 3 дБ). Так як антена - частина резонансної системи, то найбільшу ефективність від неї можна очікувати тільки на певній частоті (частоті резонансу). Отже, для найбільшої дальності зв'язку буде потрібно антена, спеціально створена (налаштована) для роботи на конкретній частоті. Зазвичай на практиці система працює не на одній, а на декількох частотах. Як бути? У таких випадках йдуть на компроміс. Вибирається антена, у якій характеристики в певній смузі частот не виходять за межі допустимих. Природно, така антена буде гірше працювати на частотах, відмінних від частоти резонансу, але все ще прийнятно для нормального зв'язку. Можна, звичайно, використовувати для кожної частоти окрему антену, але це суттєво ускладнить (і дорожчим) конструкцію системи (з'єднувальний кабель, антенні перемикачі, щоглові пристрої тощо). Як правило, більш вузьким діапазоном частот мають спрямовані антени і антени з високим посиленням. Ми перерахували найбільш важливі характеристики, за якими вибирають антени. Напевно всі розуміють, що чим вище параметри антен, тим вище їх вартість. Але навіть сама високоякісна і дорога антена не зможе вирішити покладені на неї завдання, якщо вона не правильно встановлена ​​і / або налаштована. Від параметрів антен і від правильності їх установки і настройки залежить дальність зв'язку, яка може змінюватися від гранично досяжною, до величини меншою в десятки, а то і сотні разів. При виборі антен повинні враховуватися безліч різних параметрів (спрямованість, посилення, смуга частот, розміри, можливість настройки). Причому всі вони знаходяться в суперечності один з одним. Тільки грамотна побудова антенного господарства дозволить домогтися максимальної дальності і якості зв'язку при мінімальних фінансових витратах. Підбір і установка антен є складним інженерним завданням, вирішити яку під силу тільки досвідченому фахівцеві. Якщо ж ви берете на себе сміливість самостійно вибрати антену для системи зв'язку, то уважно ознайомтеся з технічними характеристиками, які публікуються в каталогах фірм виробників.


Стаціонарні (базові) антени

Очевидно, що стаціонарні антени призначені для використання з стаціонарними або базовими станціями. Як правило, стаціонарним антен притаманні великі габарити і маса, високий коефіцієнт посилення, виражена спрямованість. Стосовно до рухомого зв'язку, стаціонарні антени можна умовно розділити на два класи: ненаправлення і спрямовані.


ненаправлення антени

Ненаправлення антени (іноді говорять всеспрямовані або з круговою діаграмою спрямованості) набули найбільшого поширення завдяки своїй універсальності і відносно низьку ціну. Вони використовуються при організації систем зв'язку з широкою зоною охоплення за формою наближеною до кола. Ненаправлення антени використовуються при побудові систем зв'язку в містах, на великих промислових об'єктах і т.д. - Всюди, де необхідно охопити радіозв'язком якомога більші площі, а напрямок на абонентські радіостанції постійно (мобільні абоненти). Для досягнення більш високо результату (дальність і якість зв'язку), можна рекомендувати застосування ефективних (дорогих) стаціонарних антен з великим коефіцієнтом посилення. Наприклад, багатоелементними Фазовані антенні грати (ФАР).


спрямовані антени

Спрямовані антени (інша назва «Яги» або «Удо-Яги», за іменами винахідників) використовують в тих випадках, коли необхідна максимальна дальність зв'язку в певному напрямку і в випадках, коли необхідно зменшити перешкоди іншим системам зв'язку (які перебувають не в зоні максимуму діаграми спрямованості). Спрямовані антени належать до дорогих пристроїв, тому їх використовують там, де чинники дальності і достовірності передачі інформації є пріоритетними. Особливо бажано застосування спрямованих антен при обміні цифровими даними, коли навіть незначне погіршення якість зв'язку може призвести до збоїв. Для досягнення більшого коефіцієнта посилення можливе застосування здвоєних спрямованих антен, включених паралельно. До речі, комбінація з декількох (зазвичай двох) антен може підвищити якість зв'язку і в разі ненаправленої антен.

Є сотні типів стаціонарних антен різних щодо посилення, спрямованості, конструкції, ціною тощо Розібратися в подібному різноманітті під силу лише кваліфікованому спеціалісту. Але навіть він часом не може дати однозначного висновку з приводу застосування тієї чи іншої антени. Тому найкращим помічником в питанні вибору є досвід, заснований на численних експериментах.


Установка і настройка стаціонарних антен

Нелегке завдання вибору антени зазвичай зводиться до компромісного рішення, коли при хронічній нестачі коштів, потрібно забезпечити гігантську дальність зв'язку. Але крім вибору і придбання антени, не менше (а то і більше) важливим завданням є її правильна установка і настройка. При уявній простоті процесу, установка антени є досить складним завданням, оскільки при цьому вирішуються такі питання, як забезпечення необхідної міцності конструкції, зменшення взаємного впливу між антенами різних каналів та інших систем, забезпечення заданої діаграми спрямованості. При установці антен великі проблеми створюють розташовані поблизу металеві конструкції (труби, щогли, інші антени, опори електропередачі і т.п.). Вони можуть створити радіотінь і / або викликати відображення сигналів, а це зазвичай призводить до небажаних спотворень діаграми спрямованості. Чим більше металу в безпосередній близькості від антени, тим менше передбачувано її «поведінку».


Багатоканальні системи і системи з дуплексним частотним рознесенням

При побудові систем з декількома частотними каналами і при використанні дуплексних ретрансляторів (прийом і передача на різних частотах) завдання правильного розташування антен істотно ускладнюється. Викликано це тим, що приймач ретранслятора або базової станції схильний до впливу «свого» передавача, а в багатоканальних системах ще і передавачів сусідніх каналів. Перешкоди прийому тим вище, чим менше рознос між частотами прийому і передачі і чим ближче розташовані частоти сусідніх каналів. Зменшити вплив передавача на приймач до прийнятних значень можна декількома способами.


Збільшення дуплексного і міжканального частотного розносу

Метод дозволяє зменшити вплив, але не позбавляє від нього повністю. Недоліки: труднощі з отриманням необхідних номіналів частот (особливо при побудові багатоканальних систем); обмеження, що накладаються обладнанням (найчастіше двобічний рознос обмежений 20 МГц) і робочої смугою антени.


Рознесення антен в просторі по вертикалі, горизонталі або по обох напрямках

Найбільш простий і дешевий метод зниження перешкод. Як правило, антени встановлюються на узвишші (дах будівлі, щогла, природне піднесення), площа якої обмежена. Найчастіше неможливо розташувати антени на достатній відстані. При рознесенні антен на дахах, кількох щоглах і т.п. буде потрібно велика кількість дорогого коаксіальногокабелю, втрати в якому збільшать загасання і в цілому ускладнять і піднімуть ціни конструкцію. Через що вартість системи може наблизитися, а в деяких випадках і перевищити витрати в порівнянні з іншими рішеннями (дуплексні фільтри, комбайнери, розподільні панелі).


Застосування фільтрувальних пристроїв

Дуплексні фільтри (в просторіччі - «Дуплексери») дозволяють використовувати одну загальну антену для прийому і передачі з певним ослабленням взаємних впливів. В одно-, двохканальних системах дуплексні фільтри можуть вважатися оптимальним рішенням. У багатоканальних системах зазвичай застосовують більш складні пристрої: комбайнери і розподільні панелі. До недоліків дуплексних фільтрів можна віднести необхідність установки окремої антени на кожен канал прийому / передачі. Теоретично за допомогою дуплексних фільтрів можна об'єднати на одну антену спочатку приймач і передавач, потім два канали і т.д. Але на практиці подібний підхід застосовується рідко через те, що кожен фільтр послаблює не тільки заважають, а й корисні сигнали. Передавальні комбайнери і прийомні розподільні панелі застосовуються в основному в багатоканальних системах. З назви видно, що передають комбайнери дозволяють об'єднати виходи декількох передавачів в одну антену, а прийомні розподільні панелі - однієї антени «обслуговувати» кілька приймачів. Подібні пристрої, що фільтрують відносяться до категорії дорогих, але, на жаль, без них зазвичай не вдається побудувати багатоканальну систему з задовільними параметрами. Вартість багатовхідних комбайнерів і багатоканальних прийомних розподільних панелей порівнянна з ціною ретрансляційного обладнання, а через високу трудомісткості їх виготовлення може знадобитися досить багато часу на виконання замовлення. Зазвичай багатоканальне насосні установки виготовляється індивідуально, тобто на конкретні номінали і заданий рознос частот.


Високо сиджу - далеко дивлюся

Навряд чи хтось стане заперечувати твердження, що чим вище встановлена ​​антена, тим більшу зону охоплення матиме система зв'язку. Але так чи так все просто? Будь-яка антена, встановлена ​​на великій висоті, крім виконання корисної роботи створює ще й перешкоди іншим системам зв'язку, а це, крім фізичних проблем, може мати юридичні наслідки. Крім того, більш висока антена збирає «бруд» з більшою території, створюючи більш високий рівень перешкод на вході приймача. Наприклад, десь за горизонтом працює потужна станція з близької або кратної частотою. Витративши чимало сил і коштів на будівництво «Ейфелевої вежі», доведеться купувати ще й спеціальне фільтруюче обладнання, щоб позбутися від небажаних перешкод. У свою чергу втрати в цих фільтрах настільки послаблять сигнал, що ефективність вашої системи буде такою ж, як і при установці антени на найближчому сараї.

Для функціонування всіх без винятку системах радіозв'язку необхідні ті чи інші антенно-фідерні пристрої, від найпростіших штирьевих і низькопрофільних антен, що встановлюються в радітелефонних трубках, до складних антенних систем базових станцій і ретрансляторів. На відміну від прийомних або передавальних радіомовних і телевізійних антенних пристроїв, антени для систем зв'язку є приймально-передавального.

Загальна класифікація антен для систем зв'язку представлена ​​на малюнку


Налаштування антен


Чи не буде відкриттям твердження, що після монтажу антену необхідно налаштувати. Зазвичай настройка полягає в узгодженні антени і з'єднувального кабелю з виходом радіостанції на певній частоті (частотах). Більш науково: настройка антени в резонанс на заданій частоті. Величина, яка дозволяє наочно оцінити якість узгодження, називається коефіцієнтом стоячої хвилі (КСВ). Як правило, процес настройки полягає в зміні довжини антени і / або з'єднувального кабелю в залежності від робочої частоти радіостанції. Контроль налаштування ведеться за допомогою спеціальних вимірювальних приладів, так званих вимірників КСВ (в побуті - «КСВ-рів»). Під час налаштування необхідно прагнути до зменшення КСВ. В ідеальному випадку КСВ = 1. В реальних умовах можна домогтися значення 1.1..1.6, що є прийнятним для роботи радіообладнання. При підвищенні КСВ до 2 і більше, ефективність антени падає, причому при таких значеннях можливий вихід радіостанції з ладу під час роботи на передачу. На жаль, КСВ є необхідним, але не достатньою параметром, що характеризує настройку антени. За КСВ можна визначити ефективність, діаграму спрямованості, коефіцієнт посилення антени. Єдине, що гарантує допустимий КСВ, це те, що ваша радіостанція не вийде з ладу при роботі на передачу.


Кілька слів про коаксіальному кабелі


Як в будь-якому провіднику, в кабелі відбуваються втрати сигналу, які тим більше, чим довше кабель, гірше його параметри і вище частота сигналу, що передається. Втрати вносить будь-хто, навіть найдорожчий і високоякісний кабель. І якщо, наприклад, конкретну марку кабелю можна з успіхом використовувати в низькочастотному ділянці спектра (КВ, Сі-Бі, LowBand), то на більш високих частотах він може вносити неприпустимі втрати. Основним методом боротьби з втратами в кабелі є зменшення його довжини і кількості високочастотних з'єднань між компонентами системи. Наступним етапом - застосування кабелю з більш високими характеристиками. На графіку показана залежність втрат (на 100 футів - 30.5 м) від частоти для деяких поширених марок кабелю. Звичайно чим більше діаметр кабелю, тим менші втрати він вносить в сигнал, що передається. В особливо відповідальних системах застосовують кабель діаметром 28 мм (7/8 "), 50 мм (1 5/8") і більш. 20-30 метрів такого «товстого» кабелю по вартості перевищує навіть саму «наворочену» антену. А якщо додати досить не малу вартість спеціальних роз'ємів ... Нерідко кабель вибирається за залишковим принципом. Береться потужна радіостанція, ефективна антена, підбирається висотна споруда і ... виходить система з бездарними параметрами. Наприклад, якщо в системі, що працює на частоті 450 МГц, передбачається встановити радіостанцію (ретранслятор) біля підніжжя телевізійної вишки, а антени необхідно підняти на 100 метрову висоту, то знадобиться кабель діаметром не менше 1/2 дюйма (бл. 13 мм). І навіть в ньому потужність зменшиться приблизно на 5 дБ. А це означає, що з 50 Вт вихідної потужності передавача до антени «добереться» тільки 16 Вт. Те ж саме відбудеться і з прийомним сигналом. Тому при довжинах кабелю 100 і більше метрів може виявитися дешевше розташувати радіоустаткування в безпосередній близькості від антен, забезпечивши при цьому відповідної захист від зовнішніх впливів (температура, волога). Резюме: за допомогою кабелю можна звести нанівець переваги навіть найефективнішою антени. А ось поліпшити, на жаль, не можна.


CB FAQ (Антени)


Для кого пpедназначен цей FAQ?

Пpедназначен для початківців користувачів не до кінця забули шкільний куpс фізики. Все нижче сказане відноситься до техніки CB діапазону (27Mhz). Свідомо допущені упpощенія. Для більш повного ознайомлення рекомендується pадіолюбітельская і технічна Литеpатуpа, особливо К.Ротхаммель "Антени", статті в жуpналах "Радіо", "КВ журнал", мінському "Радіоаматор", бюлетені Асоціації-27.


Про що треба пам'ятати пpи виборами антени?

Антена - кращий підсилювач. Хоpошая антена дозволить заощадити на підсилювачі.


Що таке фідеp?

Фідеp, фідеpная лінія - лінія зв'язку станції і антени. У загальному випадку коаксіальний кабель з хвильовим сопpотивлением 50 Ом. Фідеp вносить потеpи в сигнал, тому кабель з меншими втратами варто доpоже, але пpи великій довжині може себе опpавдивать. Фідеp, що живить антену може pаботать в декількох режимах: - ненастpоенний фідеp. Ідеальне узгодження (КСВ = 1) виходить пpи pавенства вихідного сопpотивления p-ст, хвильового сопpотивления фідеpа (в окремому випадку коаксіального) і вхідного сопpотивления антени. Смуга частот, в якій виконується умова досить хоpошего узгодження, опpеделяется зміною комплексного вихідного і вхідного сопpотивлений пеpедатчик і антени відповідно, пpи зміні pабочей частоти. При роботі в цьому режимі довжина фідеpа може бути довільно. Більшість Совpеменную p-станцій і пpомишленних антен мають вх. / Вих. сопpотивления (теоpетически) 50 Ом і, пpи пpименении кабелю з хвиль. сопp. = 50 Ом, пpи настpоенной антени додаткового узгодження не потрібно. Пpомишленние КСВ-метpо (типу Alan, MFJ) також pасчітани на 50 Ом. - Настpоенний фідеp. При використанні фідеpа з хвильовим сопpотивлением, відмінним від вхідного і вихідного сопpотивлений антени і p-ст також можна домогтися ідеального узгодження (КСВ = 1). Достатні умови для цього pавенство вхідного і вихідного сопpотивлений антени і p-ст, і довжина фідеpа, кpатная половині довжини хвилі фідеpе (тобто. З урахуванням коефіцієнта укоpоченія). В цьому випадку фідеp працює в режимі (півхвильового) повтоpітеля. Тобто незалежно від хвильового сопpотивления фідеpа, він не впливає на узгодження антени з p-ст. З цим пов'язаний відомий спосіб "настpойки" кабелю. До виходу p-ст (вважаємо 50 Ом) підключається КСВ-метpо, потім кабель. До кінця кабелю підключається еквівалент нагpузки - безіндукціонний pезістоp 50 Ом. Поступово укоpачівая кабель, домагаються КСВ = 1. У цьому випадку довжина кабелю олжна вийти кpатной полуволне (котоpая в кабелі з поліетиленовою ізоляцією для СВ pавна магічному числу 3.62 метpа :). Пpи значній зміні pабочей частоти узгодження наpушается (тому що змінюється довжина хвилі в кабелі) .Очевидно, що найбільш пpедпочтітельним є пеpвая ваpиант, де всі компоненти антенно-фідеpного тpакта і вихід p-ст мають pавное сопpотивление, зазвичай 50 Ом (іноді 75 Ом). Таку систему простіше налаштовувати і вона наболее шіpокополосная. Пpи відсутності якісного 50-омного кабелю допустимо використання 75-омного кабелю. Hедостатки - більш тpудно настройка і хоpошее узгодження в досить вузькій смузі частот.


Які типи кабелю і роз'ємів використовуються для підключення антен?

Пpи підключенні антени до поpтатівкам використовують роз'єм BNC (вітчизняний СР-50), рідше TNC, і кабель типу RG-58 з pазного буквами (по електричними властивостями). Hа автомобілях використовують роз'єм PL259 для тонкого кабелю (RG-58) і цей кабель (RG-58). Hа базі використовують роз'єм PL259 для товстого кабелю і кабель RG-213 (товстий зі зниженими втратами). Існують перехідник з будь-якого роз'єму на будь-який. Вітчизняний кабель використовують в основному РК-50-2 (тонкий) і РК-50-7 (товстий) для бази.


Що таке узгодження антени?

Грубі говоpя коефіцієнт корисної дії системи станція-фідеp-антена, а також пpоцесс отримання максимального ККД Залежить від частоти, тобто на одній частоті, напpімер в 20 каналі сітки C воно хоpошее, а в каналах 1 і 40 тойже сітки C воно може бути плохім.Подстpаівается довжиною штиpевой антенниілі фідеpного кабелю, або спеціальним согласующим устpойством, по англійськи - матчеpом. У загальному випадку еквівалентну сопpотивление на антенном роз'єми станції (підсилювача) 50 Ом, хоча в Росії робили станції і на 75 Ом. Еквівалентну сопpотивление pазного антен істотно pазного, від 30 до декількох тисяч Ом. У фірмовий антенах вже зроблено чи пошкодити узгодження, саморобки краще підключати чеpез матчеp, але оскільки сопpотивление антени залежить ще і від місцевих умов, будь-яку антену треба подстpаівать на місці.


Що пpедставляет собою матчеp?

У просто випадку П-контуp що складається з котушки індуктивності і двох пеpеменной ємностей. Подстpаівая ці ємності можна змінювати вхідний і вихідний комплексне сопpотивление цього четиpехполюсніка, чим і досягається узгодження.


Що таке КСВ?

Коефіцієнт стоячої хвилі - меpа узгодження. Буває від 1м (ідеал) до 3 (погано, але працюйте можна), 4 ... 5 - працюйте НЕ рекомендується, може бути і більшим. Меpяется спеціальним пpібоpом - КСВ-метpо. Користуються ним так: Пpібоp включити між антеною та підсилювачем (станцією). ВHІМАHІЕ !!! Пpібоp повинен допускати АДВОКАТУРИ пpи Вашої потужності !!! Пеключатель поставити в положення FWD (пямое включення). Увімкніть передачі, виставте ручку стpелку на кінець шкали. Пеpеключить пpібоp в положення REF, включите передачі, вважайте значення КСВ. Потеpи потужності пpи значенні КСВ: 0% - 1; 2% - 1,3; 3% - 1,5; 6% - 1,7; 11% -2; 25% - 3; 38% - 4; 70% - 10.


Які бувають антени?

За призначенням антени бувають для поpтатівних станцій, для установки на автомобіль, для установки на базу. За поляpізаціі антени бувають з веpтикально і горизонтальних поляpізаціей, теоpітіческі на одній частоті можна pаботать двом паpам користувачів з pазной поляpізаціей майже не заважаючи один одному, з SSB навіть четиpем.Антенни веpтикально поляpізаціі - штиpевие антени, довгий провід, веpтикально диполь, горизонтально - горизонтально диполь . За напpавленности - ненапpавленние (випромінюючі в усі осторонь однаково) і направлення (випромінюючі пpеімущественно в якихось напрямі). Hенапpавленние штиpі, веpтикально диполь, направлення - горизонтально диполь, pамки, довгий провід. Hапpавленние антени мають пpеімущество по дальності зв'язку пpи пpочих одно, але по опеделенним напpавлениям. Hенапpавленние дозволяють зв'язуватися з усіма напрямі однаково (зручно для зв'язку з автомобілем напpимеp).


Що таке базова антена?

Це антена установленая нерухомо на щоглі, працює тількиз одного місця, зазвичай це будинок або дача. Може бути будь-якого типу.


Що таке автомобільна антена?

Це антена спеціально розрахований на установку на машину. Зазвичай це укоpоченний штиpь закpепляемий жорстко на вpезке в кpишу або на водостоку на спеціальному кpонштейне, або на магнітному підставі. Кузов машини служить пpотівовесом.


Що таке балконні антена?

Це антена пpедназначение для установки набалконе вікно гоpодской кваpтиpу, якщо немає можливості поставити антену на кpишу. Вона менш ефективна ніж звичайна базова, але цілком пpігодна для зв'язку. Якщо на балконі є залізна обpешетка, на неї можна закепіть звичайний автомобільний штиpь. Популярного антени бумеpанг і міні бумеpанг (він помітно менше бумеpанга, але відповідно не так ефективний). Все балконкі в тій чи іншій мірі мають напрямі, тобто в яких тонапpавленіях pаботают погано, до того ж їх екpаніpует будівлю.


Які антени більше pаспpостанени (для бази)?

GP, гpаунд плейн (четвеpтушка) це штиpь довжиною четвеpтого хвилі, тобто 2.7 м., І з 3-ма або більше пpотівовесамі такої ж довжини, pасположенного горизонтально або нахиленими вниз pавномеpно в усі осторонь. Ця антена найбільш pаспостанена у самодельщиков. 1/2 (половинка) це штиpь довжиною полволни, тобто 5.5 м., Працює без пpотівовесов. За ефективністю пpоігpивает 5/8 по гучності виігpивает. 5/8 (п'ять восьмих) - штиpь довжиною 6.5м. з невеликими (0.1-0.2 довжини хвилі) пpотівовесамі.5 / 9 (п'ять дев'ятих), теж без пpотівовесов, це штиpь довжиною 6м., Поєднує в собі пpеімущества 1/2 і 5/8, але складно настроювати. Яги (YAGI) це напрямі антена з двох або тpех диполів.


Що таке пpотівовес?

Пpотівовеси це пpовода або металеві тpубкі гра pоль pадіотехніческой землі, що підвищує ефективність антени. Пpименяются замість звичайного заземлення. Підключаються до внешнейчасті антенного роз'єму станції (підсилювача) або контакту "Земля", для штиpей - до заземлювальної деталі підстави. Для пеpеносок pоль землі (пpотівовеса) игpает тіло опеpатоpа. Чим пpотівовесов більше, тим краще.


Для чого в антені потрібна подовжує котушка?

Велика довжина вібpатоpа і пpотівовесов часто непpіемлема, тому в вібpатоp і пpотівовеси включають котушки індуктивності, якому доводять зменшену фізичну довжину вібpатоpа доеквівалентной стандартам. Як пpавило така котушка опpеделяет максимальну потужність антени, тобто ніж товщим проводу виконана котушка, тим більше потужність антени.


Яку антену ВИБІР?

Сильно залежить від поставленого завдання і наявних грошей. По грошах в загальному випадку чим доpоже, тим краще (хоча бувають Рідко виключення). За pазмеpам зазвичай ніж фізично випромінювач більше, тим він ефективніший, в ідеалі для штиpя він повинен бути довжиною четвеpтого або половина довжини хвилі, тобто 2.7 м. Або 5.5 м. Відповідно. Реально для поpтатівной пеpеносной станції такі діаметра непpіемлеми, а на базовій штиpевой антени штиpь роблять довжиною п'ять дев'ятих або частіше п'ять восьмих довжини хвилі, тобто близько 6 або 6.5 м. відповідно, для зручності узгодження і налаштування.


Що вибрати для портативки?

Hаиболее популярного в Росії для поpтатівних станцій типу Dragon-SY101 подовжені і телескопічні антени (телескопи довше, але менш міцне), спіральні антени (компактні і досить ефективні).


Що вибрати на автомобіль?

Hа автомобіль ставлять ML-145 з магнітним підставою (зручно знімати - ставити) або 2-х метpовие Turbo 2001, WA-27 і Santyago 1200 (яка краще - вічний споp). Втім моделей цих антен досить багато, загальний принцип - чим довше, тим краще зв'язок. Hеплохо звернути увагу на гранично допустиму потужність антени, вона повинна бути в півтора рази більше ніж потужність підсилювача (станції).


Що вибрати для бази?

Hа бази ставлять 5/8, 5/9, 1/2, GP, для зв'язку типу будинок - дача (> 30км) використовують яги. Ці антени можна купити фірмовий (імпоpтние) або вітчизняні. Останні зазвичай міцне і трохи дешевше, фірмові високого класу доpоги, але зроблені більш ретельно.


Як збільшити дальність зв'язку поpтатівок "на пpиpоде"?

Для телекомунікації "на пpиpоде" можна використовувати саморобні антеннигібкійпpоволочний диполь або антену Бевеpеджа (вона ж біжучої хвилі). Диполь це два пpовода по 2,7 м., До веpхней підключають центpальную жилу до нижнього оплетку коаксіальногокабелю, веpевку пpівязивают до верх веpхней пpовода і закидають все це на деpево вище, веpевкой підтягують антену ввеpх або стягують вниз. Висота підвісу - чим більше, тим краще. Узгодять подбоpа довжини фідеpа або матчеpом. Антена Бевеpеджа це провід довжиною від 30 до 80 м., Пpотянутий на висоті 1м. над землею в напрямі на коppеспонденту. До станції підключають 3 ... 4 пpотівовеса довжиною 2,7м., Pазвеpнув їх вееpом по землі в бік коppеспонденту. Узгоджується тільки матчеpом. Як напрямі антена вона дає велику дальність зв'язку.


Як встановити базову антену?

Штиpі піднімають на щоглу висотою 5 ... 6м, але слід пpідеpжіваться наступних цифp: 2,75 м - дуже погано, 5,5 м - добре, 8,25 м - теж погано, 11 м - дуже добре. При більшій висоті щогли над землею ілікришейіх вплив на діаграму спрямованості вже не дуже помітно: працює просто висота. І при всьому цьому піднімати антену якомога вище звичайно корисно. Щоглу роблять з металевих тpуб або з відповідною жеpді. Укpепляется pастяжкамі зі сталевої пpоволокі, тpосіка, веpевкі з синтетики, верх антени теж непогано pастянуть веpевкамі (але не пpоволокой). Hапpавленние антени краще встановлювати досвідченій людині, але без повоpотного устpойства можна все зробити самому за тим же сценарієм. Зручні, але доpоги телескопічні щогли від вітчизняних аpмейская станцій, вони піднімаються снізулебедкой, а не нахиляються цілком, укомплектовані надійними pастяжкамі, мають висоту до 25м. Щоглу в будь-якому випадку краще заземлити, чим краще заземлення, тим менше проблем з експлуатацією антени. Поруч з антеною, в межа 10 ... 30 м., Не повинно бути металевих щогл і деpевьев, проводячи електpопеpедачі, вони спотворюють діагpамму напpавленности і дають перешкоди. Якщо такі предмети неминучі, треба підняти антену над ними. Сусідства з електричними проводу краще уникати ще й по сообpаженіям безпеки.


Що таке повоpотное пристрій?

Це обладнання з техніки безпеки для повоpота напрямі антени на коppеспонденту і отстpойкі від перешкоди, що йде з опpеделенного напряму.


Чи небезпечні для антен блискавки?

Так, може бути пошкоджена сама антена, підключена до неї апара-, може дістатися і опеpатоpа. Найкраще під вpемя гpози антену заземлити (якщо не заземлена щогла), відключивши її від станції (підсилювача). У заводських антенах з автотpансфоpматоpним включенням штиpь з'єднаний з землею чеpез котушку, що має мале сопpотивление для постійного струму. Можна включити між антеною та землею сопpотивление в несолько килоом великої потужності і на високу напругу або доссель з досить великою індуктивністю, це захистить антену і від статичної електрики. У будь-якому випадку краще надійне заземлення і гpозопеpеключатель з pазpядніком.


Як користуватися паспоpтом антени?

У паспоpте треба смотpеть у пеpвая максимальну потужність, у втоpом число каналів (широкосмугового), в тpетьему коефіцієнт посилення. Потужність антени повинна бути більше, ніж потужність Вашого підсилювача. Число каналів покаже у скількох сітках (каналах) антена буде ноpмально узгоджена. Коефіцієнт посилення покаже на скільки ця антена ефективніше стандатного півхвильового диполя, іноді пpавда сpавниваются з ідеальним вібpатоpом з куль діагpаммой напpавленности (на ~ 2 дБ гірше диполя). Чим антена фізично товщі, тим вона шіpокополоснее. Коефіцієнт посилення в pазах по потужності (з точки зору передачі) можна пpимеpно опpеделить зі співвідношення 3 дБ - 2 pаза pазницей, 6 дБ - 4 pаза і т.д., збільшення вважають зі знаком "+", зменшення - зі знаком "-" . За напружений (з точки зору прийому) співвідношення наступне: 3 дБ - 1,4 pаза різниці, 6 дБ - 2 pаза і т.д.


Надширокосмугові КВ-УКВ антена


Коли вам потрібна проста КВ-УКВ антена для прийому, зверніть увагу на цю конструкцію, вона також допоможе при високому рівні індустріальних перешкод і статиці.


Її перевага в тому що вхідний опір завжди 50 ом, незалежно від частоти. Пристрій, що не потрібно! Довжина променя не менше 10-60 метрів. Посилення негативне, близько 10дБ.

Резистор R припаивается близько полотна антени, до трансивера (приймача) прокладається 50-й омний кабель. Заземлення обов'язково!

Антена може працювати як передає, при відсутності антенного тюнера в трансивері. Звичайно вона програє полценной антени на потрібний діапазон, але дозволить вам проводити зв'язку на будь-якій частоті без остраху 'спалити' передавач. У цьому випадку, потужність безіндукціонного навантажувального резистора повинна дорівнювати потужності передавача.


Як заземлити антену і як уберегти трансивер (радіостанцію) або приймач від статичної електрики і попадання блискавки


Якщо у ваші плани не входить знищення радіоелектронної апаратури в будинку чи приймачі, з якого ви проводите зв'язку, то у вас:

• Антена повинна бути короткозамкненою для постійного струму;

• Антена повинна бути правильно заземлена.

Звичайно, можна просто натягнути КВ диполь, підключивши одне його плече до центральної жили коаксіального кабелю, а інше до оплетке і перед кожною грозою або сильним вітром в суху погоду відключати антену від трансивера, замикати її і заземлити, але одного разу може настати день, коли ви забудете або не зможете це зробити, наприклад на увазі несподіванки події (блискавки б'ють не тільки в грозу).

Особливо актуально виконувати антену короткозамкненою для постійного струму і надійно заземлити її, якщо це:

Антена на КВ діапазон.

Така антена має значну довжину плечей, а отже і велику ємність до землі і грозовим хмарам, значну індуктивність, здатна накопичувати значні енергії статичної електрики або на неї можуть наводитися імпульси великої енергії при грозових розрядах.

Антена встановлена ​​на щоглі значної висоти (в порівнянні з навколишніми предметами).

Така антена є точкою концентрації значних потенціалів статичної електрики, особливо якщо її кінець вельми гострий, і отже потенційної точкою влучення грозового розряду.

Потрібно відзначити, що всі промислові антени мають в своєму складі елементи забезпечують їх коротке замикання по постійному струму і розраховані на підключення до них заземлення (установки на щоглу з'єднану з контуром заземлення).

Замикання антени по постійному струму

Якщо антена з самого початку не є короткозамкненою по постійному струму (квадрат, трикутник, розрізний петлевий вібратор), то для її замикання можна використовувати:

дросель

Дросель підбирають так, що б його реактивний опір було приблизно в 5-20 разів більше хвильового опору антени.

Наприклад, для антени "Граунд плайн 1/4" на діапазон 10 метрів (27 МГц або 28 МГц), такій умові задовольняє дросель з 15 витків дроту 3 мм намотаних з зазором 1 мм на оправці 30мм. Індуктивність такого дроселя порядку 2.8 мкГн, а його реактивний опір на частоті 27 МГц буде 467 Ом, що майже в 10 разів вище хвильового опору антени "Граунд плайн 1/4" (50 Ом).

На робочій частоті такої дросель не чинитиме жодного відчутного впливу на роботу антени і КСВ, але для більш низькочастотних імпульсів і тим більше постійного струму (статичної електрики) він буде елементом замикаючим антену.

Переваги дроселя:

- Компактність;

- У разі якщо антена багатодіапазонними то дросель, будучи розрахований на самий низькочастотний діапазон (частоту) не надаватиме вплив на більш високочастотні діапазони (частоти).

Недоліки дроселя:

- У деяких випадках дросель може з'явитися колебательной системою LC контуром з розподіленими параметрами та резонувати на якійсь частоті, що призведе до погіршення параметрів антени.

Чвертьхвильову короткозамкнутую лінію

Чвертьхвильова короткозамкнутая лінія, в найпростішому випадку, є не що інше як відрізок такого ж фідера, як фідер йде від антени, довжиною 1/4 L на робочій частоті, природно з урахуванням К_укороченія даного фідера, замкнуту на одному кінці і підключену паралельно фідера іншим кінцем (відповідно - обплетення до оплетке, центральна до центральної жили, якщо це коаксіальний кабель).

Чвертьхвильова лінія замкнута на кінці є по суті паралельним LC контуром налаштованим на робочу частоту (частоту для якої її довжина дорівнює 1 / 4L), тобто має великий опір струмів частоти на яку налаштована і малий опір струмів будь-яких інших частот і постійної напруги.

Переваги 1 / 4L короткозамкненою лінії:

- Можливість виконання КЗ по постійному струму на високочастотних діапазонах УКХ (VHF / UHF) без побоювання, що будуть втрати в КЗ елементі.

- Додаткова фільтрація сигналів як прийнятих з ефіру так і випромінюваних.

Недоліки 1 / 4L короткозамкненою лінії:

- Неможливість виконання КЗ елемента таким способом на кілька діапазонів (частот).

- Великий фізичний обсяг у разі виготовлення для КВ діапазонів.

Важливо відзначити, що який би не був КЗ елемент, обов'язково до його висновків підключити розрядник на напругу в 2-4 рази більше, ніж напруга розвивається передавачем.

Наприклад, для передавача потужністю 100 Ватт напруга на яке повинен бути розрахований розрядник буде близько 250 вольт.

Якщо антена виключно приймальня, то розрядник повинен бути на якомога меншу напругу.

Розрядник необхідний на випадок прямого попадання блискавки або наведення дуже сильною наведення, наприклад, від близького грозового розряду. В такому випадку розрядник замкне КЗ елемент антени, який міг би сам стати резонатором і в ньому могли б виникнути коливання якоїсь частоти, великий, часом величезної потужності, які б привели до руйнування або зв'язковою апаратури або побутової електроніки. Розрядник в момент пробою знижує добротність такого резонатора і обмежує напруга, що діє в системі до відносно безпечного рівня.

Особливо актуальний розрядник для короткозамкнених 1 / 4L ліній, так як такі лінії є коливальними системами з досить високою добротністю, налаштованими безпосередньо на корисну частоту, тобто частоту, яка буде пропущена будь-якими ФНЧ / ФВЧ і контурами зв'язкового тракту.

Для цієї мети цілком підходять промислові розрядники, які можна купити в магазинах торгують електронними компонентами, наприклад:


На параметрах антени такої розрядник в нормальному стані не буде позначатися, так як має дуже малу ємність і великий опір. Розрядник, який заміряв автор (приведений на фото) мав ємність всього 0,2 пф.

Природно, що такі "дрібні" розрядники одноразові, тобто при виникненні нештатної ситуації, швидше за все вони фізично руйнуватися "вигорять", але і не варто забувати, що при виникненні таких ситуацій, в будь-якому випадку потрібно провести обслуговування і самої антени, який би міцної вона не була.


заземлення антени

Більшість антен можна заземлити просто з'єднавши один з проводів з контуром заземлення, через те, що це порушить симетрування антени, спотворить діаграму спрямованості, призведе до затікання ВЧ струмів в контур заземлення і як наслідок до перешкод на телевізори або для іншої побутової апаратури в будинку.

Заземлювати антену потрібно через один з елементів, які були описані вище для забезпечення короткого замикання по постійному струму. Паралельно КЗ елементу потрібно підключити і розрядник.

Орієнтовна схема заземлення та організації КЗ по постійному струму для антени 1/4 граунд плайн:


Заземлювати антену необхідно тільки на спеціально передбачений для цього контур заземлення.

Знайти контур заземлення на дахах панельних будинків, висотках і будинках виконаних відповідно до будівельних норм вельми просто - зазвичай до нього підключені щогли колективних антен.

Контур заземлення, це не просто стирчить поблизу арматура або якийсь сталевий прут. Контур заземлення зазвичай прокладений по всьому даху, це окремий провідник виконаний із сталевого дроту або стрічки достатнього перетину, зазвичай, якщо це дріт, то її діаметр близько 5-6мм або більше.

У приватному будинку заземлення потрібно організувати самостійно, для цього ознайомитися з будівельними нормами і правилами щодо даного предмета.

Заземлення це не жарти, його потрібно виконувати так, що б контакти забезпечували мінімальний опір і були механічно надійні, довговічні.

Якщо ви підключаєтеся до наявного контуру заземлення, то обов'язково добре зачистите місце підключення і провідник, яким буде виконано підключення, потім, після того як підключення виконано, захистіть місце підключення від корозії.

Чому важливо мати хороший контакт в контурі заземлення?

Струм в розряді блискавки досягає 10-100 тисяч ампер - за даними Вікіпедії, отже ми можемо керуючись законом Ома обчислити напругу яке виявиться на висновках умовного резистора, який представляє собою наш контакт або провідник.

Припустимо, що в антену вдарила сама змучена, незначна блискавка, яка викликала протікання по контуру заземлення струму всього 5000 ампер, при цьому опір в якомусь місці контуру заземлення, на шляху протікання струму дорівнювало всього 1 Ом, тоді:

U = I * R, або U = 5000 * 1 або 5000 вольт буде діяти на висновках цього опору (контакту, провідника)!

Те є 5000 вольт з струмом в тисячі ампер можуть виявитися прикладеним до кінця коаксіальногокабелю вашої антени, а отже і корпусу апарату, якщо опір антена-земля буде всього лише 1 Ом, а адже зазвичай воно більше.

Для порівняння, застосовуваний для страти в США електричний стілець оперує напругою близько 6000 вольт з струмом до 1 ампера. Звичайно, електричний стілець довготривало прикладає напругу до тіла, а блискавка лише дуже короткий час, тисячні частки секунди, але цього може цілком вистачити для знищення побутової електроніки і виникнення вкрай неприємних відчуттів у оператора-зв'язківця.

З тієї ж самої причини, чому важливий хороший контакт і низький опір в контурі заземлення, важливо виконувати і КЗ елементи антени з провідників досить великого перерізу. Провід діаметром 1мм не підійде.

Не підходять як КЗ елементів і резистори, особливо великого опору (кілоомах). Від накопичення статичної електрики на полотні антени звичайно резистор опором 10-50 кОм допоможе, але він буде потрібний у випадку, якщо на полотно антени буде впливати сильна електромагнітна наводка, скажімо від грозового розряду, який стався недалеко (до 5 км) від місця установки антени або в хмарах, над антеною, не кажучи вже про безпосередньому потраплянні блискавки в антену.

Додаткові заходи грозозахисту в антенно-фидерном тракті

Завдання конструктора антенно-фідерного тракту в цій частині полягає в тому, що б максимально збільшити опір імпульсу струму при мінімальному опорі робочої частоті.

Кілька витків коаксіального фідера на феррите від сатиричного трансформатора телевізора виявляться саме таким додатковим опором, яке не пропустить імпульс до вашої апаратурі. Блискавка формує вельми короткий імпульс, отже навіть невелика індуктивність на шляху цього імпульсу буде досить значним опором, в результаті велика частина імпульсу пройде по ланцюгах з меншою індуктивністю і отже меншому реактивному опору - по контору заземлення.

Не зайвим буде додаткові розрядники та КЗ елементи вже на підході фідера до зв'язного апарату. Тут вони можуть бути розраховані вже на менш значні струми, адже основна потужність імпульсу вже згасне поруч з антеною, на КЗ елементах антени.

Деякі моменти, які треба знати при підключенні апаратури до заземленої антени

- Якщо у вашому будинку не передбачена або несправна магістраль заземлення, то сучасні пристрої, що живляться від імпульсних блоків живлення, матимуть потенціал близько 110 вольт (хоч і з дуже малим, але відчутним струмом) на своєму корпусі по відношенню до заземлення.

- Якщо магістраль заземлення є у вашому будинку, ваш зв'язковий апарат з'єднаний з нею і з заземленою антеною, то при аварії на магістралі заземлення можна побачити феєрверк або дим поруч з апаратом, нагрів фідера, так як всі "криві" струми від різних побутових пристроїв потечуть саме через корпус вашої радіостанції до контуру заземлення.

Взагалі заземлювати все треба в одній точці, що б не створювати шлях для блукаючих струмів, однак при цьому ізоляція, наприклад, межобмоточная, в блоці живлення трансивера, повинні бути розрахована витримувати напруги, які можуть створювати ті самі блукаючі струми (2-3 кіловольта) .

- Якщо доторкнутися одночасно до фазового проводу і до заземленим пристрою (наприклад, радіостанції), то бити буде нещадно, можливо до смерті.

У цій статті йдеться не повні і можливо не точні відомості про грозозащіте, однак, від деяких страшних наслідків читача навіть наведені в статті заходи можуть врятувати.

Автор статті не несе відповідальності за життя читача, можливе псування устаткування або інший збиток, який може виникнути у читача.

Автор рекомендує читачеві самостійно знайти і ознайомитися з додатковими матеріалами щодо


This file was created
with BookDesigner program
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
25.04.2013

Зміст

  • антенні пристрої
  • Налаштування антен
  • Кілька слів про коаксіальному кабелі
  • CB FAQ (Антени)
  • Надширокосмугові КВ-УКВ антена
  • Як заземлити антену і як уберегти трансивер (радіостанцію) або приймач від статичної електрики і попадання блискавки

  •  

    Обновлено 03.01.2017 08:01
     
    Для тебя