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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Rádio comunicação em VHF. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Comunicações de rádio civis O VHF é amplamente utilizado para comunicações de serviço e rádio amador. A comunicação por rádio em VHF tem as seguintes vantagens: independência do clima, hora do dia, ano, baixo nível de interferência, pequenas dimensões dos equipamentos e antenas. As comunicações rádio de serviço em VHF são realizadas através de estações radiotelefónicas móveis, portáteis e fixas. Eles são usados na construção, agricultura, campos de petróleo, empresas florestais e transporte. Nas cidades, ambulâncias, veículos de bombeiros e de emergência e táxis são equipados com estações de radiotelefonia. Como antenas, geralmente são usados vibradores assimétricos de quarto de onda ou simétricos de meia onda dispostos verticalmente. O padrão de diretividade do vibrador vertical no plano horizontal tem a forma de um círculo, o que permite usá-lo com sucesso para estabelecer comunicação em qualquer direção ao longo da superfície terrestre. No plano vertical, a antena possui um máximo de radiação principal localizado ao longo da superfície terrestre, o que é especialmente benéfico no caso de antenas baixas, tão características de objetos em movimento. A antena mais conveniente de um objeto em movimento em termos de design é um pino de quarto de onda. Aumentar a intensidade do campo no ponto de recepção é possível usando antenas de transmissão que criam ainda mais radiação direcional no plano vertical. Uma das maneiras bem conhecidas de criar tais antenas para estações de rádio estacionárias é o projeto de antenas coaxiais multicamadas. Sua amplificação é 2,5-3,5 vezes maior que a de um vibrador simétrico vertical. Para comparação, os padrões de radiação no plano vertical dessas antenas são mostrados na Fig. 1.
Na fig. 2 mostra uma antena coaxial (a) e distribuição de corrente ao longo dela (b), que consiste em três vibradores split de meia onda verticais simétricos I, II e III, localizados em um mastro vertical comum.
Cada um dos braços dos vibradores tem um comprimento de cerca de l/4, onde l é o comprimento de onda médio da faixa de operação. Os vibradores são feitos de um tubo de metal com um diâmetro externo de 12 a 30 mm. O cabo coaxial passa dentro dos ombros b - e. O núcleo central e o isolamento interno do cabo são contínuos ao longo de todo o seu comprimento. O núcleo central é soldado ao ombro a no ponto 2. A bainha do cabo termina no ponto 3 e tem folgas entre os pontos 6-7 e 10-11. Nos pontos 3, 6, 7, 10,11 é soldado aos tubos. Os vibradores também podem ser feitos de trança de cabo da mesma ou de outra marca, para o qual a trança retirada do cabo deve ser colocada em forma de meia no isolamento externo do alimentador. O uso de vibradores da bainha do cabo torna a antena mais leve e, na ausência de tubos e excesso de cabo, agiliza sua fabricação. O núcleo central do cabo e o braço a podem ser considerados como um único fio de comprimento finito. Uma onda de corrente estacionária com um nó no final é instalada em tal fio. Onda se espalhando sobre o ombro а, não sofre encurtamento. Uma onda que se propaga em um cabo coaxial é encurtada (para o cálculo dos coeficientes de encurtamento, consulte o jornal "Radio", 1964, N "7, pp. 31-32). Devido à ausência de uma trança de cabo entre os pontos 6- 7 e 10-11, a onda aqui não sofre encurtamento, porém, devido ao pequeno comprimento das seções (50-70 mm), isso pode ser desprezado com precisão suficiente para a prática. são alimentados da seguinte forma. Sob a influência da corrente do núcleo central, uma corrente é induzida na superfície interna da trança, que A corrente induzida na superfície interna da trança está fora de fase com a corrente do núcleo central Ao atingir a superfície do tubo, a corrente muda de direção em 180° e fica em fase com a corrente do núcleo central nos pontos de alimentação da antena. а é uma continuação da corrente do núcleo central, a corrente do braço e é uma continuação da corrente da superfície interna da trança do alimentador. Sabe-se que vibradores alimentados em fase e localizados na mesma linha criam radiação concentrada em um feixe estreito situado em um plano que passa por esta linha. Para alimentação em fase dos vibradores de meia onda I, II e III, a distância entre os vibradores é escolhida igual ao comprimento de onda no cabo lk. A tarefa de equilibrar a antena é resolvida pelos ombros dos vibradores b - e, cada um dos quais, juntamente com a superfície externa da trança, forma um "vidro" de equilíbrio conhecido na engenharia de rádio. A impedância de entrada de um vibrador de meia onda é de 75 ohms. Com o aumento do número de vibradores alimentados em série, a impedância de entrada da antena cai um pouco e, com três vibradores, chega a 50 ohms. Portanto, cabos coaxiais padrão com impedâncias de 75 ou 50 ohms podem ser usados para alimentar a antena. O comprimento total da antena L (distância entre os pontos 1-12) é igual a L =l/2+(N-1)lk, onde N é o número de antenas vibratórias de meia onda simétricas. Na seção de ondas longas da faixa KB, o comprimento total da antena pode atingir tamanhos grandes. Se isso criar um inconveniente de design, podemos nos limitar a dois vibradores I e II com uma ligeira diminuição no ganho. O mastro da antena é feito de madeira ou outro material não condutor. Os tubos são ligados a isoladores. O cabo entre os pontos 4-5, 8-9 é fixado ao mastro por meio de suportes. Nos pontos 3, 6, 7, 10, 11, a trança do cabo é disposta uniformemente sobre toda a superfície do corte do tubo e soldada a ela. As folgas 2-3, 6-7, 10-11, bem como as folgas entre o tubo e o cabo nos pontos 4, 5, 8, 9, 12, são vedadas com plasticina. O orifício 1 é fechado com uma rolha e também selado. Exemplo de cálculo de antena Tarefa. Calcule uma antena de três camadas para operação na faixa de 144-146 MHz. fav=145 MHz. l=300/145=2,07 m. Vamos usar um tubo com diâmetro externo D=28 mm e diâmetro interno d=25 mm. Determinamos o comprimento do braço do vibrador, levando em consideração o encurtamento l=k(l/4), onde k é o fator de encurtamento, dependendo da razão entre o comprimento de onda e o diâmetro do tubo l/D. Os valores deste coeficiente são dados na tabela. Tabela 1
l/D=2070/28=74, Interpolando, encontramos k=0,95. Consequentemente, l=0,95(2070/4)=490 mm. Escolhemos o cabo PK-50-7-12 com impedância de onda de 50 ohms e diâmetro externo de 11,2 mm. O isolamento interno do cabo é feito de polietileno tendo e=2,5. Determinamos a distância entre os pontos de alimentação dos vibradores:
Comprimento da antena: L=l/2+(N-4)lк=1,04+(3-1)*1,38=3,8 м. A antena descrita foi projetada e testada na seção de ondas longas da banda VHF. Os resultados da operação ao longo de vários anos confirmaram suas propriedades eficazes. Literatura:
Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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