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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Vibradores de gama. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / antenas de alta frequência A antena, cujo design fica claro na figura, funciona de forma bastante satisfatória em todos os 12 canais de televisão. Pode ser feito tanto de fio de cobre com diâmetro de 5 mm quanto de tubos de cobre com diâmetro de 10 a 20 mm. Não requer dispositivos de correspondência e balanceamento.
Do editor. Pedimos a um especialista em antenas, bem conhecido de nossos leitores, candidato a ciências técnicas K.P. Kharchenko para expressar sua opinião sobre a antena do camarada Gasparyan. No artigo publicado abaixo, K.P. Kharchenko descreve vários tipos de antenas operando em uma ampla gama de ondas. Em particular, ele aponta que a antena proposta pelo camarada Gasparyan é uma espécie de vibrador simétrico não homogêneo de tipo planar e dá seu design correto (em sua nota, o camarada Gasparyan cometeu imprecisões, falando sobre as dimensões da antena, o alcance de vontade de trabalho, e apontou erroneamente que não requer equilíbrio e correspondência). O problema de criar uma antena de banda de design relativamente simples surgiu há muito tempo. Parcialmente, ela recebeu sua permissão prática já em 1937, graças aos esforços de S. I. Nadenenko. O projeto de um vibrador de faixa simétrica proposto por ele, mostrado esquematicamente na fig. 1 resistiu ao teste do tempo e ainda é amplamente utilizado hoje.
Ao estudar as características de diretividade de um vibrador simétrico, descobriu-se que com os comprimentos dos braços do vibrador variando de zero a 0,65 l, (onde l é o comprimento de onda), a direção da radiação principal é perpendicular ao eixo do vibrador . Consequentemente, o requisito de invariância da direção da radiação principal, imposto às antenas de banda, é cumprido para um vibrador simétrico em uma faixa muito ampla de ondas. A impedância de entrada de um vibrador simétrico depende da relação L/l e da magnitude da impedância de onda do vibrador Z×. A dependência última separadamente de componentes ativos (Rin) e reativos (Хin) mostra-se no figo. 2a e 2b. Pode-se ver a partir deles que com a diminuição de Zv, as oscilações de Rin e Xin tornam-se menores. A redução da resistência das ondas é conseguida aumentando o diâmetro D do vibrador.
Para reduzir as cargas de vento e o peso do vibrador, seus braços são feitos de fios separados localizados ao longo das geratrizes do cilindro. Com seis a oito fios, a resistência de onda de tal vibrador se aproxima da resistência de onda de um vibrador cujos braços são feitos de um cilindro com uma superfície contínua. Para um melhor casamento na faixa de ondas da impedância de entrada da antena com a impedância característica do alimentador, este último deve ser selecionado corretamente. O modo de operação do alimentador é totalmente determinado pelo valor do coeficiente de onda viajante K, que depende da relação entre Zv e Zf, onde Zf é a impedância de onda do alimentador. A Figura 3 mostra as curvas mostrando como K mudará dependendo de vários L / l, Zv e Zph. Se em Zv=300 ohm e Zph=200 ohm (curva 1) em toda a faixa de onda o modo alimentador pode ser considerado satisfatório, então em Zv=1000 ohm e Zph=600 ohm (curva 3) o alimentador irá operar com uma baixa eficiência d. Assim, para o funcionamento normal do alimentador, é necessário que tanto no início da faixa, quando Rin é pequeno (ver Fig. 2), quanto no meio dela, quando Rin é máximo, o valor de Zf seja diferente ligeiramente para cima e para baixo do valor Rin.
Ao calcular vibradores de faixa simétrica para operação em ondas curtas, os limites e valores dos parâmetros do vibrador e do alimentador são selecionados de acordo com as seguintes fórmulas: 4L>l>1,56p; D=0,03lmax; Zf = 200 ohms. Em ondas maiores que 4L, a condição de correspondência antena-alimentador é violada, e em ondas menores que 1,56L, o padrão de radiação na direção principal se bifurca. Os chamados vibradores shunt desenvolvidos por G. 3. Eisenberg também são usados como antenas de banda. O vibrador de derivação é mostrado esquematicamente na fig. 4. O componente ativo da resistência de entrada de tal vibrador com as dimensões mostradas na fig. 4, mudar
na faixa de frequência operacional de 90 a 340 ohms. Se substituirmos o vibrador shunt por uma linha equivalente de dois fios, ele terá o circuito mostrado na Fig. 5. Como pode ser visto, o circuito equivalente inclui uma linha 1-5-2-6 aberta no final, composta por duas partes 1-3 - 2-4 e 3-5-4-6 com impedâncias de onda desiguais , e shunt 3 - 7-4. Existe um acoplamento eletromagnético distribuído significativo entre o shunt e a seção de linha 1-3-2-4, que não é refletido no circuito equivalente.
A presença de dois ramos no vibrador (aberto e fechado) cria condições favoráveis para que a resistência de entrada mude o mínimo possível. Isso permite, selecionando as dimensões do vibrador, obter uma boa combinação de sua impedância de entrada e a impedância de onda do alimentador em uma ampla faixa de frequência. A presença de um shunt leva à transformação da resistência de entrada na direção de seu aumento. Esta circunstância pode ser considerada uma vantagem quando há necessidade de coletar grades em fase de vibradores shunt e usar alimentadores simétricos de alta resistência. Quando a antena é alimentada por um alimentador coaxial com uma impedância de onda relativamente baixa, pelo contrário, é uma desvantagem. Com base no estudo das propriedades de um espinhel não homogêneo com perdas, o autor dessas linhas mostrou a possibilidade de construir um vibrador de alcance com vento e peso relativamente menores do que os descritos anteriormente. A visão geral de tal vibrador é dada na Fig. 6, e seu circuito equivalente, feito na forma de uma linha não homogênea de dois fios, está na fig. 7. Aqui, uma seção de uma linha não homogênea com Z "b pode ser considerada como uma espécie de transformador com perdas (essas são perdas úteis devido à radiação de energia), que converte Rin e Xin na direção de melhorar a correspondência com baixa resistência alimentadores.
Isso é ilustrado na Fig. 8, cuja curva 1 mostra a dependência de Rin em L/l para um vibrador homogêneo (o diâmetro do braço é o mesmo em todo o seu comprimento), e a curva 2 mostra um vibrador não uniforme (o braço diâmetro não é o mesmo ao longo de seu comprimento). Neste caso, os valores dos parâmetros (ver Fig.1 e Fig.6) e L para ambos os vibradores foram os mesmos, e para um vibrador não uniforme, além disso, l/L=0,47; D/d=9.
Curvas fig. 8 mostram que a impedância de onda equivalente de uma antena não uniforme é 1,3-1,4 vezes menor que a de uma homogênea (para as proporções dadas). Ao mesmo tempo, na fabricação de uma antena não uniforme, seu peso e vento são reduzidos em cerca de metade em comparação com os vibradores descritos acima, tanto do tipo volumétrico quanto planar, devido a uma redução significativa nas dimensões transversais de suas seções finais . Uma versão ligeiramente modificada de um vibrador simétrico não uniforme de tipo planar, proposta por um radioamador de Batumi, A. Gasparyan, é mostrada na fig. nove.
O vibrador consiste em dois tubos 1 com comprimento L=0,22-0,24lmako onde lmax é o comprimento de onda máximo da faixa de operação. O diâmetro dos tubos é escolhido para que o vibrador seja mecanicamente forte. Sobre eles é montado um fio ou estrutura tubular 2, que deve ter um contato galvânico entre seus elementos e os tubos. Essa estrutura atua como um transformador correspondente. Para colocar o alimentador e fixar mecanicamente o vibrador no mastro, é utilizado o shunt 1 (feito dos mesmos tubos), que também possui 3 contato galvânico com os tubos nos pontos c, d. O cabo (alimentador) pode ser colocado através dos tubos de derivação por cima (amarrado a eles) ou por dentro deles, conforme mostrado na Fig. 1 linha pontilhada No ponto b, a trança do cabo é soldada ao tubo 9, e no ponto a, seu condutor central. Para instalar o vibrador, pode ser usado um mastro de qualquer material. Literatura
Autor: Cand. tech. Ciências K. Kharchenko; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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