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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Antena fox de pequeno porte 144 MHz. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Antenas VHF Mesmo antes da publicação, em processo de discussão entre atletas de rádio, um artigo de um especialista em tecnologia de antenas, candidato a ciências técnicas K.P. Kharchenko, causou polêmica. Mestre de esportes de classe internacional, vencedor múltiplo de competições de várias escalas (incluindo campeonatos europeus), residente de Gorky A.I. Grechikhin chamou a ideia subjacente ao projeto proposto de "muito interessante e original". Ele também observou a simplicidade do dispositivo. Não menos experiente atleta, Candidato a Ciências Físicas e Matemáticas, moscovita VN Verkhoturov acredita que a criação de uma antena que proporcione ao mínimo a possibilidade de direcionamento “poderia ser de grande interesse para os atletas”. Também nos parece que esta antena de tamanho pequeno pode ter uma grande vantagem sobre um "canal de ondas" bastante volumoso - afinal, muitas vezes um "caçador" em busca de uma "raposa" tem que literalmente percorrer densos matagais. No entanto, ambos os atletas (o mestre de esportes de Sverdlovsk A.S. Partin se junta a eles) criticaram o design. Então, eles expressaram dúvidas sobre a conveniência de colocar a antena na cabeça do atleta - não é muito conveniente, especificar a direção durante o movimento, girar a cabeça o tempo todo (mas é possível, aparentemente, desenvolver uma técnica de busca diferente?) . Além disso, de acordo com as regras da competição, eles dizem que não apenas a polarização vertical, para a qual a antena foi projetada, mas também a polarização horizontal é possível (bem, é bastante simples - basta colocar os vibradores horizontalmente). Em suma, quase todas as declarações críticas foram contra-argumentadas. E, o mais importante, se desejado, o design da antena pode ser alterado adaptando-a para ser transportada nas mãos. Preocupações mais sérias estão relacionadas ao inevitável impacto nos parâmetros do sistema (em particular, na simetria) da mudança de capacitância em relação ao solo, com baixa altura efetiva da antena, com sua sensibilidade aos sinais refletidos. .Somente a operação prática pode dissipar esses medos. Os editores compartilham a opinião de A. I. Grechikhin de que esta antena é "uma proposta interessante que pode ser aplicada ao desenvolvimento". Esperamos que o artigo publicado seja útil para atletas de rádio amador. Os caçadores de raposas devem ter à sua disposição equipamentos que lhes permitam selecionar a direção para a "raposa". Este problema é resolvido por antenas em conjunto com o dispositivo receptor. Existem duas maneiras de construir essas antenas. No primeiro caso, a antena deve ter um padrão unidirecional pronunciado, e a direção dada é selecionada de acordo com o sinal máximo recebido, comparando os sinais das direções vizinhas e escolhendo a desejada. No segundo caso, há um mínimo profundo no padrão da antena. Aqui, também, a direção desejada é determinada por comparação e seleção, mas já pelo sinal mínimo. Se analisarmos ambas as opções, então a segunda parece teoricamente mais preferível, mesmo porque no primeiro caso, para obter um padrão de radiação estreito, é necessária uma antena "grande", como regra, proporcional ao comprimento de onda. Além disso, é mais difícil determinar a direção da "raposa" à medida que você se aproxima dela pelo sinal máximo do que pelo mínimo. Este artigo propõe uma variante de construção de uma pequena antena com um mínimo pronunciado no padrão de radiação. Também é proposta uma solução construtiva do dispositivo receptor, que permite ao atleta liberar as mãos, o que obviamente aumentará sua manobrabilidade. Para entender o princípio de funcionamento da antena, vamos para a Fig. 1, a (no texto). Mostra um segmento de uma linha longa homogênea, que inclui dois geradores condicionais idênticos G1 e G2 de oscilações de alta frequência. O é o meio da linha, U é a curva de distribuição de tensão ao longo da linha. Se os geradores estiverem em fase, então o máximo (antinodo de tensão) cai no meio da linha. Se a fase das oscilações do gerador G2 estiver atrasada em relação à fase das oscilações do gerador G1, então a curva de distribuição de tensão na linha se deslocará em algum ângulo j, como mostrado na Fig. 1b. Se, ao contrário, a fase das oscilações do gerador G2 estiver à frente da fase das oscilações do gerador G1, então a curva de distribuição se deslocará na direção oposta, conforme mostrado na Fig. 1c. Se concordarmos em determinar a tensão na linha ligando o dispositivo nos pontos 3-4, podemos ver que |U3|> &|U1| e U2=0.
Como geradores condicionais considerados, podem atuar duas antenas idênticas, por exemplo, dipolos (Fig. 1, d). Nesse caso, as fases das oscilações na linha dependerão da direção de chegada das ondas de rádio. Na Fig. 1d, as setas mostram três direções: I - as ondas de rádio chegam em ambas as antenas simultaneamente; II - no caminho de propagação das ondas de rádio, a antena 1 fica em primeiro lugar, e atrás dela a antena 2; III - ao contrário, a antena 2 fica na frente e a 1 atrás. Medindo o mesmo instrumento na linha de meia onda da tensão na seção espaçada da antena 1 a uma distância j em graus elétricos, obtemos, respectivamente, todos os casos considerados acima. Assim, sem saber antecipadamente a direção de chegada das ondas de rádio, você pode encontrá-la girando um sistema de duas antenas até que o dispositivo nos pontos 3-4 mostre uma tensão mínima na linha. Neste caso, obviamente, a direção de propagação das ondas de rádio coincide com a direção II. O padrão de radiação de tal dispositivo alimentador de antena será do tipo cardióide. Assumindo que o sinal "raposa" é distinguível no nível de ruído do receptor, quando a antena é virada para ele em um determinado ângulo em relação à direção zero, é possível encontrar aquela zona morta, dentro da qual uma das direções é provavelmente o desejado. À medida que você se aproxima do transmissor (com o aumento do nível de radiação), a zona morta diminuirá e a direção desejada será determinada com mais precisão. É possível implementar o método descrito de construção de uma antena e um receptor, usando como exemplo a variante construtiva mostrada na Fig. 2. Aqui está uma visão geral do aparelho, feito em forma de fone de ouvido.
É baseado em um aro metálico 1 e arcos - transversais 11 e longitudinais 12. Uma caixa metálica 2 para o receptor também é instalada na área onde os arcos se cruzam. Se as dimensões das baterias não puderem ser colocadas dentro da caixa do receptor, elas serão fixadas no arco longitudinal 12 (duas baterias - 3). A carga do receptor são os telefones 8, emoldurados em almofadas macias e à prova de som, às quais as tiras 9 são costuradas para prender o fone de ouvido sob o queixo. Os telefones através de espaçadores são fixados nas extremidades do arco transversal 11. Nas partes frontal e occipital do aro 1, são colocados dois isoladores de antena 4. Os isoladores de antena fixam as antenas 5 do tipo pino. Nas extremidades das antenas existem buchas de ajuste 13. Os terminais de potência de ambas as antenas são conectados pela linha 7 (linha l na Fig. 1, d), a linha 6 conecta a entrada do receptor à linha 7 através de um tee 10 (pontos 3 e 4 na Fig. 1, d). O receptor deve ter uma alta impedância de entrada (para não desviar a linha). Um segmento mais longo da linha 7 em forma de dobra (ziguezague) é colocado no aro 1. Na fabricação da estrutura, deve-se buscar a máxima simetria em torno do eixo vertical que passa pelo centro do aro. O não cumprimento deste requisito resultará em uma distorção da simetria no padrão de radiação e erros na determinação da direção.
Na fig. 3 mostra as dimensões dos elementos que compõem a base do fone de ouvido. O tamanho S é importante apenas porque determina a distância em frações de um comprimento de onda na linha 7 da antena frontal até o ponto onde a linha 6 é ligada. O tamanho geométrico do segmento de linha 7 é determinado como l1=S/2e, onde e é o fator de velocidade. Para um cabo coaxial com enchimento de polietileno, e = 1,51-1,52, portanto, para nossa opção l1=70 milímetros. O comprimento total da linha é metade do comprimento de onda médio, levando em consideração o encurtamento da onda no cabo. Com lav=2,07m l=680 mm. Se você adicionar ao comprimento total l ao longo do mesmo comprimento de 80 mm de cada lado, isso aumentará l1 até 150 mm para uma colocação mais conveniente do tee 10 na intersecção dos arcos. Se o dispositivo alimentador de antena pudesse ser feito sem erros e eletricamente estritamente simétrico, a produção estaria completa. No entanto, isso não pode ser feito imediatamente, e nos pontos em que a linha b está conectada à linha 7, as tensões do sinal das antenas não são iguais em amplitude ou o deslocamento de fase entre elas não é igual a 180 °, quando o rádio ondas vêm da direção "zero". Tanto isso como outro não permitem receber a tensão resultante igual a zero. Isso está ilustrado na figura. 4. Aqui os vetores 1 e. 2 representam as tensões provenientes da primeira e segunda antenas, respectivamente, o ângulo a é a mudança de fase. A tensão resultante é um vetor vermelho. Na fig. 4, e as tensões 1 e 2 são iguais em amplitude, mas não estritamente fora de fase, na fig. 4, b, as tensões são antifásicas, mas suas amplitudes não são iguais entre si, na fig. 4, as tensões não estão fora de fase e não são iguais em amplitude. Em todas essas posições, a tensão resultante é diferente de zero, e apenas na Fig. 4, d satisfaz nossos requisitos.
Não é tão fácil fornecer essas duas condições em um dispositivo alimentador de antena real, pois quando, por exemplo, o comprimento da antena muda, tanto a fase quanto a amplitude do sinal proveniente dela mudam simultaneamente. É necessário pelo menos mais um ajuste, proporcionando uma mudança apenas na fase (ou apenas na amplitude). Apenas a fase pode ser alterada expandindo os eixos dos vibradores um em relação ao outro (alterando o tamanho S) ou alterando o ponto de conexão da linha 6 para a linha 7. Como o ponto de conexão pode ser alterado estruturalmente é mostrado na fig . 5 e 6.
O comprimento total da linha (sobre a trança) é de 840 mm. As extremidades Dl, iguais em ambos os lados, são necessárias para embutir em isoladores. Aqui 1 é o condutor central do cabo, 2 é a parte saliente de seu isolamento de polietileno, 3 é um suporte que cobre a trança e é soldado a ela (serve como contato e retentor da trança). Esses suportes devem ser soldados à faixa de cabeça do fone de ouvido. A uma distância de 150 mm da extremidade do suporte 3 adjacente à antena frontal, deve-se fazer um corte, expondo o condutor 1 por cerca de 50 mm. A bainha do cabo na seção também precisa ser selada nos suportes 3 e soldada à placa de cobre (latão) 4. Esta seção servirá posteriormente como um segmento de linha para compensação de fase.
Na fig. 6 mostra um gráfico; fone de ouvido que hospeda esse nó. Aqui 12 é um segmento do arco transversal, 7 é um segmento do aro. O aro e o arco transversal são fixados um ao outro e possuem contato elétrico. A placa 4 é fixada ao aro com rebites 9 de modo que haja uma folga entre ela e o aro. O cabo 5 é colocado ao longo do aro. A trança da extremidade do cabo da linha 6 é coberta pelo suporte 11 fixado na placa 10, o cabo 6 é colocado no arco transversal 12 e a segunda extremidade é conectada ao receptor. A placa 10 é firmemente inserida na ranhura formada pelas partes 4 e 7, os condutores centrais 1 e 8 são conectados. A parte saliente do isolamento de polietileno 13 protege o condutor 8 de um curto-circuito com a placa 4. Movendo a placa 10 ao longo da ranhura, e com ela o condutor 8, é possível alterar o ponto de comutação da linha 6, selecionando assim a fase desejada. O ajuste é realizado em várias etapas, pelo método de aproximações sucessivas. Ao alterar o comprimento do vibrador de uma das antenas, eles tentam escolher tal posição para ligar as linhas de forma que o sinal na entrada do receptor seja zero (ou tenha um mínimo agudo). Nesse caso, o fone de ouvido deve ser orientado corretamente em direção ao transmissor. Os condutores da linha não devem ser tocados no momento da medição, para que não haja violação da simetria elétrica do sistema. Ao chegar ao resultado, você precisa corrigir as dimensões e posições obtidas. As partes abertas das linhas (seção) devem ser fechadas com tampa (pode ser dielétrica) e todos os segmentos de cabo devem ser fixados com fita isolante no aro e arco. O aro e os arcos do fone de ouvido podem ser feitos de fita de cobre ou latão, vibradores de antena - de fita ou fio flexível, isoladores - de qualquer dielétrico de alta frequência, quase qualquer tipo de cabo coaxial pode ser usado para conectar linhas. Design de divisão conveniente do isolador. A metade interna do isolador é colocada na parte saliente 2 (Fig. 5) do cabo após o suporte 3 ser soldado ao bastidor. A parte externa do isolador é aplicada na parte interna após o vibrador da antena ser soldado ao condutor central da linha. É possível prender as partes do isolador umas às outras com a ajuda de parafusos. Todas as partes metálicas do fone de ouvido devem ter contato elétrico entre si, as tranças das linhas de alimentação são eletricamente fechadas às partes do fone de ouvido às quais elas se unem; a trança da linha 6 (Fig. 2) deve ser dessoldada na caixa do receptor. Para manter a simetria elétrica do dispositivo, é desejável colocar segmentos de cabo "inativos" que imitem exatamente as linhas 7 e 6 (Fig. 2), mas em lados opostos do fone de ouvido. É possível sintonizar o sistema antena-alimentador apenas ao ar livre, a uma distância do transmissor de pelo menos 10-15 m, na seção linear das características do receptor. Na área de medição não deve haver prédios e objetos dos quais o sinal do transmissor possa ser refletido e chegar às antenas de outras direções. A presença desses reflexos degradará a qualidade da afinação ou até mesmo a impossibilitará.
Para receptores com um dispositivo de limiar (limitado por um determinado nível de sinal), o padrão de radiação obtido do nível de sinal de saída terá o caractere mostrado na Fig. 7, a - 7, sucessivamente, à medida que se aproximam da "raposa". Autor: K. Kharchenko; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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