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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA antenas de varanda. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / antenas de alta frequência Hoje, como nos primórdios do rádio amador, muitos radioamadores são forçados (por várias razões) a usar antenas de "varanda". Uma solução interessante para o "GP da varanda" é oferecida pelo autor deste artigo. Como é conhecido da teoria das antenas, para determinar a intensidade do campo eletromagnético criado por uma antena transmissora, é necessário representar essa antena como um conjunto de seus segmentos - radiadores elementares. Em qualquer ponto de recepção, a intensidade de campo gerada por toda a antena é a soma dos valores de intensidade de campo gerados pelas emissões de cada um desses segmentos. Por sua vez, a força do campo criado por um emissor elementar separado é proporcional à corrente que passa por ele e ao seu comprimento. Para determinar a corrente que flui através de cada radiador elementar, é necessário conhecer a lei de distribuição de corrente na antena, que depende do tipo de antena. A lei da distribuição de corrente em um vibrador de quarto de onda é mostrada na Fig. 1, a. Tem um caráter cosseno.
Claro, não é possível instalar um vibrador vertical de quarto de onda de tamanho normal para a banda amadora de 28 MHz ou banda CB de 27 MHz em uma varanda, sem mencionar um vibrador de meia onda ou um vibrador popular de 5/8l. Portanto, antenas encurtadas são usadas como antenas de varanda. Em antenas industriais para rádios móveis (e estas são antenas com menos de um quarto de comprimento de onda), bobinas de extensão são usadas para compensar o componente capacitivo da impedância de entrada. A distribuição de corrente em um vibrador vertical encurtado com uma bobina de extensão é mostrada na Fig. 1b. Em relação ao vibrador de quarto de onda, a parte inferior da antena é, por assim dizer, excluída dele, em vez da qual é instalada uma bobina de indutância (bobina de extensão) Lud. Como a corrente na parte inferior do vibrador de quarto de onda é máxima, encurtando a antena dessa maneira, excluímos sua parte mais eficiente (a distribuição de corrente na qual é mostrada na Fig. 1b por uma linha pontilhada). Surge uma pergunta justa: é possível encurtar a antena de forma a excluir não a parte inferior, mas a superior, na qual a corrente é mínima? Esse método existe e antenas desse tipo são amplamente utilizadas, por exemplo, como transmissores em estações de rádio de ondas médias. A antena proposta neste artigo é exatamente este tipo de antena. Para entender o princípio de operação e as vantagens da antena proposta, gostaria de explicar o princípio de operação de tais antenas em geral. A parte superior de um vibrador de quarto de onda (Fig. 1, a) pode ser representada como um vibrador separado, cujo comprimento é inferior a um quarto do comprimento de onda. A resistência de entrada de tal vibrador tem um caráter capacitivo. Portanto, com algumas suposições, a parte superior do vibrador de quarto de onda pode ser substituída por um capacitor de carga de capacitância apropriada Cn. Uma antena deste tipo, bem como a distribuição de corrente nela, são mostradas na Fig. 1c. Como pode ser visto na figura, a distribuição de corrente nesta antena é mais favorável em comparação com a distribuição de corrente em uma antena encurtada com uma bobina de extensão (Fig. 1b). Ou seja, com o mesmo comprimento físico de uma antena com bobina de extensão e uma antena com carga capacitiva, o comprimento efetivo (altura) desta última é maior. A ausência de uma bobina de extensão em uma antena carregada capacitivamente também é uma vantagem. Afinal, em antenas onde é utilizada uma bobina de extensão, uma proporção significativa das perdas recai sobre essa bobina específica. Na fig. 2 mostra uma antena balcão fácil de fazer, mas bastante eficaz para a banda amadora de 28 MHz ou a banda CBS de 27 MHz. Uma característica de seu design é que a antena não se projeta além das bordas da varanda, não possui bobina de extensão e as partes metálicas da própria varanda são usadas como contrapesos. A antena pode ser feita na varanda de um apartamento residencial, na qual uma estrutura metálica (geralmente na forma de uma grade soldada) é usada como base da cerca externa (parapeito). A grade metálica da varanda do seu apartamento pode muito bem desempenhar a função de contrapesos da antena, e a grade metálica da varanda acima - o papel de "terra" no circuito de carga capacitiva.
A trança do cabo coaxial é conectada ao parapeito metálico (corrimão) da varanda. O capacitor Cn é conectado por um terminal ao ponto superior da teia da antena e pelo outro terminal - à parte inferior do parapeito de metal da varanda do andar superior. A capacitância do capacitor Cn é selecionada com um comprimento do vibrador (folha de antena) - 1,6 m. Isso geralmente corresponde a uma altura do teto de um apartamento residencial de 2,5 m. Se o comprimento do vibrador for diferente, a capacitância Cn pode diferir da que indicado. Quanto maior o comprimento do vibrador, menor deve ser a capacitância Cn. O desenho da antena é mostrado na fig. 3. A folha da antena é feita de um cabo de antena (a seção transversal não é crítica). Vários fios isolados trançados podem ser usados. As extremidades dos fios devem ser despojadas de isolamento e soldadas juntas. Os isoladores nas extremidades da teia são feitos na forma de placas feitas de textolite ou outro material isolante disponível. Condensador Trimmer Cn - disco cerâmico tipo KPK-1. O isolador inferior da antena é fixado à cerca com dois parafusos, que, além disso, por meio de terminais, devem garantir um contato elétrico confiável entre a bainha do cabo e o parapeito metálico da varanda. Também é necessário fazer um furo de montagem na parte inferior do parapeito da varanda acima. Um parafuso também é aparafusado neste orifício, que, para um contato confiável, deve prender firmemente o terminal ao qual o fio conectado ao rotor do capacitor de sintonia Cn deve ser soldado antecipadamente.
A antena é sintonizada usando um medidor de SWR. Ajustando o capacitor trimmer Cn, uma ROE mínima é alcançada no meio da faixa de operação. Para evitar precipitação no capacitor de sintonia, após o ajuste, coloque um saco plástico na placa com o capacitor, que deve ser enrolado firmemente no fio que vai desta placa para a varanda superior. A borda inferior da bolsa deve estar livre - isso evitará a formação de condensação dentro da bolsa e não permitirá que a umidade se acumule lá. Deve-se notar que a antena proposta não é adequada para operação com um amplificador de potência. Em primeiro lugar, nesta antena, como em um vibrador de quarto de onda, a tensão na extremidade superior do vibrador é várias vezes maior do que a tensão fornecida à antena pelo alimentador (no ponto inferior do vibrador). Portanto, se a potência de entrada exceder cerca de 20 W, o capacitor de sintonia Cn pode ser quebrado e, se entrar umidade, a quebra pode ocorrer mesmo com uma potência menor. Em segundo lugar, com uma grande potência de entrada, tensões de RF bastante grandes podem estar presentes nas grades de metal das varandas. (Até 20 watts, essas tensões não podem causar nenhum problema.) No entanto, ao usar outras antenas de varanda, não é recomendável trabalhar com altas potências por motivos sanitários e higiênicos. Sem nenhuma alteração no projeto (apenas um ajuste do capacitor é necessário), a antena funciona bem na banda de 27 MHz (CB). Na minha opinião, uma antena encurtada com carga capacitiva é perfeita para a varanda de um apartamento residencial. Resultados particularmente bons ao trabalhar em uma antena de varanda são obtidos se a estação de rádio estiver localizada em um dos andares superiores de um prédio de vários andares e também se a direção para o correspondente estiver dentro de um semicírculo delimitado pela parede da casa de o lado da varanda (± 90 ° da direção perpendicular à parede). Literatura
Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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