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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Antenas verticais. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / antenas de alta frequência As antenas verticais há muito são atraentes para os operadores de ondas curtas devido à sua capacidade de receber radiação em um baixo ângulo em relação ao horizonte com uma baixa altura de instalação da antena, bem como um padrão de radiação quase circular no plano horizontal. Além disso, essas antenas, que ocupam relativamente pouco espaço, revelam-se convenientes se o radioamador não conseguir encontrar pontos de montagem de antena suficientemente remotos e altos. Antenas verticais, das quais o plano terrestre é a mais comum, geralmente são projetadas para operar em uma banda, especialmente se forem usados elementos sintonizados para combinar a antena com o alimentador. As antenas multibanda propostas anteriormente (por exemplo, SP3PK, UF6FB, etc.) são bastante complexas na fabricação e configuração. A antena vertical multibanda descrita tem um design simples. Na sua forma mais simples, foi projetado para operar nas bandas de 7,14 e 21 MHz, e com um pouco mais de complexidade - em 28 MHz. Altura da antena 10 m. Na Fig. A Figura 1 mostra a distribuição da corrente na antena e a forma do padrão de radiação no plano vertical dependendo dos intervalos (ou seja, a relação entre a altura da antena e o comprimento de onda). Da Fig. 1 mostra que nas faixas de 7 e 21 MHz a antena é alimentada por corrente, e em 14 e 28 MHz por tensão, portanto, quando alimentada diretamente por cabo coaxial nas faixas de 14 e 28 MHz, o ROE será inaceitável grande.
Nesta antena, o problema de casamento com o alimentador em 14 e 28 MHz é resolvido usando um transformador de quarto de onda assimétrico (ver Fig. 2). Para o transformador correspondente, você pode usar uma seção de linha de 600 ohms. Ao mesmo tempo, ao operar em 7 e 21 MHz, é necessária uma conexão direta do cabo à base da antena. Descobriu-se que os pontos B e D (Fig. 2) podem ser combinados (dobrando o segmento correspondente em um círculo ou triângulo com curvas suaves). Ao mesmo tempo, o desempenho do transformador melhora ainda. Essa combinação acabou sendo possível porque o transformador é alimentado assimetricamente (com carga assimétrica), e seu fio inferior serve principalmente para criar uma capacitância linear constante em relação ao fio superior (na figura) do transformador.
Se os pontos A e B estiverem em curto-circuito, o transformador entrará em curto-circuito e o núcleo do cabo será conectado à base da antena. Nesta posição, a antena opera em 7 e 21 MHz. A pequena capacitância entre os fios do transformador acaba sendo ligada em paralelo à antena alimentada por corrente e não afeta o seu funcionamento. Isso garante que a antena opere em três bandas sem o uso de bobinas ou capacitores. A eficiência da antena é bastante elevada, pois seu comprimento é igual ou superior a um quarto de onda em todas as bandas de operação. Em 14 MHz, devido ao estreitamento dos padrões no plano vertical, a antena proporciona um ganho de 1,8 dB (uma vez e meia a potência) em comparação com uma antena vertical de quarto de onda. A 21 MHz para certos ângulos de radiação, ganho atinge o dobro da potência. Estruturalmente, a antena é um tubo composto de duralumínio com diâmetro de 4 cm e comprimento de 10 m, montado sobre um isolador de porcelana de altura. 12 cm. Ao operar a 14 MHz, uma grande tensão de RF (centenas de volts) se desenvolve na base da antena, portanto o isolador deve ter baixas perdas e fornecer uma capacitância mínima da base da antena em relação ao solo. Um relé simples com dois contatos, do qual ainda não conseguimos nos livrar neste projeto, está localizado na base da antena e encerrado em uma caixa lacrada. Os fios do transformador têm diâmetro de 1,6 mm, a distância entre eles é de 12 cm. Ao utilizar diâmetro de fio diferente, para manter a mesma impedância característica (600 ohms), é necessário alterar a distância entre os fios. Isoladores de Plexiglas são colocados entre os fios do transformador a cada 30 cm. O transformador de quarto de onda é côncavo em um triângulo irregular com curvas suaves e é sustentado no espaço por duas escoras de madeira ou bambu de 1,8 a 2 m de comprimento. Nas bandas de 7, 14 e 21 MHz, a ROE medida pelo refletômetro foi de pelo menos 1,6 (o refletômetro foi calibrado por resistência com tolerância de 10%). Com alguma complicação, esta antena pode ser transformada em uma de quatro ou cinco bandas. Se você usar um transformador de quarto de onda com metade do comprimento (2,6 m), a mesma antena poderá ser usada em 28 MHz. Na prática, é possível fazer tal troca quando todo o transformador ou sua placa de piso estiver ligado entre o cabo e a resistência da antena, ou estiver completamente em curto-circuito. Para isso, basta pegar um relé de antena da rádio RSB-5 e colocá-lo com a armadura voltada para baixo. Quando o relé estiver desenergizado, a antena operará a 14 MHz. A antena também pode ser sintonizada para 3,5 MHz colocando uma bobina de extensão entre a base e o terra com um controle deslizante que permite alterar a indutância da bobina. O cabo deve ser conectado a uma das voltas da bobina (mais próxima da extremidade fria). O ponto de conexão pode ser selecionado com base na ROE mínima. A antena descrita pode ser classificada como Ground Plane, ou seja, antenas que trabalham com solo artificial. Para fazer isso, deve ser elevado a uma altura suficiente. Se você instalar esta antena diretamente no solo, será necessário um aterramento composto por um grande número de fios radiais com comprimento superior a um quarto de onda, caso contrário a eficiência da antena será muito baixa, a altura de instalação do antena deve ser tal que a distância entre as extremidades dos fios do contrapeso seja menor que a distância das extremidades dos fios ao solo (ou telhados). Portanto, para esta antena com 6 fios, a altura da base deve ser de 10 m, de 8 a 7 m, de 12 a 5 m, de 20 a 3 m. Nessas condições, a eficiência da antena estará próxima do máximo. Os fios devem ter comprimento de 10,5 m e diâmetro de 2 a 3 mm. É melhor instalar essa antena em um telhado de ferro galvanizado. Neste caso, a base pode ficar diretamente no telhado. A bainha do cabo deve ser soldada com segurança aos fios, que por sua vez são soldados a várias folhas de ferro. Uma antena em um telhado de ferro pintado funciona pior (devido ao mau contato entre as telhas). A antena foi usada na rádio do autor por um ano e meio. Na faixa de 7 MHz, o RST 599 foi recebido de todos os continentes exceto Oceania (589 do VK3AZZ). Estabeleceu contatos com vários DXs. Nas faixas de 14 e 21 MHz, o RST 599 foi recebido diversas vezes de representantes de todos os continentes. Autor: L. Yaylenko (UT5AA), Donetsk; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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