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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Antena de bebidas. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / antenas de alta frequência A antena de bebidas, ou, como também é chamada, a antena de ondas viajantes (ABV), é amplamente utilizada em comunicações de rádio profissionais. A maioria dos QSOs transoceânicos em 160 metros são feitos por radioamadores usando a antena de recepção de bebidas. As instruções para a estação de rádio R126 indicam que, ao usar um pino de quarto de onda, o alcance de comunicação entre duas estações de rádio do mesmo tipo é de 2 km, ao usar ABV - 4 ... 5 km. Para a estação de rádio R 105, o alcance de comunicação ao usar uma antena de quarto de onda chicote é de 6 km, ao usar ABV - até 25 km. Espero que esses números, repetidamente verificados pelos militares, convençam os opositores da antena de Bebidas de que realmente há algo nela. A antena Beverage pode operar sem sintonização em todas as bandas amadoras com custos mínimos de fabricação e não precisa ser sintonizada ao mudar as bandas de operação. Esta característica atrai não apenas radioamadores, mas também fãs de recepção de longo alcance de estações de transmissão. 1. ANTENA IDEAL PARA BEBIDAS O ABC clássico é um fio cujo comprimento é várias vezes o comprimento de onda em que a antena opera. Ele é carregado com uma resistência igual à sua resistência de onda (Fig. 1). A altura de suspensão do ABV é de 1 a 5 m, dependendo da faixa de frequência em que é utilizado.
A impedância de entrada ABC é alta e igual à impedância de onda da linha formada pelo fio que compõe a folha da antena e o terra, que desempenha o papel de segundo fio. É 400 ... 600 ohms. Ao pendurar o ABV, não há necessidade de manter uma altura igual da suspensão em todos os lugares. A 160 metros, uma antena com uma altura de suspensão de 3 ... 5 m funciona efetivamente e em uma faixa de 10 metros - com uma altura de suspensão de pelo menos 1 m. O fator de ganho ABV é igual a: G=Kx(L/l), onde G é o fator de ganho; K é um coeficiente que não depende da qualidade de fabricação do ABV; L é o comprimento da antena; l é o comprimento de onda em que a antena opera. Quanto maior a teia da antena, maior o seu ganho. A antena de Bebidas recebe uma onda polarizada verticalmente incidente sobre ela em um pequeno ângulo. Tais características têm uma onda de superfície, que está à vista, de uma estação de rádio e uma onda de uma estação de rádio distante, refletida da ionosfera em um pequeno ângulo. No plano horizontal, o máximo de recepção encontra-se na direção paralela à teia da antena. Com uma incidência perpendicular, uma onda eletromagnética simplesmente não induzirá nada na antena, e quando incidente em ângulo, devido à adição de tensões induzidas na antena com fases diferentes, estas se compensarão.
D.N. A antena de Bebidas é um feixe estreito nos planos horizontal e vertical, direcionado para a carga (Fig. 2). Com um excesso significativo do comprimento da teia da antena sobre o comprimento de onda, a fragmentação do D.N. nas pétalas. Quanto menor o lóbulo traseiro D.N., melhor a antena se adapta à carga. 2. ANTENA "TERRA" VEVEREDZH O trabalho de um ABV real depende em grande parte da qualidade do "solo". É melhor passar alguns fios "terra" da carga para o gerador.
Na prática, se você pretende usar o ABC para transmissão, pelo menos 3 fios "terra" são colocados para uma operação eficiente. Um está sob a folha da antena e os outros dois estão nas bordas dela a uma distância igual (0,5 ... 1) à altura da suspensão da folha da antena (Fig. 3). Para aumentar a eficiência desses fios, eles devem ser elevados acima do solo a uma pequena altura (5 ... 10 cm) ou protegidos da corrosão se ainda estiverem no solo.
Ao usar o ABC como antena receptora, apenas um fio terra pode ser usado. Às vezes, nos centros receptores, em vez de um fio "terra", são utilizados 10 ... 30 contrapesos, cerca de 0,1 do comprimento da antena, localizados no final da carga e do transformador e enterrados a uma profundidade de 10 cm (Fig. 4). No entanto, isso não economiza o fio para os contrapesos e, em alguns casos, aumenta o ruído da antena devido ao fato de incluir partes da terra que podem servir como fonte de ruído. Geralmente é muito difícil identificar uma fonte específica de ruído. Pode surgir devido a correntes que fluem na crosta terrestre; pode ser devido à ação de fatores industriais (linhas elétricas aéreas, linhas elétricas subterrâneas, etc.). Nos centros de recepção de rádio, as áreas são escolhidas onde não há tais efeitos e, no seu caso, pode acontecer que o QTH esteja localizado próximo a essa fonte de ruído. A antena Beve Reggia é mais suscetível a essas fontes de ruído, especialmente sem o fio terra embaixo. Para transmissão, tal antena (Fig. 4) não funcionará satisfatoriamente. Isso se deve ao fato de que a resistência de terra R3 está incluída no circuito da antena, que geralmente é comparável à impedância de onda da antena e reduz significativamente sua eficiência. Ao usar ABC para recepção, isso pode ser tolerado, pois os receptores geralmente têm uma margem de ganho. Mas ao trabalhar na transmissão, a eficiência é o principal indicador da antena. Não devemos esquecer que o solo pode congelar no inverno a uma profundidade considerável. Isso reduzirá significativamente a já baixa eficiência da antena de Bebidas (Fig. 4). Mas muitas vezes, por muitas razões, é difícil ou impraticável usar um fio "terra" sob a folha da antena. Neste caso, é usada uma antena chamada "feixe". 3. USO DE CONTRAPESOS DE QUARTO DE ONDA COMO "TERRA" A antena de "feixe" usada para operar nas estações de rádio P105 é mostrada na Fig. 5. É um fio com um comprimento de 1, que é cerca de dez comprimentos de onda, ao qual várias balanças de quarto de onda são conectadas através de um resistor de 400 ohms. Vários dos mesmos contrapesos são conectados ao corpo da estação de rádio.
A corrente em tal antena flui devido a correntes de deslocamento no espaço entre os contrapesos. A corrente no solo, neste caso, não desempenha um grande papel. Para aumentar a eficiência, é necessário se esforçar para reduzir a resistência do sistema de contrapeso. Com uma impedância de antena de 400 ... 600 Ohm, é desejável usar pelo menos 2 balanços ressonantes no lado da carga e no lado da potência. Ao usar ABC em diferentes faixas, é necessário usar pelo menos 2 balanços ressonantes de quarto de onda para cada faixa para cada faixa. Uma antena com contrapesos de quarto de onda difere da ABV clássica por não ter sobreposição de frequência contínua. 4. CARREGANDO A ANTENA DE BEBIDAS Aproximadamente 30 a 50 por cento da potência do transmissor é dissipada na carga, por isso é fundamental que o resistor de carga não seja indutivo. Ao projetar antenas de transmissão de bebidas, você pode usar resistores do tipo MLT-2 conectados em paralelo. Estruturalmente, eles estão dispostos em um anel. Para proteger essa carga das influências atmosféricas, ela é pintada com um verniz durável. É aconselhável excluir a chuva direta sobre ele, colocando-o sob algum tipo de cobertura. Normalmente, uma carga de cerca de 300 ... 600 ohms é usada para a antena de bebidas. É difícil determinar com precisão a impedância característica da antena; na prática, isso só pode ser feito alterando a carga e medindo a ROE da antena. 5. COMPRIMENTO E EFICIÊNCIA DA ANTENA DE BEBIDAS Foi dito acima que o ganho de ABC depende de seu comprimento, mas os melhores resultados são obtidos quando o comprimento da antena é um múltiplo de um número ímpar de meios comprimentos de onda. Para uma operação bem-sucedida, deve ser pelo menos o comprimento de onda no qual o transmissor opera. Para determinar a eficiência, considere onde ocorre a perda de energia. Primeiro, no resistor de carga RH. Em segundo lugar, quanto maior a antena, maior a radiação, cuja intensidade aumenta com a altura da suspensão (H) ABV acima do solo. Assim, a eficiência pode ser determinada aproximadamente pela fórmula: Eficiência = 1 /Rн*L/l*Н/lЗ*К, onde L é o comprimento da antena; l - comprimento de onda; K - coeficiente de eficiência. Para aumentar a eficiência e melhorar as propriedades direcionais dos ABVs, sua conexão paralela é usada. Ao mesmo tempo, eles são dispostos em paralelo e em série (Fig. 6).
A eficiência de uma antena de bebidas com comprimento de um comprimento de onda com altura de suspensão de cerca de 0,005 comprimento de onda não excede 10%. Aumentar o comprimento da antena para 6 comprimentos de onda aumenta a eficiência para cerca de 40%, então o aumento da eficiência diminui. 6. ALTERAR D.N. ANTENAS DE BEBIDAS Uma das principais desvantagens do ABC é que seu D.N. fixo. Testei uma versão da antena Beverage com dois transformadores (Fig. 7), que permite trocar D.N. em duas direções. Quando uma tensão constante é aplicada através do cabo, os relés são acionados e os pontos de conexão e alimentação são invertidos (são utilizados relés do tipo RMug). Tal antena tinha um SWR não superior a 1,8 em toda a faixa de frequência de 1,8 a 30 MHz, a diferença ao mudar a direção da radiação variou de 1 ... 2 pontos em baixas frequências a 6 pontos em altas frequências.
Existem recomendações para a instalação de uma antena redonda para bebidas. Nesse caso, o padrão de radiação de tal antena é um círculo, mas seu ganho será menor que o de um dipolo. Se houver uma quantidade suficiente de linha aberta ou CATV, uma comutação simplificada de D.N. O esquema de antena para isso é mostrado na Fig. 8. Com este design da antena, a linha aberta deve ser elevada acima do solo. A atenuação da antena aumenta e sua eficiência diminui. Mas se a antena for usada para recepção, essa construção é bastante aceitável. Para mudar a direção D.N. neste caso, você pode até usar um interruptor comum.
7. INSTALAÇÃO DA ANTENA DE BEBIDAS Para uma operação bem-sucedida, o ABC deve ser instalado corretamente em relação a objetos estranhos. Obviamente, a configuração ideal é quando não há objetos condutores por perto. No entanto, na prática isso raramente acontece. Você deve se esforçar para garantir que não haja objetos condutores no lóbulo principal e, se possível, no lóbulo posterior. Como o ABV emite uma onda polarizada verticalmente, deve-se prestar atenção a objetos condutores verticais. Uma opção muito boa é instalar na borda do telhado da casa, quando no lóbulo principal D.N. há espaço livre. É este ABC que é utilizado desde 1989 na minha estação UZ3ZK. Freqüentemente, há fios de rádio e telefone no telhado que podem correr paralelos ao seu ABC. Eles serão tratados como "terra" e transportarão correntes significativas que podem interferir na transmissão de vários programas e possivelmente nas comunicações telefônicas. Para eliminar esse efeito, basta colocar um fio "terra" próximo a esses fios. Em todos os casos que encontrei, havia "chifres" gratuitos nos postes para sua instalação. O fio deve ser aterrado próximo a cada um dos mastros. Em casos graves, pode ser necessário instalar vários desses fios a uma distância de 20 ... 50 cm um do outro. Em geral, a antena de bebidas é uma das antenas mais despretensiosas. Um espaço limpo dentro de um raio de cerca de 1 ... 2 metros em relação à teia da antena garantirá seu funcionamento. Nenhuma das antenas vizinhas interfere nisso, assim como o ABC tem um efeito mínimo em outras antenas. Em termos de raios, o ABV é seguro. Sua tela é aterrada em ambos os lados, para que mesmo um raio direto não leve à derrota do operador e à destruição do equipamento de rádio. O ABV geralmente está localizado abaixo de outros objetos condutores, o que fornece proteção adicional contra tempestades. ABC não acumula 1 eletrostático, e isso é especialmente perceptível quando tirado antes de uma tempestade. Você pode trabalhar nele mesmo durante uma tempestade. 1 Literatura. 1. G.Z. Aizenberg, Antenas de ondas curtas, M.: Rádio e comunicação, 1985. Autor: I. Grigorov, Belgorod; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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