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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Antena receptora de loop duplo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Antenas VHF A qualidade da recepção de rádio em condições de forte interferência depende em grande parte da antena utilizada. No artigo publicado abaixo: a atenção dos leitores é oferecida uma descrição da antena, composta por dois quadros e permitindo obter uma boa recepção em quase toda a faixa de transmissão. Uma antena de loop na forma de um enrolamento localizado em um plano vertical é amplamente utilizada para localização de direção, transmissão, comunicações de rádio e medições de intensidade de campo na faixa de comprimento de onda ultralonga a ultracurta. No entanto, a recepção de rádio imune a ruído em uma antena de quadro convencional a qualquer hora do dia com forte interferência de rádio é difícil devido à existência do chamado "erro noturno" [1]. Isso acontece pelos seguintes motivos. Primeiro, a interferência que vem em um ângulo em relação ao horizonte não pode ser suprimida por uma única antena de quadro de forma tão eficaz quanto a interferência que vem na direção horizontal. Em segundo lugar, a supressão de ruído diminui com o aumento do ângulo vertical de sua chegada. Para estabilizar a posição do plano de recepção mínimo e dar o mínimo da diretividade característica de valor zero em todo o setor de ângulos verticais de chegada da onda em radiogoniometria, utiliza-se uma antena na forma de quadros espaçados conectados em antifase [1]. A antena de quadro espaçado oferecida à atenção dos leitores foi projetada para ser conectada a um receptor de rádio blindado com sensibilidade de pelo menos 50 μV e possui as seguintes características técnicas: faixa de frequência recebida - 0,15 ... 24 MHz; azimute de chegada da onda - 0...360'; ângulo vertical de chegada da onda - 0...90'; supressão de interferência em modo simples e comum - 0...30 dB; supressão de interferência no modo antifase - não inferior a 30 dB; dimensões - 710x375x370 mm; peso - 3 kg. O esquema da antena com quadros espaçados é mostrado na fig. 1.
Consiste em dois quadros coaxiais aperiódicos de volta única WA1 e WA2, um comutador de modo de operação SA1, um transformador balun de banda larga T1 e um cabo blindado com um conector X1 para conectar a um receptor de rádio. No transformador T1, as linhas de transmissão estão localizadas em um núcleo magnético de ferrite. Ao contrário de um transformador tradicional com acoplamento magnético entre os enrolamentos, ele fornece acoplamento eletromagnético entre essas linhas. Os caminhos das correntes dos contatos de entrada X2, X1 do transformador T2 para um ponto comum em sua saída são iguais. O transformador é selecionado de acordo com o livro de referência [1]. Ao mesmo tempo, foi dada preferência à sua versão mais simples com um valor mínimo de assimetria e uma faixa de frequência operacional não inferior à indicada nas características técnicas da antena. Conectar um receptor de rádio com entrada balanceada aos contatos X2, X1 da saída balanceada da antena permite excluir o transformador TXNUMX. Todos os elementos da antena são colocados em uma blindagem elétrica contínua desde o topo dos quadros até o conector HZ. Através do conector XXNUMX, o circuito de blindagem da antena é conectado à tela do receptor de rádio. As lacunas de blindagem nas partes superiores dos quadros impedem a blindagem eletromagnética completa dos quadros. A antena pode operar em um dos três modos: simples ("0"), em fase ("C") e anti-fase ("P"). Na posição neutra "0", o interruptor SA1 ativou o modo único. Nesse caso, o quadro WA1 funciona. Quando a chave SA1 está na posição "C", os quadros são conectados em fase e a antena se transforma em um quadro de duas voltas. O nível do sinal de saída dessa antena é igual à soma dos sinais das saídas dos quadros WA1, WA2. O modo de modo comum é usado quando a antena é exposta a uma onda de interferência de superfície, bem como com um sinal fraco e na parte de onda longa de sua faixa de operação. Na posição "P" da chave SA1, o modo antifase é ativado. O nível do sinal de saída da antena neste caso é igual à diferença entre os sinais das saídas dos quadros WA1, WA2. A diferença nos níveis do sinal de saída da antena nos modos "C" e "P" diminui com o aumento da frequência do sinal e a separação espacial dos quadros ao longo de seu eixo comum. No modo "P", elimina-se a alteração da característica de diretividade da antena para uma onda que chega em ângulo com o horizonte. Como resultado, a supressão de ruído pela onda espacial de entrada acaba sendo igual à supressão de ruído pela onda de superfície de entrada. Este modo é eficaz para sinais fortes na parte de ondas curtas da faixa de operação da antena. Devido ao baixo nível do sinal de saída da antena, para implementar a seletividade espacial da antena, é necessário um receptor de rádio blindado altamente sensível com uma antena comutável. No modo "P", a direção de recepção mínima é girada em torno do eixo vertical da antena em 90'. A característica direcional da antena passa a ser de quatro lóbulos, o que também aumenta a imunidade ao ruído da recepção. No modo selecionado, a antena é orientada em azimute até que a relação sinal-ruído máxima seja obtida na saída do receptor de rádio.
A antena com quadros espaçados é mostrada na fig. 2. É composto pelas carcaças 1 e 3, localizadas em planos paralelos espelhados em relação ao painel de controle 2, travessas superior 4 e inferior 5, dois pneus de metalização 6, dois isoladores 7 e um cabo de saída. A forma e a resistência da estrutura são dadas por uma estrutura de suporte feita de tubo de aço de parede fina com diâmetro de 8 mm. Cada estrutura inclui dois desses tubos com forma de C. Suas dimensões externas são 350x170 mm. Um cabo coaxial da marca RK75-2-11 é colocado nas cavidades dos tubos. O condutor externo de cada cabo tem uma quebra de 20 mm de comprimento no meio da parte superior do quadro. O comprimento do espaço é igual ao espaço entre os tubos do quadro. O condutor interno não possui interrupções para a chave SA1 no painel de controle. As travessas são feitas de tubo de duralumínio com diâmetro de 16 mm. O comprimento da travessa superior é de 670 mm, a inferior consiste em duas partes de 280 mm de comprimento. Na cavidade dos tubos da travessa inferior são colocados os cabos das armações, que estão incluídos na caixa de duralumínio do console com dimensões de 210x160x50 mm. Barramentos de metalização de duralumínio com dimensões de 112x22x4 mm fixam a caixa e conectam a travessa superior com os elementos de blindagem da antena. Isoladores de fibra de vidro com dimensões de 240x30x4 mm juntamente com os elementos 1-6 formam uma estrutura de suporte rígida. Para a montagem foram utilizados blocos de duralumínio e parafusos de montagem M4 e Mb. A simetria geométrica, coaxialidade e paralelismo dos pórticos com a tolerância exigida de 0,2" é assegurada se a precisão das distâncias entre as partes dos pórticos não for inferior a 1 mm. Os pórticos podem ser deslocados ao longo das travessas no processo de montagem da antena e ajuste da posição das armações A diferença permitida nos comprimentos dos cabos das armações é de 10 mm. Uma chave seletora P2T-1 com trava na posição neutra foi usada como chave para modos de operação no painel de controle. O transformador de banda larga consiste em um circuito magnético de ferrite (marca M200NN2) na forma de três anéis dobrados coaxialmente com dimensões K32x20x5 mm e dois pedaços de cabo RK75-1-11. Os segmentos de cabo são enrolados na mesma direção, formando dois enrolamentos contendo oito voltas cada. A posição das espiras é fixada por um mandril de polietileno com diâmetro de 20 e altura de 16 mm, introduzido na cavidade do circuito magnético. Na superfície cilíndrica do mandril, 16 ranhuras são espaçadas uniformemente. Cada enrolamento ocupa oito ranhuras do mandril, o que corresponde à metade do anel do circuito magnético. O condutor interno de um dos segmentos não é usado. Antes de montar o transformador, um chanfro de 0,3 mm é removido das bordas externas do circuito magnético com uma lixa. Para evitar interferência de contato elétrico na recepção de rádio, é importante garantir a constância dos contatos entre os elementos de blindagem, bem como o isolamento dos elementos de blindagem nos locais onde não deve haver contato. A fabricação da antena é possível com um desvio da descrição acima. A reserva de volume da caixa de controle remoto permite a execução da antena em várias versões. O valor das frequências de operação superior e inferior do transformador, bem como seu projeto, dependem do tamanho, número de anéis, marca da ferrita do circuito magnético e número de voltas dos enrolamentos. A permeabilidade magnética permitida da ferrita não é superior a 200. Com um valor menor, é necessário aumentar o número de anéis do circuito magnético e o número de voltas dos enrolamentos do transformador. A partir de anéis menores que K32x20x5 mm, é possível fazer um circuito magnético em forma de coluna, cuja altura é limitada pelas dimensões da caixa do console e não deve exceder 180 mm. Um transformador com circuito magnético colunar de 126 mm de altura, montado a partir de anéis K20x12xbmm com permeabilidade magnética de 150 ... 200, pode conter dois enrolamentos de três voltas. O uso de linhas simétricas de fios de enrolamento torcidos simplificará o projeto do transformador, mas ao mesmo tempo aumentará a assimetria do circuito da antena. Vamos substituir a chave seletora P2T-1 por uma chave para três posições e duas direções. O volume da caixa de controle remoto permite colocar um pré-amplificador com fonte de alimentação e elementos para sintonizar os quadros em ressonância. A figura de ruído do pré-amplificador deve ser menor que a figura de ruído do receptor de rádio. Em uma antena extremamente simplificada, a estrutura de suporte pode ser feita de madeira, podendo ser utilizado um fio blindado com isolamento externo para instalação. As características de diretividade da antena no plano horizontal nas frequências de 8 ... 10 MHz, plotadas em coordenadas polares e em escala única, são mostradas na Fig. 3. As medições foram realizadas no modo de recepção, o que elimina a interferência com equipamentos de rádio em operação. Neste caso, foi utilizado um atenuador escalonado variável (1 dB) com atenuação máxima de 63 dB, um receptor de rádio blindado com sensibilidade de cerca de 10 μV com um oscilador local de telégrafo e um AGC comutável, bem como um indicador de saída. Ao usar um receptor de transmissão com um AGC não comutável, o método de medição de calibre proposto em [3] é usado. Para fazer isso, um gerador auxiliar ("calibrando") é conectado ao receptor de rádio. Se a frequência do gerador cair dentro da largura de banda do receptor de rádio e o nível de tensão de saída do gerador for 10 ... 100 vezes maior que o nível do sinal de entrada, a dependência do ganho dos estágios ajustáveis do receptor de rádio no nível do sinal de entrada diminui para o erro do indicador de saída. A perfeição da blindagem do receptor de rádio e, portanto, sua adequação para trabalhar com a antena, é verificada pela falta de recepção após o desligamento das antenas internas e externas. A tela pode ser feita independentemente de folha ou outro material eletricamente condutor. Ele está localizado na superfície interna da caixa do rádio. Não deve formar um laço fechado em torno da antena magnética embutida. Um voltímetro CA é adequado como indicador de saída. O papel do sinal de referência
pode emitir qualquer transmissor de rádio que tenha um nível estável e a intensidade de campo necessária. Durante as medições, o oscilador local do telégrafo do receptor de rádio deve ser ligado e o AGC deve ser desligado. Durante a medição, o nível do sinal de entrada do receptor de rádio é mantido por uma mudança constante na atenuação do atenuador e controlado pelo indicador de saída. O nível do sinal proveniente da antena é medido pela atenuação do atenuador. A interferência que penetra no receptor de rádio através da fonte de alimentação da rede elétrica leva a erros de medição. À medida que a relação entre o nível do sinal de entrada do receptor de rádio e o nível de interferência que penetra no receptor de rádio da rede diminui, o erro aumenta. A influência da interferência da rede é enfraquecida alimentando o receptor de rádio da rede através da unidade de proteção contra ruídos ou usando uma fonte de energia independente. Os quadros são ajustados no modo "P" de acordo com a supressão máxima do sinal, na direção de chegada para a qual está orientado o eixo de recepção mínima da antena. Literatura 1. Kukes I. S., Starik M. E. Fundamentos de radiodireccionamento. - M.: Sov. Rádio, 1964, p. 286,290.
Autor: A.Kuzmenko, RV4LK, Ulyanovsk; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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