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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Métodos de fornecimento de energia e desempenho de antenas de loop magnético. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Antenas. Medições, configuração e correspondência COMUNICAÇÃO POR CABO COAXIAL COM TRANSMISSÃO DE ANTENA DE LOOP MAGNÉTICO Quando tais antenas operam no modo de transmissão, são utilizados dois tipos de conexão da antena com a linha de alimentação - através de um laço magnético (Fig. 3.11, a) e através de um circuito de correspondência gama (Fig. 3.11, b). Observe que tanto o loop do link quanto o ponto de conexão da blindagem do cabo com correspondência gama são exatamente opostos ao capacitor do trimmer, o que é necessário para manter a simetria do quadro.
Normalmente, o diâmetro do loop de ligação é 0,2 do diâmetro da estrutura principal. Com a ajuda deste loop, é possível fornecer uma correspondência satisfatória em toda a faixa de frequência de operação do loop magnético. Devemos tentar garantir que o fio da espira não seja mais fino do que aquele de que é feito o quadro magnético. O segundo tipo de correspondência é a correspondência gama. A espessura do fio usado em seu circuito é cerca de 2 a 5 vezes mais fina que o fio da armação. Seu raio é 0,85-0,95 do raio do quadro principal. O comprimento L no esquema não deve exceder 0,2 do perímetro do quadro e, na maioria das vezes, escolher um valor de 0,1. A correspondência de gama requer um ajuste mais cuidadoso para bandas diferentes do que um loop de comunicação, mas ao mesmo tempo tem uma eficiência maior. Quando o quadro funciona em duas ou três faixas para correspondência de gama, você sempre pode encontrar as dimensões ideais. Se houver acesso livre ao quadro, é conveniente usar jumpers de fechamento para configuração. Em qualquer caso, ao lidar com quadros magnéticos, é recomendável instalar um dispositivo correspondente. Se o quadro serve apenas como receptor, geralmente não há problemas com a correspondência. É realizado usando um amplificador de transistor colocado diretamente próximo ao quadro, a partir da saída da qual o sinal de RF filtrado e amplificado é alimentado através de um cabo coaxial para a entrada do receptor. DIMENSÕES E VERSÕES DE ANTENAS DE LOOP MAGNÉTICO As dimensões características da antena de loop de transmissão são dadas na Tabela. 3.2. Tabela 3.2.
Com essas dimensões, o quadro opera efetivamente em três faixas de comprimento de onda adjacentes, por exemplo, 10, 15 e 20 ou 40, 80 e 160 M. Sua eficiência é máxima na frequência superior e diminui nas frequências mais baixas. Os dados desta tabela são baseados em um quadro magnético sem tela. Se houver uma blindagem eletrostática, a capacitância entre ela e o fio interno deve ser levada em consideração, o que reduz a frequência de ressonância do loop. Para uma operação satisfatória, o perímetro da estrutura deve ser de pelo menos 0,08 do comprimento de onda operacional. Com a ajuda de um capacitor, o quadro pode ser ajustado para frequências ainda mais baixas, no entanto, no modo de transmissão, esse design se tornará muito ineficaz. Como mostrado acima, a resistência de entrada dos quadros magnéticos é baixa. Isso dificulta a correspondência de sistemas de antenas nos quais o loop magnético funciona para transmissão, sem sintonizá-lo em ressonância com a frequência de operação. A antena loop tem sua própria indutância. Pode ser calculado usando uma fórmula conhecida ou medido usando instrumentos apropriados. Ao conectar um capacitor variável às extremidades abertas do quadro, obtemos um circuito oscilatório convencional que pode ser sintonizado em uma ampla faixa de frequência. Na fig. 3.11 mostra dois esquemas para conectar um quadro com um cabo: através de um loop de comunicação (a) e usando correspondência gama (b); abaixo deles estão os análogos correspondentes em elementos agrupados na forma de uma conexão indutiva e transformadora com o circuito. Em um circuito oscilatório formado por um quadro e um capacitor, o campo elétrico é concentrado no interior do capacitor e o campo magnético é concentrado ao redor do quadro. Os resultados da solução do problema de encontrar as dimensões ideais do quadro e a capacitância do capacitor foram dados acima. Segue-se deles que o comprimento do quadro deve ser de aproximadamente 0,08 do comprimento de onda e a capacitância do capacitor deve ser de cerca de 30 a 50 pF na faixa de 2 a 30 MHz. Um quadro de menor comprimento irradiará com menos eficiência devido ao fator de baixa qualidade. Este último, como você sabe, é determinado pela expressão: Q=(L/C)/Rp, onde L é a indutância do laço, H; C - capacitância no final do quadro, Ф; Rp - resistência à perda no quadro, Ohm. Um quadro de volta única, ao contrário dos multivoltas, possui uma relação L / C máxima e uma resistência mínima à perda. Um loop com mais de 0,08 do comprimento de onda operacional pode não ser sintonizado para ressonância, dificultando a correspondência. Portanto, para operação no modo de transmissão, é aconselhável usar um quadro de volta única. Quando sintonizado em ressonância, quando uma potência significativa é fornecida pelo transmissor e o loop está bem ajustado, correntes de RF de centenas de amperes podem fluir através dele. Portanto, é desejável que a antena de laço magnético transmissora seja feita de tubo de cobre de grande diâmetro. Você pode polir sua superfície para um acabamento espelhado. Um capacitor variável deve ser de alta qualidade, preferencialmente sem atrito nos contatos. Em um caso extremo, você pode usar um capacitor emparelhado comum de capacidade variável, conectado à carcaça apenas por seções do estator (fixas) (Fig. 3.12). Capacitores sólidos não devem ser usados devido ao seu baixo fator de qualidade.
Observe que às vezes há relatos de radioamadores usando antenas de loop magnético não sintonizáveis para operar no modo de transmissão. A tarefa de combinar efetivamente tal quadro com um transmissor é mesmo teoricamente muito complexa e vai além da prática usual de rádio amador, portanto, esse tipo de antena não é considerado aqui. Não recomendamos radioamadores que não possuam o devido treinamento teórico e prático para utilizar tais projetos, pois o resultado será decepcionante. Quando os laços magnéticos servem como antenas receptoras, o problema da eficiência não é tão agudo. Portanto, um capacitor com dielétrico sólido ou ar com contatos de atrito são adequados para eles. O quadro é feito multi-voltas, o que permite reduzir seu tamanho. Para o quadro, você pode usar um fio fino. Um cabo coaxial é frequentemente usado, cujo núcleo interno forma uma estrutura e a trança atua como sua tela. Fonte: Grigorov I.N. Projetos práticos de antenas. COORDENAÇÃO DA ESTRUTURA E CABO DE FORNECIMENTO O acoplamento e a correspondência indutivos também são difundidos devido à sua facilidade de implementação. A opção mais usada é mostrada na Fig. 20.7. Uma pequena espira indutiva com uma razão de diâmetro de 5:1 é colocada dentro da espira grande. Graças à conexão simétrica, um cabo coaxial de 1 ohms pode ser conectado através de um balun de núcleo anelar 1:50.
Com uma conexão não balanceada (Fig. 20.7b), o cabo coaxial é conectado diretamente. Um método eletricamente conveniente de acoplamento indutivo é mostrado na fig. 20.7, c. Aqui é mostrada apenas uma bobina de conexão de cabo coaxial com uma quebra em sua tela no meio da bobina. A blindagem da metade direita do loop é soldada na base do anel grande (veja a figura), e a antena é aterrada neste local. Ao deformar ligeiramente o cabo do cabo coaxial, a antena é ajustada para o SWR mínimo. Acredita-se que o diâmetro d deve ser menor, maior o fator de qualidade de trabalho da antena. Literatura:
Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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