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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Antena fox de pequeño tamaño 144 MHz. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / antenas VHF Incluso antes de la publicación, en el proceso de discusión entre los atletas de radio, un artículo de un especialista en tecnología de antenas, candidato a ciencias técnicas K.P. Kharchenko, causó controversia. Maestro de deportes de clase internacional, ganador múltiple de competencias de varias escalas (incluidos campeonatos europeos), residente de Gorky A.I. Grechikhin calificó la idea que subyace al diseño propuesto como "muy interesante y original". También señaló la simplicidad del dispositivo. El atleta no menos experimentado, el candidato de Ciencias Físicas y Matemáticas, el moscovita V. N. Verkhoturov cree que la creación de una antena que brinde la posibilidad de encontrar la dirección al mínimo "podría ser de gran interés para los atletas". También nos parece que esta antena de tamaño pequeño puede tener una gran ventaja sobre un "canal de ondas" bastante voluminoso; después de todo, a menudo un "cazador" en busca de un "zorro" tiene que vadear literalmente a través de densos matorrales. Sin embargo, ambos atletas (a ellos se une el maestro de deportes de Sverdlovsk A.S. Partin) criticaron el diseño. Entonces, expresaron dudas sobre la conveniencia de colocar la antena en la cabeza del atleta: no es muy conveniente, especificando la dirección durante el movimiento, rotar la cabeza todo el tiempo (¿pero es posible, aparentemente, desarrollar una técnica de búsqueda diferente?) . Además, de acuerdo con las reglas de la competencia, dicen, no solo es posible la polarización vertical, para la cual está diseñada la antena, sino también la polarización horizontal (bueno, es bastante simple: simplemente coloque los vibradores horizontalmente). En resumen, casi todas las declaraciones críticas fueron contraargumentadas. Y, lo más importante, si se desea, se puede cambiar el diseño de la antena adaptándola para llevarla en las manos. Preocupaciones más serias están relacionadas con el impacto inevitable en los parámetros del sistema (en particular, en la simetría) del cambio de capacitancia con respecto al suelo, con una baja altura efectiva de la antena, con su sensibilidad a las señales reflejadas. .Solo la operación práctica puede disipar estos temores. Los editores comparten la opinión de A. I. Grechikhin de que esta antena es "una propuesta interesante que se puede aplicar al desarrollo". Esperamos que el artículo publicado sea de utilidad para los radioaficionados deportistas. Los cazadores de zorros deben tener a su disposición un equipo que les permita seleccionar la dirección al "zorro". Este problema se resuelve mediante antenas junto con el dispositivo receptor. Hay dos formas de construir tales antenas. En el primer caso, la antena debe tener un patrón unidireccional pronunciado, y la dirección dada se selecciona de acuerdo con la señal máxima recibida comparando señales de direcciones vecinas y eligiendo la deseada. En el segundo caso, hay un mínimo profundo en el patrón de antena. Aquí, también, la dirección deseada se determina por comparación y selección, pero ya por el mínimo de la señal. Si analizamos ambas opciones, entonces la segunda parece teóricamente más preferible, aunque solo sea porque en el primer caso, para obtener un patrón de radiación estrecho, se necesita una antena "grande", por regla general, acorde con la longitud de onda. Además, es más difícil determinar la dirección hacia el "zorro" a medida que se acerca por la señal máxima que por la mínima. Este artículo propone una variante de construcción de una pequeña antena con un mínimo pronunciado en el patrón de radiación. También se propone una solución constructiva del dispositivo receptor, que permite al atleta liberar sus manos, lo que obviamente aumentará su maniobrabilidad. Para comprender el principio de funcionamiento de la antena, pasemos a la Fig. 1, a (en el texto). Muestra un segmento de una línea larga homogénea, que incluye dos generadores idénticos condicionales G1 y G2 de oscilaciones de alta frecuencia. O es el medio de la línea, U es la curva de distribución de voltaje a lo largo de la línea. Si los generadores están en fase, entonces el máximo (antinodo de voltaje) cae en el medio de la línea. Si la fase de las oscilaciones del generador G2 va a la zaga de la fase de las oscilaciones del generador G1, entonces la curva de distribución de voltaje en la línea se desplazará en algún ángulo j, como se muestra en la Fig. 1b. Si, por el contrario, la fase de las oscilaciones del generador G2 está adelantada a la fase de las oscilaciones del generador G1, entonces la curva de distribución se desplazará en la dirección opuesta, como se muestra en la Fig. 1c. Si acordamos determinar el voltaje en la línea al encender el dispositivo en los puntos 3-4, entonces podemos ver que |U3|> &|U1|, y U2=0.
Dos antenas idénticas, por ejemplo, dipolos, pueden actuar como los generadores condicionales considerados (Fig. 1d). En este caso, las fases de oscilaciones en la línea dependerán de la dirección de llegada de las ondas de radio. En la Fig. 1d, las flechas muestran tres direcciones: I - las ondas de radio llegan a ambas antenas simultáneamente; II - en el camino de propagación de las ondas de radio, primero se encuentra la antena 1, y detrás de ella la antena 2; III - por el contrario, la antena 2 está al frente y la 1 está detrás. Midiendo el mismo instrumento en la línea de media longitud de onda del voltaje en la sección separada de la antena 1 a una distancia j en grados eléctricos, obtenemos, respectivamente, todos los casos considerados anteriormente. Por lo tanto, sin saber de antemano la dirección de llegada de las ondas de radio, puede encontrarla girando el sistema de dos antenas hasta que el dispositivo en los puntos 3-4 muestre un voltaje mínimo en la línea. En este caso, obviamente, la dirección de propagación de las ondas de radio coincide con la dirección II. El patrón de radiación de dicho dispositivo alimentador de antena será de tipo cardioide. Suponiendo que la señal "zorro" se distingue en el nivel de ruido del receptor, cuando la antena se gira hacia ella en un cierto ángulo relativo a la dirección cero, es posible encontrar esa zona muerta, dentro de la cual una de las direcciones es probablemente el deseado. A medida que se acerque al transmisor (con un nivel de radiación creciente), la zona muerta disminuirá y la dirección deseada se determinará con mayor precisión. Es posible implementar el método descrito para construir una antena y un receptor, usando como ejemplo la variante constructiva que se muestra en la Fig. 2. Aquí hay una vista general del dispositivo, hecho en forma de auricular.
Se basa en un aro de metal 1 y arcos: transversal 11 y longitudinal 12. También se instala una caja de metal 2 para el receptor en el área donde se cruzan los arcos. Si las dimensiones de las baterías no se pueden colocar dentro de la caja del receptor, se fijan en el arco longitudinal 12 (dos baterías - 3). La carga del receptor son los teléfonos 8, enmarcados en almohadillas suaves e insonorizadas, a las que se cosen las correas 9 para asegurar el auricular debajo de la barbilla. Los teléfonos a través de espaciadores se fijan en los extremos del arco transversal 11. En las partes frontal y occipital del aro 1, se colocan y sujetan rígidamente dos aisladores de antena 4. Los aisladores de antena fijan antenas 5 del tipo pin. En los extremos de las antenas hay casquillos de ajuste 13. Los terminales de alimentación de ambas antenas están conectados por la línea 7 (línea l en la Fig. 1, d), la línea 6 conecta la entrada del receptor a la línea 7 a través de una T 10 (puntos 3 y 4 en la Fig. 1, d). El receptor debe tener una alta impedancia de entrada (para no desviar la línea). Se coloca un segmento más largo de la línea 7 en forma doblada (zigzag) sobre el aro 1. En la fabricación de la estructura, se debe buscar la máxima simetría en torno al eje vertical que pasa por el centro del aro. El incumplimiento de este requisito dará como resultado una distorsión de la simetría en el patrón de radiación y errores en la determinación de la dirección.
En la fig. 3 muestra las dimensiones de los elementos que forman la base del auricular. El tamaño S es importante solo porque determina la distancia en fracciones de una longitud de onda en la línea 7 desde la antena frontal hasta el punto donde se enciende la línea 6. El tamaño geométrico del segmento de línea 7 se determina como l1=S/2e donde e es el factor de velocidad. Para un cable coaxial con relleno de polietileno, e = 1,51-1,52, por lo tanto, para nuestra opción l1=70 mm. La longitud total de la línea es la mitad de la longitud de onda media, teniendo en cuenta el acortamiento de la onda en el cable. Con lav=2,07m l=680 mm. Si sumas a la longitud total l a lo largo de la misma longitud de 80 mm en cada lado, esto aumentará l1 hasta 150 mm para una colocación más conveniente de la T 10 en la intersección de los arcos. Si el dispositivo alimentador de antena pudiera hacerse sin errores y eléctricamente estrictamente simétrico, la producción estaría completa. Sin embargo, esto no se puede hacer de inmediato, y en los puntos donde la línea b está conectada a la línea 7, los voltajes de la señal de las antenas no tienen la misma amplitud o el cambio de fase entre ellos no es igual a 180 °, cuando la radio las ondas provienen de la dirección "cero". Tanto eso como otro no permiten recibir la tensión resultante igual a cero. Esto se ilustra en la fig. 4. Aquí los vectores 1 y. 2 representan los voltajes provenientes de la primera y segunda antena, respectivamente, el ángulo a es el cambio de fase. El voltaje resultante es un vector rojo. En la fig. 4, y los voltajes 1 y 2 son iguales en amplitud, pero no estrictamente desfasados, en la fig. 4, b, los voltajes son antifásicos, pero sus amplitudes no son iguales entre sí, en la fig. 4, los voltajes no están desfasados y no son iguales en amplitud. En todas estas posiciones, el voltaje resultante es diferente de cero, y solo en la Fig. 4, d satisface nuestros requisitos.
No es tan fácil proporcionar ambas condiciones en un dispositivo alimentador de antena real, ya que cuando, por ejemplo, cambia la longitud de la antena, tanto la fase como la amplitud de la señal que proviene de ella cambian simultáneamente. Se necesita al menos un ajuste más, proporcionando un cambio solo en la fase (o solo en la amplitud). Solo se puede cambiar la fase expandiendo los ejes de los vibradores entre sí (cambiando el tamaño S) o cambiando el punto de conexión de la línea 6 a la línea 7. La forma en que se puede cambiar estructuralmente el punto de conexión se muestra en la fig. . 5 y 6.
La longitud total de la línea (sobre la trenza) es de 840 mm. Los extremos Dl, iguales en ambos lados, son necesarios para empotrar en aisladores. Aquí 1 es el conductor central del cable, 2 es la parte sobresaliente de su aislamiento de polietileno, 3 es un soporte que cubre la trenza y está soldado a ella (sirve como contacto y retenedor de la trenza). Estos soportes deben soldarse a la diadema de los auriculares. A una distancia de 150 mm del extremo del soporte 3 adyacente a la antena frontal, se debe hacer un corte, dejando al descubierto el conductor 1 por unos 50 mm. El revestimiento del cable en la sección también debe sellarse en los soportes 3 y soldarse a la placa de cobre (latón) 4. Esta sección servirá más tarde como un segmento de línea para la compensación de fase.
En la fig. 6 muestra un gráfico; auricular que alberga este nodo. Aquí 12 es un segmento del arco transversal, 7 es un segmento del aro. El aro y el arco transversal están unidos entre sí y tienen contacto eléctrico. La placa 4 está unida al aro con remaches 9 de modo que haya un espacio entre ella y el aro. El cable 5 se coloca a lo largo del aro. La trenza del extremo del cable de la línea 6 está cubierta por el soporte 11 fijado en la placa 10, el cable 6 se coloca en el arco transversal 12 y el segundo extremo se conecta al receptor. La placa 10 se inserta firmemente en la ranura formada por las partes 4 y 7, los conductores centrales 1 y 8 están conectados. La parte sobresaliente del aislamiento de polietileno 13 protege al conductor 8 de un cortocircuito con la placa 4. Al mover la placa 10 a lo largo de la ranura, y con ella el conductor 8, es posible cambiar el punto de conmutación de la línea 6, seleccionando así la fase deseada. El ajuste se realiza en varios pasos, por el método de aproximaciones sucesivas. Al cambiar la longitud del vibrador de una de las antenas, intentan elegir una posición para encender las líneas de modo que la señal en la entrada del receptor sea cero (o tenga un mínimo agudo). En este caso, los auriculares deben orientarse correctamente hacia el transmisor. Los conductores de línea no deben tocarse en el momento de la medición, para que no haya violaciones de la simetría eléctrica del sistema. Al llegar al resultado, debe corregir las dimensiones y posiciones obtenidas. Las partes abiertas de las líneas (sección) deben cerrarse con una tapa (puede ser dieléctrica) y todos los segmentos del cable deben estar sujetos con cinta aislante al aro y al arco. El aro y los arcos de los auriculares pueden estar hechos de cinta de cobre o latón, vibradores de antena, de cinta o alambre flexible, aisladores, de cualquier dieléctrico de alta frecuencia, se puede usar casi cualquier tipo de cable coaxial para conectar líneas. Práctico diseño dividido del aislador. La mitad interna del aislador se coloca en la parte sobresaliente 2 (Fig. 5) del cable después de soldar el soporte 3 al aro. La parte exterior del aislador se aplica a la parte interior después de soldar el vibrador de la antena al conductor central de la línea. Es posible sujetar las partes del aislador entre sí con la ayuda de pernos. Todas las partes metálicas del auricular deben tener contacto eléctrico entre sí, las trenzas de las líneas de alimentación deben estar eléctricamente cerradas a aquellas partes del auricular a las que se unen; el trenzado de la línea 6 (Fig. 2) debe estar desoldado en el cuerpo del receptor. Para mantener la simetría eléctrica del dispositivo, es deseable colocar segmentos de cable "inactivos" que imiten exactamente las líneas 7 y 6 (Fig. 2), pero en lados opuestos del auricular. Es posible sintonizar el sistema de antena-alimentador solo en exteriores, a una distancia del transmisor de al menos 10-15 m, en la sección lineal de las características del receptor. En el área de medición no debe haber edificios ni objetos desde los cuales la señal del transmisor pueda reflejarse y llegar a las antenas desde otras direcciones. La presencia de estos reflejos degradará la calidad de la afinación o incluso la imposibilitará.
Para receptores con un dispositivo de umbral (limitado por un nivel de señal dado), el patrón de radiación tomado del nivel de señal de salida tendrá el carácter que se muestra en la Fig. 7, a - 7, en forma sucesiva, a medida que se acercan al "zorro". autor: K. Kharchenko; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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