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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Antenas verticales coaxiales. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / antenas de alta frecuencia Este es el nombre de las antenas de tipo plano de tierra con un bucle de cuarto de onda cortocircuitado incorporado de cable coaxial (Fig. 1). La principal ventaja de este tipo de antena es la banda de frecuencia extendida.
Está formado por un cable coaxial ubicado verticalmente con una impedancia de onda arbitraria. El extremo inferior del núcleo central del cable está conectado a la red de puesta a tierra y su extremo superior está soldado a la pantalla del cable. La longitud l del cable es igual a l / 4xVk, donde Vk es el valor del factor de acortamiento de la especificación (normalmente 0,66). Por lo tanto, estamos hablando de una línea coaxial cerrada de cuarto de onda que actúa como un circuito resonante paralelo. Las ondas de radio son radiadas únicamente por el blindaje del cable, pero debido a la pequeña relación l/d, su factor de velocidad es cercano a 0,95 y, por lo tanto, es demasiado corto para la resonancia de un cuarto de onda. Para formar un plano de tierra de cuarto de onda, se requiere aumentar l1 con un segmento l2 hasta la longitud resonante l/4. ejemplo Se utiliza un cable coaxial con Vk=0,66. Cuarto geométrico de la longitud de onda l1=0,25lх0,66=0,165l. Si para la pantalla del cable, teniendo en cuenta su relación l/d, se toma el factor de acortamiento V = 0,95, entonces la longitud normal será l1 + l2 = 0,25lx0,95 = 0,2376l, y la longitud del segmento l2 = 0,2376l-0,165l = 0,0725l. En resonancia, el stub de cuarto de onda incorporado no funciona debido a una impedancia de entrada muy alta (circuito resonante paralelo). Si aumenta la frecuencia del transmisor, entonces el segmento l1 + l2 será demasiado largo; en otras palabras, aparecerá un componente reactivo inductivo. Al mismo tiempo, la línea coaxial de cuarto de onda cortocircuitada (stub) también se volverá excesivamente larga. Una línea que excede un cuarto de longitud de onda tiene un efecto capacitivo y, como resultado, el componente inductivo del segmento del radiador y la reactividad capacitiva de la pluma de un cuarto de onda se compensan mutuamente y la resistencia a la radiación Rs aumenta. Con una disminución en la frecuencia del transmisor, sucede lo contrario: la sección del radiador se vuelve capacitiva y el bucle se vuelve inductivo, lo que también conduce a la compensación mutua de los componentes reactivos. Debido a esta capacidad de una línea de cuarto de onda, se amplía la banda de frecuencia de la antena. Desde arriba, está limitada por cambios indeseables en el patrón de radiación, y desde abajo, por una fuerte caída en la resistencia a la radiación. Debido a esta banda ancha, la longitud de los elementos de la antena no tiene que mantenerse con precisión. Al igual que con otras antenas verticales, una buena red de conexión a tierra es un requisito previo para una alta eficiencia. DL2FA ha descrito las antenas coaxiales en detalle [1]. En la Fig. 2a se muestra un esquema del más simple de ellos.
Si el coeficiente de acortamiento del cable coaxial es Vk=0,66, entonces su longitud geométrica será 0,25lх0,66=0,165l; es la longitud del emisor, ya que no se utilizaron métodos de alargamiento de este elemento. Por lo tanto, hay un plano de tierra acortado con una longitud de ~60° (1 l=360°). La resistencia a la radiación Rs de esta versión de la antena es de aproximadamente 13 ohmios. Para lograr una alta eficiencia de la antena, la resistencia de pérdida debe ser menor cuanto menor sea la resistencia a la radiación. Se crean condiciones algo más favorables mediante el uso de un cable coaxial con un dieléctrico semi-aire y Vk = 0,82. Luego, la longitud del cable l1 = 0,25 lx0,82 = 0,205 l (alrededor de 74 °), el valor de la resistencia a la radiación (20 ohmios). Debido a la acción ya descrita del stub coaxial de cuarto de onda, la impedancia de entrada permanece activa en un amplio rango de frecuencias, y su valor cambia junto con la resistencia a la radiación. Con la ayuda de un enlace omega-matching (CА-DEК) está coordinada con la impedancia característica de cualquier cable.
Las antenas coaxiales funcionan en modo multibanda. En este caso, debe tener en cuenta los cambios en el patrón de radiación vertical con la transición de un rango a otro y la resistencia a la radiación, así como la necesidad de ajustar el enlace en forma de omega al cambiar de rango. Esto no es necesario cuando se opera en un solo rango. El importante ancho de banda del rango de frecuencia abre muchas posibilidades para la adaptación local. El cable coaxial necesita soporte artificial o natural. La solución ideal sería una tubería de fibra de vidrio con un cable coaxial en su interior. A veces es posible tender un cable entre dos puntos de referencia elevados (por ejemplo, en árboles). Literatura 1. Wurtz H. DX-Antennen mit spiegelnden Flachen - Koakxiale Antennen. cq-DL 7/1981, S.330-332 Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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