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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA antenas de balcón. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / antenas de alta frecuencia Hoy, como en los primeros días de la radioafición, muchos radioaficionados se ven obligados (por diversas razones) a utilizar antenas de "balcón". El autor de este artículo ofrece una solución interesante para el "GP de balcón". Como se sabe de la teoría de las antenas, para determinar la intensidad del campo electromagnético creado por una antena transmisora, es necesario representar esta antena como un conjunto de sus segmentos: radiadores elementales. En cualquier punto de recepción, la intensidad de campo generada por toda la antena es la suma de los valores de intensidad de campo producidos por las emisiones de cada uno de estos segmentos. A su vez, la fuerza del campo creado por un emisor elemental separado es proporcional a la corriente que lo atraviesa y su longitud. Para determinar la corriente que circula por cada radiador elemental, es necesario conocer la ley de distribución de corriente en la antena, que depende del tipo de antena. La ley de distribución de corriente en un vibrador de cuarto de onda se muestra en la Fig. 1, a. Tiene un carácter coseno.
Por supuesto, no es posible instalar un vibrador de cuarto de onda vertical de tamaño completo para la banda amateur de 28 MHz o la banda CB de 27 MHz en un balcón, sin mencionar un vibrador de media onda o un vibrador popular de 5/8l. Por lo tanto, las antenas acortadas se utilizan como antenas de balcón. En antenas industriales para radios móviles (y estas son antenas de menos de un cuarto de longitud de onda), se utilizan bobinas de extensión para compensar el componente capacitivo de la impedancia de entrada. La distribución de corriente en un vibrador vertical acortado con una bobina de extensión se muestra en la Fig. 1b. En relación con el vibrador de cuarto de onda, la parte inferior de la antena está, por así decirlo, excluida, en lugar de la cual se instala una bobina de inductancia (bobina de extensión) Lud. Dado que la corriente en la parte inferior del vibrador de cuarto de onda es máxima, al acortar la antena de esta manera, excluimos su parte más eficiente (la distribución de corriente en la que se muestra en la Fig. 1b con una línea de puntos). Surge una pregunta justa: ¿es posible acortar la antena para excluir no su parte inferior, sino la superior, en la que la corriente es mínima? Existe un método de este tipo, y las antenas de este tipo se utilizan ampliamente, por ejemplo, como transmisores en estaciones de radio de onda media. La antena propuesta en este artículo es exactamente este tipo de antena. Para comprender el principio de funcionamiento y las ventajas de la antena propuesta, me gustaría explicar el principio de funcionamiento de dichas antenas en general. La parte superior de un vibrador de cuarto de onda (Fig. 1, a) se puede representar como un vibrador separado, cuya longitud es inferior a un cuarto de la longitud de onda. La resistencia de entrada de dicho vibrador tiene un carácter capacitivo. Por lo tanto, con algunas suposiciones, la parte superior del vibrador de cuarto de onda se puede reemplazar por un capacitor de carga de la capacitancia apropiada Cn. Una antena de este tipo, así como la distribución de corriente en ella, se muestran en la Fig. 1c. Como puede verse en la figura, la distribución de corriente en esta antena es más favorable en comparación con la distribución de corriente en una antena acortada con una bobina de extensión (Fig. 1b). Es decir, con la misma longitud física de una antena con bobina de extensión y una antena con carga capacitiva, la longitud efectiva (altura) de esta última es mayor. La ausencia de una bobina de extensión en una antena con carga capacitiva también es una ventaja. Después de todo, en antenas donde se usa una bobina de extensión, una proporción significativa de pérdidas recae en esta bobina en particular. En la fig. 2 muestra una antena de balcón fácil de fabricar pero bastante efectiva para la banda de aficionados de 28 MHz o la banda CBS de 27 MHz. Una característica de su diseño es que la antena no sobresale de los bordes del balcón, no tiene una bobina de extensión y las partes metálicas del propio balcón se utilizan como contrapesos. La antena se puede hacer en el balcón de un apartamento residencial, en el que se usa una estructura metálica (generalmente en forma de rejilla soldada) como base de la cerca externa (parapeto). La barandilla de metal del balcón de su apartamento bien puede desempeñar la función de contrapesos de antena, y la barandilla de metal del balcón de arriba, el papel de "tierra" en el circuito de carga capacitiva.
La trenza del cable coaxial se conecta al parapeto metálico (pasamanos) del balcón. El condensador Cn está conectado con un terminal al punto superior de la red de antena y con el otro terminal, a la parte inferior del parapeto de metal del balcón del piso superior. La capacitancia del condensador Cn se selecciona con la longitud del vibrador (hoja de antena) - 1,6 m. Esto generalmente corresponde a la altura de los techos de un apartamento residencial de 2,5 m. Si la longitud del vibrador es diferente, entonces el la capacitancia Cn puede diferir de la indicada. Cuanto mayor sea la longitud del vibrador, menor debe ser la capacitancia Cn. El diseño de la antena se muestra en la fig. 3. La hoja de antena está hecha de un cable de antena (la sección transversal no es crítica). Se pueden utilizar varios cables trenzados aislados. Los extremos de los cables deben quitarse el aislamiento y soldarse entre sí. Los aisladores en los extremos de la red están hechos en forma de placas de textolita u otro material aislante disponible. Condensador recortador Cn - disco cerámico tipo KPK-1. El aislador de la antena inferior está sujeto a la cerca con dos pernos que, además, mediante terminales, deben garantizar un contacto eléctrico confiable entre la cubierta del cable y el parapeto metálico del balcón. También es necesario perforar un orificio de montaje en la parte inferior del parapeto del balcón de arriba. También se atornilla un perno en este orificio que, para un contacto confiable, debe sujetar firmemente el terminal al que se debe soldar por adelantado el cable conectado al rotor del condensador de sintonización Cn.
La antena se sintoniza usando un medidor SWR. Al ajustar el capacitor recortador Cn, se logra una SWR mínima en el medio del rango operativo. Para evitar la precipitación sobre el condensador de sintonización, después de la sintonización, coloque una bolsa de plástico en el tablero con el capacitor, que luego debe enrollarse firmemente en el cable que va desde este tablero hasta el balcón superior. El borde inferior de la bolsa debe estar libre; esto evitará la formación de condensación dentro de la bolsa y no permitirá que se acumule humedad allí. Cabe señalar que la antena propuesta no es adecuada para funcionar con un amplificador de potencia. En primer lugar, en esta antena, como en un vibrador de cuarto de onda, el voltaje en el extremo superior del vibrador es varias veces mayor que el voltaje suministrado a la antena por el alimentador (en el punto inferior del vibrador). Por lo tanto, si la potencia de entrada supera los 20 W, el condensador de sintonización Cn puede romperse, y si entra humedad, la avería puede ocurrir incluso a una potencia más baja. En segundo lugar, con una gran potencia de entrada, pueden estar presentes voltajes de RF bastante grandes en las barandillas metálicas de los balcones. (Hasta 20 vatios, estos voltajes no pueden causar ningún problema). Sin embargo, al usar otras antenas de balcón, no se recomienda trabajar con potencias altas por razones sanitarias e higiénicas. Sin cambios en el diseño (solo se requiere un ajuste de condensador), la antena funciona bien en la banda de 27 MHz (CB). En mi opinión, una antena acortada con carga capacitiva es perfecta para el balcón de un apartamento residencial. Se obtienen resultados particularmente buenos cuando se trabaja en una antena de balcón si la estación de radio está ubicada en uno de los pisos superiores de un edificio de varios pisos, y también si la dirección al corresponsal se encuentra dentro de un semicírculo delimitado por la pared de la casa desde el lado del balcón (± 90 ° desde la dirección perpendicular a la pared). Literatura
Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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