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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Antenas de banda ancha simples. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / antenas de television Al recibir programas de televisión, los radioaficionados suelen encontrarse con condiciones difíciles cuando las señales provienen de diferentes direcciones, con diferente polarización, etc. El autor del artículo publicado a continuación resolvió este problema por medios bastante simples, utilizando para este propósito juegos de vibradores de media onda y optimizando todos los tamaños a una ROE mínima en el programa MMANA conocido por los lectores de la revista. La aparición de programas informáticos accesibles para calcular antenas ha permitido examinar su desarrollo desde una nueva perspectiva y combinar la experimentación con la optimización del software. Además, resultó que incluso la antena de televisión sintonizada más simple se puede mejorar y optimizar: un vibrador de media onda, con el que, a primera vista, parece que no hay nada que hacer. Hablamos de añadirle uno o varios vibradores. Las opciones de mejora se analizan a continuación. Su desarrollo, producción y ajuste fueron acompañados de la optimización de parámetros mediante el programa MMANA conocido por los lectores de la revista. La tarea principal era la siguiente: lograr ampliar el ancho de banda de un vibrador de media onda con facilidad de fabricación y un mínimo de costes de material. La familia de antenas desarrollada incluye diseños bicanal para diferentes canales y diseños de banda que cubren varios canales. Las antenas consisten en vibradores sintonizados ubicados a cierta distancia entre sí. Sólo uno de ellos (con un espacio entre las mitades) está activo, es decir, está conectado al alimentador. En la figura 1 se muestra una representación esquemática de una antena de dos canales. 1. El rango de canales de onda métrica (MB) se divide en subbandas LF (canales 5-6) y HF (canales 12-1). El canal LF está determinado por el vibrador L2 y el canal HF está determinado por el vibrador L40. La distancia entre las mitades del vibrador activo es de unos 1 mm. Las dimensiones de los vibradores para varios canales MB se muestran en la tabla. XNUMX.
Los vibradores están hechos de tubos con un diámetro de 15 mm de aleaciones de cobre o aluminio. También puedes utilizar varillas o tiras del mismo material. La impedancia de entrada de la antena está determinada por la longitud de los vibradores, la distancia entre ellos y su diámetro. Así, para obtener una resistencia de entrada de 75 Ohmios, con las dimensiones indicadas anteriormente, la distancia entre los vibradores debe ser de 53 mm. Para recalcular aproximadamente los parámetros de la antena a una impedancia de entrada diferente o al cambiar el diámetro de los vibradores, puede utilizar la fórmula
donde h es la distancia entre los vibradores; K es la impedancia de entrada de la antena o el diámetro de los vibradores en las mismas unidades de medida. La fórmula es válida para diámetros de tubería de 7 a 20 mm y resistencia de entrada de 25 a 300 ohmios. Por ejemplo, si el diámetro de los vibradores es de 10 mm, la distancia entre ellos
Si se requiere una impedancia de entrada de 100 ohmios, la distancia entre los vibradores
Las dimensiones se pueden refinar mediante la optimización de la SWR mínima en el programa MMANA. Cabe señalar que para antenas con un vibrador de baja frecuencia sintonizado en el segundo canal, el patrón de radiación se distorsionará: se vuelve trilobulado. Esto se debe al hecho de que algunas frecuencias en la subbanda de HF están cerca de múltiplos de las frecuencias de este canal. Sin embargo, el segundo canal se utiliza principalmente como canal de salida en convertidores de antena colectiva UHF-MB. Entonces la pérdida es pequeña. Por cierto, con una antena de este tipo es fácil realizar experimentos en un amplio rango de frecuencia, fabricando vibradores telescópicos o de media onda reemplazables. En este caso, el vibrador activo debe tener al menos el doble de longitud que el pasivo. Para equilibrar antenas, puede utilizar el llamado transformador TDL en líneas largas. Para hacerlo, necesitará un anillo de ferrita, preferiblemente de alta frecuencia, con un diámetro exterior de más de 10 mm. La línea está formada por dos cables de cobre PEV-2 o PETV. Se pliegan en paralelo y se coloca firmemente sobre ellos un tubo aislante suave. El diámetro de los cables se elige lo más grande posible, pero no más de 1,7 mm, de modo que de cuatro a cinco vueltas del hilo quepan en el anillo. El transformador está conectado entre las mitades del vibrador (los comienzos de los cables de línea están conectados a ellas) y un cable coaxial con una impedancia característica de 75 ohmios (está conectado a los extremos de los cables de línea). También puede utilizar baluns de antenas interiores fabricadas anteriormente. Las antenas UHF también pueden tener un diseño similar. Sin embargo, como han demostrado cálculos y experimentos, en UHF es mejor utilizar una antena de banda que cubra casi todos los canales del 21 al 60. Una antena de banda se diferencia de una antena de dos canales en que consta de tres vibradores. Su diseño se muestra en la Fig. 2, y los tamaños posibles se presentan en la tabla. 2. El diámetro de los tubos para canales de 6 a 12 MB puede oscilar entre 10 y 15 mm. Para un diámetro de 15 mm en el rango de frecuencia de 172 a 228 MHz, la ROE no supera 1,3, y para un diámetro de 10 mm en el rango de 170...230 MHz, no más de 1,55. Para una antena para canales 3-5 (75... 100 MHz) MB con un diámetro de tubería de 20 mm, la ROE no supera 1,5. Con una disminución del diámetro a 10 mm, la ROE puede aumentar a 2.
En UHF, con un diámetro de tubería de 7 mm para el vibrador activo y 4 mm para el resto de vibradores, la ROE de la antena para los canales 21-57 no supera 2. En los canales de alta frecuencia 57-60, la ROE aumenta bastante. bruscamente. Al agregar algunos elementos más, se pueden mejorar significativamente las propiedades direccionales de las antenas consideradas. A modo de ejemplo, en la Fig. La Figura 3 muestra la antena para los canales 4 y 10. Las dimensiones se enumeran en la tabla. 3. Diámetro de la tubería - 10 mm. La ganancia de la antena es de 5,7 dB, la relación delantera/trasera es de 9,8 dB en la frecuencia central del canal 4. Lo mismo para el canal 10: 6,9 y 12,8 dB, respectivamente.
Para otros canales, se puede diseñar una antena de este diseño utilizando el programa MMANA en el siguiente orden. 1. Las dimensiones del vibrador de baja frecuencia (activo) están determinadas por la SWR mínima. 2. Lo mismo se hace en cuanto al tamaño del vibrador HF y la distancia al activo. 3. A una distancia de aproximadamente 0,1 longitud de onda LF detrás del vibrador activo, se coloca un reflector con una longitud ligeramente mayor que la longitud del vibrador activo, y el tamaño del reflector y la distancia desde el vibrador LF se optimizan para el mínimo ROE y relación máxima delantera/trasera. 4. A una distancia de aproximadamente 0,1 longitud de onda HF, coloque el director delante del vibrador HF y el reflector HF detrás del vibrador activo. Su longitud inicial es la longitud del vibrador HF. 5. Optimizar las dimensiones del director, vibrador y reflector HF, así como las distancias entre ellos en términos de ROE mínima y relación máxima delantera/trasera. Consideremos una de las opciones para una antena receptora multicanal, cuyos elementos se fabrican de acuerdo con el método descrito anteriormente. Como mástil se utilizó un tubo de plástico con un diámetro de 40 mm. La antena consta de tres niveles. Esto se debe al hecho de que en Donetsk es posible recibir señales de varios canales desde tres direcciones: en una de ellas, el sexto canal, en la otra, el cuarto, décimo y UHF, en la tercera, el duodécimo canal. con polarización vertical. Los vibradores activos de los canales sexto y duodécimo para diferentes polarizaciones se combinan en una estructura, formando el primer nivel (inferior). Su ubicación en el plano vertical y sus dimensiones se muestran en la Fig. 4. La distancia entre las mitades del vibrador horizontal es de 20 mm. El vibrador vertical está situado en el interior del mástil. Los parámetros de la antena para el sexto canal se pueden mejorar agregando un director de 700 mm de largo y un reflector de 850 mm de largo a una distancia del vibrador activo de 270 y 900 mm, respectivamente. Parámetros calculados a una frecuencia de 178 MHz: ROE - 1,3; ganancia - 7 dB; relación delantera/trasera - 15 dB. A una frecuencia de 226 MHz, la ROE es 1,1. El segundo nivel es una antena de dos canales sintonizada en los canales cuarto y décimo. En la parte superior del mástil (tercer nivel) hay una antena UHF de banda ancha con un amplificador, que se encuentra dentro del mástil. Se utiliza el amplificador SWA-9, en el que el transformador de entrada se conmuta al modo de dispositivo correspondiente. Para hacer esto, el terminal de entrada central (dos conductores) del transformador se desconecta del cable común. Los terminales de entrada de un solo color (ahora hay cuatro) del transformador están interconectados y conectados a las mitades del vibrador de antena. La antena en cuestión funciona desde hace unos tres años y proporciona una imagen normal en diez canales (cuatro en MB y el resto en UHF). El desarrollo, por supuesto, no pretende ser excepcionalmente nuevo, pero una antena de este tipo resultó ser suficiente para la recepción en condiciones difíciles. Archivos de antena descritos en el artículo y calculados en este programa. Autor: G.Alekhin, Donetsk, Ucrania
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