Proiectare și calcule ale antenei HF pe cont propriu

Anterior

Conţinut:

  • Proiectarea antenei HF
  • Antenă magnetică HF

În banda HF există o serie de frecvențe pentru comunicații radio (de exemplu, 27 MHz, care sunt utilizate în mod activ de șoferi), precum și pentru difuzarea diferitelor stații. Dar aici nu există programe TV. Astăzi vom lua în considerare seria de amatori, care este folosită de diverși pasionați de comunicații radio. Acestea sunt frecvențe de 3,7; 7; 14; 21 și 28 MHz din banda HF, care sunt legate (aproximativ) ca 1 : 2 : 4 : 6 : 8. Și acest lucru este foarte important, așa cum vom vedea mai târziu, pentru că devine posibilă realizarea unei antene care să prindă toate aceste benzi (problema coordonării este al zecelea caz). Credem că vor exista mereu oameni care vor folosi informațiile, ei bine, ca ultimă soluție, să prindă emisiuni radio. Astăzi subiectul nostru este o antenă HF făcută de tine.

Proiectarea antenei HF

Vom dezamăgi pe mulți - nu ne săturam să o facem - astăzi vom vorbi din nou despre vibratoare. În sfârșit, să ne dăm seama împreună de unde provine acest nume vulgar. După cum am menționat deja, totul în univers este format din vibrații. Viața atrage viața și această mișcare. Pentru a da valurile vieții, sunt necesare oscilații. Modificările câmpului electric generează un răspuns în câmpul magnetic, creând astfel o frecvență care transportă informații în eter. Fără mișcare, câmpul este mort. De exemplu, un magnet permanent nu va genera niciodată o undă de la sine. Într-o oarecare măsură, se poate spune chiar că electricitatea este un principiu masculin și există doar în mișcare. În timp ce magnetismul este o calitate mai feminină. Cu toate acestea, ne-am adâncit puțin în filozofie.

Prin urmare, se consideră că este de preferat să se folosească polarizarea orizontală pentru transmisie. În primul rând, modelul azimut în acest caz nu este circular (pe care am discutat deja pe scurt), ceea ce înseamnă că vor exista în mod deliberat mai puține obstacole. Dar știm și ce este pentru comunicarede obicei sunt echipate diverse obiecte, precum nave, mașini, tancuri =) Nu pot pierde comenzi, ordine, cuvinte. Și dacă obiectul se întoarce în direcția greșită, iar polarizarea este orizontală? De aceea, nu suntem de acord cu autori foarte cunoscuți și respectați care scriu că polarizarea verticală se alege pentru comunicare doar pentru că antena are un design mai simplu. Chiar și când vine vorba de amatori, este mai mult despre continuitate decât despre orice altceva. (Consultați și: antenă DMV făcută de dvs.)

În plus, cu polarizarea orizontală, parametrii Pământului au o influență mai mică asupra propagării undei, iar pe deasupra, cu polarizarea verticală, frontul suferă atenuare, petala este adusă până la 5-15 grade, ceea ce este nu este de dorit pentru transmisia pe distanțe lungi. Tocmai pentru antenele (asimetrice) cu polarizare verticală este atât de importantă o bună împământare. Mai mult decât atât, eficiența întregii antene depinde direct de aceasta. În special, cel mai bine este să îngropați un fir cu o lungime de aproximativ un sfert de val în pământ și cu cât sunt mai mulți, cu atât eficiența este mai mare. Iată un exemplu:

  • 2 fire – 12%;
  • 15 fire – 46%;
  • 60 fire – 64%;
  • ? fire - 100%.

proiectare

Mai mult, odata cu cresterea numarului de fire, rezistenta undelor scade, apropiindu-se de idealul (pentru acest tip de vibrator) - 37 ohmi. Vă rugăm să rețineți că această calitate nu trebuie adusă aproape de ideal, deoarece 50 Ohmi nu sunt necesari pentru a fi de acord cu cablul (RC – 50 este folosit pentru comunicare). Și aceasta este o mare problemă. Ei bine, să suplimentăm pachetul de informații cu simplul fapt că la polarizare orizontală, semnalul este format din semnalul reflectat de pe Pământ, să-l creștem cu aproximativ 6 dB. Sunt atât de multe dezavantaje în cazul polarizării verticale, dar este folosit (am spune că a ieșit interesant chiar și cu firele de împământare).

Deci, dispozitivul sunt antene HFse reduce la un simplu vibrator sfert de undă sau jumătate de undă. Al doilea are dimensiuni mai mici și primește mai rău, dar al doilea este mai ușor de convenit. Astfel de catarge sunt așezate vertical, pe distanțiere, brancardiere. Ei bine, am descris odată o structură care atârnă pe un copac. Nu toată lumea știe, dar nu ar trebui să existe obstacole la o distanță de jumătate de undă de antenă. Acest lucru se aplică în special structurilor din fier și din beton armat. Nu vă grăbiți să vă bucurați că totul este în ordine, pentru că la o frecvență de 3,7 MHz, această distanță este de... 40 de metri. Care? Și antena în sine este la fel de înaltă ca etajul opt. Deci... Asta dacă creezi un vibrator cu un sfert de undă.

Nu este foarte convenabil să ridicați un turn pentru a asculta radioul, așa că am decis să trecem la vechiul mod de a prinde valuri lungi. Antenele magnetice interne pot fi găsite în literalmente toate receptoarele din epoca sovietică. Să vedem dacă sunt potrivite pentru scopul lor...

Antenă magnetică HF

Să presupunem că avem nevoie de a primi frecvențe de la 3,7 la 7 MHz. Să vedem dacă putem proiecta o antenă magnetică pentru acest caz. Este format dintr-un miez de secțiune rotundă sau pătrată (dreptunghiulară). În acest din urmă caz, calculul se efectuează conform formulei:

face = 2? rs / ?;

unde do este diametrul tijei rotunde, h și c sunt înălțimea și lățimea secțiunii dreptunghiulare.

Înfășurarea nu se efectuează pe toată lungimea, de fapt, este necesar să se calculeze ce, cât să înfășoare și cuțitul. Să luăm un exemplu dintr-un manual vechi de design, să încercăm să calculăm antena HF pentru frecvențe de la 3,7 la 7 MHz. Să presupunem că rezistența etajului de intrare a receptorului este de 1000 ohmi (în practică, cititorii măsoară ei înșiși rezistența de intrare a receptorului) și parametrul atenuării echivalente a circuitului de intrare, la care este atinsă selectivitatea specificată. , esteegal cu 0,04. (Vezi și: antenă TV cu briochiu)

Antena pe care o proiectăm face parte dintr-un circuit rezonant. Adică se dovedește imediat o cascadă înzestrată cu o anumită selectivitate. Cum să lipiți toate acestea, gândiți-vă singur, doar respectăm formulele. Pentru calcul, va trebui să găsiți capacitatea maximă și minimă a condensatoarelor de reglare din formula: Cmax = K2 Cmin + Co (K2 – 1).

Aici, K este coeficientul de sub-bandă, care este definit ca raportul dintre frecvența de rezonanță maximă și minimă. În cazul nostru, este 7 / 3,7 = 1,9. Z este ales din motive neclare (conform manualului), iar conform exemplului dat în același loc, îl vom lua egal cu 30 pF. Nu credem că vom face o mare greșeală în acest sens. Fie Cmin = 10 pF, găsiți limita superioară de ajustare:

Cmax = 3,58 x 10 + 30 (3,58 – 1) = 35,8 + 77,4 = 110 pF.

Ne-am rotunjit puțin și, desigur, puteți lua un condensator variabil și o gamă mai mare. În exemplu, este de la 10 la 365 pF. Să calculăm inductanța necesară pentru circuit conform formulei:

L = 2,53 x 104 (K2– 1) / (110 – 10) 72 = 13,47 μH.

Sensul formulei este clar, să adăugăm că 7 este limita superioară a intervalului, exprimată în MHz. Selectăm miezul bobinei. La frecvențele gamei noastre, miezul ar trebui să aibă o permeabilitate magnetică de M = 100, alegem ferita de marca 100NN. Luăm din el un miez standard cu o lungime de 80 mm și un diametru de 8 mm.Raportul l / d = 80 / 8 =10. Valoarea efectivă a permeabilității magnetice md se găsește în cărțile de referință. Pentru cazul nostru, este 41.

Găsim diametrul înfășurării D = 1,1 d = 8,8, numărul de spire este determinat de formula:

W = ?(L/L1) D md mL pL qL;

coeficienții formulei sunt determinați de graficele de mai jos. În imagini, a se vedea datele de referință, pe care noifolosit mai sus. Ei bine, căutați o marcă de ferită pe internet, cum se spune, sunteți plin de o bucată de pâine! D este luat în centimetri. Am constatat că L1 = 0,001, mL = 0,38, pL = 0,9. qL se găsește prin formula:

qL = (d / D)2 = (8 / 8,8)2 = 0,826.

Înlocuim toate datele în formula finală pentru calcularea numărului de spire ale unei antene HF din ferită, rezultă:

W = ? (13,47 / 0,001) x 0,88 x 41 x 0,38 x 0,9 x 0,826 = 373 de spire.

Această etapă va trebui conectată la primul etaj de amplificator al receptorului, ocolind circuitul de intrare. Să spunem mai multe, acum am calculat mijloacele de selectivitate pentru intervalul de la 3,7 la 7 MHz. Aceasta nu este doar antena, ci și circuitul de intrare al receptorului în același timp. Prin urmare, este necesar să se calculeze inductanța conexiunii cu amplificatorul din condițiile de asigurare a selectivității (luăm valori tipice).

Lсв = (dэр — d) Rвх / 2 ? fmin K2 = (0,04 — 0,01) 1000 / 2 x 3,14 x 3,7 x 3,61 = 0,35 µH.

Coeficientul de transformare va fi m = ? 0,35 / 13,47 = 0,16. Găsim numărul de spire ale bobinei de comunicare: 373 x 0,16 = 60 de spire. Înfășurăm antena cu un fir PEV-1 cu diametrul de 0,1 mm și înfășurăm bobina de comunicare cu un PELSHO cu diametrul de 0,12 mm.

Mulți sunt probabil interesați de alte câteva întrebări. De exemplu, ce este Z în formula pentru calcularea unui condensator variabil. Autorul însuși evită timid această întrebare, se presupune că este un fel de capacitate inițială a circuitului. Dacă cititorii nu sunt prea leneși, calculați frecvențele de rezonanță ale unui circuit paralel în care există o capacitate inițială de 30 pF. Probabil că nu vom face o mare greșeală dacă recomandăm plasarea unui condensator de reglare de 30 pF lângă condensatorul variabil. Ei demonstrează lanțul. Apoi, mulți alții sunt interesați de circuitul electric, unde va intra antena noastră HF de casă... Acesta este un circuit paralel, din care se scoate semnalulprintr-un transformator format din bobine bobinate. Miezul este comun.

Iată o antenă HF gata făcută cu propriile mâini. Acesta poate fi găsit în orice receptor turistic. Antenele din gama HF (și cu atât mai mult LV) ar fi foarte mari dacă ar fi realizate sub forma unui vibrator tipic. Prin urmare, astfel de modele nu sunt utilizate în echipamente portabile. Cele mai simple antene HF ocupă mult spațiu. Adevărat, recepția pe ei este mai bună. În cele mai multe cazuri, scopul unei antene HF este de a îmbunătăți calitatea semnalului. Undeva în apartament, pe loggia. Așa că v-am spus cum să faceți o antenă HF în miniatură. Și folosiți vibratoare la țară, în câmp, în pădure, în spațiu deschis. Materialul este preluat dintr-un ghid de proiectare. Și deși în carte erau multe greșeli, rezultatul părea suportabil.

Următorul

Citește și: