Ce este en-antenă și cum funcționează

Sushko Sergey Anisimovich
UA9LBG «Radio-Vector-Tyumen» -
"Radioclub individual (amatori) de radio," Tesla „în regiunea Tyumen.
difuzare individuală "Radio-Vector-Tyumen"

Radioamatorii au fost întotdeauna investigațiile sale neobosite, ei sunt mereu în căutarea pentru cel mai bun antena pentru un loc specific înființării acestuia, indiferent dacă este un câmp, munți, de apă de suprafață sau o casă, și este o problemă destul de complexă. Întrebarea cheie în aceste circumstanțe pot fi dimensiunea, eficienta, cost, fiabilitate, și lățimea de bandă. Nici o antenă care îndeplinește toate aceste criterii simultan. Toate antenele au puncte forte și puncte slabe. Scopul acestui articol este de a da o idee despre cum se antena EH, care este câmpul dipol conjugat (DSP), că orice antenă, un circuit oscilant deschis, care are propriile sale caracteristici de rezonanță, factorul de calitate, model de radiații și lățime de bandă.

emițător

Pentru a înțelege pe deplin modul în care acest fel de mâncare, aveți nevoie pentru a schimba complet ideea ta de activitatea acestui tip de antene și dau seama că radiatorul acestei antena nu este scurtată Hertz dipol, și un condensator în aer liber, care creează, de asemenea, un câmp electromagnetic. Compara-dipol și capacitate dipol-sârmă este la fel de lipsit de sens și ignorant pentru a compara aeronave de ridicare și balonul stratosferic. Reamintim că, în mediul din jurul conductorului prin care curge un curent electric constant, există doar postoyannoemagnitnoe câmp. care nu se pot crea în jurul lor un câmp electromagnetic.

Pentru buna funcționare a conceptului de emițător capacitiv de reținut este opera unui camp electrostatic. - În cazul în care doi electrozi (plăci), situate la o anumită distanță unul față de celălalt, se aplică un potențial electric constant, apoi în mediul între ei și în jurul lor există doar câmpul electrostatic. care, de asemenea, nu se pot crea în jurul lor un câmp electromagnetic.

Setați pentru a crea un câmp electromagnetic suficient pentru plăcile conductoare sau de a face semnul potențialul electric variabil. Odată ce acest obiectiv unește aceste două emițător foarte diferite.

Acum știm că alternativ în semn la potențialul electric (tensiune alternativă) aplicată la plăcile se vor schimba direcția și amploarea câmpului electric între ele și câmpul este electromagnetic, deoarece fiecare câmp electric alternativ creează o prejudecată curent electric și în mod natural produce un câmp electromagnetic . Aici, principiul de bază al traductor capacitiv în funcție de Maxwell.

Diferența de potențial dintre emițătoarele și distanța lor față de altul, pentru a defini intensitatea câmpului electromagnetic între ele. Intensitatea câmpului este exprimată în volți / metru (V / m, mV / m, UV / m). De exemplu, dacă electrozii radiatorului situate unul față de celălalt la o distanță de 0,1m pentru a aplica tensiune la 100V, intensitatea câmpului dintre ele să fie 1000V. Dacă acești electrozi sunt plasate la o distanță de 0,2 m, intensitatea câmpului electromagnetic dintre ele va fi doar 500V. Acesta este unul dintre principiile unui traductor capacitiv, și după cum vom vedea, sau ce să facă cu dipol există Hertz aici. Acum avem o idee inițială a traductor capacitiv, care poate fi determinată de direcția de proiectare dipol capacitiv și dimensiunea.

Revenind la sursele de Maxwell deschise circuit oscilant, Nikola Tesla a rezolvat problema radiației electromagnetice de alte boi. Dacă Genrih Gerts întins colaci de un fir lung, Nikola Tesla a creat o legătură element de dezvoltat cu mediul nu se trage firele, folosind transmițător capacitate volumetrică, așa cum a fost în primele experimente Maxwell. În mod similar, am rezolvat problema noastre contemporane Ted Hardy.

T.Harda antena de proiectare este dipol Tesla.

Baza transportatorului T. Hardy modele inginer este țeavă de plastic ieftin cu caracteristici bune de izolare. Folie ca se potrivește bine cilindru, formând astfel radiatoare antenă cu o capacitate mică. L1 inductanță format de serie circuitul rezonant se află în spatele deschiderea radiatorului. Inductorul L2 este situat în centrul emițător compensează L1 bobina antifază și radiații nocive. Antena de putere (generator) W1 este situat în partea de jos, este convenabil pentru a conecta sursa de alimentare, în jos de ieșire.

Cu această structură, configurația antenei este realizată prin două elemente, L1 și L3. Metoda de selectare a înfășurărilor bobinelor L1, antena este configurată în rezonanță serie la maxim de emisie a modului în care antena devine capacitiv. Retractia bobinei determină impedanța de intrare de antenă și prezența șuncă alimentare cu impedanța caracteristică de 75 sau de 50 ohmi. Selecția îndepărtării din bobina L1 se poate realiza SWR = 1,2-1,5. Inductor L3 caută antena de compensare cu caracter capacitiv de impedanța de intrare a antenei și SWR = 1.05-1.1. Antena primește caracterul activ. Pentru a înțelege pe deplin modul în care necesitatea de a ajusta antena, este necesar să se analizeze în continuare teoria și principiul de funcționare al dipol Tesla ei.

Notă: KatushkiL1 și L2 sunt înfășurate în direcții diferite, și katushkiL1 IL3 perpendiculare una pe cealaltă pentru a reduce interferența.

Luați în considerare principiul dipol Tesla.

Analizând activitatea unei astfel de antenă, trebuie să-l ia în considerare din perspective diferite, cum ar fi:
1. Funcționarea circuitului de oscilație în serie (PAC) de către generatorul;
2. Putere circuitul de alimentare și funcționare a emițătorului;
3. Funcționarea traductor capacitiv de mediu.

1. Funcționarea circuitului de oscilație în serie (PAC) de generator.
Figura 2a prezintă circuitul echivalent al unui circuit rezonant serie, luând în considerare pierderile ohmice Rk care este conectat la un generator de tensiune ideală a armonicii cu U. amplitudine Este evident că, la o frecvență de rezonanță atunci când amplitudinea rezistenței reactive bobina XL și condensator -HC egale în mărime, cantitatea reactivă este desenată la zero, dar fazele lor sunt opuse. Într-adevăr, tensiunea pe bobina UL conduce curentul cu 90 °, iar UC tensiune la condensator se situează curentul cu 90 °. Este clar că între aceste tensiuni este egală cu o schimbare de fază de 180 ° (fig.2b). În consecință, rezistența în circuitul pur rezistivă, iar curentul în circuit pentru a determina raportul dintre amplitudinea tensiunii generatorului la pierderi ohmice rezistență: I = U / r. În același timp, pe bobina si condensator, care este stocat în energia reactivă, cade aceeași tensiune UL = UC = I | XL | = I | Xc |.

Răspunsurile în seria circuitul rezonant se numește o tensiune de rezonanță. frecvența de rezonanță serială a circuitului oscilatorie se numește o frecvență la care impedanța buclei este (rezistiv) pur activă caracter.

La (2C) prezintă un grafic al circuitului Z impedanță și Ikont curent. în timp ce schimbarea generatorului de frecvență f. Astfel, tensiunea generatorului U este egală cu căderea de tensiune pe rezistența activă Rc.

La rezonanță, tensiuni, curentul în circuitul crește. In rezistențele inductive și capacitive generat de înaltă tensiune, depășind considerabil tensiunea generatorului.

Într-adevăr, în cazul în care circuitul de a aplica o tensiune de U = 100V, atunci tensiunea la plăcile de radiator U2 cu Q-Q = circuitul 26 va arăta următoarea formulă:
U2 = Q * U.
unde U tensiune la circuitul de intrare.
Conform estimărilor conservatoare U2 poate fi 2600V!

Când circuitul de mai sus sau sa modifice sub frecventa la 0.707, fazele diferă cu 45 de grade, care este adesea utilizat în multe dispozitive electronice ventilate incintei. Această proprietate este de asemenea folosit pentru elemente fine aliniere de tuning LC- și faza tensiunii și curentului în dipol Tesla.

Circuit de alimentare 2. Puterea și funcționarea radiatorului.

Cu toate acestea, tensiunea Uc aplicată plăcilor emitor (curba verde, a se vedea. Fig.3b), acest lucru nu este intensitatea câmpului a mediului din jurul emițător. Intensitatea câmpului Ec radiații. concentrată într-un emițător de câmp electric, excluzând distanța dintre plăci este:

în cazul în care: C - capacitatea condensatorului.
U - valoarea maximă a tensiunii de pe plăcile condensatorului.
EL- de intensitate a câmpului de radiație inductor.

Din această formulă, este clar că intensitatea câmpului Ec a mediului în antena este direct proporțională cu capacitatea deschisă înmulțită cu pătratul tensiunii aplicate minus puterea câmpului antifază EL (Fig.3b). capacitiv de tensiune radiator antenă poate fi zeci sau sute de kilovolți, ceea ce este important pentru transmițător luate în considerare. Au urmărit operațiune completă confirmare de rezonanță transformator Tesla ca antene, deoarece în jurul radiatorului transformatorului Tesla a observat halouri și strălucire coronariană. Acest lucru este evident mai ales la mare putere de intrare sau o foarte mică dimensiuni Tesla dipol în raport cu lungimea de undă. O astfel de strălucire în jurul dipol radiator Tesla creat datorită conținutului în atmosferă de gaze care contribuie la aceasta, exact ca gaz în lampă strălucire neon, la o tensiune între electrozi este de numai 50-60 V.

Pe baza teoriei de funcționare a circuitului oscilant serie, dispunerea și proiectarea inductor L ca structurale T. Hardy neimportant joacă un rol. Plasarea-l între electrozii emitor C (4a) și energia de radiație a bobinei L antifază capacitiv radiație de energie emitorul C, energia totală de radiație se scade, iar când bobina singură spiră, dezvoltat va tinde spre zero. Antifază Intensitatea EL este afișată pe grafic, linia roșie a se vedea. Fig.3b. Pe aceasta bobina construit cu utilizarea maximă a măsurilor pentru eliminarea radiațiilor sale. Plasarea inductor L pentru diafragma radiatorului C, dă un rezultat pozitiv (fig.4b), care este de asemenea marcat pe grafic Fig.3b linia albastră.

eliminarea substanțială a efectului inductor asupra emitor posibilă introducerea în centrul de emisie deschidere antifază inductor L pr.f. (Ris.4v) sau bobina de compensare fază. De obicei, această rolă este a patra parte se transformă, înfășurat în direcția opusă în raport cu bobina L. Din moment ce a făcut Ted Hard (L2 rolă, figura 1) în antena structura ena propusă.

3. Funcționarea traductor capacitiv de mediu.

Și astfel, avem PAC cu un traductor capacitiv, ceea ce este necesar să se investească un maxim de energie radiații. Pierderile de mediu Trageți Rav. Aceasta radiatie pierderi. Într-un cadru ideal în rezonanță de tensiune elemente reactive PAC devin egale între ele. Curenți și tensiuni în circuitul dobândi caracterul atât al graficului 2b.

Deoarece inductanța de mijloace artificiale nu ar trebui să participe la emisie în continuare în top, considerăm doar activitatea traductor capacitiv. Dimensiunile radiatorului în raport cu lungimea de undă și natura elementelor reactive sunt atât de mici încât acestea să poată fi neglijate și emițător poate fi privit ca element activ, în comunicarea cu mediul înconjurător. Conform acestui aspect la bornele emițător potențial Uc, prejudecată curent ism. Apare în mediu fără întârziere în fază, așa cum este dipolul Hertz. Vine în vigoare legile undelor electromagnetice conform cu Maxwell, unde fiecare curent electric în mediu determină câmpul electromagnetic dublu (Figura 5). Din acest punct puteți defini dipol dipol capacitiv ca domeniu conjugat (DSP) și pune semnul egal între dipol Tesla și PAL! Dar amplitudinea Ism. este încă mic, deoarece buclă de curent Ik. înainte de curent cu 90 de grade deplasarea. Există proces de configurare DSP nu este încă completă, după cum distribuția capacității se realizează la nivelul dorit, exact ca nu a fost realizat de emisie maximă. Folosind posibilitatea de a elimina treptat circuitului de configurare a elementelor-LC, configurați circuitul astfel încât el a dobândit capacitiv (atenție deplasarea în jos frecvența de rezonanță), fază și Ec și Ism. Ne apropiem de faza Ik bucla de curent maxim.

Având în vedere problema Tesla setarea radiații maximă poate aborda această problemă în trei moduri dipol:

- setarea inductor;
- stabilind o capacitate de a radiatorului;
- schimbare de frecvență oscilator. Folosind oricare dintre aceste metode sau rezolvarea acestei probleme complexe, tensiune U0 pe emițător conform schemei vectorului, a se vedea. Fig.6. crește brusc, și cu ea, și puterea câmpului UE în grafic, Figura 6.

Datorită acestui fapt, în mediul dintre elementele dipol transmițător Tesla creează un câmp electromagnetic mod comun puternic EH. Acest proces poate fi considerată ca fază finală a configurației dipol, cu excepția cazului în care considerați natura capacitivă a inductanței L3 antena de compensare, a se vedea. Fig.1. câmpuri Există reciproc perpendiculare și sunt în fază deja în zona apropiată a antenei (Figura 7).

Acest tip de antena are o capacitate mică și un raport suficient de mare L / C. O putere de radiație a antenei în imediata apropiere deasupra hertzian dipol aproximativ 30 dB și sunt concentrate. În câmpul cu mult puterea radiată totală a antenei trebuie să fie la fel ca dipol Hertz. Un fenomen similar poate fi comparat cu lămpi de iluminat la nivelul teoriei valurilor. De exemplu, o lampă de 40 wați poate fi considerat ca un emițător cu câmpul concentrat. Acesta poate fi asimilată cu dipol Tesla. La rândul său, ghirlanda lung cu aceeași putere radiată, în care fiecare dintre cele o sută de lămpi emit doar 0,4 wați, pot fi echivalate cu dipol Hertz, și aici nu există nici o contradicție.

Antena, dezvoltat de Ted Hardy, nivelurile de radiații ușor mai scăzute decât cele ale Hertz dipol. Acest lucru se datorează faptului că transmițătorul capacitiv nu este încă epuizat pe deplin caracteristicile sale constructive, dar are o perspectivă mare în dezvoltarea sa.

Pentru a rezuma, putem spune că dipol emițător capacitiv Tesla creează în jurul valorii de sine, o radiație electromagnetică puternic și concentrat. Dipolului Tesla are o caracteristică de stocare a energiei, care este caracteristica circuitului LC- serial, în care tensiunea de ieșire totală depășește în mod semnificativ de intrare, care se vede clar în rezultatele calculelor simple. Această caracteristică a practicat mult timp în dispozitive radio industriale cu impedanță mare de intrare. Astfel, putem concluziona următoarele:
Dipole Tesla - un circuit oscilant deschis, unde capacitatea - C este un element de condensator, care este deschis (sub formă de sfere, conuri, sau cilindri) în comunicație cu mediul înconjurător. Inductanța L este un element de rezonanță care nu participă la radiații. Acest conjugat câmp dipol (DSP).

Concluzie.

În practică, până la 50-60x secolului trecut, astfel de antene utilizate în comunicațiile radio militare în multe țări dezvoltate ale lumii (URSS, SUA, Germania, Franța și Marea Britanie), și din motive necunoscute, a fost uitat. Cel mai adesea ele sunt folosite ca o antenă facilități de radiație verticală (AZI) mobile de înaltă frecvență de comunicații și unele - în cazul în care acestea pot fi găsite în servicii de conectivitate aeroporturi civile din sectorul echipamentelor scris-off, și nu este o cacealma. Mai ales memorabil a fost faptul că o antenă similară a fost aplicată cu succes la operatorul lor de trafic de radio emițătoare care funcționează în mod ilegal (PND), în partea de sud a regiunii Tyumen cu indicativul de apel radio „Catherine“ în 1978-93 de ani.

Particleboard poate fi folosit ca o șuncă urbană antenă temporară pe un buget sau caracteristici. Antena pentru turism și expediții. Antena are un principiu de funcționare se bazează pe teoria clasică, dar necesită o anumită pregătire teoretică.