Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Типичная конструкция гало-антенны. Круглые настроечные пластины настроены на резонанс и не используются в некоторых конструкциях. В небольшой коробке находится небольшой подстроечный конденсатор, используемый для точной настройки рычага согласования гаммы.
Схема подключения гало-антенны с гамма-согласованием.

Гало антенна , или галоген , является 1 / 2  длиной волны дипольной антенны , которая была согнута в круг с электрическим перерывом прямо напротив точку подачи. Концы диполя расположены близко, но не встречаются, и между ними может быть воздушный конденсатор для регулировки резонансной частоты антенны. При установке в горизонтальном положении излучение этой антенны примерно всенаправленное и поляризовано по горизонтали.

Гало типа «сложенный диполь». Усиление по оси Y 1,2 дБи, усиление по оси Z -1 дБи, усиление по оси X -1,7 дБи. Питается в центре нижнего проводника (линия питания не показана), поддерживается в центре верхнего проводника, имеющего потенциал земли для РЧ. Это похоже на ореол, как первоначально запатентовано.

Гало-антенны против рамочных антенн [ править ]

В этом разделе противопоставляются гало-антенны и рамочные антенны, которые электрически различны, но их можно спутать, поскольку все они имеют одинаковую форму: круг.

Ореол против больших петель [ править ]

Хотя гало-антенна также является резонансной, она отличается от саморезонансной рамочной антенны , размер которой примерно вдвое больше для той же рабочей частоты. В случае гало-антенны каждая половина имеет длину около четверти длины волны и заканчивается узлом тока (нулевой ток и пиковое напряжение) на разрыве. С другой стороны, два полукруга резонансного контура, каждый из которых имеет длину полуволны , заканчиваются узлом напряжения (пиковый ток и нулевое напряжение) напротив точки питания, где соединяются полукруги. Саморезонансные петли с периметром в одну полную длину волны имеют диаграмму направленностикоторый достигает максимума перпендикулярно плоскости петли (вдоль оси Z на диаграмме), но падает до нуля в плоскости петли, как раз напротив диаграммы направленности гало-антенны. Таким образом, несмотря на внешнее сходство, эти два типа антенн принципиально разные.

Halo против маленьких петель [ править ]

Ореол антенна отличается от антенны малого контура в размере, [а] диаграмме направленности, радиационной стойкости и эффективности . Гало-антенна - это резонансная антенна: ее сопротивление в точке питания является чисто резистивным на расчетной частоте. Маленькая рамочная антенна, с другой стороны, имеет меньшее сопротивление излучения и не является саморезонансным; это требует некоторой формы согласования импедансадля противодействия реактивному сопротивлению контура (на практике он обычно состоит из шунтирующего конденсатора). Поскольку сопротивление излучения маленькой антенны невелико, возможно, самое большее несколько Ом, мощность, преобразованная в радиоволны, может быть меньше, чем мощность, теряемая при нагревании из-за сопротивления в проводнике. Для лучших характеристик передачи всегда предпочтительны антенны большего размера, но на длинных волнах (более низкие MF и LF ) размер любой резонансной антенны (такой как ореол) недопустимо велик, и тем не менее маленькие петли используются как наименее худший вариант.

Распределение тока по двум плечам гало-антенны аналогично токам по двум плечам (также длиной в четверть длины волны) полуволнового диполя (см. Анимацию), будучи наибольшим в точке питания и падающим до нуля в точке питания. заканчивается (разрыв в случае ореола). С другой стороны, небольшая петля имеет ток, который приблизительно однороден и синфазен вдоль проводника. Гало - опять же, как полуволновой диполь - также имеет пики напряжения на зазоре, тогда как это больший ток около точки питания, наиболее ответственный за создаваемое излучение, при этом антенна излучает немного больше в сторону разрыва в петле. [ необходима цитата ] Маленькая петля излучает почти одинаково во всех направлениях в плоскости проводника.

Диаграммы направленности как гало, так и малых петель противоположны диаграмме направленности полноволновой петли, будучи максимальными в плоскости петли, а не перпендикулярно ей; Гало-антенны излучают лишь небольшое количество перпендикулярно плоскости петли, а маленькие петли вообще не имеют перпендикулярного излучения ("ноль").

Гало чаще всего ориентируют так, чтобы плоскость петли была выровнена горизонтально, параллельно земле, чтобы создать приблизительно всенаправленную диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. С другой стороны, малые петли часто ориентированы вертикально, чтобы воспользоваться преимуществом "нулевого" приема малой петли, указывая их "глухое" направление (перпендикулярно плоскости петли) к источнику помех.

Современные и оригинальные конструкции ореола [ править ]

Ранние гало-антенны [1] использовали две или более параллельные петли, смоделированные по патенту 1943 года [2], который представлял собой сложенный диполь [3], изогнутый в круг.

Конструкция с двумя контурами расширяет полосу пропускания КСВ и помогает согласовать импеданс. Более поздние гало-антенны, как правило, используют один проводник, питаемый от гамма-спички . [b] В новом подходе используется меньше материала и снижается ветровая нагрузка, но он может быть менее механически устойчивым, более узкополосным и требует балуна для предотвращения излучения в линии питания.

Преимущества и недостатки гало-антенн [ править ]

Как и все конструкции антенн, гало-антенна - это компромисс, который жертвует одним желаемым качеством ради другого, еще более желательного качества - например, гало небольшие и умеренно эффективные, но только для одной частоты и узкой полосы вокруг нее. В следующих разделах обсуждаются преимущества и недостатки гало-антенн как с практической, так и с теоретической точки зрения.

Преимущества [ править ]

  • Гало, как большая антенна, более эффективна, чем маленькая петля.
  • В диапазонах VHF и выше физический диаметр ореола достаточно мал, чтобы его можно было эффективно использовать в качестве мобильной антенны.
  • Ближе к горизонту диаграмма направлена ​​во всех направлениях с точностью до 3 дБ или меньше, и это можно выровнять, сделав контур немного меньше и добавив большую емкость между концами элементов. Это не только приведет к выравниванию усиления, но и уменьшит в значительной степени потраченное впустую восходящее излучение. [c]
  • При питании от гамма-спички излучающий элемент ореола находится на земле постоянного тока , что снижает статическое накопление.
  • Ореолы улавливают меньше шума зажигания от транспортных средств при установке на их крышах, чем штыревые антенны . [4]
  • Ореолы можно складывать для дополнительного усиления. Это уменьшает излучение под большим углом, но практически не влияет на форму диаграммы направленности в плоскости антенны. [c]
  • Хорошо сконструированный ореол хорошо сочетается с коаксиальным кабелем 50 Ом . [5]

Недостатки [ править ]

  • Излучение горизонтальных гало практически не имеет вертикальной поляризационной составляющей. Можно ожидать больших потерь сигнала, когда другая станция использует вертикальную поляризацию. [4]
  • Гало-антенна конструктивно жесткая; если она прикреплена к транспортному средству, она может быть повреждена ветвями деревьев или другими препятствиями, в отличие от штыревой антенны, которая изгибается и откидывается назад.
  • Гало-антенна - это резонансная антенна, обеспечивающая наилучшие характеристики только на одной частоте. С другой стороны, небольшой передающий контур можно настроить в диапазоне частот 3: 1 с помощью переменного конденсатора . [d]
  • Для мобильного использования ореол довольно заметен по сравнению с гораздо более распространенной вертикальной штыревой антенной и может привлечь нежелательное внимание.
  • Гало-антенна не так эффективна для связи в области небесных волн, как горизонтальная небольшая петля, при прочих равных, поскольку большая часть ее сигнала отправляется вверх, а не наружу, тратя энергию сигнала, «нагревая облака».

Заметки [ править ]

  1. ^ Обратите внимание, что для всех типов антенн при измерении диаграммы направленности и рабочих характеристик размер антенныизмеряется как часть (или кратная) длины волны, проходящей через нее; следовательно, эффективный «размер» любой антенны изменяется в зависимости от частоты, на которой работает подключенная радиостанция.
  2. ^ Гамма-совпадение - только типичная особенность современных ореолов; это не важно. Существуют и другие, менее распространенные методы кормления ореолов, которые работают так же или лучше.
  3. ^ a b Излучение под большим углом не используется для связи в диапазоне ОВЧ, за исключением передачи сигналов быстроходным космическим кораблям с фиксированной антенной; в этом частном случае удобна диаграмма направленности, равномерно покрывающая все небо.
  4. ^ Возможные частоты передачи - это такие частоты, при которых длина небольшой петли составляет примерно1/10 и 1/3длина волны. ( [Длина волны] = 299.79 м / [частота в МГц ] = 983.563 футов / [частота в МГц ] ) Максимальная рабочая частота определяется значением минимальной мощности переменного конденсатора; наименьшая частота при максимальной доступной емкости и при приемлемых потерях, поскольку сниженная радиационная стойкость делает эффективность очень низкой. Более часто используемый, несколько консервативный диапазон -1/8 к 1/4длина волны. Для приема практичен гораздо более низкий частотный диапазон, с окружностью, возможно, до1/16длина волны. Нет такой широты с гало-антенной: она может быть только (почти)1/2 длина волны.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Stites, Фрэнсис Х. (октябрь 1947 г.). «Шестиметровый ореол». Журнал QST , стр. 24.
  2. ^ Патент США 2324462 , Leeds, LM & Scheldorf, MW, "Антенная система высокой частоты", выданный 1943-07-13, назначен General Electric Company 
  3. ^ "Сложенный диполь" . Теория антенн .
  4. ^ a b Тильдон, Эдвард П. (декабрь 1956 г.). «Поляризационные эффекты в мобильной УКВ». Журнал QST . С. 11–13.
  5. ^ Данцер, Пол (сентябрь 2004). «Шестиметровый нимб». Журнал QST . С. 37–39.

Внешние ссылки [ править ]

  • «Постройте гало-антенну на два метра» . kr1st.com .
  • «Еще одна двухметровая петля УКВ» . fedler.com .