Распродажа

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Журнал Радио

2004: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
2003: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2002: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2000: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1999: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1998: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1971: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1947: 
1, 2, 3, 4, 5
1946: 
1, 2, 3, 4-5, 6-7, 8-9

Новости электроники

В 14 раз выросло количество россиян на MediaTek Labs ? проекте по созданию устройств "интернета вещей" и "носимых гаджетов"

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины ? в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей.

Новое поколение Джобсов или как MediaTek создал свой маленький "Кикстартер"

Амбициозная цель компании MediaTek - сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик - порог входа очень низкий.

Семинар и тренинг "ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!" (14-15.10.2013, Новосибирск)

Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!?, который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Мне нравится

Комментарии

дима пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ827:

люди куплю транзистар кт 827А 0688759652

тамара плохова пишет в теме Журнал Радио 9 номер 1971 год. :

как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время

Ивашка пишет в теме Параметры отечественных излучающих диодов ИК диапазона:

Светодиод - это диод который излучает свет. А если диод имеет ИК излучение, то это ИК диод, а не "ИК светодиод" и "Светодиод инфракрасный", как указано на сайте.

Владимир пишет в теме 2Т963А-2 (RUS) со склада в Москве. Транзистор биполярный отечественный:

Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок

Владимир II пишет... пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ372:

Спасибо!

Журнал Радио 9 номер 2002 год.

ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ ПЕРЕДАЮЩИЕ ДВ АНТЕННЫ

Александр ЮРКОВ (RA9MB) 

Продолжение. Начало см. в "Радио", 2002, ╧ 8

Чтобы представить себе порядок параметров антенны в типичных радиолюбительских условиях, сделаем оценку для такого примера. Пусть имеется Г- или Т-образная антенна с однолучевой горизонтальной частью длиной 80 м, расположенной на высоте 20 м. Длина вертикальной части составит 20 м, общая длина провода ≈ 100 м. Емкость такой антенны будет около 600 пф, т. е. реактивная часть входного сопротивления ≈ примерно 2000 Ом. Для компенсации реактивного сопротивления емкости антенны потребуется удлиняющая катушка с индуктивностью несколько больше 2000 мкГн.

Может возникнуть вопрос, почему бы не найти индуктивность удлиняющей катушки, зная емкость антенны и используя формулу для обычного колебательного контура? Конечно, можно и так. Но расчет через реактивные сопротивления позволяет оценить, например, напряжение на антенны при заданном токе и сопротивление потерь удлинительной катушки при известной ее добротности Так, в приведенном примере сразу ясно, что напряжение на антенне будет порядка 2000 В на каждый ампер тока в антенне. Поскольку активная часть входного сопротивления антенны много меньше реактивной части, напряжение на антенне в вольтах приблизительно равно току антенны в амперах, умноженному на реактивное сопротивление антенны в омвх. Сопротивление потерь катушки, ее реактивное сопротивление и добротность связаны простой формулой: Rкат = XL/Q. При добротности Q = 200 сопротивление потерь будет 2000/200 = 10 Ом.

Вторым крайне важным параметром ДВ антенны является ее действующая высота. Не принимая пока во внимание зависимость действующей высоты от деталей конструкции антенны, отметим два предельных случая. Действующая высота одиночного вертикального провода без емкостной нагрузки наверху равна половине его геометрической высоты. Для Г- или Т-образной антенны с емкостью горизонтальной части много большей, чем емкость вертикальной части, действующая высота приближается к высоте подвеса горизонтальной части антенны над землей.

Сразу отметим, что надо стремиться сделать действующую высоту антенны как можно больше, по крайней мере, метров 10... 15, а лучше 30...50. Но, пожалуй, 50 м ≈ это максимум, достижимый в обычных любительских условиях. Примерно такой получится действующая высота Г- или Т-образной антенны с большой горизонтальной частью, подвешенной между двумя 16-этажными домами.

Почему же действующая высота антенны так важна? Все дело в том, что когда размеры антенны много меньше длины волны, напряженность поля, принимаемого корреспондентом, прямо пропорциональна произведению (обозначим его как А) силы тока в антенне на действующую высоту антенны, измеряемому в метрамперах. Чем больше действующая высота вашей антенны, тем сильнее ваш сигнал. Мощность, излучаемая передающей станцией Ризл (нв путать с выходной мощностью передатчика!) связана с этим произведением простым соотношением (для частоты 136 кГц): Ризл = 0.00033A2.

Чтобы ориентироваться в получаемых значениях, рассмотрим пример. Пусть действующая высота антенны составляет 20 м. Сила тока в антенне при выходной мощности передатчика в 100 Вт обычно бывает в пределах 1...3А. Пусть она оказалась 2 А. Тогда А = 40 метрампер и излученная мощность составит 0,5 Вт.

Из примера видно, что КПД любительских передающих ДВ антенн весьма мал, ведь излучается всего 0,5% мощности, отдаваемой передатчиком. И зто еще очень хорошо! Часто КПД бывает меньше 0,1%. И только при использовании "гигантских" (по радиолюбительским меркам) антенн КПД может достигать нескольких десятков процентов. Примером служит антенна первой русской длинноволновой DX-зкспеди-ции, проведенной коллективом RU6LWZ, когда использовалась мачта высотой более 100 м.

Низкий КПД любительских передающих ДВ антенн приводит к тому, что мощность излучения обычно измеряется десятыми, а то и сотыми долями ватта, редко достигая единиц ватт. Тем не менее и при таких мизерных излучаемых мощностях любители, используя специальные виды работы (прежде всего QRSS ≈ медленный телеграф), проводят связи на расстояниях в тысячи, а то и 10... 15 тысяч километров! Обычным телеграфом при этом удаются связи на несколько сотен, а иногда, при хорошем прохождении, специальных приемных антеннах и малом уровне помех, на одну-две тысячи километров.

Мы видим, что ситуация с передающими ДВ антеннами радикально отличается от того, к чему мы привыкли на КВ. Если на KB обычно КПД близок к 100% (за исключением разве что 160-метрового диапазона, и то не всегда), то на ДВ он очень мал. Если на KB мы пытаемся сфокусировать излучение в одном направлении и оперируем понятием коэффициента усиления, то на ДВ излучение всегда практически круговое и ни о каком усилении говорить не приходится. Если на KB мы стремимся получить пологие углы излучения, на ДВ угол излучения всегда практически одинаков. Если на KB антенна обычно питается по коаксиальному кабелю и мы стремимся получить хороший КСВ, то на ДВ антенна всегда питается непосредственно и понятие КСВ теряет смысл. Единственное, за что приходится "бороться" при работе на ДВ, зто излучаемая мощность, или, что то же самое, максимальное количество "метрамперов в антенне.

Рассмотрим теперь более детально, как зависит действующая высота антенны от ее геометрических размеров и деталей конструкции для наиболее распространенных типов антенн. Как уже указывалось, действующая высота простого вертикального провода бвз емкостной нагрузки наверху (рис. 1,а) просто равна половине геометрической высоты антенны. Точно также действующая высота антенны "наклонный луч" (рис. 1,ж) равна половине высоты верхней точки антенны. Если антенна имеет горизонтальную емкостную нагрузку (например, рис. 1,в), то действующая высота hд такой антенны определяется соотношением емкостей вертикальной Св и горизонтальной Сг частей, а также геометрической высотой подвеса h горизонтальной части. Она может быть найдена по формуле hд = h(1-0,5/(Сгв+1))

Емкости горизонтальной и вертикальной частей антенны могут быть, как и для всей антенны, определены по правилу "6 пФ на каждый метр провода". Из формулы видно, что если Сг намного больше Св, то действующая высота hд приближается к геометрической высоте п. Особого рассмотрения требуют случаи наклонной "вертикальной" части (рис. 1 ,е) и наклонной емкостной нагрузки (рис. 1,6, г ,д). Если "вертикальная часть" наклонна, а емкостная нагрузка практически горизонтальна (рис. 1,е), то почти ничего не меняется, лишь несколько возрастает Св из-за более длинного провода, а формула остается той же.

Если у Т-антенны вертикальная часть подключается достаточно точно посередине наклонной емкостной нагрузки (рис. 1,д), формула также работает, только в качестве h надо брать высоту над землей точки подключения вертикальной части к горизонтальной. В этой антенне вертикальные компоненты электрического поля, созданные двумя плечами емкостной нагрузки, взаимно компенсируются Но в Г-образной антенне (рис. 1,г), или в "зонтичной" антенне (рис. 1,6), такой компенсации не происходит. Потому и формула становятся несколько иной: hд = 0,5h( 1 + а - а2/(Сгв+ 1)), где а = h1/h ≈ отношение высот верхнего и нижнего концов емкостной нагрузки.

Подчеркнем, что для случаев, показанных на рис. 1,б и рис. 1 ,г нежелательно опускать нижний конец емкостной нагрузки до самой земли. Это приведет к снижению действующей высоты до 0,5h. Если нет возможности поднять эти точки (например, имеется только одна мачта), лучше провода, составляющие емкостную нагрузку, продолжить до земли изолирующим шнуром (можно применить и проволоку, разбив ее в двух-трех местах изоляторами).

Если точки закрепления антенны определены "местной обстановкой", а у радиолюбителя нет желания заниматься расчетами, то можно воспользоваться и таким простым правилом: надо стремиться к тому, чтобы максимальное количество провода было расположено как можно выше (и, как будет ясно из дальнейшего, подальше от деревьев, стен и т. п.). Ну а уж действующая высота ≈ какая получится!

Разобравшись с первым сомножителем "основного параметра" ≈ произведения действующей высоты на силу тока в антенне, рассмотрим, от чего зависит второй сомножитель ≈ сила тока в антенне, и как ее сделать побольше. Конечно, сила тока зависит от мощности передатчика. Но не только. Еще она зависит от активной части входного сопротивления R, которая, в свою очередь, есть сумма сопротиаления потерь Rп и сопротиаления излучения Rизл, как показано на эквивалентной схеме рис. 2.

Сопротивление излучения (в омах) на частоте 136 кГц определяется по формуле Rизл = 0,00033hд2 и для радиолюбительских антенн составляет обычно не более нескольких десятых долей ома. В подавляющем большинстве случаев сопротивление потерь намного больше сопротивления излучения. Собственно, именно поэтому получается низкий КПД, равный Rизл /(Rизл + Rп). В этих условиях ток в антенне зависит в основном от сопротивления потерь, а сопротивление излучения на ток почти не влияет.

Именно в таком соотношении сопротивления потерь и сопротивления излучения заключается причина радикального отличия ДВ и KB антенн. На KB, где сила тока в антенне определяется в основном сопротивлением излучения, не имеет значения сама величина этой силы тока. Антенна может "питаться током" или "питаться напряжением", сила тока будет разная, а мощность излучения ≈ одинаковая. На ДВ ситуация принципиально другая. Сила тока в антенне определяется сопротивлением потерь, а излучаемая мощность пропорциональна квадрату силы тока. Поэтому необходимо стремиться сделать силу тока как можно больше, для чего надо сделать как можно меньше сопротивление потерь

Если сопротивление потерь в антенне Rп известно, то при известной выходной мощности передатчика Р легко найти силу тока I в антенне: I =v (P/Rп).

Сопротивление потерь складывается из омического сопротивления провода антенны, активной части сопротивления удлинительной катушки, сопротивления заземления и так называемого сопротивления потерь окружения (enviroment loss). Последнее связано с потерями энергии за счет токов, наведенных в окружающих предметах (домах, деревьях и т. п.).

Сопротивление медного провода антенны диаметром не менее 2 мм обычно весьма мало и его можно не учитывать. Исключением может быть случай, когда горизонтальная часть антенны (емкостная нагрузка) очень длинная (сотни метров) и выполнена в виде одного тонкого провода. Остальные составляющие сопротивления потерь намного больше.

Сопротивление потерь удлинительной катушки уже существенно, особенно при невысокой добротности. Добротность ≈ это отношение реактивного (индуктивного) сопротивления катушки на данной частоте к сопротивлению потерь. Последние складываются из потерь в магнитопроводе, каркасе и проводе. В передающих ДВ антеннах не используют катушки с магнитопроводом, что связано с большими токами, при которых трудно избежать его насыщения. Потери в диэлектрике каркаса обычно малы, тем не менее справедлива рекомендация: чем меньше материала идет на каркас, тем лучше. Разумеется, желательно использовать высококачественный диэлектрик

Но ВЧ ток течет в основном по поверхности провода (скин-эффект) и поэтому сопротивление оказывается существенно больше, чем на постоянном токе или на звуковых частотах. Во многих книгах можно найти формулу для удельного (в Ом/м) сопротивления медного провода с учетом скин-эффекта: Rуд = (0,084/d)vf где d ≈ диаметр провода в мм; f ≈ частота в МГц. Казалось бы, можно сосчитать удельное сопротивление провода катушки по этой формуле, умножить на длину провода и получить сопротивление потерь в катушке. К сожалению, кроме скин-эффекта есть еще и эффект близости, приводящий к тому, что сопротивление провода в катушке оказывается существенно больше сопротивления прямолинейного провода. Из-за влияния витков друг на друга ток течет не равномерно по всей поверхности провода, а в основном по части поверхности, обращенной внутрь катушки. Следовательно, меньше эффективная поверхность ≈ больше сопротивление.

По результатам исследования, проведенного автором, из-за эффекта близости сопротивление провода однослойной катушки возрастает в 1 + 4,9(d/a)2 раз, где d ≈ диаметр провода; а ≈ шаг намотки. Если шаг намотки сделать маленьким (намотка виток к витку), индуктивность катушки на один виток станет больше, витков понадобится меньше, уменьшится и длина провода. Но зато существенно возрастет эффект близости. Если сделать большой шаг намотки, увеличение сопротивления за счет эффекта близости будет меньше, но зато придется намотать больше витков и станет больше длина провода. Оказывается, есть оптимум, который наблюдается при шаге намотки примерно в два раза больше диаметра провода. Другими словами, зазор между витками должен примерно равняться диаметру провода.

(Окончание следует)

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 9 номер 2002 год







Ваш комментарий к статье
Журнал Радио 9 номер 2002 год. :
Ваше имя:
Отзыв: Разрешено использование тэгов:
<b>жирный текст</b>
<i>курсив</i>
<a href="http://site.ru"> ссылка</a>