of 40 /40
ANTÉNY A NAPÁJEČE Kurz operátorů Radioklub OK2KOJ při VUT v Brně 2016/2017 Radioklub OK2KOJ při VUT v Brně: Kurz operátorů 1

ANTÉNY A NAPÁJE - vutbr.cz

  • Author
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of ANTÉNY A NAPÁJE - vutbr.cz

06_anteny_a_napajeceANTÉNY A NAPÁJEE Kurz operátor Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn
2016/2017
Vedení • Náhradní schéma:
• Charakteristická impedance:
• Vedení má i ztráty – sériový odpor cívky, svodová paralelní vodivost kondenzátoru: - útlum, max. penášený výkon


• Základní typy vedení:
• Parametry napájecích vedení:
• Charakteristická impedance • Útlum v dB/m roste s frekvencí – skiefekt • Maximální penesený výkon (klesá s frekvencí,
skinefekt) • initel zkrácení = fázová rychlost vlny je niší (dáno
permitivitou dielektrika)
• Nepizpsobené vedení:
• Pizpsobené vedení:
• Útlum na pizpsobeném vedení:
• To je asi 5,5 m RG-58 na 2 m, 20 W se pemní na teplo ve vedení
100 W 80 W
• Charakteristická impe- dance vedení se liší bu od impedance zdroje (vysílae) nebo záte (antény).
10
10
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 5
• ást výkonu se u antény odrazí zpátky a postupuje po napájei smrem k vysílai. Fáze zptn postupující vlny se periodicky piítá a odítá s fází vlny postupující k antén, take se podél napájee vytvoí stojaté vlny s amplitudou Emax a Emin
• initel odrazu: (uvaujeme navázání vedení – anténa)
• Pomr stojatých vln (Standing Wave Ratio, SWR):
S %& '()*
• Ei = incident wave (postupná vlna) • Er = reflected wave (odraená vlna)
• Z0 = char. impedance vedení • ZL = impedance antény (load
= zát)
• Ztráty odrazem:
• Decibelový pomr výkonu postupné vlny a výkonu v odraené vln
Pro naše SWR = 1,5 a výkon postupné vlny 80 W
6 200,2 10 80
3,2 14dB
výkon odraené vlny je 3,2 W (opt se musí pemnit v teplo)
• Ztráty nepizpsobením:
• Decibelový útlum výkonu vysílaného z koncového stupn vysílae do vedení (pizp.) a antény (nepizp.) vlivem odrazu na nepizpsobeném konci vedení.
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 7
? 10 1 [email protected] 10 9: 9
9:
• Pro náš pípad
• Kdy míme SWR antény na druhém konci kabelu (u vysílae) projeví se ztráty na kabelu (100 W TX, u antény 80 W, tady se 3,2 W odrazí vlivem nepizpsobení a tento výkon cestou zpt se zase o 1dB utlumí na cca 2,56 W:
? 10 1 0,[email protected] 10 80 3,2
80 0,18dB
• Redukce urení SWR antény s mením pes útlumové vedení
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 8
• V našem pípad se na vedení mní v teplo 20 W vlivem ztrát na postupné vln a dalších 0,64 W (3,2-2,56) vlivem ztrát na odraené vln. Do vysílae se vrací 2,56 W (musí zvládnout absorbovat). Do antény jde 76,8 W (100-20-3,2).
• Char. impedance je dána mechanickými pomry rozmr (vnjší/vnitní vodi u koaxu, prmr drátu/vzdálenost u dvouvodiového vedení) a materiálovými parametry dielektrika
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 9
138 S
T 1
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 10
Anténa - transformuje vf. energii dodávanou na vstup antény prostednictvím napájee (výkon PU⋅I, WV⋅A) na elektromagnetickou vlnu (hustota výkonu elmag. pole ΠExH, W/m2 V/m ⋅ A/m) a naopak (vysílací vs. pijímací anténa) - do antény tee vf. proud a na jejích svorkách je vf. naptí (budící výkon), od antény se šíí elmag. vlna - elmag. vlna:
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 11
- vektory elektrického pole a magnetického pole jsou navzájem kolmé, a smr šíení je kolmý na tyto vektory
• Smr šíení elmag. vlny je kolmo od stránky (plátna)
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 12
• Izotropický zái = fiktiv- ní anténa od které se šíí elmag. energie stejn všemi smry
• Kulová vs. rovinná vlna
• Ve velké vzdálenosti od antény se kulová vlna jeví jako rovinná vlna
Anténa a rezonanní obvod • Princip dva vodie jako desky kondenzátoru
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 13
• Kond budí elektrické pole, cívka (vodi antény) generuje magnetické pole
• Náhradní schéma:
Parametry antén
H
V
- vyzaovací diagram: horizontální rovina – f(φ), vertikální rovina – f(θ), 3D – f(φ,θ) - zisk v hlavním smru (dBi – k izotropnímu záii, dBd –
k dipólu) - šíka hlavního laloku pro potlaení o 3 dB (šíka hlavního svazku), pedozadní pomr, potlaení boních lalok - vstupní impedance, SWR => pizpsobení - šíka pásma a frekvenní závislost uvedených parametr
Dipól
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 16
• Rozloení proudu a naptí (el. pole) – impedance na svorkách 73 - projevuje se zem
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 17
• Smrová charakteristika
• Na vertikální má vliv opt blízká zemní plocha
• To se však me hodit na KV pi spojení odrazem od ionosféry
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 19
Skládaný dipól
• Balun 4:1 pro VKV
• Invertované V – na KV
• Sloper
Zkrácené dipóly
• Multiband dipól
• Multiband trapovaný dipól (nap. W3DZZ)
• OCF – out off center dipól
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 25
• Longwire – rychle na KV s transmatchem
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 26
• Windom - multiband
• Windom s kaxem a balunem
• Vertikální antény (KV i VKV)
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 28
• Smrovka vs. délka
• Pizpsobení (i širokopásmov)
• S plvlnným rukávem
• Na 2m, teba na whip auto
• Zkrácení cívkou
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 32
• Velmi oblíbená delta loop
• Magnetická smyka – ladí se do rezonance – na C vysoké naptí
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 33
• Yagi-Uda princip (KV, VKV i UKV i mikroV)
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 34
• Napájení gama
• Mikrovlny – jako vedení koax nebo vlnovod – antény parabolické
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 35
• Ant 23/13/9 cm OK2PNQ
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 36
• A kdy je anténa nepizpsobená – stojaté vlny
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 37
PSV fwd % ref % 1 100 0 1,2 99 1 1,5 96 4 2 89 11 3 75 25 5 55 45 10 33 67
• Jak vypadá PSV u dobré antény
Radioklub OK2KOJ pi VUT v Brn: Kurz operátor 38
• Simulace antén, nap. 4NEC
• TKU ES 73!