No Image

Ферритовые антенны кв диапазона

0 просмотров
11 марта 2020

Бескомпромиссные и несгибаемые ферритовые рамочные антенны
коротковолнового диапазона.

Что можно сказать про электронные изделия отечественной военной промышленности?
Большие, дубовые, надёжные, с приличными характеристиками, изрядным количеством серебра, золота и палладия, рассредоточенных в неказистом, но прочном и твёрдом теле.
Яркими представителями подобного вида продукции являются изделия, приведённые в этой статье.

Всем противникам укороченных рамочных антенн посвящается!

1. Приемная магнитная антенна коротковолнового диапазона "15Э1037" (Битта).

Изделие представляет собой направленную резонансную магнитную антенну коротковолнового диапазона, предназначенную для приема электромагнитных волн вертикальной поляризации. Изделие предназначено для совместной работы с коротковолновыми РПУ Р-250М2, Р-155 и Р-154-2М в диапазоне 1,5 — 30 МГц.

Устройство состоит из антенного блока ЦЛ2.091.007-1 и блока управления.

Рабочий диапазон разбит на 4 поддиапа- зона:
1,5 — 3,3 МГц;
3,3 — 6,8 МГц;
6,8 — 13 МГц;
13 — 30 МГц.

Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости имеет форму "восьмерки".

Эффективность изделия — не хуже четвертьволнового вибратора.
Габариты и масса:
антенного блока 625х600х570 мм, 35 кг;
блока управления 453х350х280 мм, 22 кг.

Основной частью изделия является ферритовая рамочная антенна. Магнитная составляющая электромагнитного поля индуцирует в рамке ЭДС, величина которой пропорциональна числу витков, площади витка и магнитной проницаемости сердечника.

Ферритовая рамочная антенна совместно с конденсатором переменной ёмкости образует колебательный контур (антенный контур), который настраивается на принимаемую частоту (частота настройки приёмника). При этом напряжение этой частоты возрастает на контуре в Q раз (Q — доброгность контура), а его сопротивление на этой частоте становится чисто активным и весьма высоким (порядка нескольких десятков кОм). Для максимальной передачи принятой мощности из антенного контура на вход радиоприемного устройства необходимо согласование высокого резонансного сопротивления контура с низким волновым сопротивлением фидера (75 Ом).
Для согласования столь различных сопротивлений во всем диапазоне рабочих частот антенны (1,5-30 МГц) в изделии "15Э1037" применен лампово-полупроводниковый согласуюший тракт ( активное согласование).
Для автоматической настройки в резонанс на любую частоту рабочего диапазона в изделии имеется система автоматической настройки. В режиме настройки вместо антенного контура ко входу РПУ подключается генератор, частота которого равна резонансной частоте антенног контура (метод "сопряженного генератора"). Точность сопряжения генератора обеспечивается использованием в нём того же конденсатора переменной ёмкости, что и для антенного контура. При вращении злектроприводом ротора КПЕ происходит изменение частоты генератора.
При равенстве частоты сигнала генератора частоте настройки приёмника на выходе ПЧ приёмника возникает импульс, который по высокочастотному кабелю подаётся на блок управления.

Читайте также:  Бензопила партнер 351 не заводится

Так как сигнал генератора содержит кроме основной частоты более высокие составляющие (вторую и третью гармоники), на выходе ПЧ приёмника возможно возникновение импульса от второй гармоники и ложная настройка изделия. Для исключения подобных случаев, изменение частоты генератора начинается от максимальной частоты к минимальной. Поэтому вначале настройки происходит "откатка" ротора КПЕ к положению минимальной ёмкости.
Be время "откатки" сигнал с выхода ПЧ приёмника на схему формирования команд не поступает. После "откатки" начинается режим "поиска". Ротор КПЕ на быстрой скорости в течение 2 с проходит от Сmin до Cmax. При попадании сигнала генератора в полосу приёмника срабатывает система автоматики. Так как по инерции ротор конденсатора проходит положение, при котором частота генератора равна частоте настройки приёмника, система автоматики возвращает ротор конденсатора на медленной скорости. При вторичном попадании сигнала генератора в полосу приёмника система автоматики выключает двигатель. Команда на настройку подается нажатием кнопки, расположенной на передней панели блока управления.

Основной частью антенного контура является ферритовая рамочная антенна, которая состоит из пяти витков, выполненных из посеребренной медной трубки диаметром 6 мм. Внутри витков по периметру размещены ферритовые стержни из материала 30ВЧ2 диаметром 10 мм и длиной 200 мм. Для получения нижней границы рабочего диапазона (1,5 MГц) в рамочной антенне применяются две катушки индуктивности, намотанные проводом ПЭВ на текстолитовые стержни. Индуктивность каждой катушки 22 мкГн. Концы витков закрепляются на блоке реле, предназначенном для переключения поддиапазонов.
Блок реле, катушки индуктивности и рамочная антенна размещены между двумя электроизоляционными щеками из органического стекла.
Для уменьшения воздействия мощных электростатических полей и электрических помех, возникающих вблизи антенного блока, применен электростатический экран.

Так как диапазон частот, принимаемых изделием, довольно большой (1,5-30 МГц, коэффициент перекрытия 20), весь диапазон разбит на 4 поддиапазона. Переход с одного диапазона на другой осуществляется коммутацией пяти витков и двух катушек индуктивности при помощи блока реле.
На первом поддиапазоне все пять витков и обе катушки индуктивности соединены последовательно.
На втором поддиапазоне пять витков соединены последовательно, а катушки индуктивности находятся в режиме короткого замыкания.
На третьем поддиапазоне два витка соединены последовательно, а остальные три находятся в режиме холостого хода. Катушки индуктивности закорочены.
На четвёртом поддиапазоне все пять витков соединены параллельно, а катушки индуктивности закорочены.

Команды на переключение поддиапазонов поступают на блок реле, расположенный в антенном блоке, со схемы выработки команд переключения диапазонов, расположенной в блоке управления.

Читайте также:  Вилка для варочной панели бош

2. Приемная магнитная антенна коротковолнового диапазона "15Э1213" (Фартук).

Данная антенна по своей сути повторяет предыдущую конструкцию, но, в отличие от неё, является всенаправленной.

Изделие представляет собой всенаправленную резонансную магнитную антенну коротковолнового диапазона, предназначенную для приема электромагнитных волн вертикальной поляризации, и устанавливается на объектах заказчика. Изделие предназначено для совместной работы с автоматизированными коротковолновыми РПУ магистральной связи (например, Р-160П). Изделие обеспечивает всенаправленный прием радиосигналов, для чего в блоке антенном установлены две взаимноперпендикулярные рамочные антенны с широкополосным квадратурным фазовращателем в тракте согласования. Суммирование радиосигналов происходит на общей нагрузке оконечного усилителя.

Рабочий диапазон изделия 1,5 — 29,99999 МГц.
Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости имеет форму "круга".
Чувствительность изделия по полю не более 12 мкВ/м в полосе 0,3 кГц при соотношении сигнал/шум 20 дБ.

Габариты и масса изделия:
антенного блока 710х620х276 мм, 40 кг;
блока автоматической настройки 550х250х200 мм, 20 кг.

Антенный контур состоит:
рамок диапазона 1,5-6 МГц (5 витков) и диапазона 6-30МГц (2 витка) прямоугольного сечения, выполненных из медной трубки диаметром 6 мм;
двух трансформаторов, осуществляющих симметрирование рамок;
дискретного конденсатора переменной ёмкости.

Выбор двух рамок обусловлен требованием к перекрытию рабочего диапазона антенны с минимально возможными переключениями во вторичных цепях и с наилучшим согласованием индуктивных и ёмкостных сопротивлений нагрузок первичной и вторичной обмоток симметрирующих трансформаторов.

Восьмиразрядный ДКПЕ с дискретом 2 пФ, управляемый с помощью высокочастотных реле, включён параллельно индуктивности рамок через симметрирующие трансформаторы.

Как то так сложилось, что ферритовые антенны у меня всегда ассоциировались с приемниками. В моем понимании, чаще всего это выглядело так:

Но случайно наткнулся на одном из форумов, на вот такую страницу из книги Хомич В.И., «Приемные ферритовые антенны».Я оказался озадачен тем, что оказывается магнитная ферритовая антенна может использоваться не только на прием 🙂 над таким ее применением я просто раньше не задумывался.

Поиск по интернету показал, что тема развивается очень вяло. Видимо связано с доступностью только малогабаритных ферритовых изделий, да и судя по экспериментам, годятся такие антенны только на низкочастотные диапазоны. Для информации решил поделиться ссылками на ресурсы по данной теме. Возможно кому-то это тоже будет интересно.

— Экспериментальный вариант передающей QRP антенны на 160 и 80 метров — Ферритовая магнитная антенна.

— Эксперименты с нестандартными приемными ферритовыми антеннами — Ферритовая антенна

Читайте также:  Грудка в луковой шелухе самый вкусный рецепт

— Использование ферритовой антенны на диапазон 500 кГц — Ферритовая передающая антенна уже в действии

Приводим вариант двухдиапазонной магнитной ферритовой антенны на 80 и 160 метров, как опытный образец, для дальнейшего исследования и практического применения.

В отличии от рамочных коротковолновых антенн, состоящих в том или ином виде из одного или нескольких витков провода, соединяемых в различных конфигурациях и, имеющих весьма внушительные габариты, — ферритовые имеют небольшие габариты и могут быть легко защищены от внешних климатических воздействии радио проницаемым корпусом при размещении их вне помещений.

В последние годы ферритовым антеннам уделяется достаточно большое внимание на страницах радиолюбительских журналов, приводятся их описания и конструктивные особенности. Мы также не обошли стороной эту интересную тематику. Поскольку мы не являемся профессионалами в области расчета и конструирования магнитных антенн, нам пришлось опытным путем в реальных условиях любительского эфира, используя подручную измерительную аппаратуру, изготовить и проверить несколько конструкций ферритовых антенн.

Из общеизвестных формул определения действующей длины магнитной антенны на ферритовом стержне советуем обратить внимание на такие величины, как:
— относительная магнитная проницаемость материала сердечника
— S площадь витка, приводящие, но нашему мнению, к увеличению действующей длины ферритовой антенны.

В результате проведенных экспериментов, предлагаем один из вариантов магнитной антенны, электрическая схема которой приводится на рисунке выше. Как видите, антенна содержит довольно много феррнтовых стержней, расположенных по кольцу, и напоминает статор электродвигателя.

В антенне используются 20 ферритовых стержней с магнитной проницаемостью 400НН, длиной 200 мм и диаметром 10 мм. Осевой диаметр окружности, по которому размещаются ферритовые стержни, — 90 мм, шаг установки 18 градусов. Все катушки намотаны виток к витку медным изолированным проводом, диаметром 1 мм. Намотка всех катушек производится в одном направлении. Катушка L1 содержит 2×8 витков, a L2 — 2×2 витка. Половинки катушки связи L2 соединены симметрично по отношению к L1.

Если предполагается использовать эту антенну на передачу, то необходимо помнить, что максимальная подводимая мощность не должна превышать 10 ватт, при этом конденсатор С1 должен иметь соответствующий воздушный зазор (в зависимости от мощности). Входное сопротивление антенны подстраивается конденсатором С2.

В результате испытаний этой антенны определилась ее полоса пропускания от 1750 до 3660 кГц. Дальнейшее увеличение частоты приводит к резкому ухудшению качества работы. По всей видимости, это определяется большой начальной магнитной проницаемостью используемых ферритовых стержней.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector