Сусын антеннасы - Beverage antenna

The Сусын антеннасы немесе «толқынды антенна» - бұл ұзын сымды қабылдау антенна негізінен төмен жиілік және орташа жиілік ойлап тапқан радио диапазондары Гарольд Х. Сусын 1921 ж.[1] Ол қолданылады әуесқой радио, қысқа толқын тыңдау және ұзын толқын радио DXers және әскери қолдану.

Сусын антеннасы көлденең сымнан тұрады, ол жартыдан бірнешеге дейін толқын ұзындығы жер үстінде ілінген ұзын (жүздеген фут HF-тен бірнеше километрге дейін) желі бір ұшына бекітілген қабылдағышқа, ал екінші сусынның резистор арқылы аяқталды жер.[2][3] Антенна бір бағытты радиациялық үлгі бірге негізгі лоб резистормен аяқталған ұшынан аспанға таяз бұрышта орналасқан өрнек, оны алыс қашықтықты қабылдауға өте ыңғайлы етеді аспан толқыны (өткізіп жіберу) горизонттағы бекеттерден берілістер ионосфера. Алайда, антенна сым таратқыштың орналасқан жеріне бағытталатындай етіп жасалуы керек.

Сусынның артықшылығы керемет директивтілік және кеңірек өткізу қабілеттілігі резонанстық антенналарға қарағанда. Оның кемшіліктері - бұл физикалық өлшем, жердің едәуір көлемін қажет етеді және қабылдау бағытын өзгерту үшін айнала алмау. Қондырғыларда азимутты кең қамту үшін көбінесе бірнеше антенналар қолданылады.

Тарих

Гарольд сусыны 1919 жылы Сусын антеннасына ұқсас антенналарды қабылдауға тәжірибе жасады Otter Cliffs радиостанциясы.[4][5] Ол 1920 жылы басқаша болғанын анықтады екі бағытты ұзын сымды антенна айналады бір бағытты оны шығынды жерге жақын орналастыру және сымның бір ұшын резистормен тоқтату арқылы. 1921 жылы сусынға антеннасына патент берілді. Сол жылы RCA's Riverhead, Нью-Йоркте ұзындығы 14 шақырымға жететін Beverage ұзақ толқынды қабылдау антенналары орнатылды.[6] Белфаст, Мэн,[7] Белмар, Нью-Джерси,[8] және Чатэм, Массачусетс [9] трансатлантикалық қабылдағыш станциялары радиотелеграфия трафик. Сусынның ең үлкен антеннасы болуы мүмкін - төрт фазалы сусындар жиынтығы[10] ұзындығы 5 миль және ені екі миль (3 км) - AT&T компаниясы салған Хултон, Мэн, бірінші трансатлантикалық телефон жүйесі үшін[11] 1927 жылы ашылды.

Сипаттама

Антеннаның қалай жұмыс істейтінін көрсететін анимация. Жерге төзімділіктің арқасында электр өрісі радиотолқынның (E, үлкен қызыл көрсеткілер) бұрышта орналасқан θ антенна сымына параллель көлденең компонент жасай отырып, тікке (кішкентай қызыл көрсеткілер). Көлденең электр өрісі тербелмелі токтың қозғалмалы толқынын жасайды (Мен, көк сызық) және сым бойындағы кернеу, ол амплитудасы ұшынан қашықтыққа ұлғаяды. Жетекші ұшына жеткенде (сол), ток қабылдағышқа тарату желісі арқылы өтеді. Басқа бағыттағы радиотолқындар аяқталған соңына қарай, резистормен жұтылатын қозғалмалы толқындар жасайды R, сондықтан антеннаның бір бағытты өрнегі бар.
Әскери далалық байланыс үшін импровизацияланатын сусындар антеннасы, 1995 ж. АҚШ армиясының далалық нұсқаулығынан. Резистор жерге қосылудың орнына екінші төменгі сымға бекітіледі, ол а ретінде қызмет етеді контрапуа, таратқыш үшін жасанды жер. Антенна негізгі лоб, оның ең үлкен сезімталдық бағыты - резисторда аяқталған сымның ұшынан оңға қарай.

Сусын антеннасы көлденең сымнан тұрады, ұзындығы жартыға дейін және бірнеше толқын ұзындықтары, жерге жақын жерде ілулі, әдетте 10 - 20 фут биіктікте, сигнал көзі бағытында.[3][2] Соңында сигнал көзіне қарай а резистор мәні шамамен тең болатын жерге қосу сипаттамалық кедергі Әдетте 400-ден 800 Ом-ға дейін тарату желісі ретінде қарастырылатын антеннаның. Екінші жағынан ол ресиверге а. Арқылы тарату желісімен қосылады балун сызықты антеннаның өзіне тән кедергісімен сәйкестендіру.

Пайдалану

Сияқты басқа сым антенналарынан айырмашылығы диполь немесе монопольді антенналар ретінде әрекет ететін резонаторлар, элементтің бойымен екі бағытта қозғалатын радио ағындарымен, ұштар арасында алға-артқа секіріп тұрақты толқындар, Сусын антеннасы - а толқынды антенна; радиожиілікті ток сым бойымен бір бағытта, радиотолқындармен бірдей бағытта жүреді.[3][2][12] Резонанстың болмауы оны кеңірек етеді өткізу қабілеттілігі қарағанда резонанс антенналар. Ол алады тігінен поляризацияланған радиотолқындар, бірақ басқа тігінен поляризацияланған антенналардан айырмашылығы ол жерге жақын жерде тоқтатылады және кейбіреулерін қажет етеді қарсылық жұмыс істеу үшін жерде.

Сусын антеннасы оның жұмысы үшін «толқынды қисаюға» сүйенеді.[13] Төмен және орташа жиілікте, а тігінен поляризацияланған радиожиілік электромагниттік толқын шектеулі жермен жер бетіне жақын саяхаттау өткізгіштік толқындық фронтты бұрышқа «еңкейтуге» себеп болатын шығынды сақтайды.[3][2][12] The электр өрісі Жерге перпендикуляр емес, бұрышпен орналасқан, Жер бетіне параллель электр өрісі компонентін шығарады. Егер көлденең сым Жерге жақын және шамамен толқын бағытына параллель ілініп тұрса, электр өрісі сым бойымен қозғалатын тербелмелі жиіліктегі ток толқынын тудырады және толқынның алдыңғы жағымен бірдей бағытта таралады. Сым бойымен қозғалатын РЖ токтары қосылады фаза және амплитудасы сымның бүкіл ұзындығы бойымен қабылдағыш жалғанған антеннаның ең шеткі нүктесінде сигналдың максималды күшін тудырады.

Антенналық сымды және оның астындағы жерді «ағып кеткен» деп санауға болады электр жеткізу желісі радиотолқындардан энергияны сіңіреді.[12] Антеннадағы ток толқындарының жылдамдығы олардан аз жарық жылдамдығы жерге байланысты. Толқындық фронттың сым бойымен қозғалу жылдамдығы оның бұрышына байланысты жарық жылдамдығынан да аз. Белгілі бір бұрышта θмакс екі жылдамдық тең. Бұл бұрышта антеннаның күшейту коэффициенті максималды болады, сондықтан сәулелену үлгісінде a болады негізгі лоб осы бұрышта Негізгі лобтың бұрышы[14]

қайда

- антенна сымының ұзындығы,
толқын ұзындығы.

Антеннаның бір бағытты қабылдау схемасы бар, өйткені басқа бағыттан, сымның қабылдағыш ұшынан келетін РЖ сигналдары, аяқталатын резистормен жұтылатын аяғына қарай таралатын токтар тудырады.

Табыс

Сусын антенналары керемет директиваға ие болғандықтан, олар жоғалтқыш Жерге жақын болғандықтан, олар абсолютті пайда әкелмейді; олардың коэффициенті әдетте -20 -дан -10 дБи құрайды. Бұл өте сирек қиындық тудырады, өйткені антенна жоғары деңгейдегі атмосфералық радио шу болатын жиілікте қолданылады. Бұл жиілікте қабылдағыш шу емес, атмосфералық шу сигнал мен шудың арақатынасын анықтайды, сондықтан тиімсіз антеннаны пайдалануға болады. Антенна таратушы антенна ретінде пайдаланылмайды, өйткені бұл кедергі күшінің үлкен бөлігі ысырап резисторында ысырап болады дегенді білдіреді[15]

Директивтілік антеннаның ұзындығына байланысты артады. Директивтілік тек 0,25 толқын ұзындығында дами бастаса, директивтілік бір толқын ұзындығында едәуір мәнге ие болады және антенна шамамен екі толқын ұзындығына жеткенше тұрақты түрде жақсарады. Екі толқын ұзындығынан артық сусындарда директивтілік жоғарыламайды, себебі антеннадағы токтар радио толқынымен фазада бола алмайды.

Іске асыру

Бір сымды Сусын антеннасы әдетте бір түзу болып табылады мыс ұзындығы бір жарым мен екі толқын ұзындығы арасындағы сым Жер бетіне параллельді қажетті сигнал бағытында өтеді. Сым жердің үстіндегі оқшауланған тіректермен тоқтатылады.[16] Сымның сипаттамалық кедергісіне шамамен шамамен 400-ден 600 Ом-ға дейінгі индуктивті емес резистор сымның алыс шетінен жер стерженіне қосылады. Сымның екінші ұшы желі қабылдағышқа.[17]

Екі сымды нұсқа кейде артқа нөлдік басқару үшін немесе екі бағытты ауыстыру үшін қолданылады. Антеннаны 2-ден 128-ге дейін немесе одан да көп элементтерден тұратын массив ретінде жүзеге асыруға болады кең, өрт сөндіру және теңселді конфигурациялар, айтарлықтай жақсартылған бағыттаушылықты ұсынады, әйтпесе осы жиіліктерге жету өте қиын. Төрт элементті кең / сатылы сусындар массивін AT&T өздерінің ұзын толқынды телефон қабылдағыштарында қолданды. Хултон, Мэн. Антенналарды қабылдау үшін 64 немесе одан да көп элементтерден тұратын өте үлкен фазалық сусындар массиві енгізілген көлденең радиолокация жүйелер.[дәйексөз қажет ]

Антеннаның қозғаушы кедергісі сымның биіктігіне байланысты 400 - 800 Ом аралығында жерге қатысты сымның сипаттамалық кедергісіне тең. Әдетте ұзындығы 50 ом немесе 75 ом коаксиалды кабель қабылдағышты антеннаның соңғы нүктесіне қосу үшін пайдаланылады. Сәйкес келетін трансформаторды кез-келген осындай төменгі кедергісі бар электр беру желісі мен антеннаның 470 ом жоғары импеданс арасына енгізу керек.[18]

Сондай-ақ қараңыз

Патенттер

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Сусын, Гарольд Х .; Райс, Честер В.; Келлогг, Эдвард В. (қаңтар 1923). «Толқындық антенна - жоғары директивті антеннаның жаңа түрі». Транс. AIEE. AIEE. 42: 215–266. дои:10.1109 / T-AIEE.1923.5060870. ISSN  0096-3860.
  2. ^ а б c г. Лапорт, Эдмунд А. (1952). Радио-антенналық инженерия. Нью-Йорк: McGraw-Hill Book Co. 55–59 б.
  3. ^ а б c г. Карр, Джозеф Дж. (Қаңтар 1998). «Сусын антеннасы». Танымал электроника. Farmington, IL: Гернсбектің басылымдары. 15 (1): 40–46. Алынған 1 шілде 2016., сонымен қатар мұрағатталған Мұнда
  4. ^ «Дәуірдің соңы: NSGA қысқы айлағы есігін жабады». әскери теңіз. Алынған 8 желтоқсан, 2016.
  5. ^ «Radio NBD, Otter Cliffs, Мэн (шамамен 1917-1919) - Les Smallwood, CTRCS, USN зейнеткер». navycthistory.com. Алынған 8 желтоқсан, 2016.
  6. ^ Чарльз Уильям Тауссиг (1922). «Радио кітабы - Орталық радио». Алынған 5 наурыз, 2018.
  7. ^ «Радио Белфаст (Мэн)». maine.gov. Алынған 8 желтоқсан, 2016.
  8. ^ Карл, Корин. «Ақпараттық жас - 1914 станция сипаттамасы». campevans.org. Архивтелген түпнұсқа 2016 жылғы 4 наурызда. Алынған 8 желтоқсан, 2016.
  9. ^ «Chatham Marconi теңіз орталығы - Marconi-RCA сымсыз музей және білім орталығы». chathammarconi.org. Алынған 8 желтоқсан, 2016.
  10. ^ төрт сатылы сусындар
  11. ^ бірінші трансатлантикалық телефон жүйесі
  12. ^ а б c Пойзель, Ричард (2012). Антенна жүйелері және электронды соғыс қолданбалары. Artech үйі. 300-310 бет. ISBN  978-1608074846.
  13. ^ Константин А.Баланис (3 желтоқсан 2012). Антенна теориясы: талдау және дизайн. Джон Вили және ұлдары. 648– бет. ISBN  978-1-118-58573-3.
  14. ^ Poisel (2012) Антенна жүйелері және электрондық соғыс қолданбалары, б.310, экв. 8.18.
  15. ^ H. Ward Silver (2008). Хэм радиосына арналған ARRL қосымша сынып лицензиясы жөніндегі нұсқаулық. Американдық радиорелелік лига. 9–11 бет. ISBN  978-0-87259-135-6.
  16. ^ Рудольф Ф. Граф (11 тамыз 1999). Электрониканың қазіргі сөздігі. Elsevier Science. 843– бет. ISBN  978-0-08-051198-6.
  17. ^ Питер Сандретто (1958). Электрондық авиация инженериясы. Халықаралық телефон және телеграф корпорациясы.
  18. ^ Джерри Севик (2001). Электр беру трансформаторлары. Noble Publishing Corporation. ISBN  978-1-884932-18-2.

Дереккөздер

  • Антенна теориясы және дизайны Уоррен Л. Штуцман, Гари А. Тийл, Джон Вили және Ұлдар, 22 мамыр, 2012 ж