Передающие линейные магнитные антенны для ВЧ диапазона (ЛМАВЧ) Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Передающие линейные магнитные антенны для ВЧ диапазона

(ЛМАВЧ)

Ляско Арий Борисович

Радиоинженер, канд. физ.-мат. наук, Ph.D. E-mail: lyasko.ariy@mail.ru

1. В лабораторных условиях в герметичной оболочке представлен на Фото.1.

внешний вид модели ЛМА№ 5ВЧ, рассчитанная на подводимую к ней мощность порядка

Фото.1

300 Ватт. С целью проведения её лабораторных испытаний на фланце в её средней части размещены три ВЧ коаксиальных разъёма. Диаметр оболочки 5 см, а длина её — 70 см. Данная модель создана для Первого 1.8 МГц радиолюбительского диапазона. При её испытаниях она была установлена над металлической поверхностью на высоте примерно 1 м на поворотном устройстве (см. Фото.З) вне лабораторного помещения на расстоянии примерно 10 м и на одном и том же уровне (около 4 м) от поверхности земли. На Фото. 2

Фото.2.

представлен вид используемого при её испытании оборудование: а) в нижней слева части передняя панель антенного поворотного устройства (АПУ), б)в верхней центральной части передняя панель источника питания (ИСН) стабилизированного 12 В напряжения постоянным током до 30 А, используемого трансивера типа ИС-7300, находящегося с права от него, в) с лева от ИСН размещён четырёх канальный 12 бит АДП виртуальный осциллограф- анализатор частотного спектра типа АКИП-4110/1, г) в низу в центральной над ИСН часи можно видеть переднюю панель измерителя ВЧ Мощности и КСВ (ИМ+КСВ) (для частоты с 0.5 МГц и для трёх переключаемых значений пределов измерения мощности; а) свыше 6 Ватт до 20 Ватт, б) до 200 Ватт, в) до 2 Кило Ватт) и др. устройства.

Фото.З

2. В настоящей работе автор излагает результат, осуществленного 13 Июля с.г. собственноручно испытания модели ЛМА№ 5 ВЧ при ориентации её продольной оси, как это можно видеть на Фото. 3 в «Юго-Восточном» -«Западно-Северном» направлении. Коаксиальный 20 м ВЧ кабель типа РКВ-213 с разъёмами на концах типа Р1_-259 с выходного ВЧ разъёма (ИМ+КСВ) подсоединён к расположенному в центральной части соответствующего типа разъёму на торцовой поверхности оболочки модели ЛМА№ 5ВЧ, тогда как входной разъём (ИМ+КСВ) соединён с одним из разъёмов измерительной коробки (ИК), предназначенной для измерения ВЧ тока, протекаемого по данному силовому кабелю в направлении модели ЛМА№ 5 ВЧ, посредством измерения падения напряжения 1М на калиброванном 1% сопротивлении ^=0.05 Ом, соединённом последовательно в цепи центральной жилы данного силового кабеля. Падения напряжения Ш через ВЧ разъём ИКтипа

ВЫС по 60 см ВЧ коаксиальному кабелю типа РКВ-58 поступает на четвёртый канал измерителя АКИП-4110/1. Тогда как на первый канал АКИП-4110/1 поступает ВЧ сигнал через 20 м коаксиальный типа РКВ-58 кабель с одного из типа ВЫС разъёмов на торцовой поверхности оболочки модели ЛМА№ 5 ВЧ (см. Фото.1). По этому кабелю снимается падение напряжения Ша с 1% калиброванного сопротивления РКа=0.2 Ом, включённого последовательно в цепь протекания тока 1а по обмотке соленоида «возбуждения» (ОСВ) продольного магнитного потока в теле ЛМА№ 5 ВЧ с вторичной обмотки согласующего трансформатора СТ№ 6, находящегося, как и резонансный конденсатор Со внутри герметичной её оболочки. Резонансный конденсатор Со, вторичная обмотка СТ, ^а и ОСВ соединены последовательно, образуя антенную резонансную цепь тока «возбуждения» 1а. Силовой коаксиальный кабель типа РКВ-213, упомянутый выше, собственно питает ВЧ напряжением первичную обмотку СТ№ 6. Второй из ВЫС разъёмов с торцовой поверхности оболочки модели ЛМА№ 5 ВЧ (см. Фото.1) для измерения ВЧ напряжения на выходе вторичной Обмотки СТ№ 6. В лаборатории в качестве одной из приёмных антенн была использована передающая модель ЛМА№ ЗВЧ. На Фото.4 представлен вид этой модели в герметичной оболочке. С правого торца её ВЧ разъём через 2м коаксиальный кабель типа РКВ-58 подсоединён ко второму каналу измерителя АКИП-4110/1. Третий его канал подсоединён посредством ВЧ 25 м коаксиального типа РКВ-58 кабеля с разъёмом типа ВЫС с концом аналогичного кабеля с одно витковой петлёй вокруг внешней оболочки модели ЛМА№ 5ВЧ в близи торца её конца (размещение одно витковой петлёй вокруг внешней оболочки можно видеть на левом конце ЛМА№ 5ВЧ на Фото.1) для измерения напряжения обратной связи 11ге1.

Фото.4.

3. При создании ВЧ моделей передающих ЛМА вынуждены проверять с помощью Измерителей Антенны цепей (ИАЦ) основные их параметры, как КСВ, Щ, К, X. На Фиг.1 представлен вид кривой КСВ для модели ЛМА№ 5ВЧ на конце подсоединённого к ней коаксиальный 20 м ВЧ кабель типа РКВ-213 (в момент её расположения вне лабораторного помещения, как это можно видеть на Фото.З(с помощью ИАЦ типа АА-54. На Фиг.2. и Фиг.З приведены аналогичные кривые для Модели ЛМА№ ЗВЧ, несмотря, что эта модель в данных исследованиях используется как приёмная антенна излучения модели ЛМА№ 5ВЧ на частоте 1.844 МГц.

4. Суть описанного испытания Модели ЛМА№ 5ВЧ. Автор поставил своей целью определить уровень Напряжённости Электрической составляющей электромагнитного поля на высоте порядка 1 м от земной поверхности пересечённой местности с обширным насаждением лиственных деревьев и кустарников на дистанции равной конца границы «Ближней зоны» (для частоты 1.844 МГц равной 26 м) при излучении лишь частоты сущей моделью ЛМА№ 5ВЧ (см. Фото.2 и Фот о.6) 30% максимума выходной мощности (порядка 100 Ватт) трансивера Ю7300. При установке следующего его режима работы: вид излучения /?ТТУ на (=1.844 МГц с фильтром № 3 (250 Гц).

Измерение напряжённости электрической составляющей электромагнитного поля осуществлялось посредством портативного измерителя типаАКИП-4210/3, изображённого . слева на Фото.5. При этом фиксировались основные параметры в контрольных точках режим контрольной и силовой аппаратуры, размещённой на расстоянии примерно 10 м от установи модели ЛМА№ 5, расположенной на ПАУ вне в лабораторном помещении. На Фиг 4 и Фиг.5. приведены кривые с временными характеристиками и спектральной плотностью сигналов, зарегистрированных

измерителем АКИП-4110/1 в контрольных точках:

■

Фото.6

■Н

в и а

Л1ютищ>Л*-М {л: !»Ш« Лн»1»1 1.4« ±ИД»МГц (И)щи

HHF.-tii.li*. 1Л)ГН>1В 1С ЛВ II

©

"И ТЕ

Фиг.1

дмшс! икч-мм1.! 'К-™

геи

1 кт С' А

_

вдПЕ "Г

Фиг.2

^ »1 »тли*.*** - а****

Г 41 ■ М1 №«ГР|«1ГН1Ы

в И а ®

липмс^ к

" " на©©

■ к в о ■? © Л.

ДI ± а.М'МГц НЮ г.:чи НЛМ11Ш 1МГ-301В 1С 46 (И

©

е ЧТО

Фиг.З

рк

юо

1СЯ

г >

■ п

7~\

К-1 \ / \ ' — 4„ ' - ____/ V И /\ д. /\

ТТ ■ 1У / ' \ тЧ. н\ / / ^—т/7%: X / \ Т/А

■ // у/ ш \\ \у/ \\ \

V 1\К Н Л\ N , У\

/1/\ .V/___ их /у

7—г—1—т~ _/___ЧУ___ Т—г / у/ \ I V т \7 а

__ _

1

_V- 4 !-■■.■

■ш<1 »йгтВ

( Ш! КылтП УЕРгтЛ КылгА

1 й

-хп • »

-ИЬП|7Ь 11Ый

к 1Н И й

_ЧАНЫ'1. I 44' НЁЛХ и^ Мс ; !_■! 11 1-Ь-Ах I 11:1011-Ш »№-1X1 сП11 Г Ч&.ГЖ .р: пжМЗД*

турр ^ип- И|*1 Л '.рт ц=>у е^Ш Урр 1"=1| N .ти-Л±1 Щг. .4 т^.'гг п, МЛ п^-Н

П.

Фиг.4.

а) это падение напряжения 1Ма (Канал А — синего цвета кривая), б) напряжение 111_МА#3(10 м), зарегистрированное моделью ЛМА№ 3 (Канал В-красного цвета кривая), в) это напряжение с петли обратной связи 11ге1 (Канал С- кривая зелёного цвета) и г) падение напряжение 1М.

На Фиг.6 приведена кривая спектральной плотности сигнала на выходе активной приёмной рамочной антенны типа МДФЭЗОх, внешний вид которой представлен на Фото.5, полученная с помощью виртуального измерителя типа АКИП-2205А, вид которого на Фото.5 в верху справа. На Фото.5 справа тк же слева на треноге можно видеть измеритель АКИП-4210/3, перед производством измерений вне лабораторного помещения измерялся уровень электрической и магнитной составляющих в лабораторном помещении.

5. В нижней текстовой части Фиг.4, 5, 6 приведены автором измеренные значения величин сигналов в контрольных точках и величины расчёта некоторых параметров на базе этих измерений.

В частности, можно было определить величину тока 1а=3.47 В/0.2 Ом=17.5 А, и величину тока в кабеле на выходе трансивера 1п=0.294 В/ 0.05 Ом=5.9 А. На основе показаний ИМиКСВ мощность на входе силового кабеля составила величину 24 Ватт при КСВ=1.15 При этом Электрическая составляющая напряжённости электромагнитного поля на дистанции 26 м (в конце Ближней зоны) составила величину 0.49 В/м. Поэтому можно считать, что ЛМА№ 5ВЧ излучила порядка 5 Ватт.

Не вдаваясь в подробности, можно утверждать, что фактическая излучаемая эквивалентная длина Модели ЛМА№ 5ВЧ с учётом типа материала её магнитопровода и диэлектрических параметров внутренних деталей на данной частоте не менее чем в 4 раза больше физической длины её магнитопровода (67 см), что составляет длину не менее 2.7 м.

Измерения показали, что внутри помещения на расстоянии порядка 10 м рядом с аппаратурой контроля и трансивером регистрируется уровень электрической составляющей порядка 25 В/м. Поэтому автор не мог в данном случае увеличивать мощность, находясь рядом, на выходе трансивера выше 30% его выходной мощности. Это вынуждает автора использовать при управлении

трансивером предназначенные для этой модели дистанционного управления с ПК устройства и программы дистанционного управления, например с точки измерения уровня Электрической составляющей напряжённости ВЧ излучения от передающей антенны.

1Гц ♦ujitj

|№ЛНШ!Я

<шш Л HHMW1 Днншмн ■ Л-1ЧИИК Мни. •in. Lpcjiire в 1 г л

А [Viwv U44 МГц i.htWu 1ШМГ11 Ii Гц I^IDIH LtH МГц "г"

А Ii Ры± щлщи Ц9Ш ]jüatrb' KMUU -rt.bdbv -r-

А >лт11< .k-р. 1 л-г * Рп*г rbiwy 14)11 tllti (Dil in KMUL ¿VillY -i-

в Jüii^ivdvjl lT-jr Ibnwr JUidtv -rtJfidiY 41IW ÜdBV KMUI ü

• ILKI^ AnpMi*S# tt Frif П* пшу Ш'М ?Я]7тр RUM Wl'ml □ П КниИ. —,— ——

с AIFW Г." пн/у MK Ш uiifrdn □ w

с iLKl^f A-ipifc*S# J£ PK* Г.- um» 1JUI l№l Hl

о Jl Piol ГЪп-Ку «II« ■Uli MV 4ЛН Jl" OMW

О mi na KSl»l MtiTil OB

LUll-Jt, р[. И« ЕШ11. и а™, ЛпИ> |Цт Invurnh 1(7)111 П1" iHll.ru ЯЯ-I llnUDIilU. m^.OJ C*m = Ui ^VIIlI К)1)17111Щ nd^UU-Л J 1J n'.'pHl'.iJ ■ '.'pp. U_ = 4 Vf\7 4 Wf. jr^-.IIH iftmlz-TXl d 15nlV|OL 7J V^. ЕЕК1Г1Ч1 mlr^J Jl Vftn. Et*< 3* гт,'|:й^д mll/m. HL= VXfl H4= LtJ 7 пу Ш1: Ii Ргжэ D:Un|34W ЗлОТЛркСГ - - ---_r—----—---------------

Фиг.5

Р1СО

Т-Т:. 1М||

«пп

ЫГц >1ШЧ

шишшла

Клнд Л №ДЫГ.И! Длжш&н Мин. Мдиг. Средой а

А. 1 п^^п:;,- II Гкижжу иМЛ4 КЛ"ц !1у1М МГц. 1.144 КЛ и 1 >+Ч КЛ и й Гц

А. Гк> гшгху дшз л из -ДОЕДКЛ

А. АЖЧ«*». По гму ШДпВ Ш.«п:В Ш.4 гВ ЬМ,4 пБ 01

А. ТоШРтнг СЩГЕ*. - ЫВД г-.Щ йЮЧггШ ЫДОпгЧГ ЫД 4 п№ г АЧ

А Гряишгао. И«* НИЛе

Сжил А

Мш ШЧЦ.ИимМ К-7Ю>Т»-Э<И1 Тт^Ь-Ш И*-М№ЧКкЛ> И. И ЧЦ 1ДЖ »И 1№41114 НН

Фиг.6.