SERWIS ELEKTRONICZNY - RADIOELEKTRYKA SOSNOWIEC POLSKA

NIEZALEŻNA DZIAŁALNOŚĆ BADAWCZO - NAUKOWA KLIKNIJ NA OPIS DOKUMENTU

WWW.RADIOELEKTRYKA.GLT.PL WWW.RADIOELEKTRYKA.PRV.PL

Antena GP z trzema przeciwwagami. Antena Ground Plane (w skrócie antena GP) – rodzaj anteny dipolowej, w której zastosowano płaszczyznę uziemiającą w celu uniknięcia wpływu rezystancji ziemi na jej sprawność. Płaszczyznę uziemiającą tworzą zwykle trzy lub cztery pręty (przeciwwagi) o długości λ/4, połączone razem i odchodzące od podstawy anteny. Promiennik stanowi jeden pręt pionowy również o długości λ/4. Liczba i kąt nachylania przeciwwag wypływa na rezystancję wejściową anteny. Przy trzech przeciwwagach i kącie nachylenia równym 90° rezystancja wynosi 35 Ω, przy 135° rośnie do 50 Ω, a przy 180° antena zamienia się w pionowy dipol prosty osiągając wartość rezystancji 75 Ω.

Końce przeciwwag powinny być dobrze izolowane od promiennika. Przy dłuższych falach, gdy promiennik (maszt) jest wysoki zastosowanie izolatora jest kłopotliwe. Ponieważ dolny punkt anteny ma niewielki potencjał względem ziemi, może zostać on uziemiony, a zasilanie odbywa się wówczas poprzez transformator gamma. Charakterystyka promieniowania anteny GP w płaszczyźnie poziomej jest w przybliżeniu dookólna i zależy od liczby przeciwwag.

Im niższy kąt promieniowania tym dalej (w odległości) odbije się wiązka pola w.cz. Anteny dookólne promieniują we wszystkie strony Świata a ant enykierunkowe w stronę jej ustawienia (listek główny promieniowania). możemy przyjąć, że dla łączności lokalnej dobra będzie antena typu ¼GP a dla łączności około 40-60km będzie lepsza 5/8GP oraz dla łączności DX-owych (kontynentalnych) będzie znacznie lepsza antena kierunkowa. Dla poprawnej pracy anteny i łącza radiowego, zdecydowanie należy unikać anten skracanych. Skracane to 99% anten mobilowych, które średnio mają zawsze zysk ujemny dochodzący od -15dBd do nawet -40dBd (mówimy tu o antenach na pasmo CB).

Dystans głównie zależy od propagacji (propagacja - rozchodzenie się "fal radiowych") i musisz wiedzieć, że każde pasmo ma jakby swoje właściwości. Częstotliwości około 27MHz "rozchodzą" się mniej więcej na odległość około do 40km później jest cisza radiowa a następnie ponownie się pokazuje na około 500km od nadajnika. Na obniżenie kąta promieniowania i zarazem sprawność anteny wpływa ilości przeciwwag , a nie wysokości zawieszenia anteny ,czy kąta nachylenia przeciwwag.

Charakterystyka promieniowania anteny.

Charakterystyka promieniowania anteny 1/4 długości fali.

Charakterystyka promieniowania anteny 3/8 długości fali.

Charakterystyka promieniowania anteny 1/2 długości fali.

Charakterystyka promieniowania anteny 5/8 długości fali.

Antena 5/8 GP

Antena 5/8 GP

Antena 5/8 GP

Antena 5/8 GP

Skracanie anten - zmniejszanie długości fizycznej przy zachowaniu tej samej częstotliwości rezonansowej. Zakładając że antena na CB ma wysokość około 11.1m (dla całej fali) - 27MHz to przez dołożenie cewki antenę tę można skrócić do 6m, oczywiście pogarszając przy tym jej parametry, jednakże dalej będzie miała rezonans na paśmie CB. Można stosować anteny o ułamku długości fali kλ/2n, ale w tym przypadku zmienia się charakterystyka promieniowania anteny. Oczywiście najbardziej popularną metodą skracania anteny jest zastosowanie obcinaczek i "cięcie pręta"

Antena dipolowa - to najstarsza, lecz wciąż najbardziej popularna antena. Słowo dipol pochodzi z języka greckiego i oznacza układ dwubiegunowy. Antena dipolowa składa się przeważnie z dwóch symetrycznych ramion zasilanych za pomocą symetrycznej linii transmisyjnej. Tego typu antena jest tzw. anteną symetryczną, ponieważ prądy płynące w obu ramionach anteny są równe co do amplitudy i mają przeciwne zwroty. Można spotkać również anteny dipolowe: o niesymetrycznych ramionach oraz anteny zasilane bocznikowo, optymalizowane, czy załamane. Anteny dipolowe ze względu na słabe parametry (wąskie pasmo pracy, mały zysk kierunkowy) występują rzadziej jako samodzielne, pojedyncze anteny, częściej stosuje się je jako elementy składowe bardziej skomplikowanych i rozbudowanych układów antenowych.

Dipol pętlowy - antena zbudowana z dwóch równolegle połączonych dipoli prostych zasilanych w połowie jednego z nich. Charakterystyki promieniowania dipola pętlowego są podobne do odpowiadającego mu dipola prostego. Różnica w płaszczyźnie wertykalnej polega na tym, że zamiast jednakowego promieniowania we wszystkich kierunkach, zaobserwować można wzrost wzmocnienia po stronie elementu z zasilaniem. W płaszczyźnie horyzontalnej zaobserwować można nieco "płytsze" minima promieniowania. Zniekształcenia charakterystyki są tym większe, im większa jest odległość między elementami dipola. Wynika to z faktu, że boczne łączenia funkcjonują jako dodatkowe krótkie anteny.

Różnice występują też w rozkładzie prądu wzdłuż dipola. Ponieważ obie części dipola są ze sobą połączone (obwód zamknięty), na końcach ramion pojawia się niezerowa wartość prądu. Ze względu na rozkład napięcia i prądy w dipolu pętlowym, można go uziemić na środku, w celu ochrony podłączonych urządzeń przed ładunkami elektrostatycznymi. Impedancja wejściowa dipola pętlowego wynosi około 280 Ω, czyli jest czterokrotnie większa od impedancji dipola prostego, jest to spowodowane występowaniem silnego sprzężenia między dipolami składowymi i transformacją impedancji. Pozwala to na zasilanie go bezpośrednio z linii symetrycznej (kabel o impedancji 300 Ω). Dipol pętlowy występuje zwykle jako element aktywny w antenach typu Yagi. Pasmo pracy dipola pętlowego jest szersze niż dipola prostego. Po zwinięciu dipola pętlowego w otwarty pierścień otrzymuje się dipol pierścieniowy o charakterystyce w przybliżeniu dookólnej. Antena ta ma zysk -3 dB, co można skompensować umieszczając nad sobą kilka takich dipoli w odległości 0,5 λ od siebie.

Impedancja jest uogólnieniem oporu elektrycznego, charakteryzującego tę zależność w obwodach prądu stałego. Impedancja jest wielkością zespoloną. Część rzeczywista impedancji opisuje opór związany z prądem płynącym w fazie zgodnej z przyłożonym napięciem, część urojona – z prądem przesuniętym w fazie, który wyprzedza przyłożone napięcie lub jest opóźniony względem niego. Uwaga: Czasem skrótowo i błędnie impedancją jest nazywany moduł impedancji czyli zawada, ale także odwrotnie – impedancja zawadą.

Promieniowanie gamma – wysokoenergetyczna forma promieniowania elektromagnetycznego. Za promieniowanie gamma uznaje się promieniowanie o energii kwantu większej od 50 keV. Zakres ten częściowo pokrywa się z zakresem promieniowania rentgenowskiego. W wielu publikacjach rozróżnienie promieniowania gamma oraz promieniowania X (rentgenowskiego) opiera się na ich źródłach, a nie na długości fali^[1]. Promieniowanie gamma wytwarzane jest w wyniku przemian jądrowych albo zderzeń jąder lub cząstek subatomowych, a promieniowanie rentgenowskie – w wyniku zderzeń elektronów z elektronami powłok wewnętrznych lub ich rozpraszaniu w polu jąder atomu. Promieniowanie gamma jest promieniowaniem jonizującym i przenikliwym. Promieniowanie gamma oznacza się grecką literą γ, analogicznie do korpuskularnego promieniowania alfa (α) i beta (β).

Rezonans – zjawisko fizyczne zachodzące dla drgań wymuszonych, objawiające się wzrostem amplitudy drgań układu drgającego dla określonej częstotliwości siły wymuszającej. Częstotliwość, dla której drgania mają największą amplitudę nazywa się częstotliwością rezonansową. Dla tej częstotliwości nawet mała okresowa siła wymuszająca może powodować drgania o znacznej amplitudzie. Układ drgający może mieć wiele różnych częstotliwości rezonansowych. Zjawisko rezonansu może zachodzić dla wszystkich typów drgań. Rezonans występuje, gdy układ drgający pobiera energię ze źródła pobudzającego go i jest w stanie przechowywać ją. Jednakże zazwyczaj w układzie istnieją pewne straty energii powodowane tłumieniem. Zależą one od amplitudy drgań układu i przy sile wymuszającej o ustalonej amplitudzie osiągany jest stan równowagi. Układy rezonansowe mogą generować drgania o określonej częstotliwości (np. instrumenty muzyczne) poprzez wzmacnianie niektórych częstotliwości wibracji (częstotliwości własne) z kompleksu zawierającego wiele częstotliwości źródła drgań. Działają wówczas jako filtry częstotliwości. Gdy układ drgający o słabym tłumieniu pobudzany jest drganiem o częstotliwości zbliżonej do jego częstotliwości rezonansowej, układ okresowo pobiera i oddaje energię zmieniając amplitudę cyklicznie, co określane jest jako dudnienie. Rezonans został po raz pierwszy opisany przez Galileusza jako wniosek z jego badań sprzężonych wahadeł oraz strun instrumentów muzycznych w 1602 r

Przykłady rezonansu: Rezonansowy charakter Widm czynnościowych fotosyntezy roślin, krasnorostu Porphyra oraz absorpcja dla głównych barwników fotosyntetycznych Rezonans występuje powszechnie w naturze i jest wykorzystywany w wielu urządzeniach sztucznych. Jest mechanizm, który umożliwia generowanie drgań i fal o danej częstotliwości, przykładami są: rezonans mechaniczny; wytwarzanie dźwięku w wyniku rezonansu akustycznego w tym przez instrumenty muzyczne aparat mowy u ludzi, elementy maszyn, napędzanie i regulacja szybkości chodu zegara mechanicznego przez układ wychwytu, balans i wahadło, wyjątkowo duże pływy morskie oraz sejsze, rezonans elektryczny; wzbudzanie drgań elektrycznych w obwodach LC i wykorzystywanie ich w generatorach drgań, radiofonii, telewizji rezonans optyczny w laserach, Rezonans optyczno chemiczny; rezonansowa charakterystyka czynnościowa fotosyntezy, czułości oka Rezonans elektryczno-mechaniczny filtry i rezonatory piezoelektryczne w tym rezonator kwarcowy, rezonansowy charakter emisji i pochłaniania światła przez atomy i cząsteczki, jądrowy rezonans magnetyczny efekt Mössbauera elektronowy rezonans spinowy

Rezonansowy charakter Widm czynnościowych fotosyntezy roślin, krasnorostu Porphyra oraz absorpcja dla głównych barwników fotosyntetycznych

Drgania harmoniczne tłumione Najprostszym układem rezonansowym jest układ drgań harmonicznych tłumionych pobudzany zewnętrznymi drganiami. Przy tłumieniu i niezmieniającym się wymuszaniu drgań harmonicznych o jednym stopniu swobody układ drgający dochodzi do drgań z częstotliwością wymuszającą i stałą amplitudą. Taka sytuacja zwana jest stanem stacjonarnym.

Yaga pracująca w paśmie CB 27 Mhz i sąsiednie. Antena zasilana jest przez tzw. "gamma matcher" Regulacja dopasowania odbywa się za pomoca kondensatora zmiennego o  pojemności 50 - 100 pf, umieszczonego w plastykowym pojemniczku. Sam układ dopasowujący stanowi rurka aluminiowa o średnicy 6 mm i długości 50 cm, przytwierdzona w odległości 5 cm od dipola.

Pasma fal radiowych - Podział pasma radiowego