वीएचएफ ग्राउंड या डबल / ट्रिपल स्क्वायर एंटेना का विध्वंस

1959 में, रेडियो पत्रिका के नंबर 4 ने एमवी (और बाद में यूएचएफ पर) लंबी दूरी के टेलीविजन रिसेप्शन के लिए डबल और ट्रिपल स्क्वायर एंटेना के उपयोग पर टेलीविजन उत्साही सर्गेई कुजिच सोतनिकोव द्वारा एक ऐतिहासिक लेख प्रकाशित किया।

एक दोहरे वर्ग के लिए 10-12 dBi और ट्रिपल वर्ग के लिए 16-17 dBi की घोषित अभूतपूर्व विशेषताओं ने सोवियत शौकिया समुदाय के मन को उत्साहित किया और कई दशकों तक एमवी और यूएचएफ पर ऐसे एंटेना की बड़ी सफलता को पूर्वनिर्धारित किया, इन एंटेना के विवरणों में एक किताब से दूसरी किताब, पत्रिका से पत्रिका तक भटकते थे। । हजारों सोवियत नागरिकों ने उन्हें दोहराया।
हालांकि इन विशेषताओं को बहुत कम आंका गया है, फिर भी वे प्रतिष्ठित शोधकर्ताओं द्वारा प्रकाशनों पर आधारित हैं: सैम लेस्ली (W5DQV, 1955 प्रकाशन), डिक बियर्ड (G4ZU), रोथमेल (लेस्ली और दाढ़ी के संदर्भ में)।

1962 में, व्लादिमीर पावलोविच शिको-वेदेंस्की (UB5CI) ने DOSAAF पब्लिशिंग हाउस में "एमेच्योर रेडियो स्टेशनों के लिए एंटेना" नामक एक पुस्तक प्रकाशित की, जिसमें एक दोहरे वर्ग से 13 dBi के संदर्भ भी हैं।

आधिकारिक स्रोतों की एक बड़ी बहुतायत ने निर्धारित किया कि सोत्निकोव के मौलिक गलत निष्कर्ष 2018 में भी लोकप्रिय हैं।

आइए जानने की कोशिश करते हैं कि यहां की सच्चाई कहां है।

रोटाममेल (1967 के क्रेंकेल अनुवाद) की पुस्तक में 20, 15 और 10 मीटर (14, 21 और 30 मेगाहर्ट्ज) की रेंज के एचएफ एंटेना पर विचार किया जाता है।

सैम लेस्ली के शौकिया रेडियो उत्साही (ओक्लाहोमा, डब्लू 5 डीयूसीसी, 1955 चौकों के साथ व्यापक प्रयोगों के परिणामों का प्रकाशन), और डिक बेयर्ड (जी 4 जेडयू, इंग्लैंड) के संदर्भ में, यह तर्क दिया जाता है कि इन श्रेणियों में दोहरे वर्ग के 10 से 13 डीबीआई (8 से 11 तक) की सीमा है। dBd)

जमीन के साथ 4NEC2 में सिमुलेशन (सोममेरफेल्ड-नॉर्टन रियल-अर्थ मोड) पूरी तरह से इन टिप्पणियों की पुष्टि करता है: मध्यम पृथ्वी चालकता के साथ, आप 12.4 डीबीआई प्राप्त कर सकते हैं, और 1 कंडक्टर के एंटीना निलंबन ऊंचाई पर 13.8 डीबीआई के साथ सही कंडक्टर।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि लेस्ली और बियर्ड के प्रयोगों में, डीबीडी को वास्तव में निर्मित द्विध्रुव के संबंध में नहीं मापा गया था, लेकिन TX ऐन्टेना में एक ज्ञात शक्ति पर और एक निश्चित दूरी पर क्षेत्र की ताकत को मापकर, गणना की गई ताकत की तुलना फ्रिस सूत्र का उपयोग करके की गई थी।

तथ्य यह है कि सामान्य हर्ट्ज द्विध्रुवीय है, जिसमें 2.13 डीबीआई है, एचएफ पर 1λ की निलंबन ऊंचाई के साथ अधिकतम 8.2 डीबीआई के साथ एक बिलोबेट बीम होता है। यानी पृथ्वी के कारण द्विध्रुव का अपने आप में एक फायदा होता है 6.1 dBd

लेस्ली और बियर्ड के माप 2.13 डीबीआई के काल्पनिक द्विध्रुव के सापेक्ष हैं, न कि "डबल स्क्वायर" एंटीना और बदले में द्विध्रुवीय स्विच करने से।

2-तत्व वेव चैनल (रिफ्लेक्टर + वाइब्रेटर) में भी लगभग समान "डबल वर्ग" विकिरण पैटर्न होता है: मध्यम चालकता के साथ 1λ के एंटीना निलंबन ऊंचाई पर 11.8 डीबीआई। मुख्य और 3 पक्ष पालियों का आकार लगभग डबल वर्ग तल के समान है।





चूंकि एचएफ पर मुफ्त स्थान में कोई एंटेना नहीं हैं, इसलिए कार्यप्रणाली और प्राप्त डेटा पूरी तरह से प्रासंगिक हैं और व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं। इन एंटेना को एचएफ पर मुक्त स्थान में मापना संभव नहीं है।

4NEC2 में सिमुलेशन एक दोहरे वर्ग के लिए 7.73 dBi और 2-तत्व तरंग चैनल के लिए 6.95 dBi देता है।




1962 में, व्लादिमीर पावलोविच शिको-वेवेन्डेस्की (UB5CI), जो कि खारकोव के एक शौकिया रेडियो ऑपरेटर हैं, ने DOSAAF पब्लिशिंग हाउस में एमेच्योर रेडियो स्टेशनों के लिए एंटेना पुस्तक प्रकाशित की। इस एंटीना में, "एचएफ एंटेना" अध्याय में "डबल स्क्वायर" का वर्णन किया गया है। शिकोओ ऑपरेशन के सिद्धांत का पूरी तरह से सही विवरण देता है - "दो आउट-ऑफ-द-चरण उत्साहित तिमाही-लहर क्षैतिज उत्सर्जक की एक प्रणाली"।

20, 15 और 10 मीटर (14, 21 और 30 मेगाहर्ट्ज) की श्रेणियों के लिए आपूर्ति के आकार और तरीके दिए गए हैं।

"वीएचएफ एंटेना" अध्याय में, शिकोओ ने ऐसे एंटेना का उल्लेख किया है, हालांकि वह उनकी सिफारिश नहीं करता है। शीको निर्देशित गुणों के बारे में कहता है: “लूप एंटेना के प्रवर्धन पर निम्न डेटा ज्ञात हैं: एक डबल वर्ग - 9-11 डीबी (8-13 बार), एक ट्रिपल वर्ग 14-15 डीबी (25-32 गुना)।

यदि ये डेटा मुफ्त स्थान के लिए दिए गए हैं, तो वे एचएफ एंटेना पर पिछले अध्याय में डेटा का खंडन करते हैं, क्योंकि जमीन के साथ बहुत कुछ होगा। यदि ये आंकड़े पृथ्वी को ध्यान में रखते हुए दिए गए हैं (एचएफ के लिए अभिविन्यास को बढ़ाते हुए), तो वीएचएफ पर पृथ्वी एक अनंत फ्लैट कंडक्टर के रूप में काम नहीं करती है, जैसा कि गोन्चरेंको की पुस्तक " अध्याय 12.1.2 पृथ्वी पर वीएफएफ " में विस्तार से वर्णित है।

तीन साल पहले 1959 में शीको की ही तरह सर्गेई सोतनिकोव भी उत्साहित हो गए थे।

किसी तरह से इस तरह के एक साधारण एंटीना की अविश्वसनीय प्रत्यक्षता को समझाने के लिए, सोतनिकोव ने परिकल्पना को आगे रखा कि फ्रेम वाइब्रेटर में 4 काम करने वाले तत्व हैं और यह 2-तत्व तरंग से 2-तत्व तरंग चैनलों के बराबर है।

लेकिन एक 2-मंजिला हेडलैंप चरण में उत्साहित है - प्रत्येक मंजिल पर वर्तमान दिशा समान है। लूप एंटीना में, विभिन्न मंजिलों पर, चरण से बाहर धाराएँ निकलती हैं, यह रोथमेल और शिकोओ की पुस्तक में वर्णित है, और सरल इनफिनिट्स से अनुसरण करता है - प्रत्येक हाथ के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर भागों की लंबाई λ / 2 है, इसलिए शीर्ष तल पर एंटीपेज़ में वर्तमान प्रवाह होता है।

1λ की परिधि के साथ एक फ्रेम थरथानेवाला के पास एक समस्थानिक अभिविन्यास है, जिसमें विमान को एक छोटा लाभ और पक्षों के लिए एक छोटा सा क्षीणन है। इस तरह के फ्रेम के आकार के आधार पर, इसकी तरंग प्रतिबाधा में काफी बदलाव होता है और दिशा बहुत कम बदलती है।

यदि फ्रेम संभव के रूप में चौड़ा है और न्यूनतम ऊंचाई है - हमें एक आधा-लहर पिस्टोल्कोर लूप लूप वाइब्रेटर मिलता है। इसका प्रतिरोध अधिकतम संभव है और 300 ओम के करीब है, और सटीक मूल्य ऊपरी और निचले पाइप के व्यास पर निर्भर करता है। प्रत्यक्षता 2.13 dBi है, जैसा कि विभाजन हर्ट्ज द्विध्रुव में है।

लूप की चौड़ाई में कमी और ऊंचाई में वृद्धि के साथ, प्रतिरोध रा कम हो जाता है, और पैटर्न का आकार बहुत कम बदल जाता है। यदि चौड़ाई शून्य हो जाती है, और λ / 2 की ऊंचाई हमें लंबाई λ / 2 की एक संचरण लाइन मिलती है, जो अंत में शॉर्ट-सर्कुलेटेड होती है। ऐसी रेखा का रा 0 है।

ऊंचाई / चौड़ाई के अनुपात और फ्रेम के आकार के आधार पर, आप 0 से 300 ओम तक रा प्राप्त कर सकते हैं। Λ / 4 की एक साइड लंबाई के साथ एक चौकोर फ्रेम के साथ, प्रतिरोध लगभग 135-140 ओम है, और बीम में 3.48 डीबीआई (1.35 डीबीडी) पर अधिकतम / पीछे की ओर अधिकतम है। किसी भी अन्य रूप संभव हैं - गोल फ्रेम, त्रिकोणीय, डंबल, पैराशूट और यहां तक ​​कि अनियमित आकार।



एक रूप या 1λ फ्रेम के किसी अन्य के लगभग कोई विद्युत लाभ नहीं हैं। एक छोटी चौड़ाई के साथ एक फ्रेम का एक संरचनात्मक लाभ है - यह पिस्टोरोलर्स वाइब्रेटर की तुलना में एक छोटे कंडक्टर क्रॉस सेक्शन के साथ अधिक यांत्रिक रूप से मजबूत है। एचएफ पर, क्रॉसवर्ड स्ट्रट्स पर उन्हें खींचकर एक पतली लचीली तार से स्क्वायर बनाना संभव है। यह यांत्रिक फायदे और सस्तापन था जिसने तरंग चैनलों की तुलना में शॉर्टवेव में वर्गों की लोकप्रियता निर्धारित की, जिनमें बहुत समान विद्युत विशेषताएं हैं, लेकिन लंबे पाइपों को बनाए रखने के लिए शक्तिशाली पाइप + क्रॉसहेड + स्ट्रेचिंग की आवश्यकता होती है।

वीएचएफ पर वर्गों की प्रत्यक्षता पर बार-बार ओवरस्टीमेटेड डेटा के अलावा, सोटनिकोव आकार में (अनुनाद में बहुत बड़ी पर्ची) और विकिरण प्रतिरोध और मिलान दोनों में गलत डेटा देता है।

6 मिमी की छड़ से 12 वें चैनल एमवी (222-230 मेगाहर्ट्ज) के लिए दिए गए आयामों में, प्रतिध्वनि 242 मेगाहर्ट्ज (एचएफएसएस) और 245 मेगाहर्ट्ज (4NEC2) की आवृत्ति पर होती है। रा = 150 ओम और 167 ओम, क्रमशः।
इस तरह के ऐन्टेना को 75 ओम ट्रांसमिशन लाइन से कनेक्ट करने के लिए, बैलेंसिंग-मैचिंग डिवाइस (एसएसयू, बालुन) 2: 1 बनाना आवश्यक है। जब एक 1: 1 बलून के माध्यम से, एक गुंजयमान आवृत्ति पर भी जुड़ा होता है, तो SWR 2 से कम नहीं हो सकता है। प्रतिध्वनि के नीचे की आवृत्तियों पर, रा तेजी से गिरता है और नकारात्मक (कैपेसिटिव) प्रतिक्रियाशीलता बढ़ जाती है।

222 मेगाहर्ट्ज, KSV75 = 6.8 (NEC2) या KSV75 = 8 (HFSS) की आवृत्ति पर।

7.19 dBi (HFSS) और 6.67 dBi (NEC2) के गुंजयमान आवृत्ति पर कू। विभिन्न कार्यक्रमों में मुख्य और साइड लॉब का आकार लगभग समान है।

एचएफएसएस और 4 एनईसी 2 में एमवी के चैनल 12 के लिए आकार सिमुलेशन परिणाम

निष्कर्ष

1. किसी भी आकार के 1λ की परिधि वाला एक फ्रेम वाइब्रेटर एक आइसोट्रोपिक विकिरण पैटर्न के करीब होता है। फ़्रेम के विमान के लिए लंबवत लाभ होता है - 2.13 dBi के बराबर आधा लहर पाश के लिए, और एक वर्ग फ्रेम के लिए लगभग 3.5 dBi।
2. जब एक परावर्तक को फ्रेम में जोड़ा जाता है, तो इसकी प्रत्यक्षता 2-तत्व तरंग चैनल के लिए 6.95 dBi या दोहरे वर्ग के लिए 7.73 dBi तक बढ़ाई जा सकती है।
3. 50 मेगाहर्ट्ज से कम आवृत्तियों पर, जमीन के ऊपर (लैम्ब्डा इकाइयों में) किसी भी एंटीना को रखने से परिणामस्वरूप पैटर्न में काफी बदलाव होता है। 2.13 dBi द्विध्रुव 8.2 dBi में बदल जाता है, 6.95 dBi तरंग चैनल 11.8 dBi में बदल जाता है, 7.73 dBi डबल वर्ग 12.4 dBi में बदल जाता है।
4. Leslie, Byrd, Rothammel और Sheiko द्वारा वर्णित दिशात्मक डेटा जमीन के ऊपर कम लटकने वाले एंटेना को संदर्भित करता है, जिसमें लगभग सभी एचएफ एंटेना शामिल हैं।
5. सर्गेई सोतनिकोव ने एचएफ एंटेना के प्रदर्शन को वीएचएफ पर एक दोहरे वर्ग के लिए एक्सट्रपलेशन किया, ऐसा क्यों नहीं किया जाना चाहिए - यह अध्याय 12.1.2 पृथ्वी पर गोंचारेंको की पुस्तक के वीएचएफ पर लिखा गया है।
6. वर्गों के इस तरह के एक विशाल अभिविन्यास को सही ठहराने के लिए, सोतनिकोव ने अर्ध-तरंग द्विध्रुवीय और तरंग चैनलों से 2-कहानी PAR के साथ तुलना करते हुए, वर्ग के सिद्धांत को फिर से लिखा।
7. एंटेना डबल और ट्रिपल वर्ग की वास्तविक दिशा (1 डीबी से कम) 2 और 3-तत्व तरंग चैनलों की प्रत्यक्षता से अधिक है।
8. डबल-स्क्वायर लहर प्रतिबाधा (0.15λ के अंतर के साथ) 150 ओम के करीब है। 75 ओम पर काम करने के लिए, आपको 2: 1 पांचवें-पहिया की आवश्यकता होती है, और 50 ओम के लिए - 3: 1 पांच-पहिया। SSU 1: 1 के माध्यम से काम करते समय, SWR गुंजयमान आवृत्ति पर <2 नहीं हो सकता है।
9. सोतनिकोव द्वारा दिए गए एंटेना के आयामों की गणना प्रतिध्वनि में और एक न्यूनतम एसडब्ल्यूआर में एक महत्वपूर्ण पर्ची के साथ की गई थी। तो 222-230 मेगाहर्ट्ज के एंटीना में लगभग 242-245 मेगाहर्ट्ज की प्रतिध्वनि है, और इसकी डिजाइन रेंज में, केएसवी 75 7-8 से अधिक है।
10. अगर हम 10-11 dBi के ओवरस्टिमेटेड अनुमानों को छोड़ देते हैं, तो एंटीना काफी चालू हो सकता है (मिलान के मुद्दे को हल करते समय), टेलीविजन के लिए VHF पर 6.7 dBi काफी सभ्य लाभ है।
11. डबल स्क्वायर की प्रत्यक्षता 5-तत्व तरंग चैनल के अनुरूप नहीं है। 1.35 मीटर की लंबाई के साथ 6-12 चैनलों (2-पाइप रिफ्लेक्टर, लूप वाइब्रेटर, 4 निर्देशकों) के लिए एक औद्योगिक उडा-यिनेट एंटीना ने 8.6 डीबीआई से 174 मेगाहर्ट्ज से 10.9 डीबीआई और 230 मेगाहर्ट्ज पर सरल और 75 ओम पर साधारण मिलान दिया। संकीर्ण-बैंड (एकल-चैनल) उदय-यागी जिसकी लंबाई या तत्वों की समान संख्या के साथ भी अधिक लाभ होगा।

DMV TV (DVB-T2) पर ट्रिपल स्क्वायर

REPISOT उपयोगकर्ता के अनुरोध पर, हम टेलीविजन प्रसारण की परिधि सीमा के लिए वर्ग एंटेना का उपयोग करने की संभावना का विश्लेषण करेंगे ।

इस तरह के ऐन्टेना का निर्माण ब्रांड नाम "सिग्नल 3.0" के तहत व्यावसायिक रूप से किया जाता है। SWR <1.5 के लिए दावा की गई सीमा 470-862 मेगाहर्ट्ज है, 14 dB (16 dBi) तक प्राप्त करें ??


हम एचएफएसएस (प्लास्टिक स्पेसर के बिना और गोल कोनों के बिना) में एक सरलीकृत सिमुलेशन करेंगे, यह गुंजयमान आवृत्ति को थोड़ा स्थानांतरित कर देगा, लेकिन अब हम सटीक मूल्यों में रुचि नहीं रखते हैं)। निर्देशक फ्रेम में 1 मिमी का अंतर है।






जैसा कि अपेक्षित था, एंटीना में एक एकल प्रतिध्वनि (लगभग 626 मेगाहर्ट्ज पर), रा = 150 ओह्स है। जब 2: 1 एसएसडी से 75 ओम केबल के माध्यम से संचालित किया जाता है, तो आप इस चैनल (लगभग 40 वें चैनल) पर SWR = 1 प्राप्त कर सकते हैं, और SWR <2 की सीमा 562-737 मेगाहर्ट्ज में होगी।
नीचे, सभी वर्गों की तरह, प्रतिक्रियाशीलता बहुत तेज है, और रा भी बहुत तेजी से गिरता है। KSV150> 6 पहले से ही 535 मेगाहर्ट्ज पर, और 470 मेगाहर्ट्ज KSV150 = 35 पर
6.88 डीबीआई, एफ / बी = 12.77 डीबी की एक गुंजयमान आवृत्ति पर दिशा

UHF रेंज पर 2: 1 SSU बनाना बेहद मुश्किल है, इसलिए निर्माता ने कोशिश भी नहीं की।

एंटीना एक आधा-लहर लूप के मुद्रित समकक्ष से सुसज्जित है जो 4: 1 ट्रांसफार्मर की तरह काम करता है, लेकिन केवल जब लूप की विद्युत लंबाई एल / 2 है। इस तरह के एसएसयू, परिभाषा के अनुसार, संकीर्ण-बैंड (एकल-चैनल)। 75 ओम के भार के साथ, इस SSU का इनपुट प्रतिबाधा 300 ओम है। लेकिन निर्माता ने एंटीना को 50 ओम केबल से लैस किया (हालांकि टीवी और ट्यूनर सभी 75 ओम हैं)। शायद निर्माता ने माना कि 200 300 से 300 के करीब है, और सीमा पर प्रतिबिंब को कम करने के लिए, एंटीना <-> केबल ने केबल की सीमा पर एक अतिरिक्त प्रतिबिंब दान किया है <-> टीवी।

300 ओम (सिमेट्रीज़ेशन बोर्ड या SWA / PAE / ALN प्रकार के एम्पलीफायरों) के भार पर, एंटीना में 616-750 मेगाहर्ट्ज की सीमा में लगभग 2 का SWR होता है।

75 ओम (सोतनिकोव की योजनाओं के अनुसार एक क्वार्टर-लहर ट्रांसफार्मर) के भार पर, एंटीना हर जगह अत्यधिक असंगत है, लेकिन 577-608 मेगाहर्ट्ज के संकीर्ण खंड में SWR 2 तक गिर जाता है।

6.7 डीबी के स्तर पर आगे विकिरण, 540 से 860 मेगाहर्ट्ज तक एंटीना स्टोर करता है।
500 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर, F / B 0 पर गिरता है (और 5.2 dBi पर आगे और पीछे विकिरण करता है)

विनिर्माण जटिलता और लागत के संदर्भ में इस तरह के एक एंटीना $ 3.5 के खुदरा मूल्य के साथ 3-तत्व तरंग चैनल वोल्ना -1 से अधिक है

और विद्युत विशेषताओं में, यह उसके लिए महत्वपूर्ण रूप से खो देता है