带有分离式振动器的 VHF 范围“波通道”天线电源装置的建设性解决方案

12月

2021

带有分离式振动器的 VHF 范围“波通道”天线电源装置的建设性解决方案

антенны, УКВ

30 12月 2021 15:58

在业余 VHF 天线设计中，经常使用分离式半波振动器。电源的制造提出了问题。

分体式振动器的优点是其生产不需要特殊的设备或机械技能。您所需要的只是一把钢锯、一把锉刀、一把强力螺丝刀、钳子、螺钉、螺母、M4 和 M5 垫圈、一块用于制作中央绝缘体的耐用塑料板以及一根长 1 米、直径 8 毫米的阳极氧化铝管。

我通常在 Maxidom 建筑用品商店购买所有用于制造的零件。塑料适用于切菜板（75 卢布 =~ 1 美元起）。

首先，您需要制作一个 16 x 8 厘米的盘子。如果您有拼图，请使用它。
Зат让我们沿着对称轴打 6 个孔，距离边缘后退 2 厘米。振动器半部的管子使用拉铆钉固定在板上。电源装置组件用螺钉固定在 20 x 20 方形横截面上。通过花瓣和带垫圈的 M4 或 M3 螺钉、带 Grover 垫圈和螺母（或使用带聚乙烯套管的自锁螺母，不需要 Grover 垫圈）连接电缆。

很少涉及的感兴趣的问题：

问题 1) 电源装置中管子末端之间的气隙应该是多少？
答案 1) 最小距离由火花隙和电介质击穿决定。众所周知，使用发生器将不同符号的电荷提供给偶极子的两半 - 正负，在半个振荡周期期间变为相反。如果我们放弃通过空气放电的可能性（因为空气具有高击穿电压：间隙为 1 毫米时为 4 kV，间隙为 0.1 毫米时为 800 V），并且仅考虑偶极子中心部分端子之间潮湿表面上的电荷泄漏 - 距离 2 厘米时电压高达 20 kV（每 1 厘米 10 kV），在最坏的情况下 - 如果电极与电介质不紧密贴合（源 - V.V. Solovyov - 电气装置绝缘，教科书，布拉戈维申斯克，AMG 出版社 2014 年）。

淡水对降水的电阻为 10 μS/米或 100 kOhm/米或每 1 cm 1 kOhm。然而，铝表面经过阳极氧化处理，必须保护供电点免受沉淀 -密封剂、清漆、橡皮泥、将电源放置在安装盒内，这将防止在绝缘体表面和“电极”之间形成连续的水膜。

使用以下公式计算功率：

P=U×I
我=U/R
P=U×U/R
R=50欧姆

对于直流电：

气隙，毫米	击穿电压，伏特	最大输出功率，kW
1	1000	1000 20
5	5000	500	500
10	10 10000	2000	2000

对于交流电 1-300 MHz，选择每厘米 1-6 kW 的电压
（对于高频交流电压，由于电介质中的各种影响——射频电压导致的加热、传导通道的形成、材料的老化、电弧放电的形成等，间隙必须更大）。

对于高频交流电：

气隙，毫米	击穿电压，伏特	最大输出功率，kW
1	100	100 0.2	0.2
5	500	500 5
10	10 1000	1000 20

我们可以说，对于 VHF 上 100 W 的最大允许功率，1 到 20 毫米的任何间隙都是合适的。选择它是出于设计原因：连接同轴电缆时，电源点彼此之间的距离不应太远，电缆引线应尽可能短（例如，在以太网中，电缆外的引线允许在 20 毫米以内）。间隙为5-10毫米，距边缘1厘米，电源点之间的距离为25-35毫米，安装非常方便，不会产生太大的寄生反应。需要与管直径 8 毫米相等的间隙。出于设计原因，可以增加至 10 毫米。

问题 2) 是否允许不向管子边缘供应食物，而是向边缘有一个凹口，例如距离中心 4 厘米？.
答案 2： 可以接受。使用模拟进行解释：

初始天线（将分裂偶极子理想馈入管边缘。间隙 10 毫米）：SWR=1.01
（Z = 50 欧姆 + j0）。

不从灯管边缘供电时（供电点距离20mm）：SWR=1.13，无需调整
（Z=50 欧姆 +j6）。

不从灯管边缘供电时（供电点距离30mm）SWR=1.2，无需调整
（Z=50 欧姆 +j9）。通过改变偶极子长度进行调谐后 SWR=1.1 (Z=47 Ohm + j0)

另一种配置方法：不改变偶极子的长度，而是改变最后一个导向器：
SWR=1.01 - 我必须移动远端控制器并更改其大小。

原值4位导演

长度0.877
位置 0.994

！调谐天线归结为使用锉刀逐渐减小偶极子的尺寸，同时控制 SWR。
通过这种方式，天线调谐频率向上移动，直到位于所需范围的中心 - 144.3、145 或 145.5 MHz。在多元件天线中，可以移动最远的导向器。

由于采用4元天线，设置4个导向器后

长度0.867（短了10毫米）
位置 1.055（沿横向进一步位移 61 毫米）。

因此，增加功率点之间的距离会导致形成正号电抗（电感），并将 SWR 增加到 1.2。

设置时，建议在导线的远端留出 70-80 毫米的预留空间，以便将最后一个导向器移动到边缘，
在这种情况下，可以在不恶化辐射方向图的情况下实现1.1-1.0的SWR。

导向器的固定方式与分体式振动器相同 - 使用绝缘垫和铆钉。只有平台的尺寸可以取小，因为......元件上的负载比偶极子上的负载弱。也可以通过横梁安装元件，前提是管子与其绝缘（绝缘元件，例如，位于热缩管（“热缩管”）中的管子中心）。最有利可图的选择是在 3D 打印机上制造支架，但并非每个人都可以使用。