Radio Communication-2

3. ANTENNE TEORI OG KONSTRUKSJON

Slik velger antenner for HF-radio kommunikasjon, må operatøren å kjenne begrepene. Dette avsnittet definerer flere grunnleggende begreper og relasjoner, hjelper føreren å velge den beste antennen.

en. Bølgelengde og frekvens. I radiokommunikasjonen, det er en klar sammenheng mellom antennelengde og frekvens bølgelengde. Dette forhold er viktig ved bygging av antenner for en bestemt frekvens eller frekvensområde. Bølgelengden til en frekvens som er den avstand en elektromagnetisk bølge reiser for å fullføre en syklus. (Se figur D-5.)

 

b. Resonans. Antenner er klassifisert som enten resonant eller ikke-resonant, avhengig av deres utforming. Både resonans og ikke-resonante antenner er vanlige på taktiske kretser.

(1) en resonansantenne samsvarer med lengden av en frekvens lens bølgelengde. I et resonant antenne, nesten alt av radiosignalene som sendes til antennen blir utstrålt. Hvis et resonansantenne blir brukt for radiokommunikasjon, må en separat antenne bygges for hver frekvens som brukes for radioen.

(2) Hvis antennen brukes til en annen frekvens enn den den matcher, er den ikke resonansfull og mye av signalet går tapt. En ikke-resonant eller bredbåndsantenne utstråler effektivt et bredt spekter av frekvenser med lavere effektivitet. Når en ikke-resonant antenne brukes, oppstår store tap av signaleffekt. Signalenergien fra antennen reflekteres og forårsaker stående bølger på antennen. Et mål på disse stående bølgene, kalt stående bølgeforhold, brukes til å bestemme om en antenne er resonans ved en bestemt frekvens. Et 1 til 1 stående bølgeforhold er den ideelle situasjonen, men 1.1 til 1 handler om det beste som kan gjøres. Når du bygger ledningsantenner, bør lengden på antennen justeres til det laveste stående bølgeforholdet måles. Et 3-til-1 stående bølgeforhold er akseptabelt (sjekk bruksanvisningen for den aktuelle radioen som er i bruk for å bestemme det maksimale stående bølgeforholdet som radioen tåler.) I noen radioer blir kraftuttaket til senderen automatisk senket hvis stående bølgeforhold er for høyt.

c. Polarisering. Polarisasjon er forholdet av radioenergi som utstråles av en antenne til jorden. De vanligste polarisasjoner er horisontale (parallell til jordens overflate) og vertikal (perpendikulær på jordens overflate); imidlertid andre, for eksempel sirkulær og elliptisk, også eksisterer. En vertikal antenne som normalt utstråler en vertikalt polarisert signal, og en horisontal antennen utstråler normalt en horisontal signal. I HF første bølge, bør både sende- og mottaksantenner har samme polarisasjon for best mulig kommunikasjon. I tilfelle av HF jordbølgeforplantning, bør vertikal polarisasjon benyttes. For HF sky-bølgeforplantning, ikke polariseringen av senderen og mottager-antennene ikke trenger å være den samme på grunn av den tilfeldige endring av signalet som det er bøyd av ionosfæren. Dette tilfeldig endring tillater bruk av vertikal eller horisontal polarisering ved senderen eller mottakerantenne. For sky-bølgeforplantning er horisontal polarisering anbefales å være mest effektive.

d. Klassifisering. Antenner er klassifisert i henhold til hvordan radio energi utstrålt: rundstrålende, toveis, eller retningsbestemt.

(1) Omnidirectional. En rundstrålende antenne utstråler radioenergi i et sirkulært mønster, slik at alle retninger på bakken får like mye stråling (figur D-6). Den vanligste retningsnære antennen er pisken. Andre eksempler er kvartbølge vertikal (RC-292, OE-254) og den kryssede dipolen (AS-2259). Den retningsnære antennen utstråler og mottar energi like bra i alle kompassretninger. Denne antennen brukes når det er nødvendig å kommunisere i hver sin retning samtidig. Imidlertid er det også mer utsatt for forstyrrelser fra alle retninger.

Figur D-6 Virkende antenne mønster

(2) toveis. En toveis antennen har to hoved fliker av radioenergi overfor hverandre med en null mellom flikene (Figur D-7). Disse antennene produsere et sterkere signal i de to motsatte retninger, og reduserer signal i andre retninger. De taktiske toveis antenner mest brukte er skrånende ledninger, tilfeldige lengde ledninger, og halvbølge dipoler. Toveis antenner er vanligvis brukes på punkt-til-punkt-kretser og i situasjoner der antennen null kan plasseres for å redusere eller stenge ute forstyrrende signaler ved mottak. Selv om toveis-antenner er vanskeligere å finne retning (jord-bølge), kan de brukes når flere antenner er tett plassert. Plassering av andre antenner i null for toveis antenner reduserer forstyrrelser og samspill mellom antennene. En ulempe med toveis antenner er at de må være i riktig retning for å utstråle i ønskede retninger. Imidlertid senke antennen for å skape den NVIS effekten øker strålingsmønsteret slik at mindre nøyaktighet i retning av antennen.

 

(3) Retnings. En retningsbestemt antenne har en enkelt stor flik av radio- energi i en retning (figur D-8). Det er mye som en toveis antenne med en av sine lapper avskåret. Flere toveis antenner (lang wire, skrån-Vee) er laget retnings ved å legge til en avslutningsmotstand som absorberer andre hovedsløyfen. En avslutningsmotstand varer med antennen. En avslutningsmotstand må kunne absorbere halvparten av strømforbruket være tilkoblet senderen og gi 400 til 600 ohm motstand. En retningsbestemt antenne konsentrerer nesten alle radiosignalet i en bestemt retning; Derfor må det være nøye orientert. Avhengig av antenne, kan hovedsløyfen av en retningsantenne dekker 60 grader eller mer, eller være en smal stråle blyant. Retningsantenner blir brukt på langtrekkende punkt-til-punkt-kretser hvor konsentrert radio energien som trengs for krets pålitelighet. Retningsantenner er vanskelig for fienden å finne retningen av transmisjonen.

 

e. Antenne Bygg og markering. Antenne konstruksjonen er bare begrenset av fantasien. Det finnes mange typer og konfigurasjoner. Imidlertid må operatøren være forsiktig med å konstruere en antenne som har en høy standbølgeforhold, som kan skade radioutstyr. Standbølgeforhold meter bør brukes ved testing eller ved hjelp av ukjente antenner. Ved valg av en antenne for en HF-krets, må operatøren vite hvilken type forplantning.

(1) Ground-bølgeutbredelse krever lave takeoff vinkler og vertikalt polariserte antenner. Piskantennen gir god retningsuavhengig bakken bølget stråling. Ved en retningsantenne er nødvendig, velger operatøren en med en god lav-vinkel vertikal stråling.

(2) Sky-bølgeforplantning gjør valget av en antenne mer kompleks. Det første trinnet er å finne avstanden mellom radiostasjoner slik at ønsket takeoff vinkel kan bestemmes. Den takeoff vinkel mot distansetabeller gir omtrent takeoff vinkler for dag- og nattehimmelen-bølgeutbredelse. Hvis kretsen avstanden er 966 kilometer (600 miles) i løpet av dagen, er det aktuelle takeoff vinkel om 25 grader. Om natten er det 40 grader. Derfor velger operatøren en antenne som har høy gevinst fra 25 til 40 grader. Dette trinnet kan utelates dersom forplantning spådommer gi de nødvendige takeoff vinkler. Ved å trekke 20 prosent fra disse spådommer for bruk med NVIS bygget antenner, operatøren bruker en planleggings rekke 0 å 300 miles for kortholds HF kommunikasjon.

(3) Radiooperatøren bestemmer hva slags dekning er nødvendig. Hvis radioen krets består av mobil (vehicular) stasjoner eller mange stasjoner på forskjellige retninger fra senderen, er en rundstrålende antenne nødvendig. Hvis kretsen punkt til punkt, kan en toveis eller en retningsbestemt antenne brukes. Normalt mottaksstasjonen steder diktere dette valget.

(4) Før en antenne kan velges, undersøker operatøren materialet som er tilgjengelig for antenne konstruksjon. Hvis en horisontal dipol er å bli reist, er minst to bærere etter behov. (Et tredje støtte i midten er nødvendig for frekvenser på 5 MHz eller mindre.) Hvis disse støtter er ikke tilgjengelige, og det er ingen andre elementer som kan brukes som bærere, kan dipolen ikke brukes. Operatøren sjekker området av antennen for å avgjøre om den foreslåtte antennen vil passe.

(5) En annen vurdering er selve området. Flere ganger enn ikke, bestemmer taktisk situasjon posisjonen til kommunikasjonsantenner. Den ideelle innstillingen er en klar flatt område uten trær, bygninger, gjerder, kraftlinjer, eller fjell. Dessverre er en slik en ideell beliggenhet sjelden tilgjengelig for den taktiske kommunikator. I å velge en antenne stedet, velger radiooperatør et område så flat og så klart som mulig. I mange situasjoner, må en antenne settes opp i mindre ideelle steder. Dette betyr ikke at antennen ikke vil fungere, men at området påvirker mønster og funksjon av antennen.

f. Half-Wave dipol antenne. Den halvbølge dipol er en balansert resonant antenne (Figur D-9). Den produserer sin maksimale forsterkning for et smalt frekvensområde, normalt 2 prosent over og under det beregnede frekvens. Siden frekvens oppdrag er normalt flere megahertz hverandre, må operatøren bygge en egen dipol for hver tildelt frekvens. Lengden av en halvbølge dipol beregnes ut fra ved hjelp av følgende formel:

 

Høyden av en dipol normalt holdes ved 1 / 4 bølgelengde til 1 / 2 bølgelengde over bakkenivå for langtrekkende sky-bølge. For NVIS (O til 300 miles), bør antennen settes opp mellom 1 / 8 bølgelengde og 1 / 4 bølgelengde over bakkenivå. Denne regelen gjelder også for de inverterte Vee og skrå Vee antenner.

g. Inverted Vee. Den omvendte Vee, eller hengende dipol, er lik en dipol, men bruker bare et enkelt senter støtte. Som en dipol, blir det brukt for en bestemt frekvens og har en båndbredde på pluss eller minus 2 prosent av motivet frekvens. På grunn av de skrå sider, frembringer den omvendte Vee antenne en kombinasjon av horisontal og vertikal stråle; lodd av endene og horisontale bredside til antennen. Alle konstruksjonsfaktorer for en dipol gjelder også for den omvendte Vee. Den omvendte Vee har mindre forsterkning enn en dipol, men bruk av bare et enkelt støtte kan gjøre dette til det foretrukne antenne i visse taktiske situasjoner. (Se figur D-10).

 

h. Long-Wire antenne. En lang-tråds antenne er en som er lang sammenlignet med en bølgelengde. Et minimum lengde er 1 / 2 bølgelengde; imidlertid antenner som er minst flere bølgelengder lang tid som trengs for å oppnå en god forsterkning og retningsegenskaper. Byggingen av langtrådantenner er enkel og rett frem. Dimensjonene eller justeringer er kritiske. Langs-dekk antenne aksepterer strøm og stråler det godt på en hvilken som helst frekvens som sin samlede lengde ikke er mindre enn 1 / 2 bølgelengde (figur D-11).

 

(1) Sammen-trådantenne er laget retnings ved å plassere en avslutningsmotstand på den fjerne stasjon enden av antennen. Avslutningsmotstanden bør være en 600-ohm motstand noninductive stand til å absorbere i det minste halvparten av den sendereffekt. Avslutningsmotstander er en del av noen radioapparater. De kan også lokalt laget, ved hjelp av tilførsel systemet deler (National Stock Number 5905-00-764-5573, 100-watt, 106-ohm motstand).

(2) Bygge en lang trådantenne krever bare wire, støttestenger, isolatorer, og en avslutningsmotstand (hvis retningen er ønskelig). Det eneste kravet er at antennen være spent i så rett linje som situasjonen tillater det. Høyden på antennen er bare 15 å 20 fot over bakken, slik at høye støttestrukturer ikke er påkrevd.

jeg. Skrånende Vee. Den skrånende Vee er et kort til langtrekkende sky-bølge antenne som er rimelig enkelt å bygge i feltet (Figur D-12). Forsterkningen og retnings av antennen er avhengig av benlengden. For reasonableperformance, bør antennen være minst 1 / 2 bølgelengde lang. For å gjøre antennen retnings, blir avslutningsmotstander anvendes på hvert ben på den åpne del av Vee. De avslutningsmotstander bør være 300 ohm og være i stand til å absorbere halvparten av senderens utgangseffekt. Disse avslutningsmotstander er enten anskaffet eller lokalt laget. Bruke avslutningsmotstander, sikter operatøren antennen slik at linjen kutte Vee i halvparten er rettet mot den fjerne stasjon.

 

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste