Innehåll
- En introduktion till VHF-antenner
- Vanliga VHF-mönster
- 1. VHF-arrays
- 2. Yagi-antenner med flera element
- 3. Logga in periodiska antenner
- 4. Koniska antenner
- En introduktion till UHF-antenner
- Vanliga UHF-mönster
- 1. Fläktdipoleantenner
- 2. UHF-reflexer
- Referenser
Tamara Wilhite är teknisk författare, industriell ingenjör, tvåbarnsmor och publicerad sci-fi och skräckförfattare.
En introduktion till VHF-antenner
VHF-antenner eller ”mycket högfrekventa” antenner är utformade för att ta emot signaler mellan 30 MHz och 300 MHz. VHF-signaler försämras inte lika mycket som UHF-signaler ("ultra high frequency"), så de används för sändningar med längre räckvidd.
Vanliga VHF-mönster
Vilka är några av de vanligaste VHF-antennedesignerna?
- VHF Arrays
- Yagi-antenner med flera element
- Logga in periodiska antenner
- Koniska matrisantenner
1. VHF-arrays
När du har en grundläggande dipolantenn och lägger till en reflektor och regissörselement till den har du skapat en arrayantenn. Antennereflektorn är längre än det drivna elementet, medan regissörer vanligtvis är kortare än det drivna elementet. En matrisantenn kan ha så få som två element, medan vissa har så dussintals. En matrisantenn kan till och med ha en rad vikta dipolantenner.
En staplad matrisantenn skapas genom att stapla två eller flera matrisantenner i samma vertikala plan. Horisontell stapling minskar nästan alltid strålbredden relativt vertikalt staplade antenner, varför de flesta kommersiella FM- och TV-stationer har vertikalt staplade antenner.
Arrayantennerna är idealiskt en halv våglängd från varandra så att de inte är parasitiska, men bredare avstånd förbättrar deras förstärkning. Idealiskt stapelavstånd beror på förstärkningen av de enskilda antennerna. De staplade antennerna måste anslutas till en gemensam överföringsledning.
2. Yagi-antenner med flera element
En VHF Yagi-antenn innehåller en regissör och en reflektor. En Yagi-antenn kan ha en förstärkning på upp till 20 dB, vilket gör dem populära för kommunikationslägen för svag signal. Yagi-antenner kan kombineras i matriser. Dipoler i en Yagi med flera element kan tjäna dubbla funktioner och fungera som regissör eller reflektor beroende på frekvensband. Att placera Yagi-antennerna 5/8 med en våglängd från varandra ger maximal förstärkning.
Den största svagheten hos Yagi-antenner är att de vid högre frekvenser är svåra att mata och matcha signaler.
3. Logga in periodiska antenner
Den periodiska loggantennen är en högförstärkningsantenn som fungerar på ett brett frekvensband. Logga periodiska antenner innehåller ett antal aktiva dipoler kopplade ihop i logaritmisk matematisk formel modellerad av en oändlig spiral. Detta är grunden för namnet ”log periodic”.
Periodiska VHF-loggantenner har bredbandsegenskaper som liknar en dipoluppsättning. Logga periodiska antenner har också riktningsegenskaper som en dipoluppsättning.
4. Koniska antenner
Koniska arrayantenner har reflektorelement som sträcker sig rakt ut från antennens stödstråle. De drivna elementen böjs framåt för att skapa en konisk form. Den koniska gruppen ökar effektivt dipolens diameter och dess bandbredd utan att behöva ha en mycket stor fysisk struktur. Koniska arrayantenner kan ta emot både hög- och lågband VHF-signaler.
En introduktion till UHF-antenner
Ultrahögfrekventa eller UHF-antenner skickar eller tar emot signaler mellan 300 MHz och 3000 MHz eller 3 GHz. UHF-signaler är vanligtvis svagare än jämförbara VHF-signaler. Det betyder att de vanligtvis måste installeras på ett sätt för att fånga upp så mycket signal som möjligt. De tenderar att vara mycket längre än VHF-antenner, eftersom antennelängden bestämmer de frekvenser den kan ta emot och UHF-våglängder är kortare än VHF-frekvenser.
Vanliga UHF-mönster
Vilka är några av de vanligaste UHF-antennedesignerna?
- Fan Dipole Antenner
- UHF-reflexer
1. Fläktdipoleantenner
En fläktdipolantenn har två triangulära metallplåt eller stavar som liknar en fluga. De fångar en bred bandbredd. Fläktdipoler tenderar att vara längre än stångdipoler. En dipolantenn med flera band består av två till fem dipolantenner med halvvåg monterade på en gemensam parallellmatningspunkt.
2. UHF-reflexer
UHF-reflektorantenner liknar en fläktdipolantenn men har en signalreflektor bakom sig. Reflektorn kan vara en nätskärm eller solid reflektor. Fasta reflektorer kan vara ett platt ark eller en parabolisk reflektor. Parabolreflektorn är krökt och koncentrerar signalen på antennen. Detta kan förbättra förstärkningen av en dipolantenn med upp till nio dB, vilket ökar deras effekt åtta gånger.
Hörnreflektorer har ingen kurva utan använder en enkelt böjd metallplåt. Deflektorns hörnvinkel kan vara 90 °, 60 ° eller 45 °. Ju mindre hörnvinkeln är, desto lägre är antennens impedans. När vinkeln avtar, måste sidolängden på deflektorn öka. En av fördelarna med hörnreflektorantennen är att den förbättrar antennens förstärkning över hela UHF-bandet.
Antennens drivna element ska placeras i mitten av reflektorn. Dipolen kan inte vara för nära hörnet på reflektorn, annars kommer strålbredden att bli bredare och du riskerar ett flerlobsmönster från antennen.
Oavsett om det är en solid eller nätreflektor, bör reflektorn sträcka sig bortom dipolernas kant. Nätskärmar är nästan lika bra som en solid metallreflektor så länge nätavståndet är mindre än en femtedel av våglängden.
Den enda svagheten hos en enda reflektorantenn över en matris är att matrisen har ett bredare synfält. Omvänt är kalibrering och testning enklare när det bara finns en antenn att arbeta med, men du kan inte göra kalibreringar eller tester utan störningar.
Hörnreflektorernas mått är praktiska vid 220 MHz och högre. För frekvenser på 900 MHz och högre ger reflektorn mycket högre förstärkning och ett skarpare mönster.
Referenser
Kent Britain, WA5VJB, intervjuades för att få en del av informationen i denna artikel. Han är också formgivaren av antennerna som visas här.
Den här artikeln är korrekt och sant så vitt författaren vet. Innehållet är endast av informations- eller underhållningssyfte och ersätter inte personlig rådgivning eller professionell rådgivning i affärsmässiga, ekonomiska, juridiska eller tekniska frågor.
