Активная приемная Мини-Антенна SDR широкополосная антенна | Электроника

Активная приемная Мини-Антенна SDR широкополосная антенна | Электроника

1 шт. мини-штыревая активная приемная антенна SDR wideband приемная антенна 1. Обзор MiniWhip Изображение выше является типичной схемой эрекции антенны MiniWhip. Состоит из следующих частей: Многометровый опорный стержень расположен в открытой зоне с помощью активной антенны MiniWhip, прикрепленной к верхней части. Антенна MiniWhip состоит из небольшой металлической пластины и усилителя, запечатанного в пластиковый водонепроницаемый чехол и введенного в внутренний приемник коаксиальным кабелем. Теперь предположим, что опорный стержень металлический и хорошо Заземленный; Предположим, что опорный стержень является изолятором. Усилитель-это усилитель постоянного напряжения на уровне эмиттера с очень высоким входным сопротивлением и низким выходным сопротивлением. Он усиливает сигнал от металлической пластины и передает его на приемник через коаксиальный кабель 50 Ом. Роль небольшой металлической пластины заключается в измерении потенциала воздушного электрического поля. 2. Закон радиоволновой электрической области Давайте предположим, что длина опорного стержня намного короче длины волны радиоволны, а радиоволна-это вертикально поляризованный сигнал. Это разумное предположение, потому что длина волны длинных, средних и коротких волн относительно длинная, особенно средних и длинных волн, а опорные стержни несколько метров в высоту; радиоволны, близкие к опорным стержням, также часто поляризованы вертикально. Но в коротковолновой высокой полосе это предположение становится менее правильным, но это также зависит от длины опорного стержня. (Аннотация: длина волны с высоким диапазоном находится в пределах десяти метров, что на порядок больше, чем высота опорного стержня. Вертикально поляризованные радиоволны генерируют вертикальное электрическое поле вокруг антенны MiniWhip, формируя эквивалентную поверхность, и потенциалы на эквивалентных поверхностях равны везде. Потенциал антенны MiniWhip на небольшой металлической пластине равен потенциалов электрического поля на его месте. Схема усиления не только соединена с небольшой металлической пластиной, но и соединена с металлическим опорным стержнем. Теоретически опорный стержень заземлен, а «заземление» на печатной плате также заземлено через коаксиальный кабель щит). Более точно: исходный сигнал цепи усилителя MiniWhip-это потенциальная разница между маленькой металлической пластиной и опорным стержнем, И усиленный сигнал передается на приемник через основной провод и защитный слой коаксиального кабеля. Другими словами: сигнал, полученный приемником, является сигналом разности потенциалов между усиленной небольшой металлической пластиной и металлическим опорным стержнем. В чем разница между этим сигналом разности потенциалов? И, взглянув на фигуру, так как опорный стержень металлический и хорошо Заземленный, потенциал на кончике опорного стержня равен «земле», то есть нулю. Электрические полевые линии вокруг опорного стержня должны быть скручены и сжаты по мере прохождения опорного стержня. Изображение выше рисуется по уравнениям Максвелла. Черный внизу-заземленная металлическая опорная планка, а черный маленький квадрат выше-маленькая металлическая пластина на минькнуте. Красная линия указывает на эквивалентную плоскость, а различные линии имеют различные потенциалы относительно «земли». Если «заземление»-0 В, то первая красная линия внизу-1 мкВ, предыдущая-2 мкВ и так далее. (Аннотация: другими словами, электрические линии поля не поглощаются заземляющим металлическим стержнем, но существуют в скрученном режиме сжатия, который основан на теории уравнений Максвелла и теоретически основан.) 3. Когда опорный стержень является изолятором Что происходит, когда опорный стержень является изолятором? В это время, так как опорный стержень не является металлическим корпусом, потенциал наконечника больше не равен нулю. Схема усиления MiniWhip измеряет потенциальную разницу между небольшой металлической пластиной и собственной поверхностью усилителя. Если сама схема усилителя надежно подключена к земле через щит коаксиального кабеля, то схема усилителя все еще измеряет потенциальную разницу между маленькой металлической пластиной и землей, который соответствует чехол, в котором опорный стержень является заземленным металлом. Если экран коаксиального кабеля не надежно подключен к реальной земле или просто подключен к «дезорганизованной земле» (например, сильной земле), шум на такой земле будет усилен усилителем MiniWhip. Отправьте на приемник. Видно, что заземление чрезвычайно важно. Если волокно используется вместо коаксиального кабеля для передачи усиленного сигнала MiniWhip, будет ли сигнал, передаваемый на приемник, идеальным, потому что волокно устраняет все электрические шумы? На самом деле не так. Поскольку проводник не имеет «заземления» для подключения к усилительной цепи, потенциал на небольшой металлической пластине такой же, как потенциал на всех местах на усилительной цепи. Без разницы в потенциале сигнал не может быть усилен, и вся антенна MiniWhip теряет свое значение. Па0rdt великий бог недавно экспериментировал с этой идеей. Это правда, что сигнал не может быть получен. 4. Поляризация радиоволн PA0RDT сделал еще одно интересное исследование. Вместо того, чтобы разместить миниатюрную антенну вертикально, она была вытянута из окна и расположена горизонтально. Он также был введен в внутренний приемник с коаксиальным кабелем. Он обнаружил, что прием был таким же, как когда он был расположен вертикально. На первый взгляд, эта антенна, похоже, не заботится о способе поляризации. Его можно разместить горизонтально и вертикально. Но неправильно думать, что это не заботится о способе поляризации. Независимо от того, является ли опорный стержень металлическим или нет, сигнал источника, усиленный усилителем,-это потенциал небольшой металлической пластины относительно «земли», но только прямой «заземление» металлического опорного стержня, или экранирование через коаксиальный кабель щит. Разница между «заземлением», который сгибается, для усилителя, эффект одинаковый в обоих случаях; но это «вокруг большой изогнутой земли» намного короче длины волны полученного сигнала. (Аннотация: То есть, если коаксиальный кабель слишком длинный, его длина близка к длине волны, эффект приема будет хуже. Другими словами, когда коаксиальный кабель слишком длинный, антенна почти не получает эффекта в низком диапазоне, и эффект высокого диапазона становится разницей.) 5, вибратор хорош с небольшой металлической пластиной или проволокой Многие активные антенны используют проволоку в форме кнута длиной около одного метра, чтобы получить вибратор, в то время как MiniWhip использует небольшую металлическую пластину, это основная технология, которая отличает антенну MiniWhip от других антенн. Если в качестве вибратора мы используем проволоку для плетения, то вибратор также измеряет потенциал электрического поля в его пространственном положении. До тех пор, пока Длина вибратора не такая длинная, как длина волны, она не значительно улучшается. Форма принимающего Вибратор имеет важное влияние на другой параметр, а именно распределенную емкость вибратора. Вибратор для плетения имеет емкость около 10 ПФ на метр, а его толщина также слегка влияет на емкость. Маленькие металлические пластины обладают постоянной ёмкости, универсальный конденсатор в размере приблизительно 0,35 pF на см, и их постоянной ёмкости, универсальный конденсатор пропорционально диаметр, а не в области. Я все еще не могу найти подходящее уравнение, чтобы соответствовать емкости небольшой прямоугольный металлический лист, но я могу оценить, что типичная миниатюрная небольшая металлическая пластина имеет емкость около 2 pF. Размер вибрационного конденсатора очень важен, потому что входное напряжение усилителя и вибратор образуют разделитель конденсатора. Если емкость вибратора слишком мала, напряжение сигнала входного усилителя также будет уменьшаться. (Примечание: входной конденсатор усилителя должен иметь отношение к распределительной емкости входного транзистора). 6, направленность Перед тем как обсудить направленность антенны, каково электромагнитное поле типичной антенны? Как показано выше, радиоволна, передаваемая вертикально поляризованной антенной, расположена далеко от антенны (т. Е. Дальнее поле), и линия электрического поля является вертикальной (красная линия). Линии магнитного поля окружают антенну в горизонтальном направлении (синяя линия). На приведенной выше диаграмме также показан вектор похода (зеленая линия), а вектор похода указывает направление распространения электрической волны, которое может быть определено левым управлением. Как сделать приемную антенну более чувствительной в некотором направлении, чем в других направлениях? Теоретически, если антенна точно такая же, как и вектор похода, то антенна может достичь лучшей чувствительности. Но, к сожалению, антенна на самом деле не улавливает вектор похода, а реагирует на линии электрического поля и линии магнитного поля. Антенна чувствительна к направлению. Лучший способ-почувствовать радиоволны в разных местах и сравнить фазовые различия радиоволн. Например, антенна Yagi работает так: электрическая волна сначала прибывает в индуцированный вибратор, а затем достигает вибратор подачи. (Аннотация: антенны Yagi обычно имеют Светоотражающие Вибраторы, которые приводят вибратор и отраженный вибратор, чтобы вызвать различные фазы электрической волны, соответственно, так что сигнал, полученный вибратором питания, удваивается.) Однако это не необходимо для небольшой антенны. Когда размер антенны намного меньше длины волны электрической волны, электрическая волна в одной длине волны достигает практически любой части антенны одновременно, И антенна не может вызвать разницу в фазе электрической волны. 7. Направленность антенны небольшого размера Для малогабаритной антенны единственная возможность рассмотреть ее направленность-это следить за направлением линии электрического поля или линии магнитного поля. Но снова, к сожалению, когда линии электромагнитного поля распределяются на антенну, направление уже было запутано. (Аннотация: сигналы с длинной до средней короткой волной либо рассеиваются по длине волны, либо Ионосфера несколько раз отражается, и ее направление поляризации становится нестабильным.) И напротив, направление магнитного поля гораздо более полезно. Если сигнал находится на западной стороне США, то линия магнитного поля находится на северо-востоке. Если передаваемый сигнал находится на нашей северной стороне, то линия магнитного поля находится на востоке-востоке, и когда передаваемый сигнал находится на нашей южной стороне, линия магнитного поля также находится на востоке-востоке, но направление на 180 градусов. То есть, для вертикально поляризованного сигнала магнитного поля, мы можем использовать полученный сигнал, чтобы определить, в каком направлении он приходит, несмотря на 180 градусов неопределенности. Как и антенна с магнитным стержнем средней волны на радио, она чувствительна к направленности, но после 180 градусов вращения получающий эффект одинаковый. Дальномер диапазона 80 м также использует магнитную планку для определения направления магнитного поля сигнала для определения направления. Чтобы устранить неуверенность в 180 градусов, приемник направления, как правило, добавляет хлыстовую антенну, чтобы почувствовать направление электрического поля. Как было указано выше, линия электрического поля не указывает нам направление сигнала, но это может помочь нам решить проблему неопределенности на 180 градусов после того, как мы полагаемся на антенну магнитного стержня для определения общего направления: чтобы определить, находится ли направление электрического поля и линия магнитного поля в фазе. Устройство для поиска направления, разработанное DF6NM, имеет два взаимно перпендикулярных магнитных стержня, а также антенну для измерения электрического поля, которое может непосредственно указывать направление сигнала на графе. Все вышеуказанные выводы предполагают, что радиоволна является вертикально поляризованным сигналом. Когда радиоволна Горизонтально поляризована, все выводы противоположны: линия магнитного поля является вертикальной и не может использоваться для определения направления сигнала; Линия электрического поля является горизонтальной и может быть оценена. Направление сигнала, но с 180 градусами неопределенности. 8, MiniWhip направленность Выше приводится информация о направленности антенн малого размера, так что насчет выводов для антенны MiniWhip? Мы уже знаем, что антенна MiniWhip получает только вертикально поляризованный электрический полевой сигнал, и его размер намного меньше длины волны. Единственный вывод заключается в том, что он также не имеет направленного направления. Однако минихлыст не реагировал на сигналы сверху головы. Так как линии электрического поля и линии магнитного поля радиоволн в этом направлении являются горизонтальными, невозможно генерировать потенциальную разницу в положении антенны. От получателя WebSDR, который я создал в вузе Твенте в Нидерландах, это может быть видно в связи с тем, что голландский Ham друзья часто жалуются, что websdr очень плохой при получении на 80-метровый радиус сигнала в Нидерландах. Причина в том, что 80-метровый радиус сигнала вокруг это расстояние проходит. Когда отражение достигает антенны WebSDR, оно почти вертикальное. Многие друзья предположили, что для того, чтобы получить сигнал в направлении головки, горизонтальная металлическая пластина была прикреплена к одному концу маленькой металлической пластины. Но это не полезно, минихлыст все еще только измеряет потенциальную разницу между его местоположением и землей. Для радиоволнового сигнала от верхней части головки, разница в потенциале, которая может быть генерирована, равна нулю. 9. Вывод 1. Минихлыст является вертикально поляризованным. 2. Заземление очень важно. Если антенна подключена только через коаксиальный кабель На земле станции будет введен шум. Но «Земля» не должна быть в состоянии Циркулирующая земля, виртуальная земля, не подключенная к земле, также возможна, если золото Genus достаточно велик, чтобы соответствовать входу усилителя Потребность в конденсаторах. 3. Сила полученного сигнала пропорциональна высоте антенны от земли, но высота меньше длины волны. 4. Является ли опорный стержень металлическим или нет. Но если опорный стержень металлический, то антенна MiniWhip должна быть расположена выше верхней части опорного стержня. Когда он находится в положении, его нельзя разместить рядом с валом. 5. Приемная антенна MiniWhip является всенаправленной, за исключением верхнего направления. 6. Форма и ориентация небольших металлических пластин не имеют значения, то есть использование вибраторов для плетения.