Kysymys:
Antennin pituuden laskeminen FCC-tentissä vs. todellisuudessa
Dan
2013-10-24 06:47:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Olen nähnyt seuraavat kaavat puoli- ja vuosineljänneksen antennien laskemiseksi:

Kaava $ \ frac {1} {2} $ - aallonpituusantennille (vapaassa tilassa):

\ begin {yhtälö} \ mathrm {Pituus ~ (jalkaa)} = \ frac {492} {f_ {MHz}} \ end {yhtälö}

Vai onko se ...

\ begin {yhtälö} \ mathrm {Pituus ~ (jalkaa)} = \ frac {468} {f_ {MHz}} \ end {yhtälö}


Kaava $ \ frac {1} {4} $ - aallonpituusantennille (vapaassa tilassa):

\ begin {yhtälö} \ mathrm {Pituus ~ (jalkaa)} = \ frac {246} { f_ {MHz}} \ end {yhtälö}

Vai onko se ...

\ begin {yhtälö} \ mathrm {Pituus ~ (jalkaa) } = \ frac {234} {f_ {MHz}} \ end {yhtälö}

Vai onko se mikään yllä olevista? Uskon, että Yhdysvaltain FCC: n teknikko -kokeet edellyttävät 468 / f: n käyttöä. Ovatko jotkin näistä yhtälöistä hyödyllisiä antennin pituuden laskemisessa todellisuudessa, vai onko tämä vain teoriassa koetta varten?

Mitkä muut tekijät tulisi ottaa huomioon, jos niitä on? Mikä olisi parempi yhtälö, jos mikään yllä olevista ei ole?

Dipoleille ja silmukoille, tosielämässä leikkaat sen pitkäksi ja käytät antennianalysaattoria, kun leikkaat sitä alas.
@SDsolar - kuparilangan VF on enemmän kuin 95% vapaasta tilasta
Kuusi vastused:
#1
+18
Walter Underwood K6WRU
2013-10-24 08:48:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kaava $ 492 / f $ on ihanteellinen antenni vapaassa tilassa, $ 468 / f $ on arvio todellisille antenneille kohtuullisella korkeudella maanpinnan yläpuolella.

$ 492 / f $ -kaava on muunnos metriyksiköistä englannin yksiköiksi perustaajuuden ja aallonpituuden ($ \ lambda $) kaavalle. $ c = 3 \ kertaa 10 ^ 8_ {m / s} $ (valon nopeus) ja $ f = $ -taajuus -

\ begin {yhtälö} \ lambda = \ frac {c} { f} \ end {yhtälö}

Tämä antaa täyden aallonpituuden pituuden metreinä. Tämä kaava on oikea, jos johdin on äärettömän ohut ja muut esineet ovat äärettömän kaukana antennista.

Oikean, asennetun antennin pituuteen vaikuttaa johtimen halkaisija (ei suuri vaikutus antennit) ja korkeuden maanpinnan yläpuolella (suuri vaikutus). Maadoituskapasiteetti lyhentää antennia sähköisesti, joten resonanssia varten tarvitaan vähemmän johtoa.

$ 468 / f $ on hyvä arvio langan antenneille korkeilla taajuuksilla, joiden aallonpituus on alle maanpinnan. Tämä on empiirinen kaava, joten matemaattista johtoa ei ole olemassa. Kaava $ 468 / f $ julkaistiin ensimmäisen kerran vuoden 1929 ARRL-käsikirjassa . Se perustuu todennäköisesti kokemuksiin 40m ja 80m antenneista 1/4 - 1/8 aallonpituudella maanpinnan yläpuolella, koska ne olivat tuolloin yleisiä antenneja.

Marraskuu 2009 QST Ward Silverin artikkeli, N0AX, mitasi 20 m dipolin korkeudessa 1/8 - 2 aallonpituutta ja havaitsi, että pituus vaihteli välillä $ 466 / f $ - $ 481 / f $ korkeudesta riippuen. Hän suosittelee, että aloitetaan langan pituudella 490 dollaria / f $ ja odotetaan antennin lyhentämistä resonanssia varten.

Useimmat langalliset antennit tarvitsevat pituuden säätöä resonanssia varten asennuksen jälkeen läheisten rakenteiden tai puiden kapasitanssin vuoksi tai paikallinen maanjohtavuus. Antennin lyhentäminen on paljon helpompaa kuin sen pidentäminen, joten kannattaa katkaista antennilanka hieman pitkään.

Lisätietoja tämän kaavan julkaisuhistoriasta on kohdassa tämä artikkelin kirjoittaja N0AX.

Lisätietoja langan antenneista aloitan ARRL-käsikirjan luvusta 21. Lisätietoja on ARRL-antennikirjassa .

#2
+5
PearsonArtPhoto
2013-10-24 06:57:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Henkilölle, joka tietää kuinka muuntaa tuumaa, jalkaa ja metriä, se on todella yksinkertaista. Sinun tarvitsee vain tietää vain yksi kaava, jotta voit tehdä kaiken, ja kaava on $ 300 = f \ kertaa aallonpituus $. Jos löydät aallonpituuden tietylle taajuudelle, etsi vain antennityyppi (neljännesaalto), ota sopiva aallonpituuden osa ja muunna mainittu määrä sopiviksi yksiköiksi. Esimerkiksi 146 MHz: n signaalin aallonpituus on 2,05 m, kerrottuna 39: llä ja sinulla on 80 tuumaa. Jos haluat neljänneksen piiskaa, antennisi on 20 tuumaa pitkä.

Mitä testin jälkeen tapahtuu, se pätee, mutta on yksi valtava saalis. Antennilla on oltava annetut aallonpituudet sähköisesti, ei fyysisesti. Mitä tuo tarkoittaa? Pohjimmiltaan on olemassa määrä, joka tunnetaan nimellä Velocity Factor, joka ottaa huomioon kuinka nopeasti aallot liikkuvat metallissa. Useimpien metallien läpäisevyys on kuitenkin noin 1, jolloin sähköinen etäisyys on yhtä suuri kuin fyysinen etäisyys. Jotkut ei-metalliset antennimateriaalit voivat kuitenkin olla erilaisia, joten varoitetaan. Myös kaapeli on erilainen jne. Jos antennin nopeuskerroin on 2, antenni voitaisiin valmistaa puolella pituudesta ja silti olla kaikuva. Koska nopeuskerroin useimmille metalleille on kuitenkin 1, ja on muita syitä käyttää metallia antennirakennusmateriaalina, tämä ei yleensä ole merkittävä tekijä. Sillä on kuitenkin pieni ero tietyntyyppisissä vaiheistetuissa antenneissa.

Kysymyksessäsi puoliaaltokaava on $ (3,28 / 2) (300 / f) $ tai 492 $ / f $, ja vuosineljänneksen aalto on vastaavasti $ (3.28 / 4) (300 / f) $ tai $ 246 / f $. Tämä pätee, jos nopeuskerroin on 1, mikä pätee vain, jos antenni on kaukana johtavista pinnoista, mukaan lukien maa. Vaadittu etäisyys on tyypillisesti vähintään yhden aallonpituuden päässä.

Voin kertoa sinulle, mistä puhut. Mutta en seuraa täysin. Voitko kertoa sen jonkinlaiseksi yhtälöksi?
@Dan: Toivottavasti se on vähän parempi.
Nopeuskerroin ei ole paras malli tälle. Puhumme nopeuskertoimesta itse voimajohdon ominaisuutena. Maan päällä olevaa dipolia lyhentää hajakapasitanssi ympäristöön pikemminkin kuin langan ominaisuus. Tätä lyhentämistä voidaan lisätä kapasitiivisella kuormituksella päissä, ja tämä näkyy yleensä pystysuuntaisissa dipoleissa HF: lle ja joskus "kapasiteettihatuksi" liikkuvalle HF-antennille tai pystysuoralle 160 m: lle.
Kumpikaan vastaus ei tällä hetkellä käsittele miksi siellä on kaksi kaavaa ja selitetään mistä toinen tuli - mitä etsin. Osoita, mikä on matemaattisesti parempi, älä mainitse vain ARRL: ää tai muuta lähdettä.
@Dan: Hyvä asia, vastasin kysymykseesi nyt.
En todellakaan tiennyt vastausta tähän kysymykseen kysyessäni, mutta nyt tiedän (kiitos molempien vastausten yhdistetyistä tosiseikoista täällä). Mutta kumpikaan vastaus ei vielä vastaa tähän. Näyttää siltä, ​​että 492 on paras, kun * f *> 30 MHz, mutta 468 on paras, kun * f * <30 MHz. Kumpikaan vastaus ei selitä tätä. (Nyt miksi ne eroavat toisistaan, [yritän selvittää sen myös toisessa kysymyksessä] (http://ham.stackexchange.com/questions/325/why-is-the-speed-of-light-rounded -286 mm: n laskutoimituksiin, joihin sisältyy taajuus)).
Antamani numero sisältää antennin, joka on korkealla maanpinnasta koosta riippumatta. Kuten @Walter mainitsi, kaava muuttuu, jos olet alle aallonpituuden maanpinnan yläpuolella.
(Mutta tämä muutos selittää kaksi erilaista yhtälöä, mikä on kysymykseni kohta: miksi ympärillä on kaksi erilaista yhtälöä?)
#3
+4
Dan
2013-10-25 01:51:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

  • Legend
    • $ c $ = propogation nopeus = valon nopeus (299792458 metriä sekunnissa)
    • $ f $ = taajuus
    • $ \ lambda $ = aallonpituus

    Kaavat

    Aallonpituuden laskemisen peruskaava on:

    \ begin {yhtälö} \ lambda = \ frac {c} {f} \ end {yhtälö}

    Matematiikan yksinkertaistamiseksi taajuus ($ f $) ilmaistaan ​​megahertseinä (MHz) ) ja levityksen nopeus vapaassa tilassa ($ c $) yli 30 MHz: n taajuuksille ilmaistaan ​​ja pyöristetään 300 megametriin (Mm). Tämä palauttaa aallonpituuden ($ \ lambda $) metreinä. Joten 1 aallonpituudella yli 30 MHz:

    \ begin {yhtälö} \ lambda_ {m} = \ frac {300} {f_ {MHz}} \ end {yhtälö}

    Kun kuitenkin $ f < 30_ {MHz} $, propulaation nopeus ($ c $) ilmaistaan ​​ja pyöristetään 286 Mm: iin, koska

    "[e] lektraalisen aallon eteneminen langassa on noin 95-97% valon nopeudesta.Koska aallonpituutta käytetään yleisimmin sellaisten antennien rakentamiseen, jotka sisältävät aallon johtamisen ilmasta lankaan ja päinvastoin, laskenta mukautetaan olettaen hitaampi eteneminen suojaamaton johdin.

    "Tämä 3%: n ja 5%: n ero on kuitenkin riittävän pieni yli 30 MHz: n taajuuksilla, että se ei yleensä oteta huomioon yksinkertaisuuden vuoksi, ja sen sijaan käytetään 300 Mm" ( Adam Davis, KD8OAS).

    Kun $ f < 30_ {MHz} $, ristiriita kasvaa merkittävämmäksi ja sen sijaan käytetään korjattua arvoa, noin 95% 300 Mm: stä, mikä on noin 286Mm (mikä todellisuudessa olisi 0,95 $ \ overline {3} $) Seuraavassa kaavassa 1 aallonpituus alle 30 MHz:

    \ begin {yhtälö} \ lambda_ {m} = \ frac {286} {f_ {MHz}} \ end {yhtälö}

    Jos haluat muuntaa tämän jalkoiksi, kerro $ c $ arvolla 3,28084, mikä johtaa seuraavaan kaavaan vastauksen saamiseksi jalkoina, kun $ f > 30_ {MHz} $:

    \ begin {yhtälö} \ lambda_ {ft} = \ frac {(3.28084) 300} {f_ {MHz}} = \ frac {984.252} {f_ {MHz}} \ end {yhtälö}

    Tämä on pyöristetty alaspäin 984 dollariin / f $ yksinkertaisuuden vuoksi. Muista kuitenkin, että kun $ f < 30_ {MHz} $, propulaation nopeus ($ c $) ilmaistaan ​​ja pyöristetään 286 Mm: iin. Tämän kaavan soveltaminen johtaa seuraavaan muuntamalla se jalkoiksi alle 30 MHz:

    \ begin {equation} \ lambda_ {ft} = \ frac {(3.28084) 286} { f_ {MHz}} = \ frac {938.32024} {f_ {MHz}} \ end {yhtälö}

    Tämä myös pyöristetään alaspäin dollariin 938 / f $ yksinkertaisuuden vuoksi.

    Laskeminen puoli- ja vuosineljännekselle on vain tapa jakaa $ c / 2 $ tai $ c / 4 $. Joten lopputulos on seuraava laskenta puoliaallon antennien pituuden laskemiseksi jalkoina, kun $ f > 30_ {MHz} $:

    \ begin {yhtälö} \ lambda_ {ft} = \ frac {( 3.28084) (300/2)} {f_ {MHz}} = \ frac {492.126} {f_ {MHz}} \ end {yhtälö}

    Laskettaessa puoliaaltoantennien pituutta jalkoina, joissa $ f < 30_ {MHz} $, meillä on seuraava kaava:

    \ begin {yhtälö} \ lambda_ {ft} = \ frac {(3.28084) (286/2)} {f_ {MHz}} = \ frac {469.16012} {f_ {MHz}} \ end {yhtälö}

    Mutta tämä ilmaistaan ​​yleensä muodossa $ 468 / f $, ei nimellä 469. Miksi tämä tapahtuu? Ensinnäkin, muista, että nopeuskerroin on noin 95-97% valon nopeudesta, joten tämän arvon säätäminen johtaa hieman erilaisiin tuloksiin. Myös se, käytämmekö $ c $: n mukautettua arvoa, kun $ f < 30_ {MHz} $ (286 Mm) tai sovellamme nopeuskerrointa suoraan dollariin $ $, muuttaa tulosta hieman. Joten seuraava laskelma vie meidät lähemmäksi $ 468 / f $:

    \ begin {equation} \ lambda_ {ft} = \ frac {(3.28084) ((300/2) (0.95) )} {f_ {MHz}} = \ frac {467.5197} {f_ {MHz}} \ end {yhtälö}

    Tämä pyöristetään helposti 468 dollariin / f $, kun $ f < 30_ {MHz} $, ja se on hieman tarkempi.

    Tämä osoittaa, miksi on olemassa erilaisia ​​yhtälöitä ja milloin niitä tulisi käyttää.

  • Äänestin tätä alas, koska se ei ole oikea malli antennien analysointiin. Käytämme nopeuskerrointa siirtolinjoille, ei antenneille. Nopeuskerroin perustuu voimajohdon hajautettuun kapasitanssiin, hajautettuun induktanssiin ja dielektrisyysvakioon. Antennin kapasitanssi maahan ei jakaudu tasaisesti, joten nämä mallit eivät ole hyvä valinta. Esimerkiksi loppukapasitanssivaikutus on suurempi käänteiselle veelle. Jos oletetaan, että nopeuskerrointa ei tueta, se ei tee fysiikkaa, vaikka se saa numerot melkein oikeiksi.
    @WalterUnderwoodK6WRU mielenkiintoista. Onko sinulla muita viitteitä, joista voisin lukea lisää tästä? Yritän oppia näitä juttuja tavoitteenani [pystyä laskemaan tällaiset asiat] (http://electronics.stackexchange.com/q/86484/19891).
    Nopeuskerroin on se, mitä suurin osa yllä olevista puuttuu yhtälöistä, ja ero 492: n ja 468: n välillä. Näyttää siltä, ​​että Dan sai ainoan sen. Nopeuskerroin 0,951 oli kiinteän kuparin nopeus vuonna 1929, jolloin tämä muunnos julkaistiin ensimmäisen kerran (mistä tiedän).
    -1
    #4
    +3
    Mark Van Skiver
    2017-09-06 02:17:14 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    Kiitos lähettämisestä kaikille! Lisenssitestissä käytin tätä lähestymistapaa lukemalla kaikkien &-viestit, jotka etsin kaikki lähettämäsi tekniset tiedot.

    1. Muunna taajuus aallonpituudeksi metreinä. 300 ÷ taajuus.
    2. Kerrotaan 39 × aallonpituus metreinä = tuuman koko antennin pituus.
    3. Jaa tuumat 2: lla 1/2 aallolle.
    4. Jaa 1/2 aalto 2: lla 1/4 aallolle.

    Esimerkki. 146Mhz 300 ÷ 146 = 2,05 metriä
    2,05 × 39 = 79,95 tuumaa täyspitkä tuumina.
    79,95 ÷ 2 = 39,95 tuumaa 1/2 aallonpituus tuumina.
    39,95 ÷ 2 = 19,985 tuumaa 1/4 aallonpituus tuumina.
    Testin vastaus on 19.

    Esimerkki 6m. Jo annetut mittarit.
    6 × 39 = 234 tuumaa koko aallonpituus tuumina.
    234 ÷ 2 = 117 tuumaa 1/2 aallonpituus tuumina.
    Testin vastaus on 112. Mikä on pyöristetty vastaus.

    Sinun täytyy vain muistaa löytää aallonpituus metreinä. & kerro 39 ja etsi sitten antennin aallonpituus tuumina. Kerro minulle, jos nämä laskelmat ovat virheellisiä tai muita virheitä. 73

    #5
    +1
    Mark Warren
    2019-07-17 01:35:27 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    Käytän aina 468-kaavaa ja minulla on ollut viimeiset 30 vuotta ja minulla oli AINA täydellinen SWR ja yhteensopiva antenni. Olen tehnyt yli 200 dipolia, enkä ole koskaan joutunut leikkaamaan täydellisen antennin saamiseksi. En ole myöskään KOSKAAN tehnyt antennia liian lyhyeksi tai liian pitkäksi!

    #6
    +1
    Dennis N7TZQ
    2019-08-16 00:29:42 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    Sinun on saatava muutama asia tieltä ymmärtämään, miksi jotkut asiat ovat.

    1. Nopeuskerroin - sähkömagneettisen (EM) aallon nopeus KAIKKEN materiaalin läpi.
    2. Taajuus - (EM) aallon nopeus Hz: nä. 20 Hz - 20 kHz on ääni, 100 kHz ja sitä pidetään radiona nanometreihin asti, sitten se näkyy sitten muille. Viitataan radiotaajuuteen.
    3. Antenni - laite sähkömagneettisen aallon vastaanottamiseen ja lähettämiseen.
    4. Siirtojohto / koaksiaali - kohde sähkömagneettisen aallon siirtämiseksi antenniin ja radioon.
    5. Ihovaikutus - (EM) aallon taipumus liikkua johtimen ulkoreunaan.

    A. Nopeuskertoimella antennin rakentamisessa EI ole väliä, ellei

    1. käytät koaksiaalia tai siirtojohtoa osana tai koko antennia.
    2. Olet laskemassa antennia käytettäväksi alle 50 MHz: ssä. Vasta sitten viivan nopeustekijä on tiedettävä. Ja yleensä se on VÄHEMMÄN kuin tämä. Tämä vaikuttaa myös antennin kokoon. Erittäin tärkeä niille lineaarisille antenneille, jotka kaikki haluavat rakentaa voittoa varten.

    B. Käytä henkilökohtaisesti L (jalkaa) = 234 / f MHz: ssä 1/4 aallolle ja 468 / f MHz: ssä 1/2 aallon antenneille. Tämä toimii kaikilla antenneilla, joita käytetään noin 2 GHz: n taajuudella. Sen jälkeen hyttyskarvat muuttavat viritettyä taajuutta.

    C. Laajakaistaisella antennilla EI OLE suurta vahvistusta, ja se soveltuu paremmin skanneriantennien vastaanottamiseen.

    D. Kapeakaistaisella antennilla voi olla suuri vahvistus, mutta se toimii kapeammalla kaistanleveydellä. Nämä sopivat parhaiten toistinantenneihin, koska toistin lähettää YKSI taajuudella. Jotkut niistä voidaan suunnitella sähköisellä alas-kallistuksella kattavuuden lisäämiseksi antennin horisontin alapuolella.

    E. Antenni käyttää letkuja kahteen tarkoitukseen, joista ensimmäinen on melko ilmeinen, paino. Putki on paljon kevyempi kuin kiinteä tanko, jonka pituus ja halkaisija on sama. Letkut ovat yleensä valinta rakennettaessa mitä tahansa antennia, jossa on useita elementtejä, yleensä säteen antenni ja jota käytetään suurissa yhden ja monikaistaisissa pystysuorissa. Voidaan löytää antennilanka, joka käyttää vahvempaa, erilaisilla materiaaleilla päällystettyä sisäydintä, jotta se toimisi paremmin ulkokehällä tehden siitä ihanteellisen pitkälle langalle.



    Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
    Loading...