Противовес (наземная система) - Counterpoise (ground system)

Наземный экран, похожий на противовес, в основании мачтовая антенна AM радиостанции КТБС
Схема противовеса под антенной мачтой AM-радиостанции. Он состоит из сети радиальных медных проводов, подвешенных над землей, соединенных с землей фидера передатчика. Он подвешен на высоте около 8 футов над землей, поэтому технические специалисты могут получить доступ к спиральному корпусу у подножия башни.
Антенна использовалась в беспроводной системе Лоджа-Мюрхеда около 1900 года, это первая противовес.

В электроника и радиосвязь а противовес представляет собой сеть подвешенных горизонтальных проводов или кабелей (или металлического экрана), используемых в качестве замены земной шар (земля ) подключение в радио антенна система. Он используется с радиопередатчиками или приемниками, когда обычное заземление не может использоваться из-за высокого уровня почвы. сопротивление[1] или когда антенна установлена ​​над уровнем земли, например, на здании. Обычно он состоит из одиночного провода или сети горизонтальных проводов, параллельных земле, подвешенных над землей под антенной, подключенных к «заземляющему» проводу приемника или передатчика.[2] Противовес функционирует как одна пластина большого конденсатор, с проводящий слои земли действуют как другая плита.[2][3]

Противовес развился с антенной Маркони (монопольная) в течение 1890-х годов, первого десятилетия радио в России. беспроводной телеграф эпоху, но особенно пропагандировал ее пионер британского радио Оливер Лодж,[4][5] и запатентован его сотрудником Александр Мюрхед[6] в 1907 г.[7]

Как это устроено

Противовесы обычно используются в антенные системы для радио передатчики где хорошая земля земля соединение не может быть построено.

Монопольные антенны используется на низких частотах, таких как мачтовый радиатор антенны, используемые для AM вещание требуют радиопередатчик быть электрически связанным с Землей под антенной; это называется земля (или же земной шар). Земля должна иметь низкий электрическое сопротивление, потому что любое сопротивление в заземлении будет рассеивать мощность передатчика. Заземления с низким сопротивлением для радиопередатчиков обычно представляют собой сеть кабелей, проложенных в земле. Однако в районах с сухой, песчаной или каменистой почвой земля имеет высокое сопротивление, поэтому заземление с низким сопротивлением невозможно. В этих случаях используется противовес. Другое обстоятельство, при котором используется противовес, - это когда земля для заглубленного грунта под антенной мачтой недоступна, например, в антеннах, расположенных в городе или на вершине высокого здания.

Обычная конструкция противовеса - это серия радиальных проводов, подвешенных на высоте нескольких футов над землей, идущих от основания антенны во всех направлениях по схеме «звезда», соединенных в центре.[2] Противовес функционирует как одна пластина большого конденсатор с проводящими слоями в земле в качестве другой пластины.[2] Поскольку радиочастота переменные токи от передатчика может проходить через конденсатор, противовес работает как заземление с низким сопротивлением. Не должно быть никаких замкнутых контуров в проводах противовесной системы, поскольку сильные поля антенны будут индуцировать в ней круговые токи, которые будут рассеивать мощность передатчика.

Используйте на низких частотах

L-образная перевернутая антенна с противовесом в мощном любительское радио станция, Колорадо, 1920. Противовесом служит нижняя сетка из горизонтальных проводов, подвешенная под антенной.

Наибольшее использование противовесов в передатчиках на Низкая частота (LF) и очень низкая частота (VLF) полосы, так как они очень чувствительны к сопротивлению заземления.[2] Из-за большого длина волны радиоволн возможные антенны, используемые на этих частотах электрически короткие, их длина составляет небольшую часть длины волны. В радиационная стойкость антенн (сопротивление, которое представляет мощность, излучаемую в виде радиоволн) падает, поскольку их длина становится меньше по сравнению с длиной волны, поэтому радиационная стойкость антенн на LF и VLF диапазонах очень низкое, часто всего один ом или менее. Другое, более высокое сопротивление в цепи антенна-земля может потреблять значительную часть мощности передатчика. Самым большим сопротивлением в цепи антенна-земля часто является система заземления, и мощность передатчика делится пропорционально между ней и сопротивлением излучения, поэтому сопротивление системы заземления должно быть очень низким, чтобы свести к минимуму "потерянную" мощность передатчика .

Однако на низких частотах сопротивление даже хорошей системы заземления в почве с высокой проводимостью может потреблять большую часть мощности передатчика. Другой источник сопротивления - диэлектрические потери от проникновения радиоволн в землю возле антенны из-за большого глубина кожи на низких частотах. Поэтому, особенно на частотах ОНЧ, вместо подземных грунтов часто используются большие противовесы, чтобы уменьшить сопротивление системы заземления, позволяя излучать большую мощность передатчика.

Иногда противовес комбинируют с обычным заземлением, при этом проложенные под землей радиальные заземляющие кабели проложены над землей возле основания антенны, чтобы сформировать противовес. Область противовеса вокруг основания антенны часто покрывается медным экраном, чтобы защитить землю и уменьшить токи заземления.

Размер

Размер противовеса, используемого для работы с радио, зависит от длина волны частоты передачи. С монопольной антенной противовес функционирует как плоскость земли, отражая радиоволны, излучаемые антенной вниз.[нужна цитата ] Для надлежащей работы противовес должен выходить как минимум на половину длины волны от антенной мачты во всех направлениях.[8] При разработке противовеса для средневолновой радио станция Например, максимальная длина радиоволн составляет 566 метров (1857 футов). Следовательно, противовес должен выступать на 282 метра (925 футов) от башни, чтобы образовать круг диаметром 566 метров (1857 футов).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Чебик, Л. Б. (31 декабря 2009 г.). «Противовес? Об употреблении и злоупотреблении словом». антеннаX. Архивировано из оригинал 19 декабря 2016 г.. Получено 25 сентября 2010. Альтернативный URL
  2. ^ а б c d е Лапорт, Эдмунд (1952). Радиоантенна инженерия. MicGraw-Hill. С. 52–53.
  3. ^ Бюро военно-морского персонала США (1973). Базовая электроника. Вашингтон, округ Колумбия: Courier Corp., стр. 523. ISBN  9780486210766.
  4. ^ Лодж, Оливер (1925). Разговоры о беспроводной связи. Издательство Кембриджского университета. С. 91–92. ISBN  110805269X.
  5. ^ Симмонс, Гарольд Х. (1908). Очерки электротехники. Нью-Йорк: Касселл и Ко, стр. 853–854.
  6. ^ Александр Мюрхед, патент Великобритании № 11271 "Беспроводная телеграфия Герца"
  7. ^ Экерсли, Т. Л. (май 1922 г.). «Исследование передающих воздушных сопротивлений». Proc. Инст. Инженеров-электриков. Лондон: Э. и Ф. Н. Спон. 60 (309): 599. Получено 3 октября, 2013.
  8. ^ 20-е издание книги по антеннам ARRL в 2003 г., стр. 2-16

внешняя ссылка