Петля пистолькорса. Петлевой вибратор Пистолькорса: принцип работы, особенности и применение

Что такое петлевой вибратор Пистолькорса. Как устроен и работает шлейф-вибратор. Каковы преимущества петлевого вибратора перед обычным диполем. Где применяются антенны на основе вибратора Пистолькорса.

Что такое петлевой вибратор Пистолькорса и его основные характеристики

Петлевой вибратор Пистолькорса, также известный как шлейф-вибратор, представляет собой особый тип антенны, разработанный советским ученым А.А. Пистолькорсом в 1936 году. Это устройство состоит из двух параллельных проводников, замкнутых на концах и расположенных на небольшом расстоянии друг от друга относительно длины волны.

Основные характеристики петлевого вибратора Пистолькорса:

• Длина каждого проводника составляет λ/2 (половина длины волны)
• Типичное входное сопротивление равно 300 Ом
• Диаграмма направленности схожа с обычным полуволновым вибратором
• Более широкая полоса пропускания по сравнению с обычным диполем
• Возможность регулировки входного сопротивления путем изменения радиуса проводников

Принцип работы петлевого вибратора Пистолькорса

Как работает петлевой вибратор Пистолькорса? Генератор включается в центре одного из проводников. При длине проводников λ/2, в центре другого образуется узел напряжения. Это позволяет заземлять полотно антенны на конструкцию мачты без использования изоляторов, что является одним из преимуществ данного типа антенны.

В петлевом вибраторе антенный ток разделяется на две части, протекая по двум ветвям. Это приводит к тому, что при той же мощности излучения антенный ток петлевого вибратора равен половине антенного тока простого вибратора. В результате сопротивление излучения петлевого вибратора в 4 раза больше сопротивления излучения простого вибратора и составляет 240-280 Ом.

Преимущества петлевого вибратора перед обычным диполем

Почему петлевой вибратор Пистолькорса имеет ряд преимуществ перед обычным диполем? Рассмотрим основные достоинства:

1. Более высокое входное сопротивление (300 Ом против 75 Ом у обычного диполя), что упрощает согласование с линиями передачи
2. Возможность регулировки входного сопротивления путем изменения радиуса проводников
3. Более широкая полоса пропускания, что позволяет использовать антенну для приема сигналов в более широком диапазоне частот
4. Возможность заземления центральной части антенны на мачту без использования изоляторов
5. Меньшая чувствительность к помехам

Конструктивные особенности шлейф-вибратора

Как устроен петлевой вибратор Пистолькорса? Конструкция шлейф-вибратора имеет следующие особенности:

• Два параллельных проводника, замкнутых на концах
• Расстояние между проводниками обычно составляет 0.01-0.05λ
• Центр одного из проводников разрезан для подключения питания
• Центр другого проводника является точкой нулевого потенциала и может быть заземлен
• Материал проводников — обычно медные или алюминиевые трубки диаметром 10-20 мм
• Длина каждого проводника примерно равна половине длины волны с учетом коэффициента укорочения

Варианты конструкции петлевого вибратора

Существуют различные варианты конструкции петлевого вибратора Пистолькорса:

• Простой петлевой вибратор с двумя параллельными проводниками
• Двойной петлевой вибратор с тремя параллельными проводниками
• Вариации с различными диаметрами проводников для изменения входного сопротивления
• Плоские варианты петлевого вибратора для использования в печатных антеннах

Применение петлевого вибратора Пистолькорса в различных областях

Где используется петлевой вибратор Пистолькорса? Этот тип антенны нашел широкое применение в различных областях радиотехники:

• Телевизионные антенны для приема метровых волн
• Радиолюбительские антенны для КВ и УКВ диапазонов
• Базовые элементы для построения многоэлементных направленных антенн
• Антенны для мобильной связи
• Элементы фазированных антенных решеток
• Антенны для Wi-Fi и других беспроводных технологий

Расчет и настройка петлевого вибратора Пистолькорса

Как рассчитать и настроить петлевой вибратор Пистолькорса? Основные этапы расчета и настройки включают:

1. Определение рабочей частоты и соответствующей длины волны
2. Расчет длины проводников с учетом коэффициента укорочения (обычно 0.92-0.95)
3. Выбор расстояния между проводниками (обычно 0.01-0.05λ)
4. Расчет входного сопротивления и согласование с линией передачи
5. Изготовление антенны и проведение измерений
6. Точная настройка путем изменения длины проводников или расстояния между ними

Для точной настройки петлевого вибратора Пистолькорса используются анализаторы антенн или измерители КСВ. Настройка производится путем небольшого изменения длины проводников или расстояния между ними до достижения минимального КСВ на рабочей частоте.

Сравнение петлевого вибратора с другими типами антенн

Как петлевой вибратор Пистолькорса соотносится с другими типами антенн? Проведем сравнение:

Параметр	Петлевой вибратор	Обычный диполь	Антенна Уда-Яги
Входное сопротивление	300 Ом	75 Ом	50 Ом
Полоса пропускания	Широкая	Узкая	Средняя
Коэффициент усиления	2.15 дБи	2.15 дБи	6-20 дБи
Направленность	Двунаправленная	Двунаправленная	Однонаправленная
Сложность конструкции	Средняя	Простая	Сложная

Модификации и улучшения петлевого вибратора Пистолькорса

Какие существуют модификации и улучшения петлевого вибратора Пистолькорса? За годы использования этого типа антенны были разработаны различные модификации:

• Двойной петлевой вибратор с тремя проводниками для увеличения входного сопротивления
• Вариации с различными диаметрами проводников для точной настройки входного сопротивления
• Использование петлевого вибратора в качестве активного элемента в многоэлементных антеннах
• Применение петлевого вибратора в логопериодических антеннах для расширения рабочего диапазона частот
• Разработка планарных версий петлевого вибратора для использования в микрополосковых антеннах

Эти модификации позволяют адаптировать петлевой вибратор Пистолькорса для различных применений и улучшить его характеристики в зависимости от конкретных требований.

ПЕТЛЕВОЙ ВИБРАТОР Пистолькорса (шлейф-вибратор) кратко Устройства СВЧ…

Привет, Вы узнаете про петлевой вибратор, Разберем основные ее виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое петлевой вибратор, вибратор пистолькорса, шлейф-вибратор , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства СВЧ и антенны.

петлевой вибратор Пистолькорса — представляет собой систему из двух параллельных короткозамкнутых на концах проводников (или их системы), расположенных на небольшом относительно длины волны расстоянии друг от друга. Генератор включается в центре одного из проводников. При длине этих проводников λ/2, в центре другого образуется узел напряжения, что дает возможность заземлять полотно антенны на конструкцию мачты . Достоинством петлевого вибратора является более высокое входное сопротивление и возможность его регулировки путем соответствующего подбора радиуса проводников . Типичное входное сопротивление полуволнового вибратора Пистолькорса равно 300 Ом, что дает возможность использовать для его питания 300-Омную симметричную линию.

Простые полуволновые вибраторы (см. Симметричный полуволновый вибратор ) могут быть соединены в виде шлейфа, образуя петлевой вибратор (рис. 1-13). Диаграмма направленности петлевого вибратора почти ничем не отличается от диаграммы направленности простого вибратора. Петлевой или шлейф-вибратор был предложен А. А. Пистолькорсом в 1936 г

При параллельном соединении двух простых вибраторов общая индуктивность уменьшается в соответствии с формулой

а емкость суммируется. Отношение L/C, следовательно, у петлевого вибратора меньше, а полоса пропускания больше, чем у простого вибратора.

Для расчета сопротивления излучения полуволнового вибратора мы использовали формулу

При параллельном соединении двух одинаковых полуволновых вибраторов, образующих петлевой вибратор, антенный ток, протекая по двум ветвям, разделяется на две части.

Таким образом, при той же мощности излучения антенный ток петлевого вибратора равен половине антенного тока простого вибратора; сопротивление излучения петлевого вибратора принимает вид:

Таким образом, для простого вибратора получаем:

а для петлевого вибратора

Так как в обоих случаях излучаемая мощность одинакова, можно сделать вывод, что , т. е. сопротивление излучения петлевого вибратора в 4 раза больше сопротивления излучения простого вибратора и равно 240—280 ом.

Разновидностью простого петлевого вибратора является двойной петлевой вибратор (рис. 1-14).

В том случае, если диаметры всех проводников одинаковы, антенный ток в каждом вибраторе равен одной трети общего антенного тока. Входное сопротивление двойного петлевого вибратора при этом в 9 раз больше входного сопротивления простого вибратора (около 540—630

ом). Часто для изменения входного сопротивления на зажимах антенны выбирают различные диаметры вибраторов.

Если диаметр верхнего неразорванного вибратора d2 больше, чем диаметр d1 нижнего вибратора, то входное сопротивление увеличивается по сравнению с входным сопротивлением обыкновенного петлевого вибратора, и наоборот, если диаметр d1 больше, чем d2, то входное сопротивление уменьшается. Эта последняя возможность изменения входного сопротивления редко используется на практике, так как в целях согласования антенны с линией питания обычно необходимо увеличивать входное сопротивление.

Входное сопротивление петлевого вибратора при различных диаметрах (d2 > d1) приведено в виде графиков на рис. 1-15. Например, при d2/d1 = 3 и D

/d2 = 6 входное сопротивление равняется шестикратному входному сопротивлению полуволнового вибратора (360—420 ом). Таким же образом, выбирая диаметр центрального проводника равным или меньшим, чем диаметры верхнего и нижнего проводников, можно изменять входное сопротивление двойного петлевого вибратора. На рис. 1-16 изображена зависимость входного сопротивления двойного петлевого вибратора при различных соотношениях диаметров и расстояний между проводниками.

Антенна типа полуволновый симметричный вибратор обладает мало выраженной двухсторонней направленностью, что позволяет ориентировать антенну на корреспондента и тем самым несколько ослабить влияние посторонних помех на вход приемника. Существуют два симметричных вибратора: разрезной вибратор и петлевой вибратор пистолькорса . Последний обладает такой же диаграммой направленности, как и разрезной вибратор, но его входное сопротивление равно 300 Ом. Большое сопротивление облегчает согласование антенны с фидером при применении многоэлементных антенн, так как увеличение количества элементов в антенне понижает ее входное сопротивление.

К достоинствам антенн типа полуволновый вибратор Пистолькорса относятся простота конструкции, широкая рабочая полоса, низкая чувствительность к индустриальным помехам, возможность в небольших пределах изменять диаграмму направленности.

Такой тип антенны был предложен российским ученым Александром Пистолькорсом. Конструкция петлевого вибратора Пистолькорса представляет собой систему из двух параллельных линейных вибраторов, образующих петлю. Эти вибраторы располагаются на небольшом относительно длины волны расстоянии друг от друга и образуют замкнутую петлю. Один из ибраторов в центре имеет разрез, к которому подсоединяется фидер. Середина другого вибратора вибратора является точкой нулевого потенциала, что позволяет в этой точке крепить вибратор к металлической мачте без изоляции. Достоинством петлевого вибратора является более высокое входное сопротивление и возможность его регулировки путем соответствующего подбора радиуса проводников.

Типичное входное сопротивление полуволнового вибратора Пистолькорса равно 300 Ом, что дает возможность использовать для его питания 300-Омную симметричную линию.

• симметричный вибратор , диполь , дипольная антенна , поле излучения диполя герца ,
• определение коэффициента направленного действия , коэффициента усиления виды симметричных , несимметричных вибраторов методы согласования , методы симметрирования ,
• Апертурная антенна
• стационарная антенна
• КСВ,
• КНД,
• Поляризация волн

В общем, мой друг ты одолел чтение этой статьи об петлевой вибратор. Работы в переди у тебя будет много. Смело пишикоментарии, развивайся и счастье окажется в ваших руках. Надеюсь, что теперь ты понял что такое петлевой вибратор, вибратор пистолькорса, шлейф-вибратор и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Устройства СВЧ и антенны

ПРОСТЕЙШИЕ АНТЕННЫ

ПРОСТЕЙШИЕ АНТЕННЫ

ПРОСТЕЙШИЕ АНТЕННЫ

Простейшей телевизионной антенной, как уже было сказано, является разрезной полуволновый вибратор. Конструкция такой антенны показана на рис. 4. 1. Активная часть антенны — полуволновый вибратор — образована

Рис. 4. 1. Разрезной полуволновой вибратор

двумя металлическими трубками диаметром 15. .. 20 мм. Плечи вибратора четырьмя длинными шурупами (или винтами с гайками) через изоляционные втулки из пластмассы или с помощью обычных роликов крепятся на горизонтальной перекладине, установленной на вершине металлической или деревянной мачты. Перекладина обязательно должна быть изготовлена из изоляционного материала. Может быть использовано сухое дерево с покраской в несколько слоев масляной краской. Под головки шурупов или винтов подкладывают изоляционные шайбы, а отверстия в трубках вибратора делают диаметром, немного большим диаметра шурупов или винтов, чтобы они не касались трубок. Концы трубок нужно сплющить или вложить внутрь заглушки из дерева, чтобы предотвратить попадание влаги, а также свист, возникающий при сильном ветре. В принципе, трубки вибратора могут быть выполнены из любого металла, однако предпочтительнее медь или латунь, к которым легко припаять симметрирующее устройство.

Симметрирующее устройство, показанное на том же рисунке, выполняют в виде четвертьволнового симметрирующего шлейфа из того же кабеля, из которого выполнен фидер. Расстояние между фидером и шлейфом должно быть выдержано постоянным по всей длине шлейфа. Для этого можно использовать гетинаксовые распорки. Фидер и шлейф должны подходить к концам вибратора снизу. Ниже шлейфа фидер можно изгибать в нужную сторону и крепить к мачте любым способом, но в пределах шлейфа изгибы нежелательны. Если используется металлическая мачта, она не должна оказаться в пространстве между шлейфом и фидером.

Размеры антенны (В) и симметрирующего шлейфа (Ш) для любого из 12 метровых каналов сведены в табл. 4. 1. Размеры перекладины, расстояние между ней и вибратором, а также расстояние между втулками выбирают произвольно.

Таблица 4. Размеры антенны разрезной полуволновый вибратор

Как отмечалось ранее, коэффициент усиления разрезного полуволнового вибратора равен 0 дБ, диаграмма направленности имеет вид восьмерки в горизонтальной плоскости (т. е. вибратор одинаково принимает сигнал и спереди, и сзади) и форму окружности в вертикальной плоскости (т. е. вибратор одинаково принимает сигнал с любых углов места).

Антенна более простои конструкции — петлевой вибратор, называемый также шлейф-вибратор Пистолькорса, показана на рис. 4. 2. Оба плеча этого

Рис. 4. 2. Петлевой вибратор

вибратора выполнены в виде коротко замкнутых шлейфов с длиной каждого, приблизительно равной 1/4 длины волны. Середина верхней неразрезанной части вибратора является точкой нулевого потенциала, что позволяет в этой точке крепить вибратор к металлической мачте без изоляции.

Петлевой вибратор выполняют из тех же материалов, что и разрезной. Радиус закругления концов петлевого вибратора не имеет значения. В точках питания концы трубок можно расплющить. Коэффициент укорочения полуволнового петлевого вибратора значительно меньше зависит от диаметра трубки, чем коэффициент укорочения разрезного вибратора. Поэтому длина петлевого вибратора, выполненного из трубок диаметром 10… 20 мм, практически остается неизменной. Механическое соединение петлевого вибратора с мачтой можно выполнять любым способом: сваркой, заклепочным или винтовым соединением без изоляции.

Входное сопротивление петлевого вибратора составляет 292 Ома, но обычно приближенно его считают равным 300 Ом. Некоторые из первых отечественных телевизионных приемников имели симметричный антенный вход с входным сопротивлением также 300 Ом, и с такими телевизорами петлевой вибратор мог соединяться симметричным высокочастотным кабелем КАТВ с волновым сопротивлением 300 Ом. Для подключения к

петлевому вибратору 75-омного коаксиального кабеля необходимо симметрирующе-согласующее устройство в виде полуволновой петли, которое показано также на рис. 4. 2. Полуволновая петля уменьшает входное сопротивление антенны в 4 раза, ее выполняют из кабеля любой марки. Длина петлевого вибратора В и длина петли в развернутом. виде П для любого метрового канала приведены в табл. 4. 2.

Таблица 4. 2 Размеры антенны полуволновый петлевой вибратор

Если разрезной вибратор узкополосный и может принимать сигналы только того канала, на который рассчитана его длина, то петлевой вибратор имеет более широкую полосу пропускания. Поэтому он может удовлетворительно принимать сигналы по двум-трем каналам, соседним по частоте. При этом необходимо иметь в виду, что второй и третий, пятый и шестой каналы не являются соседними по частоте, между ними значительный частотный интервал, как видно из табл. 1. 1.

Вместо четвертьволнового короткозамкнутого шлейфа симметрирование полуволнового разрезного вибратора можно осуществить с помощью устройства на ферритовом кольце, которое показано на рис. 3. 5, а. Так же симметрирование и согласование с фидером петлевого вибратора можно выполнить без полуволновой петли с помощью такого же устройства на ферритовом кольце, но подключение этого устройства произвести согласно рис. 3. 5, 6. Такое симметрирование и согласование более компактно. Однако во втором случае сложнее герметизация, необходимая для наружной антенны во избежание попадания влаги. В то же время шлейф или петля в герметизации не нуждаются.

Обе рассмотренные антенны (полуволновые разрезной и петлевой вибраторы) ориентируются по направлению на передатчик так, чтобы они располагались в плоскости, перпендикулярной этому направлению. Однако ориентирование должно контролироваться по изображению на экране телевизора, которое должно иметь максимальную четкость по горизонтали и устойчивую синхронизацию, контрастность же картинки не обязательно должна получаться максимальной. Лучше всего ориентировать антенну при приеме телевизионной испытательной таблицы.