如果有的话,是什么使屏蔽环形天线在抑制本地噪声方面如此出色?

电器工程 天线 高频 火腿电台
2022-01-19 14:44:45

在业余无线电操作员中,有一种民间智慧,如果您在 HF 上有很多噪声,例如在城市位置,那么使用屏蔽磁环天线进行接收对于抑制噪声非常有用。以下是此类天线的示例:

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完整描述

这个主题有很多变化,但共同点似乎是:

  1. 一个小循环
  2. 该环路周围的某种屏蔽(通常由同轴电缆构成)
  3. (通常)馈电点对面的屏蔽中断

这里的想法是制作一个接收 B 场而不是 E 场的天线,基于天线位于主要是静电噪声源(如电弧电机刷)的近场中的理论吗?这个天线与 B 场探头有什么不同吗?是否有其他 B 场探头设计可以更有效地作为用于抑制局部噪声的接收天线?

此外,是什么让屏蔽环形天线更特别?我找不到太多关于它的非轶事信息。是否有某种机制可以证明这种额外的复杂性是合理的,还是只是民间传说?

1个回答

首先,什么不能让这个天线比其他天线更好?

屏蔽在通过磁场时不会阻挡电场。对于交流磁场,这是不可能的

这种天线或任何电气小回路在非常近场中确实具有低场阻抗,这意味着磁场与电场的比率会很高。这与短偶极子相反,后者正好相反。但距离更远,但仍处于近场,环形天线的场阻抗实际上高于短偶极子的场阻抗。在远场,它们是相同的。因此,与其他偶极子相比,环路拾取的某些近场噪声源可能更少,但很难预测。变化最有可能是由于运气而不是其他任何原因。

使小型环形天线通常在嘈杂环境中有用的原因在于,辐射方向图中有两个非常深的零点,每个都垂直于环路平面。然后可以非常有效地消除噪声源。

屏蔽不会直接改变小环形天线的方向图。如果拿一根导体,将其弯曲成一个带有小间隙的环,然后测量间隙中的信号,就会产生这种具有深零点的理想模式。问题是这在实践中真的很难做到。馈线,除非完全对称,否则会使天线不平衡。然后,馈线就像一个垂直天线,辐射方向图是理想小环路和垂直天线的组合。你没有得到深空值。

在实践中很难保证对称性。同轴电缆不是一种选择,因为它不是对称的。地面和附近的物体会扰乱平衡。

将天线包裹在“屏蔽”中是一个巧妙的技巧,可以使构建平衡天线更加实用。屏蔽实际上不是屏蔽——它是天线。屏蔽层中的间隙是馈电点。在环路中循环的电流是我们感兴趣的信号,这些电流会在间隙处产生电压差。至此,我们有了理想的小型环形天线,但我们没有任何东西连接到馈电点,所以它没有用处。

通过在该屏蔽内的环路中运行导体,间隙处的电压差可以在该导体中感应出电流。但是我们需要电线以某种方式退出。我们可能希望它们从屏蔽层(即同轴电缆)内退出,否则我们还没有解决任何问题,因为靠近馈线的任何东西都会进一步使其不平衡。盾牌唯一可以退出的地方是间隙的对面,因为任何其他点都会不平衡。结果如下:

屏蔽环形天线

这是来自不再受版权保护的传输线、天线和波导。

现在间隙是馈电点,屏蔽是天线,天线(屏蔽)相对于地是对称的。我们的馈线也是屏蔽的,我们有一个坚固、平衡的天线,可以在实际环境中提供接近理想的小环路模式。