Hvað er öfug V-loftnet?
Öfug V-laga loftnet er hagnýt útgáfa af miðjufóðruðu tvípóla loftneti. Í stað þess að raða geislunarþáttunum tveimur í beina lárétta línu er fóðrunarpunkturinn hækkaður í hæstu stöðu á meðan loftnetsarmarnir tveir halla niður á við í átt að jörðu.
Séð frá hliðinni líkist uppbyggingin bókstafnum „V“ sem er á hvolfi og gefur loftnetinu nafn sitt. Þessi uppsetning minnkar lárétt uppsetningarrými og þarfnast venjulega aðeins eins miðlægs stuðningsmasturs, sem gerir það aðlaðandi fyrir HF samskipti, uppsetningu á vettvangi, útvarpseftirlit og uppsetningar þar sem pláss eða stuðningsvirki eru takmörkuð.
Þótt öfug V-loftnet séu almennt tengd 3–30 MHz HF bandinu, er rekstrartíðni þeirra ákvörðuð af rafmagnslengd frekar en einu föstu tíðnisviði. Sömu grunnrúmfræði er hægt að kvarða eða breyta fyrir önnur RF forrit.
Uppbygging og starfsháttur
Dæmigerð öfug V-laga loftnet samanstendur af tveimur leiðandi þáttum sem eru nokkurn veginn jafnlangir, tengdir við jafnvægistengdan fóðrunarpunkt á toppnum. Miðlægi fóðrunarpunkturinn er festur á mastur, turn, þakstuðning eða aðra óleiðandi mannvirki, en endar þáttanna tveggja eru lækkaðir og festir með einangrurum.
Loftnetið er almennt hannað sem tvípóll með ómsveiflu. RF-straumurinn er sterkastur nálægt fóðrunarpunktinum og minnkar smám saman í átt að opnum endum. Þessir tveir þættir bera strauma í gagnstæðri augnabliksstefnu og framleiða rafsegulsvið sem sameinast og mynda heildargeislunarmynstur loftnetsins.
Ólíkt ferðabylgjuloftneti styður hefðbundin öfug V-dípól með ómsveiflu dreifingu stöðubylgjustraums. Því er afköst þess mjög háð lengd frumefnisins, viðnámi fóðrunarpunkts, topphorni, þvermáli leiðara, uppsetningarhæð og hlutum í kring.
Topphorn og uppsetningargeómetría
Hornið milli loftnetsarmanna tveggja kallast topphorn eða innifalið horn. Algengar hagnýtar stillingar nota horn sem er um það bil 90° til 120°, þó að kjörgildið fari eftir fyrirhugaðri tíðni, viðnámi, tiltæku rými og æskilegu geislunarmynstri.
Að minnka topphornið styttir lárétta fótsporið, en það breytir einnig tengingunni milli loftnetsarmanna tveggja. Þegar armarnir færast nær hvor öðrum geta viðnám fóðrunarpunktsins og ómsveiflutíðnin breyst og hámarksstyrkurinn getur minnkað lítillega.
Venjulega ætti að setja toppinn eins hátt og eins fjarri leiðandi mannvirkjum í kring og mögulegt er. Það er engin algild regla sem segir að hann verði að vera undir fjórðungi bylgjulengdar. Þess í stað ætti að velja uppsetningarhæð í samræmi við nauðsynlegan hæðarhorn, útbreiðslumáta, tiltækan stuðning og jarðvegsaðstæður.
Vírendar ættu einnig að vera örugglega yfir jörðu og fjarri fólki, byggingum, rafmagnslínum og málmhlutum.
Tíðni og lengd frumefnis
Margar öfug V-loftnet eru hönnuð með heildarlengd leiðara sem er nálægt hálfri bylgjulengd við fyrirhugaða rekstrartíðni. Í reynd er lengdin oft aðlöguð lítillega vegna þess að þvermál leiðara, einangrun, uppsetningarhæð, topphorn og nærliggjandi efni hafa áhrif á ómsveiflutíðnina.
Áætluð bylgjulengd í frírými tengist tíðni með:
[\lambda = \frac{c}{f}]
hvar:
- (Δlambda) er bylgjulengdin;
- (c) er ljóshraðinn;
- (f) er rekstrartíðnin.
Þessi jafna gefur upphafsmat, en lokavíddir loftnetsins ættu venjulega að vera staðfestar með rafsegulfræðilegri hermun eða mælingum á afturkaststapi og VSWR.
Geislunarmynstur
Geislunarmynstur öfugs V-loftnets er tengt geislunarmynstri lárétts hálfbylgjutvípóls, en að beygja frumefnin niður á við breytir þrívíddardreifingu sviðsins.
Beinn láréttur tvípóll framleiðir almennt hámarksgeislun á breidd vírsins og djúpar núllpunkta við enda hans. Í öfugum V-laga stillingu hafa niðurhallandi armar tilhneigingu til að fylla sum þessara núllpunkta, sem skapar breiðari og oft jafnari asimútþekju.
Því ætti ekki sjálfkrafa að lýsa loftnetinu sem einstefnu. Lárétta mynstrið getur verið nokkurn veginn alhliða eða haldið miðlungs breiðhliðarstefnu, allt eftir horni toppsins, hæð yfir jörðu, jarðvegseiginleikum og rekstrartíðni.
Uppsetningarhæð hefur einnig mikil áhrif á hæðarmynstur. Tiltölulega lágt HF öfugt V getur valdið sterkri útgeislun með háum hornum, sem getur verið gagnlegt fyrir fjarskipti með nærri lóðréttri innkomu himinbylgju. Hærri uppsetning getur stutt við lægri flugtakshorn sem henta betur fyrir fjarskipti yfir lengri vegalengdir.
Pólun
Samhverf öfug V-loftnet er almennt talið að mestu leyti lárétt skautað vegna þess að láréttir straumþættirnir frá tveimur hallandi þáttum styrkja hvor annan.
Hins vegar valda hallandi armar einnig lóðréttum sviðsþáttum. Framlag þeirra fer eftir horni toppsins, stefnu loftnetsins, uppsetningarhæð, endurspeglun frá jörðu og umhverfinu í kring. Þess vegna er raunveruleg skautun í raunverulegri uppsetningu hugsanlega ekki fullkomlega lárétt í allar áttir.
Fóðrun og viðnámssamsvörun
Þar sem öfug V-tengið er jafnvægisloftnet er æskilegt að tengja það við jafnvægislínu eða nota viðeigandi balun þegar það er tengt við ójafnvægða koaxsnúru.
Balun hjálpar til við að draga úr sameiginlegum straumi á straumgjafarlínunni. Án réttrar straumstýringar getur koaxstrengurinn orðið hluti af geislunarkerfinu og breytt loftnetsviðnámi, geislunarmynstri, skautun og hávaða.
Inntaksimpedansinn hefur áhrif á:
- Topphorn
- Lengd og þvermál frumefnis
- Hæð yfir jörðu
- Jarðleiðni
- Nálægar mannvirki
- Fyrirkomulag fóðurlínu
- Rekstrartíðni
Eftir uppsetningu ættu verkfræðingar að mæla afturvirkt tap eða VSWR og snyrta frumefnin eða aðlaga samsvarandi net ef nauðsyn krefur.
Kostir öfugs V-loftnets
Öfug V-laga uppsetning býður upp á nokkra hagnýta kosti:
- Þarfnast aðeins eins hás miðstuðnings
- Tekur minna lárétt pláss en bein tvípól
- Einföld og tiltölulega ódýr smíði
- Hentar fyrir flytjanlegar og fastar uppsetningar
- Veitir breiða azimútþekju
- Hægt að hanna fyrir einbands- eða fjölbandsrekstur
- Gagnlegt fyrir HF samskipti og NVIS forrit
Hönnunartakmarkanir
Loftnetið hefur einnig nokkrar takmarkanir:
- Viðnám fóðrunarpunkts breytist með topphorni
- Ávinningurinn getur verið örlítið minni en hjá vel uppsettum láréttum tvípóli.
- Afköst eru háð uppsetningarhæð og jarðvegsaðstæðum
- Lágir vírendar geta skapað áhyggjur af öryggi og tapi
- Nálæg málmbygging getur raskað geislunarmynstri
- Ómunarútgáfur hafa almennt takmarkaðan rekstrarbandvídd
- Óviðeigandi leiðsla fóðurlína getur valdið algengri geislun.
Dæmigert forrit
Öfug V-loftnet eru almennt notuð í:
- HF-útvarpssamskipti
- Sendi- og móttökukerfi fyrir stuttbylgjur
- Áhugamannaútvarpsstöðvar
- Neyðar- og vettvangssamskipti
- Nálægt lóðréttum innfallsbylgjukerfum
- Útvarpseftirlit og tíðnisviðsathugun
- Flytjanlegar fjarskiptastöðvar
- Loftnetsfræðsla, hermun og mælingatilraunir
Verkfræðileg þýðing
Öfug V-loftnet sýnir hvernig tiltölulega lítil breyting á loftnetslögun getur haft áhrif á impedans, skautun, mögnun og geislunarþekju.
Að skilja þessi tengsl er gagnlegt ekki aðeins fyrir hönnun vír-loftnets, heldur einnig fyrir þróun og mat á breiðbandsloftnetum, hornloftnetum, loftnetsfylkjum, ratsjárkerfum og RF-mælipöllum.
RF MISObýður upp á lausnir fyrir loftnet og örbylgjuíhluti fyrir RF prófanir, samskipti, ratsjár, loftnetsmælingar og kerfissamþættingu. Skýr skilningur á grunnatriðum loftnetsfræðinnar hjálpar verkfræðingum að velja viðeigandi vörur og meta rétt tíðnisvið, mögnun, skautun, geislabreidd, VSWR og afköst geislunarmynsturs.
Til að læra meira um loftnet, vinsamlegast farðu á:
Birtingartími: 17. júlí 2026
