Полуволновой диполь. Расчет параметров антенны на микрокалькуляторе МК-52 (МК-61).

Теория расчёта диполя изложена в статье "Полуволновой диполь. Расчет параметров антенны." Там же есть ссылки на файл Microsoft Excel для расчёта параметров антенны. 

Однако я не смог отказать себе в удовольствии реализовать программу расчёта на недавно приобретенном для моей коллекции девайсу из 90-х: на советском программируемом микрокалькуляторе МК-52 (МК-61). 

Программируемый микрокалькулятор МК-52.

Программируемый микрокалькулятор МК-61.

Данная реализация носит чисто спортивный интерес и не претендует на оптимальное решение, однако является корректной в математическом плане и может быть использована для расчёта параметров антенны наравне с современными методами расчёта. 

Программу будем разрабатывать на микрокалькуляторе МК-52. Он позволит сохранить программу в ППЗУ, что бы позже использовать её повторно. Для МК-61 программу после выключения машинки придётся вводить заново.

Итак задача. Разработать программу для советского программируемого микрокалькулятора МК-52 (МК-61) по расчету параметров диполя для приема FM радиостанций. 

Исходные данные:
- резонансная частота антенны: 98 МГц (середина FM диапазона 88-108 МГц). 
- диаметр проводника (трубки) вибратора: 7 мм.
- расстояние между вибраторами: 20 мм.

Подготовим калькулятор для последующей записи программы в ППЗУ. Если используется микрокалькулятор МК-61 или сохранять программу не планируется, этот шаг можно пропустить.

Переключатель "С/З/СЧ" переведем в положение "С" (стирание), введем на клавиатуре: 1000056 A↑ ↑↓. Эта команда очистит ППЗУ с адреса 0000 в размере 56 байт (по размеру программы, кратной 7). 

Для записи программы для расчета диполя в память калькулятора введем команды:

Нажимаем кнопки
Комментарий
В/О F ПРГ
Переходим в режим программирования с адреса 00
XП1
Введенную резонансную частоту поместим в регистр 1
299.79245
Скорость света …
В↑­
… в регистр Y
ПX1
Восстановим частоту из регистра 1 …
¸
… и разделим скорость света на частоту
С/П
Останов для вывода результата и ввода диметра вибратора в мм
XП2
Диаметр вибратора в сохраним в регистре 2
¸
Делим дину волны на диаметр вибратора
1000
…
×
и умножаем на 1000
С/П
Останов для ввода коэффициента укорочения
В↑­
Коэффициент в регистр Y
149.89622
Скорость света деленная на 2
×
Перемножим
ПХ1
Резонансную частоту из памяти …
¸
… и разделим на резонансную частоту
XП4
Сохраним результат - длину диполя
C/П
Останов для вывода результата
В↑­
Введенное расстояние между вибраторами в мм…
1000
… переведем в …
¸
… метры
XП3
Полученный результат сохраним в регистре 3
ПХ4
Восстановим длину диполя …
В↑­
… и …
ПX3
… отнимем от ее …
-
… расстояние между вибраторами
2
Полученное значение …
¸
… разделим на 2
С/П
Результат на экран
F АВТ
Выход из режима программирования.

Теперь выполним тестовый расчет с заранее известным результатом. Он необходим для проверки правильности введенной программы. Если результаты расчёта совпадет с приведенными ниже - программа введена верно, если получен отрицательный результат - программу нужно проверить по шагам и исправить ошибки, но проще переписать ее заново.

Нажимаем кнопки
Комментарий
В/О
Сброс счетчика адресов в 00 для последующего запуска
98
Вводим резонансную частоту диполя в МГц
С/П
Запуск программы
3,0591066
На экране длина волны лямбда в м
7
Вводим диаметр d вибратора в мм
С/П
Запуск программы
437.01522
На экране отношение диаметра вибратора к длине волны для выбора коэффициента укорочения из графика
0.95
Вводим коэффициент укорочения
С/П
Запуск программы
1,4530756
На экране длина диполя L в м
20
Вводим расстояние между вибраторами s в мм
С/П
Запуск программы
7,165378*10-1
(0,7165378)
На экране длина одного вибратора Lв в м

Как можно убедиться, результат расчета полностью совпадает с расчетом, выполненным в Microsoft Excel. 
Конструкция и основные габариты диполя.

Для записи программы в ППЗУ переключатель "С/З/СЧ" необходимо перевести в положение "З" (запись) и ввести на клавиатуре: 1000056 A↑ ↑↓. Эта команда сохранит введенную программу в ППЗУ и ее можно будет считать и использовать повторно.

Для загрузки программы из ППЗУ переключатель "С/З/СЧ" необходимо перевести в положение "СЧ" (считывание) и ввести на клавиатуре: 1000056 A↑ ↑↓. Программа будет загружена из ППЗУ в область программ.

Пример программирования и расчета параметров диполя на советском программируемом микрокалькуляторе MK-52 (МК-61).


Микрокалькулятор "Электроника МК-52". Расчет диполя. Программирование.

На всякий сохраню инструкции для калькуляторов.




Еще: , ,

Полуволновой диполь. Расчет параметров антенны.

Дипольная антенна — это простейший вид антенны, который состоит из двух вибраторов (проводов, металлических трубок), расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Несмотря на простоту, данный вид антенн является достаточно эффективным устройством. 

Основной недостаток таких антенн - это увеличение габаритного размера для обеспечения резонанса на низких частотах. Например для приема коротких волн радиолюбительского диапазона 3 МГц оптимальная длина антенны будет составлять около 47 метров. Кроме того, диполь является направленной антенной, а это значит, что в зависимости от её ориентации в пространстве будут обеспечиваться максимально благоприятные условия для приема (передачи).

Тем не менее, например, для приема радиовещательного диапазона диполи могут представлять определённый интерес.

Конструкция и основные габариты диполя.

Диполь от старого телевизионного приемника.
Диполь от старого телевизионного приемника.

Как правило, в радиолюбительской практике расчёт антенны сводится к получению ее габаритных параметров при заданной частоте резонанса.

Например для расчета оптимального диполя для приема радиовещательных станций, необходимы следующие исходные данные: частота, на которой будет работать антенна (F=98 МГц - середина FM диапазона 88-108 МГц) и диаметр проводника вибратора (d=7 мм).

Длина волны: 

лямбда=c/F
=299792458/98/1000000=3,059 м

, где c=299792458 м/с скорость света в вакууме, 1000000 коэффициент пересчета МГц в Гц.

В зависимости от отношения диаметра проводника вибратора к длине волны (лямбда/d) по рисунку ниже (линия "а"), выбираем коэффициент укорочения Kу=0,95: 

лямбда/d=3,059/7*1000=437,015


Рассчитываем общую длину диполя:
 
L=Ky*c/2/F/1000000
=0,95*299792458/2/98/1000000=1,453075689 м

С учётом расстояния между вибраторами s=20 мм (расстояние между вибраторами допускается увеличивать до 3d мм при сохранении общей длины диполя) длина одного вибратора будет равна:

Lв=(L-s/1000)/2
=(1,453075689-20/1000)/2=0,716537845 м

, где 1000 коэффициент для пересчета мм в м.

Результат расчета:
- Общая дина диполя: L=1,45 м
- Длина вибратора: Lв=0,716 м = 71,6 см
- Расстояние между вибраторами: s=20 мм

При изготовлении реальной конструкции антенны, вибраторы делаем чуть длиннее расчетных для того что бы в дальнейшем, при тонкой настройке по месту установки была возможность укоротить лучи, для достижения оптимальных характеристик.

Для подключения к приёмнику используем высокочастотный коаксиальный кабель с волновым сопротивление 50 Ом. Для согласования с приёмником (передатчиком) в месте подключения кабеля к антенне применяем LC адаптер или трансформатор (балун). Делается это для того, что бы исключить эффект влияния кабеля, подключенного к вибратору, который, по сути, будет являться продолжением антенны и вносить искажения в её характеристики.



Еще:

Подборка интересного софта

Годный софт собственной разработки для Android устройств. Приглашаю ознакомиться.

Приходы и расходы - программа предназначена для учета расходов и доходов по CMC уведомлениям. Один раз, объяснив программе, как были потрачены деньги, дальнейший учет будет выполняться в автоматическом режиме. Классифицируйте ваши траты, для того что бы понять, на что тратятся Ваши сбережения.

Скачать Приходы и расходы с Google Play


IPTV, Video, Поиск - программа для доступа к мультимедиа контенту (IPTV, видео, любимым интернет-страницам) на Android устройствах: телефонах, планшетах, Android TV. Компактная, быстрая интуитивно понятная. Идеально подходит для использования на Smart Box приставках, т.к. собранные в одном приложении возможности обеспечат максимально простой доступ к развлекательному контенту.

Скачать IPTV, Video, Поиск с Google Play


PING & WOL - программа для проверки сетевого соединения (PING), удаленного включения компьютера по технологии Wake-on-LAN, и выключения ПК по протоколу SSH (выключение только для компьютеров на операционной системе Linux).

Скачать PING & WOL с Google Play


Лабиринт - программа построения и прохождения "идеального" лабиринта. По научному это звучит как "генерация и решение лабиринта с помощью метода поиска в глубину по графу". С практической точки зрения в данной реализации программа бесполезна, но познавательна с точки зрения программирования, алгоритмизации и эстетического наслаждения.

Скачать Лабиринт с Google Play


Клад: в поисках легенды - собери все сокровища, доберись до выхода живым! Разрушай стены и заманивай хранителей гробниц в их же ловушки! 40 хардкорных уровней для истинных ценителей жанра. В игре присутствует возможность настройки управления и выбора уровня сложности. Аркадная головоломка по мотивам ретро игры "Rise Out" (1983 г.).

Скачать Клад: в поисках легенды с Google Play


КВ эфир (коротковолновый эфир) - программа для идентификации (поиска) коротковолновых станций по частоте, времени эфира и языку вещания. Использует базы данных из открытых источников HFCC - International Broadcasting Delivery, EiBi Kurzwellen-Hörfahrplan, Numbers & Oddities, Bi Newsletter for DXers (AOKI).

Скачать КВ эфир (коротковолновый эфир) с Google Play


Еще: ,
Подписаться на: Сообщения (Atom)