Los radioaficionados hoy en día a menudo usan dipolos trampa simétricos para 160-80-40 metros. Las antenas de este tipo tienen solo una ventaja: sus patrones de radiación coinciden en diferentes rangos. Las desventajas de este tipo de antenas incluyen una complejidad de fabricación bastante grande, mayor peso, gran resistencia al viento, una banda estrecha en los rangos más bajos y no los indicadores de ROE más sobresalientes.
Además, existen antenas multibanda que resultan bastante interesantes para los radioaficionados: dipolos asimétricos. Su principal desventaja es que normalmente, en el rango de frecuencia más bajo, el máximo del patrón de radiación se desvía 90 grados con respecto al máximo en otros rangos. Esto suele ser un inconveniente y estas antenas se descartan.
Al combinar estos 2 tipos de antenas, logré crear un híbrido bastante interesante: dipolo de trampa asimétrico... Tiene patrones de radiación similares a los de los dipolos trampa convencionales, pero su producción requiere la mitad de circuitos, lo que significa que todas las desventajas se reducen significativamente. trampas de antenas.
En la Figura 1 se muestra un esquema de antena para 160, 80 y 40 metros. Las dimensiones son para una altura de suspensión de 15 metros, entre paréntesis para una altura de 30 metros.
Vale la pena detenerse con más detalle en el principio de funcionamiento de esta antena. El lado izquierdo de la antena opera en el rango de 40 metros, hasta el lazo sintonizado a 7.05 MHz. En este rango, la antena es un dipolo desequilibrado con una relación de aspecto de 1: 2. En el rango de 80 metros, se conecta un trozo de cable ubicado entre las escaleras, también se obtiene un dipolo con una relación de aspecto cercana a 1: 2, pero el cable más a la izquierda ya se convierte en el brazo más pequeño del dipolo. En el rango de 160 metros, toda la red de la antena funciona, la relación de aspecto del dipolo ya es significativamente diferente de la relación en rangos más altos, pero en este rango la antena se acorta ligeramente debido a las inductancias de las escaleras, además, está a una altura relativamente baja, todo esto reduce algo su impedancia de entrada. Como resultado, los mínimos de VSWR en rangos no superiores a 1,25.
La impedancia de entrada de la antena en todos los rangos es cercana a 110 ohmios, por lo que la antena puede ser alimentada fácilmente por un cable coaxial de cincuenta ohmios usando un transformador en 2 tubos de ferrita con una relación de transformación de 1: 2.56, el devanado primario (el que está conectado a la antena) debe contener 5 (2 2,5) vueltas y la secundaria 3 vueltas. Si es necesario, estos tubos se arrancan fácilmente de los cables de extensión VGA chinos, lo que no será un problema de encontrar.
En este tipo de antenas, en ningún caso se deben utilizar autotransformadores, descritos con suficiente detalle y que se encuentran a menudo en la literatura, ya que no proporcionarán corrientes de corte en el lado exterior del cable coaxial. Esto, a su vez, provocará interferencias con los equipos domésticos y, lo que es más desagradable, interferencias con los televisores de los vecinos. También es útil para este tipo de antenas instalar otro estrangulador de barrera a cierta distancia de la antena, digamos, en la entrada del alimentador al edificio.
También es necesario que la carga estática se drene de la antena para instalar una resistencia con una resistencia superior a 100 kΩ (su resistencia exacta no es importante) entre la funda del cable y la lona de la antena, es mejor hacerlo desde el punto medio. del devanado primario del transformador. La funda del cable debe conectarse a tierra en la parte inferior.
Las trampas son más fáciles de hacer con cable coaxial, el programa trap-rus ayudará en sus cálculos, recomendaría usar RK-75-4-12, un cable flexible y económico que le permite suministrar más de un kilovatio de energía al antena. No utilice cables con dieléctrico de espuma. Dmitry, RV9CX tiene fotos de tales escaleras, no solo necesitas desoldar la escalera de acuerdo con su esquema. Creo que todo el mundo sabe cómo instalar escaleras.
Si va a hacer esta antena a partir de un campañol no tejido, debe tener en cuenta un factor de acortamiento de aproximadamente el 2,8%.
Figura 2 - patrones direccionales.
La Figura 2 muestra los patrones de radiación de la antena para una altura de suspensión de 30 metros (edificio de 9 pisos). Una leve distorsión del patrón de antena es causada por la asimetría de la antena junto con un bloqueo incompleto de la corriente por escaleras, no hay nada terrible en esto, los objetos cercanos afectan más el patrón ...
La sintonización de la antena tampoco debería causar ninguna dificultad, en el rango de 40 metros se ajusta por cambio proporcional en las longitudes de los 2 lienzos izquierdos (hasta la escalera a 7 MHz). En el rango de 80 metros, se ajusta por la longitud del lienzo que se encuentra entre las rampas, y en el rango de 160 metros, se ajusta por la longitud del lienzo del extremo derecho (en relación con la Figura 1).
La figura 3 es una antena de doble banda.
De manera similar, puede crear antenas de 2 bandas, por ejemplo, la Figura 3 muestra un dipolo para 160 y 80 metros con una trampa. Las dimensiones están indicadas para una altura de suspensión de 15 metros (edificio de 5 pisos), la antena puede ser alimentada por un cable coaxial con una impedancia característica de 50 y 75 ohmios. Dado que la antena es asimétrica, no se olvide de bloquear la corriente en el exterior de la trenza, unas pocas vueltas del cable en el punto de alimentación del anillo de ferrita o, digamos, el núcleo del transformador de línea del televisor será suficiente. Lo único que, con una altura de suspensión superior, puede ser necesario aumentar la impedancia de entrada de la antena, y la adaptación de la antena deberá realizarse por analogía con la antena anterior.
Roman Sergeev (RA9QCE).
Antenas de radioaficionados
Antenas para un alcance de 160 m
"¡Dime qué hay en tu techo y te diré quién eres!"
Y de hecho: qué tipo de antena seleccionó la onda corta, cómo la sintonizó y coordinó, determina, por regla general, la "eficiencia" general de la estación de radio, su "alcance".
Las mayores dificultades para los radioaficionados son la creación de sistemas de antenas para las bandas de HF de baja frecuencia, y especialmente para el rango de 160 M. De hecho, para que la antena funcione de manera eficaz, la longitud de su parte radiante debe ser comparable a la longitud de onda. Para un alcance de 160 m, esto significa que el emisor debe tener una longitud de al menos 30 ... 40 m. Y debe retirarse del "suelo", en particular del techo metálico del edificio, aproximadamente a la misma distancia.
Por lo general, no es posible cumplir completamente con estos requisitos, por lo que los radioaficionados se ven obligados a buscar soluciones de compromiso, por ejemplo, para reducir deliberadamente la eficiencia del sistema de antena, si solo su instalación es realista en las condiciones específicas de la casa donde el vidas de onda corta.
Para el rango de 160 m, antenas simétricas como un dipolo de media onda o varias modificaciones de marcos con un perímetro de longitud de onda ( "Cuadrado", "Delta Loop" ). En la práctica, tales antenas se pueden instalar solo entre casas y, en este caso, la altura promedio de su suspensión debe ser de al menos 20 ... 30 m. Efectiva para comunicaciones de larga distancia.
Longitud l (en mm) de la parte radiante del dipolo de media onda (Figura 1) calculado por la fórmula:
l = 142,5 / f.
f es la frecuencia resonante (operativa) de la antena en MHz. Si se supone que funciona tanto por teléfono como por telégrafo, entonces la frecuencia de resonancia de la antena debe elegirse cerca de la mitad del rango (por ejemplo, 1,9 MHz). Si el trabajo se llevará a cabo principalmente con un solo tipo de radiación, entonces es recomendable elegirlo cerca de la mitad de la sección correspondiente de la banda de aficionados.
Figura 1. Dipolo de media onda de antena balanceada
Cabe señalar que en la práctica, la longitud del emisor puede diferir significativamente de la calculada debido a la influencia de los objetos circundantes. Por eso, al hacer una antena, se debe tomar la longitud inicial del radiador con un cierto margen, y luego, durante el proceso de sintonización, se debe especificar.
La impedancia de entrada del dipolo es de aproximadamente 75 ohmios, por lo que se debe utilizar un cable coaxial con una impedancia característica de 75 ohmios para alimentarlo. Sin embargo, aquí se puede utilizar un cable de 50 ohmios. En primer lugar, es muy probable que la impedancia de entrada del dipolo a alturas reales de la suspensión sea inferior a 75 Ohm, y en segundo lugar, un desajuste tan leve entre la antena y el alimentador (VSWR hasta 2) prácticamente no afecta su eficiencia .
El emisor en sí está hecho de un cable de cobre con un diámetro de 2 ... 3 mm. Para excluir una rotura del cable coaxial en el punto de su conexión al emisor, el cable 5 debe estar unido rígidamente (por ejemplo, con abrazaderas en forma de U) al aislante en forma de T 4, que está hecho de PCB con un espesor de al menos 3 mm. La parte del aislante, que trabaja en tensión, está reforzada con una barra de textolita 6 con unas dimensiones de 15x25x100 mm. La trenza y el núcleo central del cable coaxial están soldados a los brazos 2 y 3 del radiador.
Sintonice la antena basándose en las medidas de ROE en la banda de frecuencia. A partir de estas mediciones, se encuentra la frecuencia de resonancia de la antena, es decir la frecuencia a la que la ROE es mínima. Si es menor (más) que el dado, entonces el dipolo se acorta (alarga). La cantidad en la que es necesario acortar o alargar cada uno de los brazos del dipolo viene determinada por la fórmula:
Aquí f2 es la frecuencia a la que debe sintonizarse la antena, y l` y f1 son, respectivamente, la longitud inicial del dipolo y su frecuencia de resonancia.
En condiciones reales, los brazos del dipolo se pueden colocar en un cierto ángulo, algo menos de 180 grados, e incluso doblar cada uno de los brazos. (Figura 2).
Figura 2. Antena dipolo de media onda con hombros curvados
En este caso, la impedancia de entrada de la antena se reduce algo, por lo que es recomendable conectar dichas antenas con un cable coaxial de 50 Ohm. El diagrama direccional también cambiará, que para un dipolo clásico parece una "figura de ocho". Sintonizar esta antena es un poco más difícil, ya que la influencia de los objetos a su alrededor suele ser más fuerte. Para no "saltar" la frecuencia de resonancia, los brazos del dipolo deben acortarse aquí gradualmente, paso a paso. Esta opción para instalar el dipolo es, por supuesto, un compromiso, pero permite, con una ligera disminución en la eficiencia de la antena, "atarla" a condiciones locales específicas.
La longitud de la parte radiante del dipolo se puede reducir casi a la mitad introduciendo una bobina de "extensión" en cada uno de sus brazos. (Fig. 3).
Fig. 3. Antena dipolo de media onda con bobinas de extensión
Para no reducir significativamente la eficiencia de la antena, las bobinas de "extensión" deben tener bajas pérdidas intrínsecas, es decir, factor de calidad alto (alrededor de 150). Además, deben protegerse de forma fiable de la humedad atmosférica.
Esta antena está alimentada por un cable coaxial de 50 ohmios. Cuando se indique en Fig. 3 las dimensiones de la parte radiante, las bobinas L1 y L2 deben tener una inductancia de aproximadamente 70 μH. Se pueden hacer en marcos con un diámetro de 40 mm y una longitud de 80 mm, en los que se enrollan 65 vueltas de cable PEV-2 con un diámetro de 1,2 mm (bobinado ordinario, vuelta a vuelta). Si el radioaficionado tiene otros marcos a su disposición, entonces el número requerido de vueltas se puede estimar mediante la fórmula:
Aquí L es la inductancia de la bobina en μH; D y l - diámetro y longitud de la bobina en cm; n es el número de vueltas. Dado que el devanado es ordinario, entonces l = nd, donde d es el diámetro del cable de la bobina en cm. La frecuencia de resonancia requerida de la antena se establece eligiendo la longitud de los segmentos exteriores (14 metros) de cada brazo.
Un dipolo acortado se puede instalar fácilmente en el techo de un edificio, modificándolo en una antena del tipo "V invertida" (ella se muestra en Fig. 3 ). Para instalar una antena de este tipo, solo se requiere un mástil con una altura de aproximadamente 15 m Los brazos del dipolo realizan simultáneamente las funciones de dos (de los cuatro requeridos) para sujetar el mástil. Como ya se señaló, a tal altura de suspensión, el dipolo emite principalmente en grandes ángulos con el horizonte. Sin embargo, incluso teniendo en cuenta esta desventaja, la antena IV acortada descrita puede ser más eficaz que las antenas de un solo extremo, que se comentarán a continuación.
La desventaja de todas las antenas de un solo extremo (estas incluyen una variedad de antenas de tipo "cable" "Cable largo" , así como emisores verticales del tipo "Plano terrestre" ) es la necesidad de tener una buena "tierra", es decir puesta a tierra (en el sentido de ingeniería de radio de la palabra). Es casi imposible implementar una buena conexión a tierra en las ciudades, por lo que un radioaficionado, si decide (o se ve obligado por las circunstancias) a instalar una antena con una fuente de alimentación desequilibrada, debe cuidar buenos contrapesos.
La impedancia de entrada de la mayoría de las antenas de un solo extremo se encuentra en el rango de 10 ... 30 ohmios, y para las antenas acortadas puede ser de unos pocos ohmios o incluso una fracción de ohmios. Mientras tanto, la resistencia a la pérdida para un sistema común de tres contrapesos en un ángulo de 120 grados entre sí es de aproximadamente 30 ohmios. Por lo tanto, cuando se utilizan contrapesos, se desperdicia más de la mitad de la potencia entregada por el transmisor. Para que una antena asimétrica funcione eficazmente, el número de contrapesos debe ser de 10 ... 12, y no es necesario que todos tengan un cuarto de longitud de onda. (Figura 4a).
Figura 4a. Colocación de contrapesos en círculo.
El hecho es que el valor más alto de la densidad de corriente de HF está directamente en la base de la antena, es aquí donde debe tener la sección transversal total más grande de los conductores de contrapeso. Si los contrapesos no se pueden instalar en círculo (lo que suele ser el caso), deben colocarse como se muestra en Figura 4b.
Figura 4b. La colocación del contrapeso es desigual
Sobre el figura 5 Hay dos variantes de la antena en forma de L para el alcance de 160 m.La alimentación se suministra a ambas antenas mediante un cable coaxial con una impedancia característica de 50 ohmios. La relación entre las longitudes de los segmentos A y B se puede elegir arbitrariamente, solo es importante que su longitud total sea de 38 m para la opción ay 43 m para la opción b.
Figura 5a. Antena en forma de L con una impedancia de entrada de 10 ohmios
Antena encendida figura 5a
con una longitud de segmento de A = 10 m, tiene una impedancia de entrada de aproximadamente 10 ohmios. La bobina L1 tiene una inductancia de 13 μH. Está hecho sobre un marco con un diámetro de 50 mm y contiene 20 vueltas de alambre de cobre desnudo con un diámetro de 0,8 ... 1,0 mm. Longitud de bobinado 50 mm. Con una potencia de transmisión de hasta 10 W, un banco de condensadores de un receptor de radiodifusión de tubos se puede utilizar como condensador C. La antena se sintoniza primero con un condensador C, logrando una resonancia constante en la frecuencia de operación (establecida en la carga máxima de la antena del transmisor). Después de eso, seleccione la posición de la toma en la bobina L1 en la ROE mínima.
Antena mostrada en figura 5b
, tiene un componente activo de la resistencia de entrada de aproximadamente 50 Ohm, si la longitud del segmento A = 10 m.
Figura 5b. Antena en forma de L con impedancia de entrada de 50 ohmios
Al instalar esta antena, primero compense con un condensador C el componente reactivo de la resistencia de entrada (tiene un carácter inductivo), y luego seleccione la longitud de la antena para minimizar la ROE, ajustando cada vez el condensador C. Debido a la gran impedancia de entrada, esta antena funciona de manera más eficiente que la que se muestra en figura 5a , pero este último es más fácil de configurar, ya que no requiere una selección cuidadosa de la longitud total de la antena.
En un caso particular, cualquiera de estas dos antenas puede comenzar directamente en el transmisor y pasar a través del marco de una ventana hasta la casa más cercana o algún árbol. En estas condiciones, es prácticamente imposible crear un sistema ramificado de contrapesos, por lo que la carcasa del transmisor debe conectarse con conductores cortos a las tuberías de suministro de agua, tuberías de calefacción y a los accesorios del balcón (si la casa está hecha de hormigón armado). Además, dicho sistema de "puesta a tierra" debería complementarse con al menos un contrapeso de la longitud máxima posible (pero no menos de 5 m). Este contrapeso se puede estirar en el exterior del balcón o en la pared de la casa. Está conectado al cuerpo del transmisor a través de una bobina. (figura 6) , cuya inductancia debe establecerse experimentalmente mediante el valor mínimo de la tensión de RF en la carcasa del transmisor (el valor inicial de la inductancia es 200 μH).
Figura 6. Conexión de contrapeso
Este voltaje se puede registrar con el voltímetro de alta frecuencia más simple. (figura 7) , que se conecta al cuerpo con un solo terminal.
Figura 7. Medición de voltaje de RF en la carcasa del transmisor
Si el radioaficionado tiene la capacidad de hacer un buen sistema de contrapeso, entonces, para comunicaciones de larga distancia, es mejor instalar una antena de tipo GP acortada, pero vertical. Se pueden obtener resultados bastante decentes con antenas de hasta 15 m de altura.
Una de las opciones para una antena de este tipo se muestra en figura 8. Consiste en un radiador vertical (mástil) de 12 m de largo, aislado del suelo en la base. El emisor es un tubo de metal. Tiene una llamada carga capacitiva superior, que está formada por cuatro alambres de 15 m de longitud, el ángulo entre estos alambres (juegan el papel de cables de sujeción al mismo tiempo) y la tubería debe ser de 90 grados. La alimentación se suministra a la antena mediante un cable coaxial con una impedancia característica de 50 ohmios. Con una pequeña longitud del alimentador, es recomendable no instalar ningún elemento coincidente en la base de la antena (en este caso, no es necesario sellarlos), sino trabajar con una onda estacionaria en el cable. En este caso, es imperativo que el transmisor tenga una unidad de adaptación de antena separada en la estación de radio, ya que las posibilidades de adaptación en su circuito de salida (generalmente un filtro P) pueden no ser suficientes.
Figura 8. Antena vertical tipo GP
Antena mostrada en figura 9 , tiene una altura total de unos 13,5 m, el acortamiento en el mismo se consigue gracias a la inclusión de la bobina "acortamiento" L1, similar a como se hacía en el dipolo acortado, que se describió anteriormente. Esta bobina debe tener una inductancia de aproximadamente 160 μH. Está enrollado con un hilo de cobre desnudo de 70 mm de diámetro. Tiene 90 vueltas. La longitud del devanado es de 220 mm y la longitud total del inserto en la tubería es de 300 mm. La inductancia de la bobina correspondiente L2 es de aproximadamente 10 μH (20 vueltas del mismo cable enrollado en un marco con un diámetro de 40 mm, longitud de enrollamiento de 50 mm).
Figura 9. Antena con bobina de "acortamiento"
Esta antena se sintoniza a la frecuencia de funcionamiento mediante un indicador de resonancia heterodina (eligiendo la longitud de la sección superior de la antena y, si no es suficiente, eligiendo el número de vueltas de la bobina L1). Luego, de acuerdo con la ROE mínima, se selecciona la posición del grifo en la bobina L2. Como todos los demás radiadores acortados, esta antena es de banda estrecha, debe sintonizarse en la parte del rango donde se trabaja con mayor frecuencia.
Dadas las dificultades asociadas a la instalación de antenas, solo se puede soñar con antenas transmisoras direccionales para las bandas de LF, y especialmente para la banda de 160 m. Pero para la recepción, estas antenas son relativamente fáciles de implementar. Suelen ser cuadros, que constan de uno o más giros. Las antenas de bucle tienen dos mínimos distintos cuando reciben una señal, dirigida perpendicular a su plano. La supresión de señales de estas direcciones puede alcanzar unos 30 dB (¡cinco puntos en la escala S!). Esto permite "eliminar" las interferencias: señales de otra estación de aficionados, armónicos de una estación de radio de transmisión de onda media, etc.
Una posible realización de una antena de cuadro se muestra en figura 10.
Figura 10. Antena de bucle
Consta de tres vueltas (en forma de cuadrado con un lado de 1,5 m), que forman el marco real, y una vuelta de comunicación. El diámetro y la marca del cable no son críticos, en particular, un cable de instalación normal servirá. El marco se coloca en un escudo electrostático, abierto en la parte superior. La pantalla puede estar hecha de una trenza de cable coaxial y, en general, el marco se puede fijar en un travesaño de madera. El marco está sintonizado a la frecuencia de funcionamiento mediante el condensador C, que debe protegerse de forma fiable de la humedad atmosférica. El marco se conecta al receptor mediante un cable coaxial con una impedancia característica de 50 Ohm.
"Radio Yearbook" 1983
Comentarios sobre el artículo:
| Añadido por: Sergey | |
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| Fecha: 2012-07-23 |
| Añadido por: Sergey |
| Fecha: 2012-01-07 |
