A rádióamatőrök manapság gyakran használnak 160-80-40 méteres szimmetrikus csapdadipólusokat. Az ilyen típusú antennáknak csak egy előnyük van - sugárzási mintájuk különböző tartományokban egybeesik. Az ilyen típusú antennák hátrányai közé tartozik a meglehetősen nagy gyártási összetettség, a megnövekedett súly, a nagy szélerő, az alsó tartományok szűk sávja és nem a legkiemelkedőbb SWR mutatók.
Ezenkívül vannak többsávos antennák, amelyek nagyon érdekesek a rádióamatőrök számára - aszimmetrikus dipólusok. Legfőbb hátrányuk, hogy általában a legalacsonyabb frekvenciatartományban a sugárzási minta maximuma 90 fokkal eltérül a többi tartomány maximumához képest. Ez gyakran kényelmetlen, és az ilyen antennákat eldobják.
Ennek a 2 típusú antennának a kombinálásával sikerült egy meglehetősen érdekes hibridet létrehoznom - aszimmetrikus csapda dipólus... A hagyományos csapdadipólusokhoz hasonló sugárzási mintázattal rendelkezik, de előállítása feleannyi áramkört igényel, ami azt jelenti, hogy minden hátránya jelentősen csökken. csapdaantennák.
A 160, 80 és 40 méteres antennavázlat az 1. ábrán látható. A méretek 15 méteres felfüggesztési magasságra vonatkoznak, zárójelben 30 méteres magasságra.
Érdemes részletesebben foglalkozni az antenna működési elvével. Az antenna bal oldala 40 méteres tartományban működik, egészen a 7,05 MHz-re hangolt hurokig. Ebben a tartományban az antenna egy kiegyensúlyozatlan dipólus, amelynek képaránya 1:2. 80 méteres tartományban a létrák között elhelyezkedő drótdarabot csatlakoztatják hozzá, egy 1:2-hez közeli oldalarányú dipólust is kapunk, de a bal szélső vezeték már a dipólus kisebb karja lesz. 160 méteres tartományban a teljes antennaháló működik, a dipólus oldalaránya már jelentősen eltér a magasabb tartományok arányától, de ebben a tartományban a létrák induktivitásai miatt kissé lerövidül az antenna, sőt viszonylag alacsony magasságban van, mindez némileg csökkenti a bemeneti impedanciáját. Ennek eredményeként a VSWR minimum értéke 1,25-nél nem magasabb tartományban.
Az antenna bemeneti impedanciája minden tartományban megközelíti a 110 Ohm-ot, így az antenna könnyen táplálható ötven ohmos koaxiális kábellel, 2 ferrit csövön lévő transzformátor segítségével, 1:2,56 transzformációs arányú, primer tekercs (az, amelyik csatlakoztatva van az antennához) 5 (2 2,5) fordulatot, a másodlagosnak pedig 3 fordulatot kell tartalmaznia. Ha kell, ezeket a csöveket könnyedén ki lehet tépni a kínai VGA hosszabbítóból, amit nem okoz majd gond megtalálni.
Az ilyen típusú antennákban semmi esetre sem szabad kellően részletesen leírt és a szakirodalomban gyakran előforduló autotranszformátorokat használni, amelyek nem biztosítanak leválasztó áramot a koaxiális kábel külső oldalán. Ez viszont interferenciát okoz a háztartási berendezésekben, és ami a legkellemetlenebb - a szomszédok tévéivel való interferenciát. Az ilyen típusú antennáknál az is hasznos, ha az antennától bizonyos távolságra egy másik sorompófojtót szerelnek fel, mondjuk a feeder épületbe vezető bejáratánál.
Az is szükséges, hogy az antennából a statikus töltés lemerüljön, hogy a kábelköpeny és az antenna vászon közé 100 kΩ-nál nagyobb ellenállású ellenállást kell beépíteni (pontos ellenállása nem fontos), ezt célszerű a felezőpontból tenni a transzformátor primer tekercsének. A kábelköpenyt alul földelni kell.
A csapdákat a legegyszerűbb koaxiális kábelből készíteni, számításaikban a trap-rus program segít, javaslom az RK-75-4-12, egy rugalmas és olcsó kábel használatát, amely lehetővé teszi, hogy több mint egy kilowatt teljesítményt biztosítson a antenna. Ne használjon habosított dielektrikumú kábeleket. Dmitry, az RV9CX-nek vannak ilyen létrák fényképei, nem csak az ő séma szerint kell kiforrasztania a létrát. Szerintem mindenki tudja, hogyan kell létrát felállítani.
Ha ezt az antennát nem szőtt pocokból készíti, akkor körülbelül 2,8%-os rövidítési tényezővel kell számolni.
2. ábra - iránymintázatok.
A 2. ábra az antenna sugárzási mintázatait mutatja 30 méteres felfüggesztési magassághoz (9 emeletes épület). Az antenna mintázatának enyhe torzulását okozza az antenna aszimmetriája és az áram létrák általi hiányos blokkolása, nincs semmi szörnyű ebben a közeli tárgyak jobban befolyásolják a mintát ...
Az antenna hangolása sem okozhat nehézséget, 40 méteres tartományban a 2 bal oldali vászon hosszának arányos változásával állítják be (7 MHz-en a létráig). 80 méteres tartományban a rámpák között fekvő vászon hosszával, 160 méteres tartományban pedig a jobb szélső vászon hosszával állítja (az 1. ábrához viszonyítva).
A 3. ábra egy kétsávos antenna.
Hasonlóképpen készíthet 2 sávos antennákat, például a 3. ábra egy csapdával 160 és 80 méteres dipólust mutat. A méretek 15 méteres felfüggesztési magasságra (5 emeletes épület) vannak megadva, az antenna 50 és 75 ohm karakterisztikus impedanciájú koaxiális kábellel táplálható. Mivel az antenna kiegyensúlyozatlan, ne felejtse el blokkolni az áramot a zsinór külső oldalán, a kábel néhány fordulata a ferritgyűrű táppontjánál, vagy mondjuk a TV vonali transzformátorának magja elég. Az egyetlen dolog, hogy magasabb felfüggesztési magasság esetén szükség lehet az antenna bemeneti impedanciájának növelésére, és az antenna illesztését az előző antennával analóg módon kell elvégezni.
Roman Szergejev (RA9QCE).
Amatőr rádióantennák
Antennák 160 m hatótávolságig
– Mondd el, mi van a tetőn, és megmondom, ki vagy!
És valóban: milyen antennát választott a rövidhullámú, hogyan hangolta és koordinálta, általában meghatározza a rádióállomás általános „hatékonyságát”, „hatótávolságát”.
A rádióamatőrök számára a legnagyobb nehézséget a kisfrekvenciás HF sávok, és különösen a 160 m-es tartomány antennarendszereinek kialakítása jelenti. 160 m-es hatótávolság esetén ez azt jelenti, hogy az adónak legalább 30 ... 40 m hosszúnak kell lennie. És el kell távolítani a „földről”, különösen az épület fémtetőjéről, kb. ugyanaz a távolság.
Ezeket a követelményeket általában nem lehet maradéktalanul teljesíteni, ezért a rádióamatőrök kénytelenek kompromisszumos megoldásokat keresni, például az antennarendszer hatékonyságának szándékos csökkentését, ha csak annak a háznak az adott körülményei között reális a beépítése, ahol rövidhullámú életek.
A 160 m-es tartományhoz szimmetrikus antennák, például félhullámú dipólus vagy a keretek különféle módosításai hullámhossz kerülettel ( "négyzet", "delta hurok" ). A gyakorlatban az ilyen antennákat csak házak közé lehet felszerelni, és ebben az esetben a felfüggesztésük átlagos magassága legalább 20 ... 30 m legyen, ami hatékony távolsági kommunikáció esetén.
A félhullám-dipólus sugárzó részének l hossza (mm-ben). (1. ábra) képlettel számolva:
l = 142,5/f.
f az antenna rezonancia (működési) frekvenciája MHz-ben. Ha telefonon és távírón is működik, akkor az antenna rezonanciafrekvenciáját a tartomány közepéhez közel kell megválasztani (például 1,9 MHz). Ha a munkát elsősorban csak egyfajta sugárzással végzik, akkor azt célszerű az amatőr sáv megfelelő szakaszának közepéhez közel választani.
1. ábra. Kiegyensúlyozott antenna félhullámú dipólus
Meg kell jegyezni, hogy a gyakorlatban az emitter hossza jelentősen eltérhet a számítotttól a környező tárgyak hatása miatt. Éppen ezért az antenna készítésénél a radiátor kezdeti hosszát bizonyos margóval kell venni, majd a hangolás során meg kell adni.
A dipólus bemeneti impedanciája kb. 75 ohm, ezért tápellátásához 75 ohm karakterisztikus impedanciájú koaxiális kábelt kell használni. Itt azonban 50 ohmos kábel használható. Először is, nagyon valószínű, hogy a dipólus bemeneti impedanciája a felfüggesztés valós magasságain 75 Ohm alatt lesz, másrészt az antenna és az adagoló közötti ilyen enyhe eltérés (VSWR 2-ig) gyakorlatilag nem befolyásolja a hatékonyságát. .
Maga az emitter 2 ... 3 mm átmérőjű rézkábelből készül. Annak érdekében, hogy a koaxiális kábel ne szakadjon meg az emitterhez való csatlakozási pontján, az 5 kábelt mereven rögzíteni kell (például U-alakú bilincsekkel) a T-alakú 4 szigetelőhöz, amely PCB-ből készül. legalább 3 mm vastagságú. A szigetelő feszültségben működő része 15x25x100 mm méretű textolit rúddal van megerősítve 6. A zsinór és a koaxiális kábel központi magja a radiátor 2. és 3. karjára van forrasztva.
Hangolja be az antennát az SWR mérések alapján a frekvenciasávban. Ezekből a mérésekből kiderül az antenna rezonanciafrekvenciája, azaz. az a frekvencia, amelynél az SWR minimális. Ha kisebb (több) a megadottnál, akkor a dipólus rövidül (meghosszabbodik). A dipólus egyes karjainak lerövidítéséhez vagy meghosszabbításához szükséges mennyiséget a következő képlet határozza meg:
Itt f2 az a frekvencia, amelyre az antennát be kell hangolni, l` és f1 pedig rendre a dipólus kezdeti hossza és rezonanciafrekvenciája.
Valós körülmények között a dipólus karjai egy bizonyos szögbe állíthatók, valamivel kevesebb, mint 180 fokkal, és akár meg is hajlíthatják az egyes karokat (2. ábra).
2. ábra. Félhullámú dipólus antenna ívelt vállú
Ebben az esetben az antenna bemeneti impedanciája valamelyest csökken, ezért célszerű az ilyen antennákat 50 ohmos koaxiális kábellel csatlakoztatni. Az iránydiagram is megváltozik, ami egy klasszikus dipólusnál úgy néz ki, mint egy „nyolcas ábra”. Ennek az antennának a hangolása egy kicsit nehezebb, mivel a körülötte lévő tárgyak általában erősebbek. A rezonanciafrekvencia "kihagyása" érdekében a dipólus karjait itt fokozatosan, lépésről lépésre le kell rövidíteni. A dipólus beépítésének ez a lehetősége természetesen kompromisszum, de lehetővé teszi, hogy az antenna hatékonyságának enyhe csökkenésével "köthető" az adott helyi viszonyokhoz.
A dipólus sugárzó részének hossza majdnem felére csökkenthető, ha mindkét karjába egy "hosszabbító" tekercset vezetünk (3. ábra).
3. ábra. Félhullámú dipólus antenna hosszabbítótekerccsel
Annak érdekében, hogy az antenna hatékonysága ne csökkenjen jelentősen, a "hosszabbító" tekercseknek alacsony belső veszteséggel kell rendelkezniük, pl. magas (kb. 150) minőségi tényező. Ezenkívül megbízhatóan védeni kell őket a légköri nedvességtől.
Ezt az antennát 50 ohmos koaxiális kábel táplálja. Amikor fel van tüntetve 3. ábra a sugárzó rész méreteit, az L1 és L2 tekercsek induktivitása kb. 70 μH legyen. 40 mm átmérőjű és 80 mm hosszú keretekre készülhetnek, amelyekre 65 menet 1,2 mm átmérőjű PEV-2 huzal van feltekerve (közönséges tekercselés, tekercselés). Ha a rádióamatőr más keretekkel rendelkezik, akkor a szükséges fordulatok számát a következő képlettel lehet megbecsülni:
Itt L a tekercs induktivitása μH-ban; D és l - a tekercs átmérője és hossza cm-ben; n a fordulatok száma. Mivel a tekercs közönséges, akkor l = nd, ahol d a tekercs vezetékének átmérője cm-ben Az antenna szükséges rezonanciafrekvenciája az egyes karok külső (14 méteres) szegmenseinek hosszának megválasztásával állítható be.
Egy rövidített dipólus egyszerűen felszerelhető egy épület tetejére, átalakítva egy ilyen típusú antennává. "Fordított V" (meg van mutatva 3. ábra ). Egy ilyen antenna felszereléséhez csak egy kb. 15 m magas árboc szükséges.A dipólus karjai egyidejűleg két (a szükséges négyből) fickó funkcióit látják el az árboc rögzítéséhez. Mint már említettük, ilyen felfüggesztési magasság mellett a dipólus főleg nagy szögben bocsát ki a horizontot. Azonban még ezt a hátrányt figyelembe véve is a leírt rövidített IV antenna hatékonyabb lehet, mint az egyvégű antennák, amelyekről az alábbiakban lesz szó.
Az összes egyvégű antenna hátránya (ezek magukban foglalják a különféle "huzal" típusú antennákat "Hosszú vezeték" , valamint a típusú függőleges sugárzók "földi repülőgép" ) a jó "föld" igénye, azaz. földelés (a szó rádiótechnikai értelmében). A városokban jó földelést szinte lehetetlen megvalósítani, ezért a rádióamatőrnek, ha úgy dönt (vagy a körülmények kényszerítik), hogy aszimmetrikus tápellátású antennát szerel fel, gondoskodnia kell a jó ellensúlyokról.
A legtöbb egyvégű antenna bemeneti impedanciája a 10 ... 30 Ohm tartományba esik, rövidített antennáknál pedig néhány ohm vagy akár az Ohm töredéke is lehet. Eközben a veszteségállóság három, egymással 120 fokos szöget bezáró ellensúlyból álló közös rendszer esetén körülbelül 30 ohm. Így ellensúlyok használatakor a távadó által leadott teljesítmény több mint fele kárba megy. Az aszimmetrikus antenna hatékony működéséhez az ellensúlyok számának 10 ... 12-nek kell lennie, és egyáltalán nem szükséges, hogy mindegyik negyed hullámhosszú legyen. (4a. ábra).
4a ábra. Ellensúlyok elhelyezése körben
Az a tény, hogy a HF áramsűrűség legmagasabb értéke közvetlenül az antenna alján van, itt kell a legnagyobb keresztmetszettel rendelkeznie az ellensúlyos vezetőknek. Ha az ellensúlyokat nem lehet körbe szerelni (ez általában így van), akkor a képen látható módon kell elhelyezni őket 4b. ábra.
4b. Az ellensúly elhelyezése egyenetlen
A 5. ábra Az L alakú antennának két változata létezik a 160 m-es hatótávolságra Mindkét antenna tápellátása 50 ohmos karakterisztikus impedanciájú koaxiális kábellel történik. Az A és B szakaszok hosszának aránya tetszőlegesen megválasztható, csak az a fontos, hogy a teljes hossza 38 m legyen a lehetőségnél és 43 m b opciónál.
5a. L alakú antenna 10 ohm bemeneti impedanciával
Antenna bekapcsolva 5a ábra
A = 10 m szegmenshosszúságnál körülbelül 10 ohm bemeneti impedanciája van. Az L1 tekercs induktivitása 13 μH. 50 mm átmérőjű keretre készül és 20 menetnyi 0,8 ... 1,0 mm átmérőjű csupasz rézhuzalt tartalmaz. Tekercselés hossza 50 mm. 10 W-ig terjedő adóteljesítménnyel egy csöves műsorszóró vevőegység kondenzátortelepe használható C kondenzátorként. Az antennát először egy C kondenzátorral hangolják, állandó rezonanciát érve el a működési frekvencián (az adóantenna maximális terhelésére beállítva). Ezután válassza ki a csap helyzetét az L1 tekercsen a minimális SWR-nél.
Az antenna látható 5b. ábra
, a bemeneti ellenállás aktív összetevője körülbelül 50 Ohm, ha az A szakasz hossza = 10 m.
5b. ábra. L alakú antenna 50 ohmos bemeneti impedanciával
Ennek az antennának a beállításakor először egy C kondenzátorral kompenzálja a bemeneti ellenállás reaktív komponensét (induktív karakterű), majd válassza ki az antenna hosszát az SWR minimalizálása érdekében, minden alkalommal állítsa be a C kondenzátort. bemeneti impedancia, ez az antenna hatékonyabban működik, mint a képen látható 5a ábra , de ez utóbbit könnyebb beállítani, mivel nem szükséges az antenna teljes hosszának gondos megválasztása.
Egy adott esetben a két antenna bármelyike közvetlenül az adótól indulhat, és egy ablakkereten keresztül juthat el a legközelebbi házhoz vagy valamilyen fához. Ilyen körülmények között gyakorlatilag lehetetlen elágazó ellensúlyrendszer kialakítása, ezért a távadó házát rövid vezetékekkel kell összekötni a vízellátó vezetékekkel, a fűtési csövekkel és az erkély szerelvényeivel (ha a ház vasbeton). Ezenkívül egy ilyen "földelő" rendszert legalább egy, a lehető legnagyobb hosszúságú (de legalább 5 m-es) ellensúllyal kell kiegészíteni. Ez az ellensúly az erkély külső oldalán vagy a ház fala mentén feszíthető. Tekercsen keresztül csatlakozik az adótesthez (6. ábra) , melynek induktivitását kísérletileg a távadó házán lévő RF feszültség minimális értékével kell megállapítani (az induktivitás kezdeti értéke 200 μH).
6. ábra. Ellensúly csatlakozás
Ez a feszültség a legegyszerűbb HF voltmérővel rögzíthető. (7. ábra) , amely csak egy kivezetéssel kapcsolódik a testhez.
7. ábra. RF feszültség mérése a távadó házán
Ha a rádióamatőr képes jó ellensúlyozó rendszert készíteni, akkor a távolsági kommunikációhoz még mindig jobb egy rövidített, de függőleges, GP típusú antennát beépíteni. Egészen tisztességes eredményeket lehet elérni akár 15 m magas antennákkal.
Az egyik ilyen antenna opció a képen látható 8. ábra. Ez egy 12 m hosszú függőleges radiátorból (árbocból) áll, amely az alapnál el van választva a talajtól. Az emitter egy fémcső. Van egy ún. felső kapacitív terhelése, amelyet négy 15 m hosszú vezeték alkot, amelyek között a vezetékek (egyszerre töltik be a vezetőhuzal szerepét) és a cső közötti szögnek 90 fokosnak kell lennie. Az antennát 50 ohm karakterisztikus impedanciájú koaxiális kábellel látják el. Az adagoló kis hosszánál célszerű nem az antenna tövébe illeszkedő elemeket szerelni (ilyenkor nem kell tömíteni), hanem állóhullámmal dolgozni a kábelben. Ebben az esetben feltétlenül szükséges, hogy az adó külön antennaillesztő egységgel rendelkezzen a rádióállomáson, mivel a kimeneti áramkörén (általában P-szűrő) nem biztos, hogy elegendő az illesztési lehetőség.
8. ábra. GP típusú függőleges antenna
Az antenna látható 9. ábra , teljes magassága kb. 13,5 m. A rövidülést az L1 "rövidítő" tekercs beépítése okozza, hasonlóan ahhoz, ahogyan a rövidített dipólusnál történt, amit korábban leírtunk. Ennek a tekercsnek körülbelül 160 μH induktivitásának kell lennie. 70 mm átmérőjű csupasz rézhuzallal van feltekercselve. 90 fordulattal rendelkezik. A tekercs hossza 220 mm, a csőbe épített betét teljes hossza 300 mm. Az illesztő tekercs L2 induktivitása körülbelül 10 μH (20 menet ugyanaz a huzal 40 mm átmérőjű keretre tekerve, tekercselés hossza 50 mm).
9. ábra. Antenna "rövidítő" tekercssel
Ezt az antennát egy heterodin rezonancia jelzővel (az antenna felső szakaszának hosszának megválasztásával, és ha ez nem elegendő, az L1 tekercs menetszámának kiválasztásával) a működési frekvenciára hangolják. Ezután a minimális SWR-nek megfelelően kiválasztásra kerül a csap helyzete az L2 tekercsen. Mint minden más rövidített radiátor, ez az antenna is keskeny sávú, ezért a tartomány azon részére kell hangolni, ahol a leggyakrabban munkát végeznek.
Az antennaszereléssel járó nehézségek mellett csak álmodni lehet irányadó antennákról a mélysávokra, és főleg a 160 m-es sávra. De a vételhez az ilyen antennákat viszonylag könnyű megvalósítani. Általában keretek, amelyek egy vagy több fordulatból állnak. A hurokantennáknak két külön minimuma van a jel vételekor, a síkjára merőlegesen. Az ezekből az irányokból érkező jelek elnyomása elérheti a körülbelül 30 dB-t (az S skála öt pontja!). Ez lehetővé teszi az interferencia "eltávolítását": egy másik amatőr állomás jeleit, egy középhullámú rádióállomás felharmonikusait stb.
A hurokantenna egy lehetséges kiviteli alakja látható 10. ábra.
10. ábra. Keretantenna
Három kanyarból (1,5 m-es oldalú négyzet formájában), amelyek a tényleges keretet alkotják, és egy kommunikációs fordulatból áll. A vezeték átmérője és márkája nem kritikus, különösen egy közönséges szerelőhuzal megteszi. A keret elektrosztatikus pajzsba van helyezve, felül nyitott. A képernyő készülhet koaxiális kábelfonatból, és általában a keret egy fa keresztdarabra rögzíthető. A keretet a C kondenzátor hangolja a működési frekvenciára, amelyet megbízhatóan védeni kell a légköri nedvességtől. A keret 50 Ohm karakterisztikus impedanciájú koaxiális kábellel csatlakozik a vevőhöz.
"Rádió Évkönyve" 1983
Megjegyzések a cikkhez:
| Hozzáadta: Szergej | |
|
|
| Időpont: 2012-07-23 |
| Hozzáadta: Szergej |
| Időpont: 2012-01-07 |
