Radioamatorii din zilele noastre folosesc adesea dipoli capcane simetrici pentru 160-80-40 de metri. Antenele de acest tip au un singur avantaj - modelele lor de radiație coincid la diferite domenii. Dezavantajele acestui tip de antene includ o complexitate destul de mare de fabricație, greutate crescută, vânt mare, o bandă îngustă în intervalele inferioare și nu cei mai remarcabili indicatori SWR.
În plus, există antene cu mai multe benzi care sunt destul de interesante pentru radioamatorii - dipoli asimetrici. Principalul lor dezavantaj este că, de obicei, la cel mai mic interval de frecvență, maximul diagramei de radiație este deviat cu 90 de grade față de maximele din alte intervale. Acest lucru este adesea incomod și astfel de antene sunt aruncate.
Combinând aceste 2 tipuri de antene, am reușit să creez un hibrid destul de interesant - dipol capcană asimetric... Are modele de radiație similare cu cele ale dipolilor capcană convenționali, cu toate acestea, fabricarea sa necesită jumătate din numărul de circuite, ceea ce înseamnă că toate dezavantajele sunt reduse semnificativ. antene capcană.
Schița antenei pentru 160, 80 și 40 de metri este prezentată în Figura 1. Dimensiunile sunt pentru o înălțime de suspensie de 15 metri, între paranteze pentru o înălțime de 30 de metri.
Merită să ne oprim mai în detaliu asupra principiului de funcționare al acestei antene. Partea stângă a antenei operează pe o rază de 40 de metri, până la bucla reglată la 7,05 MHz. În acest interval, antena este un dipol dezechilibrat cu un raport de aspect de 1: 2. În intervalul de 80 de metri, o bucată de sârmă situată între scări este conectată la acesta, se obține și un dipol cu un raport de aspect apropiat de 1: 2, dar firul din stânga devine deja brațul mai mic al dipolului. În intervalul de 160 de metri, întreaga bandă de antenă funcționează, raportul de aspect al dipolului este deja semnificativ diferit de raportul la intervale mai mari, dar în acest interval antena este ușor scurtată din cauza inductanțelor scărilor, în plus, este este la o înălțime relativ mică, toate acestea reduc oarecum impedanța de intrare. Ca rezultat, minimele VSWR în intervale nu mai mari de 1,25.
Impedanța de intrare a antenei pe toate gamele este aproape de 110 ohmi, astfel încât antena poate fi alimentată cu ușurință printr-un cablu coaxial de 50 ohmi folosind un transformator pe 2 tuburi de ferită cu un raport de transformare de 1: 2,56, înfășurarea primară (la unul conectat la antenă) ar trebui să conțină 5 (2 2,5) spire, iar cel secundar 3 spire. Dacă este necesar, aceste tuburi se smulg cu ușurință din prelungitoare VGA chinezești, ceea ce nu va fi o problemă de găsit.
În acest tip de antene, în niciun caz nu trebuie utilizate autotransformatoare, descrise suficient de detaliat și des întâlnite în literatură; acestea nu vor asigura curenți de întrerupere pe partea exterioară a cablului coaxial. Acest lucru, la rândul său, va provoca interferențe cu echipamentele de uz casnic și ceea ce este cel mai neplăcut - interferența cu televizoarele vecinilor. De asemenea, este util pentru acest tip de antene să instalați un alt șoc de barieră la o anumită distanță de antenă, să zicem, la intrarea alimentatorului în clădire.
De asemenea, este necesar ca sarcina statică să se scurgă din antenă pentru a instala un rezistor cu o rezistență mai mare de 100 kΩ (rezistența sa exactă nu este importantă) între manta cablului și pânza antenei, este mai bine să faceți acest lucru de la mijloc. a înfăşurării primare a transformatorului. Învelișul cablului trebuie să fie împământat în partea de jos.
Capcanele sunt cel mai ușor de realizat din cablu coaxial, programul trap-rus va ajuta la calculele lor, aș recomanda utilizarea RK-75-4-12, un cablu flexibil și ieftin care vă permite să furnizați mai mult de un kilowatt de putere către antenă. Nu utilizați cabluri cu dielectric spumat. Dmitry, RV9CX are fotografii cu astfel de scări, nu trebuie doar să dezlipiți scara conform schemei sale. Cred că toată lumea știe să monteze scări.
Dacă aveți de gând să faceți această antenă dintr-un vol nețesut, atunci trebuie luat în considerare un factor de scurtare de aproximativ 2,8%.
Figura 2 - modele direcționale.
Figura 2 prezintă modelele de radiație ale antenei pentru o înălțime de suspensie de 30 de metri (cladire cu 9 etaje.) O ușoară distorsiune a modelului antenei este cauzată de asimetria antenei cuplată cu blocarea incompletă a curentului de către scări, nu este nimic teribil. în acest sens, obiectele din apropiere afectează mai mult BP...
De asemenea, reglarea antenei nu ar trebui să provoace dificultăți, în intervalul de 40 de metri se reglează prin modificarea proporțională a lungimii celor 2 pânze din stânga (până la scara la 7 MHz). În intervalul de 80 de metri, este reglat de lungimea pânzei aflate între scări, iar în intervalul de 160 de metri, este ajustat de lungimea pânzei extreme din dreapta (față de Figura 1).
Figura 3 este o antenă cu bandă duală.
În mod similar, puteți crea antene cu 2 benzi, de exemplu, Figura 3 arată un dipol pentru 160 și 80 de metri cu o capcană. Dimensiunile sunt indicate pentru o înălțime de suspensie de 15 metri (cladire cu 5 etaje), antena putând fi alimentată de un cablu coaxial cu o impedanță caracteristică atât de 50 cât și de 75 ohmi. Deoarece antena este asimetrică, nu uitați de blocarea curentului pe exteriorul împletiturii, câteva spire ale cablului la punctul de alimentare de pe inelul de ferită sau, să zicem, miezul de la transformatorul de linie al televizorului va fi suficient. Singurul lucru, cu o înălțime mai mare a suspensiei, poate fi necesară creșterea impedanței de intrare a antenei, iar potrivirea antenei va trebui făcută prin analogie cu antena anterioară.
Roman Sergeev (RA9QCE).
Antene radio amatori
Antene pentru o rază de acțiune de 160 m
„Spune-mi ce ai pe acoperișul tău și îți voi spune cine ești!”
Și într-adevăr: ce fel de antenă a selectat undea scurtă, cum a reglat-o și a coordonat-o, determină, de regulă, „eficiența” generală a postului de radio, „raza sa”.
Cele mai mari dificultăți pentru radioamatorii sunt crearea de sisteme de antene pentru benzile HF de joasă frecvență, și mai ales pentru gama de 160 m. Într-adevăr, pentru ca antena să funcționeze eficient, lungimea părții sale radiante trebuie să fie comparabilă cu lungimea de undă. Pentru o rază de acțiune de 160 m, aceasta înseamnă că emițătorul trebuie să aibă o lungime de cel puțin 30 ... 40 m. Și ar trebui să fie îndepărtat de la „sol”, în special de pe acoperișul metalic al clădirii, la aproximativ aceeasi distanta.
De obicei, nu este posibil să se îndeplinească pe deplin aceste cerințe, prin urmare radioamatorii sunt nevoiți să caute soluții de compromis, de exemplu, pentru a reduce în mod deliberat eficiența sistemului de antenă, dacă doar instalarea acestuia este realistă în condițiile specifice ale casei în care se află. vieți cu unde scurte.
Pentru intervalul de 160 m, antene simetrice, cum ar fi un dipol cu jumătate de undă sau diverse modificări ale cadrelor cu un perimetru de lungime de undă ( „Pătrat”, „Bucla Delta” ). În practică, astfel de antene pot fi instalate numai între case, iar în acest caz, înălțimea medie a suspensiei lor ar trebui să fie de cel puțin 20 ... 30 m. eficientă pentru comunicațiile la distanță lungă.
Lungimea l (în mm) a părții radiante a dipolului semiundă (fig. 1) calculat prin formula:
l = 142,5 / f.
f este frecvența de rezonanță (de operare) a antenei în MHz. Dacă ar trebui să funcționeze atât prin telefon, cât și prin telegraf, atunci frecvența de rezonanță a antenei ar trebui să fie aleasă aproape de mijlocul intervalului (de exemplu, 1,9 MHz). Dacă lucrarea se va desfășura în principal cu un singur tip de radiație, atunci este recomandabil să o alegeți aproape de mijlocul secțiunii corespunzătoare a benzii de amatori.
Fig. 1. Antenă echilibrată dipol semiundă
Trebuie remarcat faptul că, în practică, lungimea emițătorului poate diferi semnificativ de cea calculată din cauza influenței obiectelor din jur. De aceea, la realizarea unei antene, lungimea inițială a radiatorului trebuie luată cu o anumită marjă, iar apoi, în timpul procesului de reglare, trebuie specificată.
Impedanța de intrare a dipolului este de aproximativ 75 ohmi, așa că pentru alimentare trebuie folosit un cablu coaxial cu o impedanță caracteristică de 75 ohmi. Cu toate acestea, aici poate fi folosit un cablu de 50 ohmi. În primul rând, este foarte probabil ca impedanța de intrare a dipolului la înălțimi reale ale suspensiei să fie sub 75 Ohm, iar în al doilea rând, o astfel de ușoară nepotrivire între antenă și alimentator (VSWR până la 2) practic nu îi afectează eficiența. .
Emițătorul în sine este realizat dintr-un cablu de cupru cu un diametru de 2 ... 3 mm. Pentru a exclude o rupere a cablului coaxial în punctul de conectare la emițător, cablul 5 trebuie atașat rigid (de exemplu, cu cleme în formă de U) de izolatorul în formă de T 4, care este realizat din PCB cu o grosime de cel puțin 3 mm. Partea izolatorului, care lucrează în tensiune, este întărită cu o bară de textolit 6 cu dimensiunile de 15x25x100 mm. Impletitura si miezul central al cablului coaxial sunt lipite de bratele 2 si 3 ale radiatorului.
Reglați antena pe baza măsurătorilor SWR în banda de frecvență. Din aceste măsurători se găsește frecvența de rezonanță a antenei, adică. frecvența la care SWR este minimă. Dacă este mai mică (mai mult) decât cea dată, atunci dipolul este scurtat (lungit). Cantitatea cu care este necesar să se scurteze sau să lungească fiecare dintre brațele dipolului este determinată de formula:
Aici f2 este frecvența la care ar trebui acordată antena, iar l` și f1 sunt, respectiv, lungimea inițială a dipolului și frecvența sa de rezonanță.
În condiții reale, brațele dipolului pot fi setate la un anumit unghi, ceva mai puțin de 180 de grade, și chiar îndoiți fiecare dintre brațe. (fig. 2).
Fig. 2. Antenă dipol semi-undă cu umerii curbați
În acest caz, impedanța de intrare a antenei este oarecum redusă; prin urmare, este recomandabil să conectați astfel de antene cu un cablu coaxial de 50 Ohm. Se va schimba și diagrama direcțională, care pentru un dipol clasic arată ca o „cifră opt”. Reglarea acestei antene este puțin mai dificilă, deoarece influența obiectelor din jurul ei este de obicei mai puternică. Pentru a nu „sări” frecvența de rezonanță, brațele dipolului ar trebui scurtate aici treptat, pas cu pas. Această opțiune de instalare a dipolului este, desigur, un compromis, dar permite, cu o ușoară scădere a eficienței antenei, „legarea” acesteia de condițiile locale specifice.
Lungimea părții radiante a dipolului poate fi aproape înjumătățită prin introducerea unei bobine de „extensie” în fiecare dintre brațele sale. (fig. 3).
Fig. 3. Antenă dipol semi-undă cu bobine de extensie
Pentru a nu reduce semnificativ eficiența antenei, bobinele de „extensie” ar trebui să aibă pierderi intrinseci mici, adică. factor de calitate ridicat (aproximativ 150). În plus, acestea trebuie să fie protejate în mod fiabil de umiditatea atmosferică.
Această antenă este alimentată de un cablu coaxial de 50 ohmi. Când este indicat pe fig. 3 dimensiunile părții radiante, bobinele L1 și L2 ar trebui să aibă o inductanță de aproximativ 70 μH. Ele pot fi realizate pe rame cu diametrul de 40 mm și lungimea de 80 mm, pe care sunt înfășurate 65 de spire de sârmă PEV-2 cu diametrul de 1,2 mm (înfășurare obișnuită, tură la tură). Dacă radioamatorul are la dispoziție și alte cadre, atunci numărul necesar de ture poate fi estimat prin formula:
Aici L este inductanța bobinei în μH; D și l - diametrul și lungimea bobinei în cm; n este numărul de spire. Deoarece înfășurarea este obișnuită, atunci l = nd, unde d este diametrul firului bobinei în cm. Frecvența de rezonanță necesară a antenei este stabilită prin alegerea lungimii segmentelor exterioare (14 metri) ale fiecărui braț.
Un dipol scurtat poate fi instalat cu ușurință pe acoperișul unei clădiri, modificându-l într-o antenă de acest tip "V inversat" (este prezentată în fig. 3 ). Pentru a instala o astfel de antenă, este necesar doar un catarg cu o înălțime de aproximativ 15 m. Brațele dipolului îndeplinesc simultan funcțiile a doi (din cei patru) tipi pentru fixarea catargului. După cum sa menționat deja, la o astfel de înălțime de suspensie, dipolul emite în principal la unghiuri mari față de orizont. Cu toate acestea, chiar și luând în considerare acest dezavantaj, antena scurtată IV descrisă poate fi mai eficientă decât antenele cu un singur capăt, care vor fi discutate mai jos.
Dezavantajul tuturor antenelor cu un singur capăt (acestea includ o varietate de antene de tip „sârmă” „Fir lung” , precum și emițători verticali de tip "Avion pe pamant" ) este nevoia de a avea un „pământ” bun, adică. împământare (în sensul de inginerie radio al cuvântului). Este aproape imposibil de implementat o împământare bună în orașe, așa că un radioamator, dacă decide (sau este forțat de împrejurări) să instaleze o antenă cu o sursă dezechilibrată, trebuie să aibă grijă de contragreutăți bune.
Impedanța de intrare a majorității antenelor cu un singur capăt se află în intervalul 10 ... 30 Ohm, iar pentru antenele scurtate poate fi de câțiva Ohmi sau chiar o fracțiune de Ohm. Între timp, rezistența la pierderi pentru un sistem comun de trei contragreutăți la un unghi de 120 de grade una față de cealaltă este de aproximativ 30 ohmi. Astfel, la folosirea contragreutăților, se irosește mai mult de jumătate din puterea furnizată de emițător. Pentru ca o antenă asimetrică să funcționeze eficient, numărul de contragreutăți ar trebui să fie de 10 ... 12 și nu este deloc necesar ca toate să aibă un sfert de lungime de undă. (Figura 4a).
Fig.4a. Amplasarea contragreutăților într-un cerc
Faptul este că cea mai mare valoare a densității de curent HF se află direct la baza antenei, aici trebuie să aveți cea mai mare secțiune transversală totală a conductorilor de contragreutate. Dacă contragreutățile nu pot fi instalate într-un cerc (ceea ce este de obicei cazul), atunci acestea trebuie plasate așa cum se arată în Fig. 4b.
Fig.4b. Amplasarea contragreutății este neuniformă
Pe fig. 5 există două variante ale antenei în formă de L pentru raza de 160 m. Ambele antene se alimentează cu energie folosind un cablu coaxial cu o impedanță caracteristică de 50 ohmi. Raportul dintre lungimile segmentelor A și B poate fi ales în mod arbitrar, important este doar ca lungimea lor totală să fie de 38 m pentru opțiunea a și 43 m pentru varianta b.
Fig.5a. Antenă în formă de L cu o impedanță de intrare de 10 ohmi
Antena activată fig. 5a
cu o lungime a segmentului de A = 10 m, are o impedanță de intrare de aproximativ 10 ohmi. Bobina L1 are o inductanță de 13 μH. Este realizat pe un cadru cu diametrul de 50 mm și conține 20 de spire de sârmă de cupru goală cu diametrul de 0,8 ... 1,0 mm. Lungimea bobinajului 50 mm. Cu o putere a transmițătorului de până la 10 W, o bancă de condensatoare de la un receptor de radiodifuziune cu tub poate fi utilizată ca condensator C. Antena este reglată mai întâi cu un condensator C, obținând o rezonanță consistentă la frecvența de funcționare (setata la sarcina maximă a antenei emițătorului). După aceea, selectați poziția robinetului pe bobina L1 la SWR minim.
Antena afișată fig. 5b
, are o componentă activă a rezistenței de intrare de aproximativ 50 Ohm, dacă lungimea segmentului A = 10 m.
Fig. 5b. Antenă în formă de L cu impedanță de intrare de 50 ohmi
La configurarea acestei antene, mai întâi compensați cu un condensator C pentru componenta reactivă a rezistenței de intrare (are caracter inductiv), apoi selectați lungimea antenei pentru a minimiza SWR, ajustând de fiecare dată condensatorul C. Datorită dimensiunii mari impedanța de intrare, această antenă funcționează mai eficient decât cea prezentată în fig. 5a , dar acesta din urmă este mai ușor de configurat, deoarece nu necesită o selecție atentă a lungimii totale a antenei.
Într-un caz particular, oricare dintre aceste două antene poate porni direct de la transmițător și poate trece printr-un cadru de fereastră către cea mai apropiată casă sau un copac. În aceste condiții, este aproape imposibil să se creeze un sistem ramificat de contragreutăți, astfel încât carcasa transmițătorului trebuie conectată cu conductoare scurte la conductele de alimentare cu apă, la conductele de încălzire și la armăturile de balcon (dacă casa este din beton armat). În plus, un astfel de sistem de „împământare” ar trebui completat cu cel puțin o contragreutate de lungimea maximă posibilă (dar nu mai puțin de 5 m). Această contragreutate poate fi întinsă pe exteriorul balconului sau de-a lungul peretelui casei. Este conectat la corpul emițătorului printr-o bobină (fig. 6) , a cărei inductanță trebuie stabilită experimental prin valoarea minimă a tensiunii RF pe carcasa emițătorului (valoarea inițială a inductanței este de 200 μH).
Fig. 6. Conexiune contragreutate
Această tensiune poate fi înregistrată cu cel mai simplu voltmetru HF. (fig. 7) , care este conectat la corp cu un singur terminal.
Fig. 7. Măsurarea tensiunii RF la carcasa transmițătorului
Dacă un radioamator are posibilitatea de a face un sistem de contrabalansare bun, atunci pentru comunicațiile la distanță lungă, este totuși mai bine să instalați o antenă de tip GP scurtată, dar verticală. Rezultate destul de decente pot fi obținute cu antene de până la 15 m înălțime.
Una dintre opțiunile pentru o astfel de antenă este prezentată în fig. 8. Se compune dintr-un radiator (catarg) vertical de 12 m lungime, izolat de sol la baza. Emițătorul este un tub metalic. Are o așa-numită sarcină capacitivă superioară, care este formată din patru fire lungi de 15 m. Unghiul dintre aceste fire (în același timp joacă rolul de fire de tip cablu) și conductă trebuie să fie de 90 de grade. Alimentarea antenei este alimentată de un cablu coaxial cu o impedanță caracteristică de 50 ohmi. Cu o lungime mică a alimentatorului, este indicat să nu instalați niciun element potrivit la baza antenei (nu este nevoie să le sigilați), ci să lucrați cu o undă staționară în cablu. În acest caz, este imperativ ca emițătorul să aibă o unitate separată de potrivire a antenei la postul de radio, deoarece posibilitățile de potrivire la circuitul său de ieșire (de obicei un filtru P) pot să nu fie suficiente.
Fig. 8. Antena verticala tip GP
Antena afișată fig. 9 , are o înălțime totală de aproximativ 13,5 m. Scurtarea în ea se realizează datorită includerii bobinei de „scurtare” L1, similar modului în care s-a făcut în dipolul scurtat, care a fost descris mai devreme. Această bobină ar trebui să aibă o inductanță de aproximativ 160 μH. Este înfăşurat cu un fir de cupru gol cu diametrul de 70 mm. Are 90 de ture. Lungimea înfășurării este de 220 mm, iar lungimea totală a inserției în țeavă este de 300 mm. Inductanța bobinei de potrivire L2 este de aproximativ 10 μH (20 de spire ale aceluiași fir înfășurat pe un cadru de 40 mm în diametru, lungimea înfășurării 50 mm).
Fig. 9. Antenă cu bobină de „scurtare”.
Această antenă este reglată la frecvența de funcționare folosind un indicator de rezonanță heterodină (prin alegerea lungimii secțiunii superioare a antenei și, dacă acest lucru nu este suficient, prin alegerea numărului de spire ale bobinei L1). Apoi, în funcție de SWR minim, este selectată poziția robinetului pe bobina L2. La fel ca toate celelalte radiatoare scurtate, această antenă este de bandă îngustă, ar trebui să fie reglată la acea parte a gamei în care se lucrează cel mai adesea.
Cu dificultățile asociate instalării antenelor, nu se poate visa decât la antene de transmisie direcționale pentru benzile joase, și mai ales pentru banda de 160 m. Dar pentru recepție, astfel de antene sunt relativ ușor de implementat. De obicei sunt cadre, formate din una sau mai multe spire. Antenele buclă au două minime distincte atunci când primesc un semnal, direcționat perpendicular pe planul său. Suprimarea semnalelor din aceste direcții poate ajunge la aproximativ 30 dB (cinci puncte pe scara S!). Acest lucru face posibilă „înlăturarea” interferențelor: semnale de la un alt post de amator, armonici de la un post de radio cu unde medii etc.
O posibilă variantă de realizare a unei antene cu buclă este prezentată în fig. 10.
Fig. 10. Antenă buclă
Se compune din trei ture (sub forma unui pătrat cu latura de 1,5 m), formând cadrul propriu-zis, și o tură de comunicare. Diametrul și marca firului nu sunt critice, în special, un fir de instalare obișnuit va face. Cadrul este plasat într-un scut electrostatic, deschis în partea de sus. Ecranul poate fi realizat dintr-o împletitură de cablu coaxial, iar în general, cadrul poate fi fixat pe o traversă din lemn. Cadrul este reglat la frecvența de funcționare de către condensatorul C, care trebuie protejat în mod fiabil de umiditatea atmosferică. Cadrul este conectat la receptor folosind un cablu coaxial cu o impedanță caracteristică de 50 Ohm.
„Anuarul radio” 1983
Comentarii la articol:
| Adăugat de: Sergey | |
|
|
| Data: 23-07-2012 |
| Adăugat de: Sergey |
| Data: 2012-01-07 |
