 |
 |
 |
 |
5-3. Несущая конструкция антенны
Полностью металлическая несущая конструкция антенны, распространенная в диапазоне УКВ, может быть с успехом использована и в диапазоне коротких волн. Эта конструкция, иногда в шутку называе-
Несущая траверса антенны
Рис. 5-8. Конструкция крепления элементов антенны к несущей траверсе.
Иесуи1,ая траверса
/ | |||
t- i | |||
оолты
и~аразиая илина с приваренным фланцем
Мачта
rrSi" Отверстия для оолтод
Иеиутаи траверса.
Направление поворота траверсы
Рис. 5-9. Крепление горизонтальной несущей траверсы к мачте,
а - кслструкция: 6- эскиз крепле.чия
рис, 5-10. Схема крепления направленной антенны к мачте.
мая «мечтой водопроводчика», использует тот факт, что полуволновые элементы имеют минимум напряжения в середине и, следовательно, эта точка может быть непосредственно соединена с металлической несущей конструкцией. Такая конструкция направтекного излучателя выпол-
пяется без изоляторов, имеет незначительное ветровое сопротивление, небольшую массу и механически прочна.
Крепление элементов антенны к поперечной несущей траверсе осуществляется с помощью хомутиков. Не рекомендуется просверливать элементы антенны, чтобы не ухудшать их механических свойств. На рис, 5-8 показано, каким способом можно укрепить элементы антенны на траверсе, не просверливая их.
Все металлические части следует покрыть антикоррозионным составом. Для повышения механической прочности конструкции можно использовать перлоновые канатики диаметром 2,5 мм.
Рис. 5-1 i. Конструкция деревянной траверсы для двухэлементного направленного излучателя.
Крепйение направленных излучателей к несущей мачте. В качестве несущей мачты обычно применяется стальная труба подходящего диаметра, к которой крепится фланец. На рис. 5-9 показана верхняя часть несущей мачты с навинченным на нее фланцем. Фланец должен иметь как можно болыпую поверхность, к которой приваривается П-образная ванна из листового железа. Это конструкция служит для крепления поперечной траверсы антенны, которая крепится к ней с помощью двух бо.тьшах болтов.
Такая конструкция имеет то преимущество, что полностью смонтированный направленный излучатель можно поднимать на мачту в вертикальном положении до тех пор, пока отверстие просверленной в центре тяжести несущей траверсы антенны не совпадает с отверстием в крепежной ванне. Затем при помощи одюго болта несущая траверса антенны крепится в положении, изображенном на рис. 5-10.
Затем антенну поворачивают и, установив в горизонтальном положении, Крепят с помощыо второго болта. Кроме простоты монтажа, такая конструкция имеет то преимущество, что в любое время, отвернув один волт, можно расположить антенну вертикально и в таком положении проводить на ней необходимые работы,
Деревянная конструкция несущего элемента антенны. Во многих случаях радиолюбители вынуждены отказаться от металлической конструкции и изготовлять несущий элемент антенны из дерева. Для этих целей следует использовать хорошо выдержанную древесину {ель или сосну). На рис. 5-П изображена конструкция несущего элемента антенны, выполненная нз дерева.
Крепление элементов антенны к дереВ!нной несущей конструкции осуществляется с помощью небольших установочных изоляторов. Но элементы антенны могут без особых осложнений крепиться непосредственно к несущей конструкции при гомощп хомутиков. В середине расположен брус из особо твердой древесины, предназначенный для крепления к несущей мачте. Для увеличения механической прочности всей конструкции ее иногда обивают полосами из жести. Для предотвращения гниения Древесины обычно ее предварительно пропитывают.
Глава шестая
АНТЕННЫ С ПРОСТРАНСТВЕННО УКОРОЧЕННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
Антенны «волновой канал» с уменьшенными размерами, естественно, привлекают большой интерес радиолюбителей, которые не имеют возможности конструировать громоздкие «волновые каналы» с 1гармальными размерами. В большинстве предложенных антенн «волновой канал» с уменьшенными размерами уменьшение длины элементов антенны компенсируется за счет включения удлиняющих катушек.
€-1. Антенна «волновой канал» с уменьшенными размерами W8YIN
Эта антенна представляет собой двухэлементную антенну для диапазона 20 м. элементы которой выполнены в виде спиралей. Каждый элемент имеет длину 2,55 м вместо обычной длины элементов такой антенны Юм. На рис. 6-1 показаны размеры, приведенные W8YJN, а ка рис. 6-2 - общий вид антенны. Спирали наматываются на тонкую несущую штангу и при помощи изоляционкых распорок крепятся на ней. Расстояние между элементами О,! X, т. е. в данном случае 2,05 м. Пасснкный элемент для получения большего коэффициента усиления следует конструировать как директор. Для вибратора и для директора W8YIN дает одинаковые размеры. Незначительно изменяя размеры катушки, можно добиться желаемого действия пассивного элемента в качестве директора. Связь вибратора с коаксиальным кабелем индуктивная
Для предварительной настройки антенной системы необходимо при помощи гетеродинного измерителя резонанса определить резонансные частоты эле»5ентов антенны. Вибратор должен иметь резонансную частоту 14,1 МГц, а директор - 15,4 МГц.
в витков Р 23см
13 см,
1Z1CM
в витков 0 3см
Пассивный элемент 2,55 м
50-70 Ом
Несуцая штанга
Катушка связи Z-f Витка
Рис. 6-1. Двухэлементная антенна «волновой канал» с уменьшенными размерами W8YIN,
Рис. 6-2. Внешний вид антенны WSYIK.
е-2. Антенна «волновой канал» с уменьшенными размерами VK,2A0V
Радиолюбителем VK2A0U была предложена трехэлементная антенна «волновой канал» для диапазона 20 м с уменьшенными раз.мерами. По сравнению с обычной KOHCTpyKuneii трехэлементной антенны «волновой канал» эта антенна занимает плошэдь 32 м вместо 65 м. Каждая антенна с уменьшенными размерами представляет собой компромиссное решение, и уменьшение размеров приводит к определенному уменьшению коэффициента усиления антенны ч ее полосы пропускания, Обрат-
нее ослабление у актеин «еолкоеой канал» с уменьшенными размерами обычно остается без изменений.
По сравнению с обычной двухэлементной антенной «волновой канал» направленный вибратор с уменьшенными размерами, предложенный VK2A0U, имеет приблизительно такой же коэффициент усиления при меньшей полосе пропускания, а обратное ослабление такой антенны больше, чем у двухэлементной антенны «вел овой канал». На рис, 6-3 приведено схематическое изображение антенны и ее размеры, предложенные VK2A0U. Резонансная частота каждого элемента антенны определяется с помощью гетеродинного измерителя резонанса при
j,10m | J, Юм | |||
Директор | f = 15,50 МГц | |||
5,40 м | ||||
Вибратор
f=7% 15 МГц
JuHu передача
3,65 м
3,SSm
Рфлект.ор
f=13,65 МГц
Рис. 6-3. Трехэлементная антенна «волновой канал» с уменьше11ными размерами для диапазона 20 м VK2A01J.
ycviOBHH, что вибратор уже подвешен на требуемой высоте. Однако настройка подвещенного вибратора очень неудобна, и поэтому VK2A01J предложил всю настройку производить вблизи поверхности Земли. Для этой цели вся антенная система крепится на расстоянии !,8м ог поверхности Земли и в таком положении регулируется. Разумеется, при этом следует учитывать емкостное гоздействие Земли. Если почва обладает хорошей проводимостью (глина), то смещение резонансной частоты элементов антенны в сторону уменьшения равняется приблизительно 300 кГц. При меньшей проводимости Зе.чли смещенне резонансной частоты меньше. Резонансная частота, измеренная гетеродинным измерителем резонанса, должна в этом случае равняться: директора - !5,20 МГц, излучателя - !3,90 МГц, рефлектора - !3,40 МГц, При настройке следует замыкать катушки элементов, которые D данный момент не настраиваются, для того чтобы исключить возможность их влияния на настраиваемый элемент. После проведенной таким образом грубой настройки переходят к точной настройке антенны,
Антенна с уменьшенными размерами возбуждается от передатчика на частоте, равной резонансной частоте вибратора, которая при настройке вблизи поверхности Земли равна 13,9 МГц. Одновременно па возможно большем удалении от антенны помещается измеритель напряженности поля. Незначительно изменяя размеры элементов антенны и удлиняющих катушек, добиваются наибольшего излучения в прямом направлении и максимального обратного ослабления. Необязательно выполнять элементы антенны в виде те.1ескопического соединения трубок разного диаметра, так как при настройке эффект уменьшения длины антенны может быть получен и за счет изменения размеров удлиняющих катушек. Параметры удлиняющих катушек следующие: - 9 витков, длина катушки 6,5см; диаметр 6см; L-\\ витков, длина катушки 8,0 см, диа.метр 6 см; £3 = 3 витка, длина катушки 5,0 см, диаметр 10 см; L4 = Ю БИТКОВ, длина катушки 7,5 см, диаметр 6 см. Катушка L3 свободно расположена поверх катушки L.
Размеры антенны, приведенные на рис. 6-3, являются основными. При незначительном уменьшении удлиняю1£,их катушек элементы антенны могут быть увеличены, и при этом несколько увеличивается коэффициент усиления. Наоборот, уменьшение размеров элементов антенны при увеличении размеров удлиняющих катушек приводит к уменьшению коэф(})Ициента усиления антенны. Однако если отдельная трубка, входящая в элемент антенны, будет иметь длину, меньшую 2,50 м, то усиление антенны резко снизится.
Диаметр трубок равен обычно 20-40 мм и в основном определяется исходя из механических соображений. Изменения электрических параметров антенны, обусловленные диаметром трубок, обычно незначительны и полностью учитываются в процессе настройки антенны.
Удлиняющие катушки должны обладать большой добротностью. Они обычно изготовляются в виде свободно расположенных спиралей из алюминиевого провода диа.метром не меньше 3 мм. Посеребренный медный провод с электрической точки зрения больше подходит для изготовления катушек, но при этом трудно обеспечить некорродирую-щее соединение катушки с алюминиевыми трубками, из которых изготовлены элементы антенны. В сырую погоду в этом случае между медной катушкой и алюминиевым элементом антенны возникает разность потенциалов, что приводит в конце концов к ухудшению контакта. Над удлиняющей катушкой вибратора располагается медная катушка связи Lg. Она изгототляется из медного провода, так как внутренний проводник и оплетка коаксиального кабеля также медные.
Питание вибратора с помощью индуктивной связи с линией питания позволяет согласовывать антенну с любым типом линии передачи, имеющей любое волновое сопротивление при соответствующих размерах катушки связи. Катушка с подключенным к ней кабелем питания вносит некоторое реактивное сопротивление в удлиняющую катушку и приводит, следовательно, к небольшому смещению резонансной частоты вибратора. Поэтому следует проводить подстройку излучателя после подключения к нему линии передачи. Размеры катушки связи, приведенные VKAOU, относятся к ленточному кабелю или коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 70 Ом и могут быть оставлены без изменений д-гя кабеля е волновым сопротивлением 60 Ом. Если хтя линии питания используется ленточный кабель УКВ с волновьш сопротивлением 240 Ом, то число витков катушки связи следует увеличить. Незначительно изменяя размеры катУШки связи, можно добиться уменьшения КСВ до 1.3. Реактивная составляющая сопротивления, обусловленная индуктивной связью, может быть скомпенсирована с помошью
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 [ 21 ] 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52