Рулевая машинка в рамочной антенне. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны. Теория

 Комментарии к статье

При изготовлении передающей рамочной антенны, получившей в литературе название "магнитная рамка" (magnetic loop), радиолюбителю придется решить несколько задач, обусловленных ее высокой добротностью. Такая антенна требует подстройки в пределах любительского диапазона, т. е. необходим дистанционно перестраиваемый конденсатор переменной емкости с соответствующими цепями управления и с узлом, который в помещении радиостанции отображает положение его ротора (рабочую частоту антенны). Заметим, что КПЕ для такой антенны - это дефицит, поскольку у него должно быть высокое рабочее напряжение, а токосъемник ротора должен быть без потерь или вообще отсутствовать (пример - конденсаторы типа "бабочка").

Несложное решение всех этих задач предложил бельгийский радиолюбитель ON7NU (Daniel Elias, "Servo-CV pour antenne loop magnetique". - CQ-QSO, 2005, № 9/10, p. 22-25). В своей антенне на диапазон 40 метров для настройки антенны и индикации ее рабочей частоты он применил готовый сервопривод - аналоговую рулевую машинку, которую используют в радиоуправляемых моделях.

Такие рулевые машинки содержат электродвигатель постоянного тока, редуктор и узел управления. В канале управления используют широтно-импульсную модуляцию. Подключают их к каналу управления (выходу дешифратора приемника и т. п.) тремя проводами. По двум проводам подают напряжение питания, а по третьему - импульсы, которые в конечном итоге и определяют положение выходного вала рулевой машинки. Период повторения управляющих импульсов должен быть примерно 20 мс, а их длительность лежать в пределах 0,5...2 мс. Она определяется органом управления моделью, который механически связан с переменным резистором, задающим этот параметр импульсов управляющего генератора.

В узле управления рулевой машинки также имеется генератор, длительность выходного импульса которого определяется переменным резистором, который механически связан с выходным валом рулевой машинки. Эти импульсы сравниваются с теми, которые поступают по цепи управления. В результате вырабатывается сигнал управления двигателем - он начинает вращаться и поворачивает выходной вал рулевой машинки и связанный с ним переменный резистор до тех пор, пока длительность импульсов встроенного генератора не будет равна длительности импульсов, поступающих по цепи управления.

Максимальный угол поворота вала рулевой машинки в прямой форме в технических характеристиках обычно не нормируется - указывается лишь время поворота на угол 45 или 60 градусов. Несмотря на небольшие габариты, рулевые машинки развивают заметный вращающий момент (несколько кГсм). На рис. 1 приведен внешний вид типичной рулевой машинки класса "стандартные" - модель HS311 фирмы Hitec. Она имеет размеры 41x20x37 мм и вес 44,5 г. Напряжение питания - 4,8 или 6 В. Время поворота на угол 60 градусов - 0,19 с. Вращающий момент -3,7 кГсм.

Рис.1. Внешний вид рулевой машинки класса стандартные модель HS311 фирмы Hitec

Реальный угол поворота выходного вала рулевой машинки больше, чем приведенные выше значения (зависит от модели), но и они вполне достаточны для настройки однодиапазонной рамочной антенны, поскольку от конденсатора требуется относительно небольшое изменение емкости. Так, для перекрытия полосы частот 7000...7100 кГц оно составляет всего около трех процентов.

В антенне ON7NU вопрос о высоковольтном конденсаторе настройки решен также необычно. Рулевая машинка вращает пластину ротора самодельного конденсатора относительно небольшой емкости (рис. 2), а необходимая полная емкость конденсатора, обеспечивающая резонанс рамки в диапазоне 40 метров, достигается включением параллельно ему "конденсатора" в виде отрезка коаксиального кабеля. Если у отрезка такого кабеля необходимой длины аккуратно разделать концы (чтобы исключить пробой), то "конденсатор" будет нормально работать при напряжении несколько киловольт. Именно такое напряжение будет действовать на него в рамочной антенне при мощности передатчика 100 Вт. При этом для уменьшения линейных размеров "конденсатора" кабель можно намотать на диэлектрический каркас.

Рис. 2. Вращение пластины ротора с самодельного конденсатора

Пластины самодельного конденсатора в конструкции ON7NU изготовлены из фольгированного стеклотекстолита. Подвижную пластину выполняют из материала, имеющего фольгу с двух сторон, которые соединяют электрически, пропаяв по контуру пластины. Неподвижные пластины могут иметь фольгу только с одной стороны, но тогда их нужно устанавливать фольгированной стороной так, чтобы фольга "смотрела" на подвижную пластину. Электрический контакт с подвижной пластиной обеспечивает припаянный к ней гибкий провод.

Подвижную пластину укрепляют на шайбе выходного вала машинки, а неподвижные фиксируют с помощью двух длинных винтов, которые устанавливают в "ушки" ее корпуса. Пластины конденсатора переменной емкости можно также выполнить из листовой меди или из латуни.

Схема генератора управляющих импульсов, выполненного на таймере 555 (КР1006ВИ1), приведена на рис. 3. Пределы изменения их длительности устанавливают подбором резисторов R1 и R3. Переменный резистор R2, изменяющий в требуемых пределах длительность выходных импульсов, должен иметь шкалу ("Частота антенны"). На ней отмечают рабочие частоты, которые определяют при настройке антенны по минимуму КСВ. Генератор, элементы питания и органы управления размещают в небольшом корпусе (рис. 4).

Рис. 3. Схема генератора управляющих импульсов, выполненного на таймере 555 (КР1006ВИ1)

Рис. 4. Генератор, элементы питания и органы управления размещают в небольшом корпусе

В собранном виде антенна ON7NU показана на рис. 5. Крестовина, на которую крепится рамка, выполнена из сантехнических пластмассовых труб диаметром 40 мм и соответствующих Т-образных переходников. Рулевая машинка с КПЕ и конденсатор постоянной

Рис. 5. Антенна ON7NU в собранном виде

Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Антенны. Теория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива RAK811 - бюджетный LoRa-модуль для интернета вещей 08.12.2018 Новый радиомодуль RAK811 от компании RAK позволяет построить радиосеть типа "Звезда" или реализовать простой обмен между двумя точками с минимумом инженерных затрат. Модуль включает в себя радиочастотный приемопередатчик SX1276, малопотребляющий микроконтроллер STM32L151 и позволяет организовать передачу данных на расстояние до 5 километров в условиях городской застройки. От других LoRaWAN-модулей RAK811 отличается дополнительным малошумящим усилителем, высокостабильным опорным генератором TCXO и полным экранированием всех электронных компонентов. Управление модулем производится при помощи простых AT-команд, при этом RAK811 может работать как в сетях LoRaWAN, так и в простом режиме p2p (точка-точка). Встроенное FW можно заменить собственным кодом (CoIDE/Keil5) - примеры готовых проектов для RAK811 можно найти на GithHub (opensource). Модуль поддерживает платформу Arduino и для него доступны несколько официальных скетчей - подключение к сети LoRaWAN и тестирование дальности связи (ping-pong test). Особенности модуля RAK811: Протокол LoRaWAN в диапазоне 868 МГц; Активация через режимы OTAA/ABP; Модуляция LoRa/FSK/GFSK/OOK; Режим точка-точка (Lora Point to Point communication); Технология LoRa позволяет распознавать сигнал на 20 дБ ниже уровня шума; Чувствительность до -148 дБм гарантирует максимальную дальность; Дальность связи до 15 км на открытом пространстве; Регулируемая выходная мощность от 5 до 20 дБм; Низкое потребление (500 нА) - до 10 лет работы от батареи; Поддержка разных частотных каналов; Настраиваемый интерфейс управления через UART; Простые текстовые AT-команды или собственное приложение; Потребление 60 мА (TX); 9,9 мА (RX); Размеры 22х14х1,7 мм; Рабочая температура -40°C~85°C.

Другие интересные новости:

▪ Intel продала 1.000.000.000 процессоров за 25 лет

▪ Солнце в Антарктиде

▪ Новая подвесная акустическая система

▪ Извлечение редких металлов с помощью бактерий

▪ Батареи из крабов и креветок

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Роторный двигатель. История изобретения и производства

▪ статья Что такое амеба? Подробный ответ

▪ статья Библиотекарь. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Электрические счетчики. Справочник

▪ статья Фотопреобразователь ФЦ202. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026