Механически прочная двухэлементая антенна Волновой канал. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны КВ

 Комментарии к статье

Антенна, о которой пойдет речь (на фото в заставке она нижняя), построена на базе антенны, предложенной HB9CV еще в шестидесятые годы. Вот что о ней написано в [1].

"Антенна представляет собой два вибратора неравной длины, укрепленные параллельно в одной горизонтальной плоскости на расстоянии l/8. Оба вибратора активные.

При выбранном расстоянии l/8 между вибраторами наилучшая односторонняя направленность антенны получается тогда, когда ток в заднем вибраторе (рефлекторе) отстает от тока в переднем вибраторе (директоре) на 225°"

В другой публикации ([2]) приведены результаты сравнения этой антенны с другими, уже известными.

"Коэффициент усиления двухэлементной антенны с обоими активными элементами,- говорится там,- эквивалентен усилению полноразмерной трехэлементной антенны с пассивными директором и рефлектором. При одинаковых значениях коэффициента усиления двухэлементная система легче, проще в конструктивном отношении и обладает меньшим моментом инерции и парусностью Антенна с активным питанием позволяет получить большее подавление излучения назад... Коэффициент усиления у такой антенны на 3,4 дБ выше, чем у антенны с пассивным рефлектором, а максимальное подавление излучения назад составляет 40...50 дБ, в то время как в пассивных системах оно не превышает 25 дБ"

Оба автора дают преимущественно сведения об электрических параметрах антенны, что, конечно, важно, но мало рассказывают о ее конструктивном исполнении, надежности в работе.

По данным, приведенным в [2], например, получается, что один из элементов на диапазоне 20 м, прикрепленный к траверсе, должен иметь вылет около 5,5 м, свободно расположенный в пространстве Но в сложных метеорологических условиях имеющейся прочности может оказаться недостаточно.

Автором данной статьи применены планки, соединяющие элементы и обеспечивающие жесткость конструкции в горизонтальной плоскости. Подвески, поддерживающие элементы, сходятся на мачте выше плоскости антенны. Этим достигнута жесткость по вертикали. Конструкция получилась довольно прочной. Антенна на диапазон 20 м эксплуатируется более четырех лет без ремонта и находится в хорошем состоянии. Она выдержала пыльные бури, гололед, ветры.

Схематично часть антенны показана на рис. 1. Размеры ее элементов на разные диапазоны при диаметре труб 30 мм даны в таблице. За исходный размер активного вибратора взят 0,46l, рефлектора - 0,5l. Следует учитывать, что длина элементов зависит от диаметра труб.

Особо следует сказать о питании антенны по коаксиальному кабелю РК-75. Необходимый фазовый сдвиг в 225° получается так. Сдвиг на 180° происходит из-за того, что согласующие устройства подключены к разным плечам элементов (одно к правому, второе к левому).

Еще 45° обеспечивает фазосдвигающая линия, соединяющая элементы.

Рассчитать фазосдвигающую линию несложно. Коаксиальный кабель электрической длиной 0,5l изменяет фазу на 180°. Следовательно, чтобы получить сдвиг 45°, нужен кабель длиной 0,125l. Его же геометрическая длина будет меньше, а во сколько раз - зависит от коэффициента укорочения. Если будет использован коаксиальный кабель с полиэтиленовой изоляцией между центральным проводом и оплеткой, имеющий коэффициент укорочения 0,67, при длине волны 21,2 м, потребуется отрезок

Lгeoм=Lэлeктp x Kyкop=0,125lKyкop=0,125x21,2x0,67=1,78 м.

Но фазосдвигающей линией такой длины соединить элементы антенны нельзя - расстояние между ними 2,65 м. Поэтому нужно в разумных пределах удлинить кабель. Так, в данном случае минимальная длина дополнительного отрезка кабеля равна 2,65-1,78=0,87 м. Чтобы добавленный отрезок в 0,87 м не внес изменений в сдвиг по фазе (45°), фидер нужно присоединить к середине дополнительного куска. На практике при изготовлении фазосдвигающей линии ее не следует составлять из кусков (1,78 м + 0,435 м + 0,435 м). К кабелю длиной 2,65 м подключают питающую линию на расстоянии 2,215 м от конца, который будет соединен с рефлектором.

Удобнее же использовать дополнительный кусок кабеля несколько длиннее минимально требуемого, например 1 м. Тогда общая длина фазосдвигающей линии будет равна 1,78+1=2,78 м. Фидер же присоединяют на расстоянии 1,78+0,5=2,28 м от рефлектора.

Центральные проводники кабеля фазосдвигающей линии подключают к согласующим устройствам, оплетку - к середине элементов, фидера - к центральному проводу фазосдвигающей линии, а оплетку - к оплетке. Автор применил кабель РК-75-9-13. Опыты с кабелем РК-150-4-11, рекомендуемым в литературе, какого-то преимущества не выявил.

При постройке антенны (рис. 2) использовались доступные материалы. Траверса изготовлена из стальной однодюймовой водопроводной трубы (внешний диаметр приблизительно 33 мм). К концам трубы приварены планки размерами 200Х50Х8 мм с четырьмя отверстиями диаметром 6,5 мм для двух хомутов крепления элементов. Общая длина траверсы с планками 2,63 м. Траверса прикреплена к мачте через квадратную пластину размерами 150Х150 мм из стали толщиной 4 мм хомутами с резьбой М10.

Элементы - сборные. Средняя часть выполнена из стальной полудюймовой водопроводной трубы (внешний диаметр около 21 мм) длиной 3,5 м.

С двух сторон добавлены отрезки дюралюминиевой трубы диаметром 16 мм с толщиной стенки 1 мм.

Труба получена из кольца для художественной гимнастики. Оно было разрезано на стыке, плотно заполнено сухим песком, после чего медленно (в течение 3...4 ч) выпрямлено.

В стальную трубу (см.рис. 2) вставляют проточенную по внутреннему размеру проставку (место В) и приваривают в трех точках через предварительно просверленные через 120 ° отверстия диаметром 6 мм. На выступающий конец проставки туго надевают подогретую дюралюминиевую трубу. Дополнительно ее фиксируют двумя алюминиевыми заклепками диаметром 5 мм.

В свободный конец дюралюминиевой трубы вставляют фасонную шину от трехжильного электрического кабеля и заклинивают ее двумя короткими отрезками такой же шины (место Д). Дополнительно стык фиксируют двумя алюминиевыми заклепками диаметром 3 мм.

Вылет шины на активном элементе - 0,5 м, на рефлекторе - 0,9 м.

В точках, отстоящих от траверсы примерно на 0,7 длины полувибратора, элементы антенны соединены между собой деревянными планками жесткости сечением 20Х30 мм (место Г). На трубу элемента устанавливают дюралюминиевый хомут и закрепляют двумя болтами М6. Поверх гаек на болты надевают отверстиями косынку из стеклотекстолита (текстолита, гетинакса) толщиной 4 мм и закрепляют ее гайками с шайбами.

Косынки предварительно с усилием вставляют в пропилы планки жесткости и фиксируют (через шайбы) двумя стальными заклепками диаметром 4 мм. На хомутах со стороны траверсы сделано дополнительное отверстие А диаметром 6 мм для крепления подвесок.

Для изготовления подвесок используют жгут, свитый из трех медных эмалированных проводников диаметром 1 мм.

Подвески собраны из отрезков длиной по 1 м, соединенных через фарфоровые изоляторы - орешковые или ролики, и прикреплены к мачте в одной точке, находящейся на 1 м выше плоскости антенны.

Согласующий элемент выполнен из стальной трубы диаметром 12 мм. Она прикреплена к элементу через стеклотекстолитовый изолятор (место А) и подвижный хомут из листовой стали толщиной 1 мм (место Б).

Следует иметь в виду, что при использовании деталей из разнородных металлов в месте их контакта возникает гальваническая пара, разрушающая со временем соприкасающиеся поверхности, особенно при попадании влаги. Наиболее сильно страдает контакт между деталями из меди и алюминиевого сплава.

Мачта - вращающаяся, телескопическая, состоит из двух частей. Нижняя (наружная) труба - стальная 2.25 - дюймовая длиной 6 м. В ней через 0,5...1 м просверлены сквозные отверстия диаметром 6,5...8,5 мм для того, чтобы иметь возможность фиксировать в ней штырем внутреннюю трубу при ее подъеме. Внутренняя труба - полуторадюймовая, длиной 7 м. На нижнюю трубу сверху надет (с зазором 0,2...0,5 мм) стальной фланец для крепления трех оттяжек (рис.3).

Глубина проточки 30 мм. К фланцу приварены равномерно по окружности три стальных уголка типоразмера 30Х30Х3 мм длиной 300 мм с отверстиями для крепления оттяжек. Применение выступающих уголков уменьшает дополнительное натяжение оттяжек при вращении мачты. Фланец опирается на два текстолитовых (стеклотекстолитовые не годятся!) кольца, которые хорошо удерживают смазку (ЦИАТИМ-201, солидол). Применение здесь шариковых, упорных, роликовых подшипников себя не оправдывает.

Конструкция фланца для крепления оттяжек второго яруса аналогична. Этот фланец опирается на стальное кольцо, жестко фиксированное на внутренней трубе мачты. Перед подъемом антенны над фланцами устанавливают защитные колпаки из толи, рубероида или оцинкованного железа. Все места соединения деталей конструкции прокрашивают два раза автомобильной эмалью или суриком.

Оттяжки нужно изготовлять из двух-трех скрученных проволок (из оцинкованной стали, меди; стальной трос применять не следует). Однопроволочная оттяжка очень ненадежна. Нижние концы оттяжек крепят к штырю, заложенному в землю, через стальное кольцо диаметром 150...200, шириной 50 и толщиной 4...5 мм (рис. 4). Кольцо может быть изготовлено из полосы, соединенной внахлест.

Слишком натягивать оттяжки не следует - это только затруднит поворот антенны, а зимой может привести к их обрыву.

В верхней части наружной трубы, отступив 50 мм от края, сверлят три отверстия, расположенных равномерно по окружности, и нарезают резьбу М6.

Отступив 0,5...1 м, сверлят еще три таких же отверстия. После подъема внутренней трубы болтами М6 с заточенными на конус концами ее центрируют и надежно фиксируют.

Трос для подъема внутренней трубы прикреплен к ее нижнему концу. Конструкция этого узла показана на рис. 5.

Перед подъемом трос пропускают через ролик, устанавливаемый на фланце первого яруса растяжек, и фиксируют на простейшем вороте, прикрепляемом к нижней части мачты. По мере выдвижения внутренней трубы перемещают штырь, на который она опирается.

Мачта антенны опирается на стальной шар диаметром 15 мм от шарикоподшипника. На наружной трубе в ее нижней части укреплена шестерня диаметром 600 мм (ее сердечник выточен на станке, а венец использован от маховика автомобильного или тракторного двигателя). С помощью простого зубчато-червячного редуктора она соединена с 50-ваттным коллекторным электродвигателем.

Приводное устройство можно сделать и более простым - на базе обода велосипедного колеса (рис. 6).

При настройке антенны ее устанавливают на возможно большей высоте, на открытом месте, но так, чтобы к ней был доступ (чтобы элементы ее находились примерно в трех метрах над землей).

В первую очередь, ГИРом определяют резонансную частоту элементов (без согласующих устройств и фазосдвигающих линий). Катушку прибора при этом подносят к середине элемента. Резонансная частота активного вибратора должна быть 14,15 МГц, рефлектора - 14,05 МГц.

Если резонансная частота оказалась выше требуемой, необходимо проверить, не коротки ли вибраторы - и при необходимости удлинить их. Если же резонансная частота меньше, то устанавливают согласующее устройство и фазосдвигающую линию. Фидер подключают через жесткую катушку (4-6 витков диаметром 15 мм; остальные ее характеристики некритичны).

Поднося к ней ГИР, определяют резонансную частоту всей системы - она не должна превышать 14,15 МГц.

После этого добиваются минимального КСВ и оптимального отношения значений излучения вперед и назад. Это можно сделать, используя всего лишь трансивер и индикатор поля.

Антенну подключают к трансиверу, и индикатором поля находят максимум излучения по диапазону и направлению. Если он находится в начале диапазона, то элементы длиннее требуемых, если в конце - короче.

Установив резонансную частоту, перемещением хомутов на согласующих устройствах добиваются минимума КСВ.

Последний этап настройки - снятие диаграммы направленности излучения на рабочей высоте. Оптимальные значения высоты - 0,5l (10,5 м) и l (21 м); на промежуточных - диаграмма направленности может искажаться. Так, при высоте 6 м диаграмма близка к круговой.

Индикатор поля располагают на расстоянии 20...50 м от антенны, желательно на той же высоте, что и она. Включают трансивер в телеграфном режиме и, поворачивая антенну, через каждые 15...20° фиксируют показания индикатора.

По полученным точкам строят диаграмму (рис. 7).

В авторском экземпляре антенны КСВ на частоте 14,18 кГц был менее 1,1, на краях диапазона не превышал 1,6, что объясняется некоторой узкополосностью из-за малого диаметра концов элементов. Ширина диаграммы направленности по уровню 0,7 в горизонтальной плоскости - около 75°. Задний лепесток выражен слабо.

Литература

1. Ротхаммель К. Новые радиолюбительские антенны.- Радио, 1965, № 11, с. 20-23.
2. Снесарев А. Антенна с активным рефлектором.- Радио, 1968/N9 9, с. 17, 18.
3. Козлов Ф. Об антенне с активным рефлектором.- Радио, 1972. № 9, с. 22.
4. Наша консультация.- Радио, 1973. № 11, с. 63.
5. Беньковский 3., Липинский Э. Любительские антенны коротких и ультракоротких волн.- М.: Радио и связь, 1983, с. 304, 325, 389.

Автор: Г. Буторин (U5MH) г. Антрацит; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Антенны КВ.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Ожидания влияют на восприятие звуков 03.09.2024 Наше восприятие мира вокруг нас во многом зависит от того, как мозг интерпретирует сигналы, поступающие от органов чувств. Часто мы не задумываемся о том, насколько точно наши органы чувств передают информацию о реальности. Современные исследования в области нейробиологии показывают, что мозг активно предсказывает, что произойдет дальше, и это предсказание оказывает влияние на наше восприятие окружающего мира. Одним из последних достижений в этой области стали результаты работы группы ученых из Технического университета Дрездена, которые показали, что ожидания влияют даже на то, как мы слышим звуки. В течение последних двух десятилетий исследования доказали, что кора головного мозга не просто пассивно обрабатывает сенсорные данные, а активно предсказывает будущие события, фиксируя разницу между ожиданиями и реальностью. Новое исследование под руководством профессора Катарины фон Кригштайн выявило, что не только кора, но и весь слуховой путь играет ключевую роль в этой предсказательной деятельности. Для того чтобы изучить, как ожидания влияют на слуховое восприятие, команда ученых применила функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ). В эксперименте приняли участие 19 добровольцев. Им предлагалось слушать последовательности звуков и определить, какой из них отличается от остальных. Ученые искусственно манипулировали ожиданиями участников, заставляя их ожидать появления отклоняющегося звука в определенном месте последовательности. В ходе эксперимента нейробиологи исследовали реакции мозга на звуки, которые не соответствовали ожиданиям, особенно сосредоточившись на двух важных ядрах подкоркового пути: нижнем бугорке и медиальном коленчатом теле. Результаты показали, что хотя участники быстрее распознавали отклоняющийся звук, когда он появлялся в ожидаемом месте, подкорковые структуры активировались лишь тогда, когда звук возникал неожиданно. Исследование показало, что ожидания играют ключевую роль в сенсорной обработке на всех уровнях слуховой системы. Эти результаты подтверждают, что мозг постоянно сверяет поступающие сенсорные сигналы с заранее сформированными ожиданиями, и только значительные отклонения от этих ожиданий приводят к активации определенных структур мозга. Открытия, сделанные командой профессора фон Кригштайн, могут иметь важные практические применения. В частности, они могут помочь в разработке новых методов лечения нарушений, связанных с восприятием звуков, таких как дислексия развития. Понимание того, как мозг формирует и обрабатывает ожидания, может привести к созданию более эффективных терапевтических подходов. Наше восприятие мира не является пассивным процессом. Мозг активно формирует ожидания, которые влияют на то, как мы воспринимаем и обрабатываем сенсорные сигналы. Исследования в этой области продолжают раскрывать новые механизмы работы мозга, углубляя наше понимание того, как мы взаимодействуем с окружающей реальностью.

Другие интересные новости:

▪ Тонкий внешний пишущий привод Pioneer с поддержкой BDXL-дисков

▪ Мозг превращает слова в картинки

▪ Солнечная батарея размером с молекулу

▪ Дыры в свете, завязанном в узлы

▪ Япония доминирует на рынке OLED

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Конспекты лекций, шпаргалки. Подборка статей

▪ статья Действие электрического тока на организм человека. Охрана труда

▪ статья Как двое польских врачей обманули нацистов и спасли 8 000 евреев? Подробный ответ

▪ статья Баросма. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья О бедной пищалке замолвите слово. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УКВ ЧМ приемник на 145 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026