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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Einfache, effektive Antennen für die Fernkommunikation. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / HF-Antennen Die Wahl des Antennendesigns ist normalerweise für jeden Kurzwellenteilnehmer ein schwieriges Problem, insbesondere wenn er plant, mit entfernten Stationen zu arbeiten und an renommierten internationalen Wettbewerben teilzunehmen. Dabei werden in der Regel mehrelementige Drehantennen oder Antennensysteme mit umschaltbarer Richtung der Hauptabstrahlung bevorzugt. Allerdings haben nicht alle Funkamateure eine wirkliche Möglichkeit, eine solche Antenne auch nur für ein Band zu bauen. Natürlich ist nicht jeder in der Lage, Drehvorrichtungen, Masten oder Traversen, eine große Anzahl von Konstruktionsmaterialien, herzustellen oder zu kaufen. Hinzu kommt, dass das „Antennenfeld“ einer Amateurfunkstation nicht selten auf wenige Quadratmeter des Daches beschränkt ist. Nicht umsonst steigen viele Funksportler, vor allem Anfänger, scheu in den Wettkampf ein und erklären dies meist mit dem Fehlen aufwendiger Antennen. In diesem Zusammenhang möchte der Autor dieser Zeilen die Leser mit den Ergebnissen langjähriger Experimente des UZ3QBM-Teams mit einfachsten Antennentypen und deren Einsatz im Sport und im DX-Alltag bekannt machen. Wir stimmen voll und ganz mit dem Sportmeister V. Uzun (UB5MCI) überein, der in seinem Artikel "Wie man ein Champion wird" (Radio, 1979, Nr. 3 und Nr. 4) schrieb: "... Das Fehlen von Multi- Element drehende Antennen am Radiosender sollten keinesfalls ein Grund sein, sich vom Wettbewerb zurückzuziehen. In der Tat können Sie mit einfachen, aber hochwertigen und gut abgestimmten Antennen, einer klaren Darstellung ihrer Eigenschaften, einer objektiven Bewertung der Fähigkeiten der Ausrüstung und der Auswahl der richtigen Taktik für die bevorstehenden Wettbewerbe natürlich gute Ergebnisse erzielen. Sie werden zweifellos mit der Anhäufung von Erfahrungen und der Verbesserung des gesamten Komplexes von Sportgeräten wachsen. Gehen wir jedoch davon aus, dass Ihre Erfahrung und Ihre technischen Möglichkeiten begrenzt sind. Nun, dann kann der Ausweg aus der Situation der Bau vertikaler Peitschenantennen sein. Ihre Konstruktionen mit einer Strahlerlänge gleich einem Viertel der Wellenlänge sind in der Literatur ausführlich beschrieben. Bei einer Größenzunahme von mehr als der halben Wellenlänge erscheinen im Strahlungsmuster in der vertikalen Ebene Keulen, die in sehr kleinen Winkeln zur Erdoberfläche gerichtet sind. Bei einem Stift mit einer Länge von 5l/8 erreicht die Abstrahlung bei kleinen Winkeln ein Maximum. Es war diese Eigenschaft, die für die Verwendung in den Antennen entschieden wurde, die wir für hochfrequente Amateur-KB-Bänder herstellen. Das System sieht so aus. Der Strahler mit einer Länge von 5l/8 wird elektrisch durch eine in Reihe geschaltete Induktivität auf 3l/4 verlängert, und die radialen Leiter (Gegengewichte) haben eine Länge von l/4. So entstand aus Emitter, Induktivität und Waage eine Art Wellendipol. Die Änderung der Resonanzfrequenz und die Anpassung an die Stromleitung wird hauptsächlich durch die Induktivität erreicht, die ein kritisches Element des gesamten Systems ist. Die Tabelle zeigt die Abmessungen solcher Antennen für die Bänder 14, 21 und 28 MHz. Tabelle 1
Bei allen Varianten ist der Emitter auf einem Isolator montiert und im oberen Teil mit einer Durchmesserabnahme ausgeführt. Für das 10-Meter-Band besteht es aus zwei Teilen und für das 15- und 20-Meter-Band aus drei bzw. vier Duraluminiumrohren, die mit der erforderlichen Anzahl von Dehnungsstreifen befestigt werden. Die Gegengewichte bestehen aus einem Antennenkabel und sind an der Stelle zwischen dem Stift und seiner Basis (eineinhalb Meter langes Rohr) isoliert von ihnen miteinander verbunden. In einem Winkel innerhalb von 95 ... 105 ° zum Kühler senken sich die Gegengewichte auf das Dach. Die Antennen werden über ein beliebig langes Koaxialkabel mit einem Wellenwiderstand von 75 Ohm gespeist. Ein paar technologische Tipps zur Herstellung von Induktoren. Da die Spulen im Strombauch liegen, müssen sie so ausgeführt sein, dass sie bei Signalwechsel ihre geometrischen Abmessungen beibehalten. Bei Antennen für die 21- und 28-MHz-Bänder werden die Spulen auf Rahmen aus Isoliermaterial hergestellt, auf denen sich eine Nut mit einer bestimmten Steigung befindet. Bei einer 14-MHz-Antenne ist die Spule rahmenlos. Es wird mit einem Kupferrohr mit einem Durchmesser von 4 mm auf einen Dorn mit einem Durchmesser von 35 mm gewickelt. Nach dem Entfernen des Dorns werden drei Plexiglasplatten mit den Maßen 5 x 12 x 100 mm auf die Windungen der Spule geschraubt, in die Löcher mit einem Durchmesser von 4,2 mm mit der gewünschten Steigung gebohrt werden. Diese eigentümlichen „Versteifungsrippen“ sind in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet. Die Abstimmung der Antennen reduzierte sich darauf, die Resonanzfrequenz zu ermitteln und gegebenenfalls durch Veränderung der Induktivität der Spule zu korrigieren. Dabei wurde bei der gewählten Frequenz ein minimales SWR erreicht. Gut abgestimmte Antennen haben eine große Bandbreite und sind widerstandsfähig gegen den Klimawandel und die darunter liegende Oberfläche. Messungen haben gezeigt, dass das SWR auf dem 14-MHz-Band 1,4, auf 21 MHz - 1,5, auf 28 MHz - 1,8 nicht überschreitet (Abb. 1). Die Minimalwerte bei Resonanzfrequenzen waren jeweils gleich 1; 1,02 und 1,08.
Die Leistung der Peitschenantennen wurde durch statistische Verfahren im Vergleich mit verschiedenen einfachen Antennen für die jeweiligen Bänder bewertet. Mehr als tausend wertende Vergleiche wurden mit Kontakten im Umkreis von mehreren hundert bis mehreren tausend Kilometern durchgeführt. Am interessantesten sind die Daten in Bezug auf den Viertelwellenstift. Bei einer Entfernung von bis zu 2000 km "verloren" die hergestellten Antennen auf der S-Skala bis zu 1,5 Punkte. Dies liegt daran, dass ihre Strahlungsdiagramme in der vertikalen Ebene zwar Keulen in einem Winkel von etwa 30 "haben, die Strahlungsintensität in dieser Richtung jedoch geringer ist als bei herkömmlichen SRs. Mit zunehmender Entfernung zum Korrespondenten wird der Vorteil größer Strahlung in kleinen Winkeln beginnt am Horizont zu erscheinen und in einer Entfernung von 4000 ... 5000 km "gewinnt" ein Stift mit einer Länge von 5 l / 8 durchschnittlich 1 Punkt.Auf langen Strecken bis zu 10000 .. 2000 km erhöht sich der Signalpegel sowohl beim Empfang als auch beim Senden um 1,5 , 2 ... XNUMX Punkte Der Vorteil der geschaffenen Antenne macht sich am deutlichsten bei der Kommunikation entlang des sogenannten "langen Weges" und auf Strecken, die durch die Polkappen führen . Somit zeigen solche Systeme trotz einfacher Konstruktion und geringer Materialkosten gute Ergebnisse in der Amateurfunkpraxis. Es ist sinnlos, die Vorteile von Multi-Element-Antennen zu bestreiten, aber die jahrelange Verwendung von Peitschenantennen zeigt, dass Sie damit sowohl Sport- als auch DX-Arbeiten in der Luft recht erfolgreich durchführen können. Mit äußerer Einfachheit nehmen diese Antennen einen bestimmten Raum ein, der sehr oft begrenzt ist. Es ist ganz natürlich, den Koeffizienten ihrer Verwendung irgendwie erhöhen zu wollen. Die Suche nach Kompromisslösungen kann jedoch alle positiven Eigenschaften zunichte machen. Zweifellos kann jede der oben vorgeschlagenen Einbandantennen auf allen Amateurbändern angepasst werden, eine solche Aufgabe wurde jedoch nicht gestellt, da nicht auf allen Bändern das optimale Ergebnis erzielt wird. Daher wurden Dualband-Optionen ausprobiert, deren Idee darin bestand, einen Viertelwellen-GP für den unteren Frequenzbereich und einen 5l/8 Pin-Länge für den hohen Frequenzbereich anzuschließen. So wurde ein 5l/8 langer Emitter für den 28-MHz-Bereich als verlängerter Viertelwellenstift bei 14 MHz verwendet, wobei die Gesamtzahl der Waagen verdoppelt wurde, wobei die Hälfte davon eine Länge von 2,62 m hatte und der Rest - 5,3 m. Das Element ist ein Relais, das im 20-Meter-Bereich den Mittelleiter der Zuleitung mit einem variablen Kondensator (100 pF) und im 10-Meter-Bereich mit der früheren Induktivität verbindet. Strukturell ist der Kondensator ein Stück Koaxialkabel. Relais - RMug, dessen Kontakte vor Feuchtigkeit geschützt sind. Eine Antenne für die 7- und 14-MHz-Bänder wird nach dem gleichen Schema hergestellt. Allerdings musste hier die Länge des vertikalen Teils leicht auf 12,55 m reduziert werden, damit die Kapazität des enthaltenen Kondensators auf dem 40-Meter-Band nicht zu klein wurde, wie bei einem Strahler mit einer Länge von 13,2 m In der Endversion waren es 180 pF. Die Gesamtzahl der Gegengewichte beträgt acht, vier 5,3 m lange sind gleichmäßig im Kreis verteilt, vier weitere 10,8 m lang sind unter Berücksichtigung der Gebäudeform gespannt. Ansonsten sind die Konstruktionsmerkmale beider Dualband-Antennen die gleichen wie bei den oben beschriebenen Optionen. Das Auftreten von Schaltelementen sollte keine besonderen Schwierigkeiten bereiten. Zur Stromversorgung des Relais werden ein Kabelgeflecht und ein zusätzlicher Draht verwendet. Im Prinzip ist es möglich, Strom durch den zentralen Kern zuzuführen, wobei die hochfrequenten und konstanten Komponenten "entkoppelt" werden. 2 zeigt die Abhängigkeit des SWR von der Frequenz.
Alle im Artikel besprochenen Antennen wurden mehrere Jahre sowohl bei der kollektiven Radiostation als auch bei der Radiostation des Autors betrieben. Sie wurden von Funkamateuren immer wieder wiederholt. Die Antennen erwiesen sich als ziemlich technologisch fortgeschritten und zeigten die Stabilität ihrer Parameter. Autor: G. Bolotov (UA3QA) Woronesch; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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▪ Abschnitt der Website Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik. Artikelauswahl ▪ Artikel von Johann Gottfried Herder. Berühmte Aphorismen ▪ Artikel Wie kann ich Kopfhörer in ein Mikrofon verwandeln? Ausführliche Antwort ▪ Artikel Techniker für die Reparatur und Wartung von Funkanlagen. Standardanweisung zum Arbeitsschutz ▪ Artikel Hochspannungstransformator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik ▪ Artikel Geheimnisvolles Konfetti. Fokusgeheimnis
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