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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Antenne UA6AGW v. 20-10 m. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / UKW-Antennen Diese Antenne (Abb. 1) arbeitet im Frequenzband von 14 bis 29,5 MHz, das fünf Amateurfunkbänder umfasst. Mit dem Fernbedienungssystem können Sie es gezielt auf die gewünschte Reichweite einstellen. Die Antenne ist recht kompakt und kann zusammen mit dem Mast im Kofferraum oder Innenraum eines Autos transportiert werden. Die Länge aller seiner Teile beträgt höchstens zwei Meter und der Durchmesser des Rahmens beträgt weniger als einen Meter. Das Design der Antenne ermöglicht eine schnelle Installation durch eine Person unter Feldbedingungen, beispielsweise auf einer Waldlichtung, unter Bäumen, in einem Landhaus, auf einer felsigen oder sandigen Insel oder an Bord eines kleinen Bootes. Für die Montage sind keine Abspannseile erforderlich und dennoch hält die Konstruktion selbst stürmischen Windböen problemlos stand.
Der elektrische Schaltkreis der Antenne unterscheidet sich praktisch nicht von bisher veröffentlichten Rundstrahlantennen im UA6AGW-Design, beispielsweise [1]. Die Abmessungen dieser Antennenversion sind in Abb. 2 dargestellt. 18. Für den Betrieb im Frequenzband 29,5...1,6 MHz beträgt die Länge der Strahlen 14 m. Für den Betrieb im Bereich 18...2 MHz sollte die Länge jedes Strahls auf drei Meter erhöht werden Parallel zum Kondensator C25 sollte ein zusätzlicher Kondensator mit einer Kapazität von 8 pF geschaltet werden. Im Entwurf des Autors besteht es aus einem Stück Koaxialkabel mit einem Durchmesser von 75 mm und einem Wellenwiderstand von XNUMX Ohm. Der Einsatz eines zusätzlichen Kondensators ist in diesem Fall auf die unzureichende maximale Kapazität des eingesetzten KPI zurückzuführen. Angesichts der Zugänglichkeit der Antenne unter Feldbedingungen sind diese Vorgänge nicht schwierig durchzuführen.
Der Antennenrahmen besteht aus dem Koaxialkabel LCF12-50J S, das in Zuleitungen an Mobilfunkstationen verwendet wird. Sein Außendurchmesser beträgt etwa 15 mm. Der Außenleiter („Geflecht“) des Kabels besteht aus Kupferwellrohr mit einem Durchmesser von 13,8 mm, der Innenleiter ist ein Kupferrohr mit einem Durchmesser von 4,8 mm. Der Zwischenraum ist mit geschäumtem Polyethylen gefüllt. Der schwarze PVC-Mantel des Kabels wurde entfernt, da der darin enthaltene Füllstoff bei hohen Frequenzen erhebliche Verluste verursacht. Der Außenleiter („Geflecht“) sollte mit mehreren Schichten Schutzlack überzogen und mit einem Elektroinstallationswellrohr aus Kunststoff überzogen werden. Jeder Antennenstrahl ist eine Teleskopkonstruktion bestehend aus zwei Duraluminiumrohren mit einem Durchmesser von 14 und 18 mm und einer Länge von jeweils 1,55 m. An den äußeren Enden von Rohren mit größerem Durchmesser werden Nuten mit einer Länge von etwa 100 mm und einer Breite von 1,5 bis 2 mm gesägt, die zur sicheren Fixierung von Rohren mit kleinem Durchmesser beitragen und einen guten elektrischen Kontakt beim Ausfahren der Balken gewährleisten Arbeitsposition für den 14-MHz-Bereich. An den Enden sind zusätzlich Schneckenklemmen angebracht, mit deren Hilfe die Innenrohre festgeklemmt werden. Die gegenüberliegenden Enden der großen Rohre sind über bewegliche Scharniere an einer U-förmigen Platte befestigt, die aus 3 bis 4 mm dickem Vinylkunststoffblech gebogen ist (Abb. 3). Platte, Antennenrahmen, Kommunikationsschleife und Box mit Kondensatoren sind auf einem Holzbalken mit einem Querschnitt von 25x25 mm montiert, der wiederum am Mast befestigt ist. Ungefähr im Abstand von 100 mm von den inneren Enden sind in jedem Rohr eine M4-Schraube und eine Mutter montiert, die zum Anschluss eines zusätzlichen Kondensators im 14-MHz-Band dienen. Der Befestigungspunkt für die Balken ermöglicht es, diese entweder in eine Arbeits- oder Verstauposition zu drehen. Im zusammengeklappten Zustand beträgt die Länge jedes Balkens 1,6 m, im ausgeklappten Zustand etwa 3 m.
Die Balken sind mit blanken Kupferlitzen mit dem Außenmantel des Kabelrahmens verbunden. Da das Löten von Aluminium eine „mühsame“ Aufgabe ist, werden vier Kontaktblätter mit Aluminiumnieten an die inneren Enden großer Rohre genietet, um den Kontaktwiderstand zu verringern. Die Drähte, die die Balken mit dem Rahmen verbinden, sind an allen vier Blütenblättern angelötet. Die Niet- und Lötstellen sind durch mehrere Lagen Isolierband vor Witterungseinflüssen geschützt. Kondensator C1 - K15U-1V 3,5 kV 4,7 pF 4 kvar. Der Kondensator C2 ist eine selbstgebaute variable Kapazität vom Schmetterlingstyp, bestehend aus sechs Rotor- und sieben Statorplatten. Kondensatorabmessungen - 115x130 mm. Die Platten bestehen aus 0,5 mm dickem verzinktem Stahlblech. Die Fläche jeder Statorplatte beträgt 24 cm2, die Fläche jeder Rotorplatte ist doppelt so groß. Die Kondensatorteile werden auf M5-Gewindestangen montiert, M5-Muttern dienen als Distanzbuchsen. Die Verwendung von Stahl hatte keinen negativen Einfluss auf die Leistung der Baugruppe. Der Verwendung anderer Materialien steht hier jedoch nichts im Wege. Der Autor testete auch eine Variante mit Standard-KPE-2, bei der die Rotor- und Statorplatten durch eine entfernt wurden. Die Fernsteuerung des variablen Kondensators C2 erfolgt über den Servoantrieb des HiTec HS-311-Lenkrads der Standardgröße, das in Automobil- oder Flugzeugmodellen verwendet wird. Für die mechanische Verbindung des Servoantriebs und des Kondensators werden Standardwippen und Walzdrähte verwendet (Abb. 4).
Die Kondensatoren C1, C2 und der Servoantriebsmechanismus sind in einer versiegelten Kunststoff-Anschlussdose mit den Abmessungen 140 x 200 mm für offene elektrische Leitungen untergebracht. Zur Steuerung des Servoantriebs verwenden Sie ein Fernbedienungspanel (Abb. 5), das auf der Basis eines Servotesters mit digitaler Anzeige [2] hergestellt wurde. Befehle an den Servoantrieb werden über das UTP-4-C5e-Kabel übertragen – ein 4x2-Twisted-Pair-Kabel für Computernetzwerke. Es werden drei Adernpaare verwendet (zwei parallel geschaltete Adern).
Die Zahlen auf der Anzeige des Servotesters zeigen den Drehwinkel der Lenkgetriebewelle an. Am Gehäuse der Fernbedienung ist eine Tabelle angebracht, die angibt, welcher numerische Wert auf der Anzeige eingestellt werden sollte, damit die Antenne in einem bestimmten Bereich und in Abhängigkeit von der Länge der Strahlen funktioniert (diese Tabelle wird während des Einrichtungsprozesses der Antenne zusammengestellt). . Auf der linken Seite des Servotesters befindet sich eine „Select“-Taste. Wenn Sie diese drücken, dreht sich die Lenkgetriebewelle nach dem Einstellen des erforderlichen Werts auf der Anzeige auf den eingestellten Winkel. In der Ausgangsstellung sind zwei der drei Kabeladern, die vom Bedienfeld zum Lenkgetriebe führen, offen. Dies geschah, um eine spontane Drehung des Servoantriebs unter dem Einfluss der induzierten Spannung zu verhindern. Zu den gleichen Zwecken wird am Steuerkabel an der Verbindungsstelle zum Servoantrieb ein Ferritring angebracht. Durch Drücken der „Select“-Taste schließen sich die Kontakte und die Lenkgetriebewelle wird in die gewünschte Position gebracht. Die Zeit, die der Kondensatorrotor benötigt, um sich von einer Extremposition in eine andere zu drehen, beträgt etwa eine Sekunde; die Positionierungsgenauigkeit aufgrund der Rückkopplung ist sehr hoch. Um die Bedienung des Servotesters komfortabler zu gestalten, wurde der standardmäßige Winkeleinstellknopf durch einen Knopf mit größerem Durchmesser ersetzt. Zur Stromversorgung des Servotesters ist eine stabilisierte Gleichspannungsquelle von +4,8 bis +6 V erforderlich. Bei einer Versorgungsspannung von +6 V kann das Steuerkabel eine Länge von 50 Metern und mehr haben. Die Kommunikationsschleife besteht aus einem Koaxialkabel mit einem Wellenwiderstand von 50 Ohm, das die Antenne speist. Die Hauptabmessungen der Schlaufe und die Art ihrer Herstellung sind in Abb. 6 dargestellt. 400. Am Ende des Kabels und an einer 10 mm davon entfernten Stelle wird der äußere isolierende PVC-Mantel entfernt, und in der Mitte dieses Abschnitts werden sowohl der Mantel als auch der Außenleiter – das Geflecht – auf einer Länge von entfernt 6 mm (Abb. 3). Der Innenleiter wird am Ende des Kabels mit dem Geflecht verlötet. Dieses Ende des Kabels wird dann über den zweiten Abschnitt gelegt, wobei die Außenisolierung entfernt und mit diesem verlötet wird. Die resultierende Schlaufe wird oben am Antennenrahmen befestigt (siehe Abb. XNUMX), der wiederum mit Nylon-Kabelbindern an der Schiene befestigt wird. Bei der Installation müssen die Mastspitze, der Symmetriepunkt der Kommunikationsschleife und der Symmetriepunkt des Strahlungsrahmens übereinstimmen. Im gleichen Abstand links und rechts von den Symmetriepunkten (ca. 4...5 cm) wird die Kommunikationsschleife mit Kabelbindern am Strahlerrahmen befestigt. Die Symmetrie an dieser Stelle ist wichtig; sie ermöglicht es Ihnen, das Auftreten von Strömen auf dem Geflecht des Versorgungskabels zu vermeiden und ohne Erde zu arbeiten. Die Antenne ist auf einem etwa sechs Meter hohen Mast montiert. Es besteht aus drei Kunststoffrohren mit den Durchmessern 42, 36 und 30 mm. Der Autor verwendete drei Abschnitte eines acht Meter hohen Mastes aus dem „Mast-8-2u“-Bausatz von R-QUAD. Die Antenne wird zunächst in horizontaler Position auf dem Boden montiert, anschließend in vertikaler Position installiert und mithilfe von Stützen in der gewünschten Richtung befestigt, die wiederum mit in den Boden gerammten Metallpfählen befestigt werden. Diese zwei Meter langen Stützen reichen aus, um die Antenne sicher zu befestigen.
Bei der Vorabstimmung der Antenne kann es erforderlich sein, die Form der Kommunikationsschleife von rund zu länglich (oval) und umgekehrt zu ändern und die Länge der Strahlen auszuwählen. Als Kriterium für eine optimale Abstimmung sollte der minimale SWR-Wert (vom Autor nicht schlechter als 1,5) in den angegebenen Bereichen angesehen werden. Die Antenne ist ziemlich breitbandig und bei der Abstimmung auf die Mitte eines Amateurbandes ist normalerweise keine zusätzliche Anpassung erforderlich. Das SWR im gesamten Bereich sollte, mit Ausnahme des 2-Meter-Bereichs, 10 nicht überschreiten. Beim Betrieb mit extremen Frequenzen sind möglicherweise zusätzliche Anpassungen erforderlich. Das Strahlungsmuster der Antenne hat in der horizontalen Ebene die Form einer Ellipse, die sich in Längsrichtung der Strahlen erstreckt und keine tiefen Einbrüche aufweist. Der Unterschied zwischen den Signalpegeln, die in Richtung der Strahlen und senkrecht dazu abgestrahlt werden, beträgt etwa 3 dB. Der allererste Test der Antenne im 10-Meter-Bereich ermöglichte die Kommunikation mit der Insel Tasmanien. Anschließend erfolgten viele QSOs auf verschiedenen Bändern, insbesondere auf 20 Metern. In allen Fällen zeigte die Antenne eine gute Leistung. Literatur
Autor: Alexander Grachev (UA6AGW)
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