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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Fünf-Elemente-YAGI auf 20 Meter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / HF-Antennen Eine Antenne selbst zu bauen ist für Funkamateure keine leichte Aufgabe. Oftmals achten die Autoren verschiedener Antennen nicht auf die Beschreibung der Antennenherstellungstechnologie, und dies ist sehr wichtig für diejenigen, die versuchen, sie zu wiederholen. Ohne Kenntnis der Fertigungstechnologie ist es schwierig, die eigenen Fähigkeiten vollständig einzuschätzen. Ihre Überschätzung führt oft dazu, dass gute Entwürfe trotz der bereits aufgewendeten Materialien unvollendet bleiben. Der vorgeschlagene Artikel beschreibt detailliert den Aufbau der Antenne für eine Reichweite von 20 Metern. Einige Fertigungstechniken können bei der Herstellung von Antennen anderer Bänder hilfreich sein. Das Team des Inta Radio Club (RK9XXS) stand gleich zu Beginn seiner Tätigkeit vor dem Problem der Antennenauswahl. Schon damals wurde beschlossen: nur seriöse Antennen zu bauen. Da wir uns darüber im Klaren waren, dass man eine Antenne nicht schnell herstellen kann, beschlossen wir, zunächst Materialien zu sammeln und anhand ihrer Menge zu entscheiden, welche Antenne wir bauen wollten. Innerhalb eines Monats gelang es uns, 10 Duraluminiumstangen für Hochsprünge mit einer Länge von 3,6 m, 10 Stück eines 30-mm-Rohrs mit einer Länge von 1,5 m, zwei Rohre aus einer medizinischen Trage mit einem Durchmesser von 36 mm und zwei sechs Meter lange Duraluminiumrohre mit einem zu finden Durchmesser von 60 und 70 mm und ein drei Meter langes Rohr mit einem Durchmesser von 60 mm. Dieses Material reichte aus, um eine 5-Element-YAGI-Antenne zu bauen. Aufgrund unserer Erfahrung in der Berechnung von Antennensystemen mithilfe eines Computers und der Herstellung berechneter Antennen begannen wir mit dem vorläufigen Entwurf der Antenne. Die allerersten Schätzungen zeigten, dass es am rentabelsten ist, eine Antenne auf einer länglichen Traverse zu bauen: Der Gewinn ist höher, das Verhältnis vorne/hinten ist besser. Die Hauptanforderung an eine Clubantenne ist unserer Meinung nach die Fähigkeit, mit einem minimalen SWR im Frequenzband 14 ... 14,35 MHz zu arbeiten. Das liegt vor allem an den vielfältigen Interessen der Clubmitglieder: Der eine liebt die Telegraphenabteilung, der andere liebt SSTV, der dritte ist ein Fan von Inselexpeditionen, der vierte liebt die MT-63. Als die Antenne anschließend mit maximalem Gewinn in Richtung der Hauptkeule modelliert wurde, stellte sich heraus, dass unsere Antenne nur 0,5 ... 0,7 dB verliert. Das hat uns ganz gut gefallen. Die Berechnungen wurden mit dem Programm YAGIOPTIMIZER durchgeführt und mit dem Programm NEC4WIN95 überprüft. Der Fairness halber ist anzumerken, dass beide Programme vom Endergebnis her sehr nahe beieinander liegen, auch wenn es einige Abweichungen gibt. Abmessungen der Antennenelemente: Reflektor – 10,7 m, Vibrator – 10,3 m; Regisseur 1 – 9,88 m, Regisseur 2 – 9,58 m; Direktor 3 - 8,9 m. Antenneneigenschaften: Gewinn - 11,6 dB; Verhältnis vorne/hinten – 24 dB; Front-/Seitenverhältnis – 35 dB, Eingangsimpedanz – 50 Ohm. Die Hauptabmessungen wurden also festgelegt, es ist Zeit für technologische Lösungen. Die Technologie zur Herstellung der Antenne wurde so gewählt, dass der Aufwand an „bezahlter“ Arbeit minimiert wurde und der Großteil der Details mit einem einfachen Werkzeug selbstständig erledigt werden konnte. Für die Arbeit wurden eine elektrische Bohrmaschine, eine Metallschere, eine Bügelsäge, Hämmer, Zangen, Gewindebohrer, Matrizen, Schraubenschlüssel, Schraubendreher und andere Kleinigkeiten benötigt. Es gibt nicht viel Schweißarbeit – nur sechs einfache Knoten. Dreharbeiten - 10 Duraluminiumbuchsen. Alles andere wird selbstständig und ohne den Einsatz spezieller Geräte erledigt. Das Problem mit der Traverse wurde am einfachsten gelöst: Ein Rohr mit einem Durchmesser von 70 mm wurde in die Mitte gelegt, Rohre mit einem Durchmesser von 60 mm wurden von beiden Seiten hineingesteckt. Der Spalt zwischen den Rohren wurde mit einem 1,5 mm dicken Stahlbandstreifen geschlossen, mit dem dünne Rohre fest umwickelt wurden. Die Gelenke wurden mit Schrauben M 10x80 gegen Verdrehen gesichert. Im Abstand von 1500 mm von den Enden wurden zwei Löcher gebohrt und mit M 10x100-Schrauben befestigt, zwei Stahlschlaufen mit den Maßen 30x120x5 mm zur Befestigung der oberen und seitlichen Streben (Abb. 1).
An den markierten Stellen wurden die Befestigungspunkte der Elemente angebracht (Abb. 2). Diese Plattformen isolieren die Elemente vollständig von der Traverse mit einer minimalen Kapazität zwischen ihnen. Die Elementbefestigungsplattformen bestehen aus einer 3 mm dicken Stahlplatte und einer 100 x 250 x 15 mm großen Textolithplatte. In die Stahl- und Textolithplatten wurden 16 koaxiale Löcher mit einem Durchmesser von 6 mm gebohrt, anschließend wurden acht Löcher mit einem Durchmesser von 25 mm in die Stahlplatte gebohrt. Dies ist notwendig, damit die Leitern zur Befestigung der Elemente keinen Kontakt mit der Stahlplatte haben. Anschließend wurden in die Stahlplatte vier weitere Löcher mit einem Durchmesser von 8 mm gebohrt, um die Plattform an der Traverse zu befestigen, und ein Rohr mit einem Durchmesser von 17 mm und einer Länge von 500 mm für die oberen Streben des Elements angeschweißt ( Stand). Die Platten werden durch ungebohrte Löcher mit acht M6x25-Schrauben aneinander befestigt.
Stehleitern bestehen aus ungeglühtem Stabstahl mit einem Durchmesser von 8 mm. Zur Befestigung der Elemente wurden Leitern mit einem Durchmesser von 6 mm angefertigt (Konstruktionsnägel wurden verwendet). Zuerst müssen Sie die Stange auf die gewünschte Länge zuschneiden, dann die Fäden an den Enden auf eine Länge von 30 mm schneiden und dann die Leiter auf dem Amboss in die gewünschte Form biegen. Die Länge der Stange lässt sich ganz einfach mit der Formel berechnen L \u1,57d 2 * (D + d) + D + 40 * M + XNUMX, wobei L die erforderliche Länge der Stange ist; D ist der Durchmesser des Rohres, an dem die Leiter befestigt ist; d ist der Durchmesser der Stange, aus der die Leiter besteht; M ist die Dicke des Teils, an dem das Rohr befestigt ist; 40 mm - Schaft für Befestigungsmuttern. Eine einfache Möglichkeit, eine Leiter zu biegen, ist in Abb. dargestellt. 3. Beim Biegen wird ein Hammer auf die Trittleiter gerichtet, mit dem zweiten werden leichte Schläge ausgeführt. Das Leiterprofil wird durch eine Schablone oder ein festes Rohr gesteuert.
Die Antennenelemente (Abb. 4) bestehen aus einem 36-mm-Rohrsegment (in der Mitte), zwei Hochsprungstangen und zwei 30-mm-Rohrsegmenten (an den Enden). Die Sprungstangen werden fest in das Rohr mit einem Durchmesser von 36 mm eingesetzt und mit Standardklemmen befestigt. Die Rohrabschnitte werden mit speziell bearbeiteten Duraluminiumbuchsen und Nieten aus Aluminiumdraht mit einem Durchmesser von 5 mm mit der Stange verbunden. An der Verbindungsstelle ist eine Schlaufe zur Befestigung der oberen und äußeren Dehnungsstreifen der Elemente angebracht. Die Schlaufe besteht aus einem Stab mit einem Durchmesser von 6 und einer Länge von 90 mm (Baunägel können verwendet werden). Ein M20x6-Gewinde wird an einem Ende auf eine Länge von 1 mm geschnitten, das andere Ende wird auf einem Dorn mit einem Durchmesser von 15 mm zu einem Ring gebogen.
Die Traversenbefestigungseinheit (Abb. 5) übernimmt die Hauptlast statischer und dynamischer Art und muss eine hohe Festigkeit aufweisen. Es handelt sich um eine 4 mm dicke Stahlplatte. Die Größe der Platte wird durch die Länge der Traverse und das Gewicht der Antenne bestimmt, das Mindestmaß „B“ für diese Antenne beträgt 500 mm. In die Platte sind Löcher für Klemmen zur Befestigung der Traverse und für Klemmen zur Befestigung der Platte am Mast gebohrt.
Die Lochmarkierung erfolgt wie folgt. Der Abstand „A“ sollte der Summe der Durchmesser des Masts und der Leitern entsprechen, mit denen die Platte am Mast befestigt ist. In unserem Fall beträgt der Durchmesser des Mastes 52 mm und die Leitern bestehen aus einer Stange mit einem Durchmesser von 8 mm, sodass der Abstand zwischen den Lochmitten 60 mm beträgt. Der Abstand „B“ sollte der Summe der Durchmesser der Traverse und der Leitern entsprechen, mit denen die Traverse an der Platte befestigt ist. In unserem Fall beträgt der Durchmesser der Traverse 70 mm und der Durchmesser der Stange, aus der die Leitern bestehen, 8 mm. Der Abstand zwischen den Lochmitten beträgt 78 mm. Die Anzahl der Traversenmontageleitern für eine so schwere Antenne beträgt mindestens 6. Dies bestimmt die Zuverlässigkeit der Traversenmontage. Die Anzahl der Leitern zur Befestigung der Platte am Mast sollte bei langen Antennen 6-8 betragen. Sie bestimmt die Haltekraft der Traverse am Mast. Wir haben uns für sechs Leitern entschieden. Nachdem diese Löcher markiert und gebohrt wurden, wurde in der unteren Ecke ein Loch für die seitliche Verstrebungshalterung gebohrt. Der Durchmesser dieses Lochs muss dem Durchmesser des für die Halterung ausgewählten Rohrs entsprechen. Das Halterungsrohr hat einen Durchmesser von 1,5 Zoll, d. h. 37 mm. Die Länge des Konsolenrohres (Maß „D“) haben wir mit ca. 1000 mm gewählt. In das Konsolenrohr wurden an den Enden zwei Löcher mit einem Durchmesser von 12 mm gebohrt, in die die Zugbolzen der Seitenstreben eingeführt werden. Das Halterungsrohr wird in ein Loch in der Stahlplatte eingeführt, sodass die Länge der Enden gleich ist. Danach muss das Rohr beidseitig sorgfältig durch Lichtbogenschweißen verschweißt werden. Die Halterung wird sorgfältig geschliffen und mit Outdoor-Ölfarbe bemalt. Die Zugbolzen der Ober- und Seitenstreben bestehen aus einer Stahlstange mit einem Durchmesser von 12 mm und haben eine Länge von 250 mm. Ein Ende der Stange wird auf einem Dorn mit einem Durchmesser von 15 mm zu einem Ring gebogen, am anderen Ende wird über die gesamte Restlänge ein M12x1,5-Gewinde geschnitten. Die seitlichen und oberen Streben der Traverse werden am besten während des Antennenmontageprozesses hergestellt, da ihre Länge durch den Schwerpunkt des Antennensystems bestimmt wird. Die Befestigung der Traversenstreben ist in Abb. dargestellt. 6.
Antennenmontage. Zunächst wird die Antennentraverse wie oben beschrieben zusammengebaut. Die Traverse wird auf einer sauberen, ebenen horizontalen Plattform mit den Maßen 12x16 m verlegt. Auf der Traverse werden mit Hilfe von Trittleitern die Montageflächen der Elemente und darauf (ebenfalls mit Hilfe von Trittleitern) die montierten Antennenelemente installiert . In diesem Fall müssen Sie auf die Horizontalität aller Elemente der Antenne achten. Der Abstand zwischen den Elementen ist in der Tabelle angegeben.
Bei der Montage der Elemente müssen die Befestigungsschlaufen der Ober- und Außenstrebe oben liegen. Die Draufsicht der Antenne ist in Abb. dargestellt. 7.
Anschließend werden die oberen Dehnungsstreifen der Elemente markiert und darauf Isolatoren angebracht. Je mehr Isolatoren eingebaut sind, desto geringer ist der Einfluss der oberen Verlängerungen auf die Parameter der Antenne. Bei Verwendung dielektrischer (Nylon, Hanf) oberer Dehnungsstreifen kann auf Isolatoren verzichtet werden. Dehnungsstreifen werden mit einem Ende an den Schlaufen der Elemente und mit dem anderen Ende an den Stützpfosten befestigt, wobei die Dehnungsstreifen durch die in den Pfosten gebohrten Löcher geführt werden (Abb. 8).
Für alle Befestigungspunkte von Dehnungsstreifen müssen Kauschen verwendet werden. An den Schlaufen der Elemente sind äußere Dehnungsstreifen angebracht. Es empfiehlt sich, diese Dehnungsstreifen an den Befestigungspunkten mit Streifen aus verzinktem Blech zu umwickeln, dann halten sie lange. Äußere Dehnungsstreifen sollten möglichst eng, aber gleichmäßig gedehnt sein. Das Wichtigste ist, auf die richtige Position der Antennenelemente zu achten. Unser Design verwendete Stahlkabel für die oberen Abspannleinen und Hanfseile für die äußeren Abspannleinen. Nach dem Anbringen aller Dehnungsstreifen wird ein passendes Gerät installiert (Abb. 9). Die Befestigung erfolgt mit Klammern oder Trittleitern. Das Stromkabel wird sofort angeschlossen, fixiert und bis zur Mastmitte verlegt. Das Gehäuse des Anpassgerätes muss die Kondensatoren vor Regen und Schnee schützen.
Nun ist die Antenne zusammengebaut und Sie können ihren Schwerpunkt bestimmen. Heben Sie dazu die Traverse zwischen dem ersten und zweiten Direktor an und ermitteln Sie durch Bewegen des Drehpunkts die Gleichgewichtsposition der Antenne. An dieser Stelle wird die Mitte des Traversenbefestigungspunkts so angebracht, dass die Halterung der Seitenstreben unten liegt. Die Montage der Traverse am Mast ist in Abb. dargestellt. 10.
Messen Sie anschließend den Abstand zwischen den Löchern der Halterung und den Stahlschlaufen an der Traverse. Entsprechend diesen Maßen werden seitliche Verlängerungen vorgenommen, die einen Spannungsspielraum schaffen. Bevor Sie die Antenne anheben, überprüfen Sie unbedingt alle Befestigungselemente und ziehen Sie alle Muttern fest. Stützen Sie die Traverse an zwei Stellen ab und heben Sie die zusammengebaute Antenne zur UNZHI-Maschine. auf dem das Getriebe mit dem Trägerrohr befestigt ist. Nachdem Sie den Befestigungspunkt an das Trägerrohr gedrückt haben, befestigen Sie ihn mit Hilfe von Trittleitern. Nachdem Sie die Traverse mit Hilfe von Stützen nivelliert haben, messen Sie den Abstand zwischen dem oberen Teil des Trägerrohrs und den Befestigungsschlaufen der oberen Streben. Entsprechend dieser Maße werden obere Verlängerungen angefertigt und montiert. Es ist sofort notwendig, die Spannung der oberen und seitlichen Verlängerungen der Traverse sicherzustellen und das Fehlen einer vertikalen und seitlichen Durchbiegung zu kontrollieren. Dies ist die einzige Montagearbeit, die in einer Höhe von 3 m durchgeführt wird. Nun ist die Antenne vollständig montiert und nachdem die Abschnitte auf eine Höhe angehoben wurden, in der noch mit dem Anpassgerät gearbeitet werden kann, wird der Omega-Matcher justiert. Einstellung. Zwei nach Computerberechnungen gebaute Antennen erforderten lediglich die Justierung des Anpassungsgeräts. Während des Stimmvorgangs kam es zu keiner Verlängerung oder Verkürzung der Elemente und ihrer Bewegung auf der Traverse. Die Einstellung des Anpassungsgeräts beschränkt sich auf die Einstellung der Kondensatorschieber auf die Position, die der maximalen Leistungsabgabe mit einem minimalen SWR in der Mitte des Bereichs entspricht. Bei der Aufstellung eines Anpassgeräts in einer Höhe von 3 ... 4 m über dem Boden erfolgt die Abstimmung bei einer Frequenz von 14100 kHz, während das SWR bei Frequenzen von 14 und 14,35 MHz überprüft werden muss er sollte 1,1 nicht überschreiten. Eine abgestimmte Antenne sollte über die gesamte Reichweite von 1,1 Metern ein SWR von nicht mehr als 20 haben. Yu. Pogreban (UA9XEX), A. Kishchin (UA9XJK), A. Kolpakov (UA9XKT), A. Bogomolov (UA9XBL), M. Gribak (UA9XEQ) waren am Entwurf und Bau der Antenne beteiligt. Generalplaner und Bauleiter N. Filenko (UA9XBI). Autor: N.Filenko (UA9XBI)
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