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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Mechanisch starke Zwei-Element-Antenne Wellenkanal. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / HF-Antennen Die Antenne, die besprochen wird (auf dem Foto im Intro ist sie niedriger), ist auf der Grundlage der von HB9CV in den sechziger Jahren vorgeschlagenen Antenne gebaut. Hier ist, was darüber in [1] geschrieben wird. „Die Antenne besteht aus zwei ungleich langen Vibratoren, die parallel in der gleichen horizontalen Ebene mit Abstand montiert sind l/acht. Beide Vibratoren sind aktiv.
In der gewählten Entfernung l/8 zwischen Vibratoren wird die beste Einweg-Richtwirkung der Antenne erreicht, wenn der Strom im hinteren Vibrator (Reflektor) dem Strom im vorderen Vibrator (Direktor) um 225 ° nacheilt. In einer anderen Veröffentlichung ([2]) werden die Ergebnisse eines Vergleichs dieser Antenne mit anderen bereits bekannten angegeben. „Der Gewinn einer Zwei-Element-Antenne mit beiden aktiven Elementen“, heißt es darin, „entspricht dem Gewinn einer Drei-Element-Antenne in voller Größe mit passivem Direktor und Reflektor. Bei gleichen Gewinnwerten eine Zwei-Element-Antenne.“ Das System ist leichter, einfacher im Design und hat ein geringeres Trägheitsmoment und einen geringeren Luftwiderstand. Eine Antenne mit aktiver Stromversorgung ermöglicht eine stärkere Unterdrückung der Rückstrahlung ... Der Gewinn einer solchen Antenne ist 3,4 dB höher als der einer Antenne mit a passiver Reflektor, und die maximale Rückstrahlungsunterdrückung beträgt 40 ... 50 dB, während sie bei passiven Systemen 25 dB nicht überschreitet. Beide Autoren geben hauptsächlich Informationen über die elektrischen Parameter der Antenne, was natürlich wichtig ist, aber sie sagen wenig über ihre Konstruktion und Zuverlässigkeit im Betrieb aus. Nach den in [2] angegebenen Daten stellt sich beispielsweise heraus, dass eines der an der Traverse befestigten Elemente im Bereich von 20 m eine Reichweite von etwa 5,5 m haben sollte, frei im Weltraum, aber unter schwierigen meteorologischen Bedingungen Bedingungen kann die vorhandene Kraft nicht ausreichen. Der Autor dieses Artikels verwendete Gurte, die die Elemente verbinden und die Steifigkeit der Struktur in der horizontalen Ebene gewährleisten. Die die Elemente tragenden Aufhängungselemente laufen oberhalb der Antennenebene am Mast zusammen. Dadurch wird eine vertikale Steifigkeit erreicht. Die Konstruktion ist ziemlich solide. Die 20m Antenne ist seit über vier Jahren ohne Reparatur in Betrieb und befindet sich in einem guten Zustand. Sie widerstand Staubstürmen, Eis, Winden. Schematisch ist ein Teil der Antenne in Abb. 1 dargestellt. 30. Die Abmessungen seiner Elemente für verschiedene Bereiche mit einem Rohrdurchmesser von 0,46 mm sind in der Tabelle angegeben. Für die Anfangsgröße des aktiven Vibrators wurden XNUMX angenommenl, Reflektor - 0,5l. Bitte beachten Sie, dass die Länge der Elemente vom Durchmesser der Rohre abhängt.
Besonders hervorzuheben ist die Stromversorgung der Antenne über das Koaxialkabel RK-75. Die erforderliche Phasenverschiebung von 225° wird wie folgt erhalten. Die Verschiebung um 180° ergibt sich dadurch, dass die passenden Geräte an unterschiedlichen Armen der Elemente (einer rechts, der zweite links) angeschlossen sind. Weitere 45° werden durch eine Phasenverschiebungslinie bereitgestellt, die die Elemente verbindet. Es ist nicht schwierig, die Phasenverschiebungslinie zu berechnen. Elektrische Länge des Koaxialkabels 0,5l ändert die Phase um 180°. Um eine 45°-Verschiebung zu erreichen, benötigen Sie daher ein Kabel mit einer Länge von 0,125l. Seine geometrische Länge wird geringer sein und wie oft hängt vom Verkürzungsfaktor ab. Wenn ein Koaxialkabel mit Polyethylen-Isolierung zwischen dem Mitteldraht und dem Geflecht mit einem Geschwindigkeitsfaktor von 0,67 und einer Wellenlänge von 21,2 m erforderlich ist Lgeom=Lelektp x Kykop=0,125lKykop = 0,125 x 21,2 x 0,67 = 1,78 m. Es ist jedoch unmöglich, die Antennenelemente mit einer Phasenverschiebungsleitung dieser Länge zu verbinden - der Abstand zwischen ihnen beträgt 2,65 m. Daher muss das Kabel in angemessenen Grenzen verlängert werden. In diesem Fall beträgt die Mindestlänge des zusätzlichen Kabelsegments also 2,65-1,78 = 0,87 m. Damit das hinzugefügte Segment von 0,87 m die Phasenverschiebung (45 °) nicht ändert, muss die Zuleitung mittig angeschlossen werden des Zusatzstückes. In der Praxis sollte bei der Herstellung einer Phasenverschiebungsleitung diese nicht aus Stücken (1,78 m + 0,435 m + 0,435 m) bestehen. Ein 2,65 m langes Kabel wird in einem Abstand von 2,215 m vom Ende, das mit dem Reflektor verbunden wird, an die Versorgungsleitung angeschlossen. Es ist bequemer, ein zusätzliches Kabelstück zu verwenden, das etwas länger ist als das erforderliche Minimum, beispielsweise 1 m. Dann beträgt die Gesamtlänge der Phasenverschiebungsleitung 1,78 + 1 = 2,78 m. Die Zuleitung wird in einem Abstand von angeschlossen 1,78 + 0,5 = 2,28 m von einem Reflektor. Die Mittelleiter des Phasenverschiebungsleitungskabels werden mit Anpassungsgeräten verbunden, das Geflecht – mit der Mitte der Elemente, die Zuleitung – mit dem Mitteldraht der Phasenverschiebungsleitung und das Geflecht – mit dem Geflecht. Der Autor verwendete das Kabel PK-75-9-13. Versuche mit dem in der Literatur empfohlenen Kabel RK-150-4-11 ergaben keinen Vorteil. Beim Bau der Antenne (Abb. 2) wurden vorhandene Materialien verwendet. Die Traverse ist aus Stahl 33 Zoll Wasserrohr (Außendurchmesser ca. 200 mm). An den Enden des Rohrs sind Planken mit den Abmessungen 50 x 8 x 6,5 mm mit vier Löchern mit einem Durchmesser von 2,63 mm für zwei Schellen für Befestigungselemente angeschweißt. Die Gesamtlänge der Traverse mit Latten beträgt 150 m. Die Traverse wird am Mast durch eine quadratische Platte mit den Abmessungen 150 x 4 mm aus 10 mm dickem Stahl mit MXNUMX-Gewindeklemmen befestigt. Elemente sind vorgefertigt. Das Mittelteil besteht aus einem 21 m langen halben Zoll Wasserrohr aus Stahl (Außendurchmesser ca. 3,5 mm). Auf beiden Seiten wurden Segmente eines Duralrohrs mit einem Durchmesser von 16 mm und einer Wandstärke von 1 mm hinzugefügt. Die Trompete wird aus einem Ring für rhythmische Gymnastik gewonnen. Es wurde an der Kreuzung geschnitten, dicht mit trockenem Sand gefüllt und dann langsam (innerhalb von 3-4 Stunden) begradigt. Ein auf das Innenmaß (Stelle B) bearbeitetes Distanzstück wird in das Stahlrohr eingesetzt (siehe Abb. 2) und an drei Punkten durch um 120° vorgebohrte Löcher mit 6 mm Durchmesser verschweißt. Ein beheiztes Duraluminiumrohr wird fest auf das vorstehende Ende des Abstandshalters aufgesetzt. Zusätzlich wird es mit zwei Aluminiumnieten mit einem Durchmesser von 5 mm befestigt. Ein geformter Reifen aus einem dreiadrigen Elektrokabel wird in das freie Ende des Duraluminiumrohrs eingeführt und mit zwei kurzen Abschnitten desselben Reifens verkeilt (Stelle D). Zusätzlich wird das Gelenk mit zwei Aluminiumnieten mit einem Durchmesser von 3 mm befestigt. Abfahrt des Reifens am aktiven Element - 0,5 m, am Reflektor - 0,9 m. An Punkten, die von der Traverse etwa 0,7 der Länge des Halbschwingers entfernt sind, sind die Antennenelemente durch Holzversteifungen mit einem Querschnitt von 20 x 30 mm (Stelle D) miteinander verbunden. Am Elementrohr wird eine Duraluminiumschelle montiert und mit zwei M6-Schrauben befestigt. Ein 4 mm dickes Glasfasertuch (Textolite, Getinax) wird auf die Muttern an den Bolzen mit Löchern gelegt und mit Muttern und Unterlegscheiben befestigt. Die Tücher werden zunächst mit Kraft in die Einschnitte des Versteifungsstreifens eingeführt und mit zwei Stahlnieten mit einem Durchmesser von 4 mm (durch Unterlegscheiben) fixiert. An den seitlichen Klemmen der Traverse wurde ein zusätzliches Loch A mit einem Durchmesser von 6 mm zum Anbringen von Anhängern angebracht. Zur Herstellung von Anhängern wird ein Bündel verwendet, das aus drei Kupferlackleitern mit einem Durchmesser von 1 mm verdrillt ist. Die Anhänger werden aus 1 m langen Segmenten zusammengesetzt, durch Porzellanisolatoren – Muttern oder Rollen – verbunden und an einem Punkt am Mast befestigt, der sich 1 m über der Antennenebene befindet. Das passende Element besteht aus einem Stahlrohr mit einem Durchmesser von 12 mm. Die Befestigung am Element erfolgt über einen Glasfaserisolator (Stelle A) und eine bewegliche Klemme aus 1 mm dickem Stahlblech (Stelle B). Zu beachten ist, dass bei der Verwendung von Teilen aus ungleichen Metallen an der Kontaktstelle ein galvanisches Paar auftritt, das die Kontaktflächen im Laufe der Zeit zerstört, insbesondere wenn Feuchtigkeit eindringt. Der Kontakt zwischen Kupfer- und Aluminiumlegierungsteilen leidet am meisten. Der Mast - drehbar, teleskopierbar, besteht aus zwei Teilen. Das untere (Außen-)Rohr besteht aus Stahl mit einer Länge von 2.25 m und einer Länge von 6 Zoll. Durch 0,5 ... 1 m werden Durchgangslöcher mit einem Durchmesser von 6,5 ... 8,5 mm gebohrt, um das Innenrohr beim Anheben fixieren zu können. Das Innenrohr ist eineinhalb Zoll lang, 7 m. Auf das Unterrohr wird ein Stahlflansch (mit einem Spalt von 0,2 ... 0,5 mm) aufgesetzt, um drei Streben zu befestigen (Abb. 3).
Nuttiefe 30 mm. Drei Stahlecken der Standardgröße 30 x 30 x 3 mm, 300 mm lang, mit Löchern zur Befestigung von Streben, werden gleichmäßig entlang des Umfangs an den Flansch geschweißt. Die Verwendung von vorstehenden Ecken reduziert die zusätzliche Spannung der Abspannungen, wenn sich der Mast dreht. Der Flansch ruht auf zwei Textolite (Glas-Textolite sind nicht geeignet!) Ringen, die Fett gut halten (CIATIM-201, Fett). Der Einsatz von Kugel-, Axial-, Rollenlagern rechtfertigt sich hier nicht. Das Design des Flansches zum Befestigen der Jungs der zweiten Ebene ist ähnlich. Dieser Flansch ruht auf einem Stahlring, der starr am Innenrohr des Mastes befestigt ist. Vor dem Anheben der Antenne über die Flansche werden Schutzkappen aus Dachpappe, Dachmaterial oder verzinktem Eisen angebracht. Alle Verbindungsstellen von Strukturteilen werden zweimal mit Autolack oder Lack überstrichen.
Abspannseile sollten aus zwei oder drei verdrillten Drähten bestehen (verzinkter Stahl, Kupfer; Stahlkabel sollten nicht verwendet werden). Ein Single-Wire-Typ ist sehr unzuverlässig. Die unteren Enden der Streben werden durch einen Stahlring mit einem Durchmesser von 150 ... 200, einer Breite von 50 und einer Dicke von 4 ... 5 mm an einem im Boden verlegten Stift befestigt (Abb. 4). Der Ring kann aus einem überlappten Streifen hergestellt werden. Sie sollten die Jungs nicht zu fest ziehen - dies erschwert nur das Drehen der Antenne und kann im Winter zu deren Bruch führen. Im oberen Teil des Außenrohres, 50 mm vom Rand zurücktretend, werden drei Löcher gleichmäßig am Umfang verteilt gebohrt und ein M6-Gewinde geschnitten. 0,5 ... 1 m zurücktretend werden drei weitere Löcher gebohrt. Nach dem Anheben des Innenrohrs mit M6-Schrauben mit konischen Enden wird es zentriert und sicher fixiert.
An seinem unteren Ende ist ein Seil zum Anheben des Innenrohrs befestigt. Der Aufbau dieser Anordnung ist in Abb. 5. Vor dem Anheben wird das Kabel durch eine Rolle geführt, die am Flansch der ersten Abspannreihe montiert und an einem einfachen Tor befestigt ist, das an der Unterseite des Mastes befestigt ist. Wenn sich das Innenrohr ausdehnt, wird der Stift, auf dem es ruht, bewegt. Der Antennenmast ruht auf einer Stahlkugel mit 15 mm Durchmesser aus einem Kugellager. Am Außenrohr im unteren Teil ist ein Zahnrad mit einem Durchmesser von 600 mm befestigt (sein Kern ist bearbeitet und die Krone wird vom Schwungrad eines Auto- oder Traktormotors verwendet). Über ein einfaches Zahnrad-Schneckengetriebe ist es mit einem 50-Watt-Kollektormotor verbunden.
Auch die Antriebsvorrichtung kann einfacher gestaltet werden – in Anlehnung an die Felge eines Fahrradrades (Abb. 6). Beim Aufstellen der Antenne wird diese in größtmöglicher Höhe an einem offenen Ort installiert, aber so, dass sie Zugang hat (so dass sich ihre Elemente etwa drei Meter über dem Boden befinden). Zunächst ermittelt der GIR die Resonanzfrequenz der Elemente (ohne Anpassgeräte und Phasenschieberleitungen). In diesem Fall wird die Spule des Geräts in die Mitte des Elements gebracht. Die Resonanzfrequenz des aktiven Vibrators sollte 14,15 MHz betragen, die des Reflektors 14,05 MHz. Sollte sich herausstellen, dass die Resonanzfrequenz höher als erforderlich ist, muss überprüft werden, ob die Vibratoren kurz sind – und gegebenenfalls verlängert werden. Wenn die Resonanzfrequenz geringer ist, werden ein Anpassungsgerät und eine Phasenverschiebungsleitung installiert. Der Feeder ist über eine starre Spule angeschlossen (4-6 Windungen mit einem Durchmesser von 15 mm; seine anderen Eigenschaften sind nicht kritisch). Durch Anbringen des GIR wird die Resonanzfrequenz des gesamten Systems bestimmt – sie sollte 14,15 MHz nicht überschreiten. Danach werden das minimale SWR und das optimale Verhältnis der Strahlungswerte nach vorne und hinten erreicht. Dies kann mit nur einem Transceiver und einem Feldanzeiger erfolgen. Die Antenne wird an den Transceiver angeschlossen und der Feldindikator ermittelt die maximale Strahlung in Reichweite und Richtung. Liegt es am Anfang des Bereichs, sind die Elemente länger als erforderlich, am Ende sind sie kürzer. Nach Einstellung der Resonanzfrequenz wird durch Verschieben der Klemmen an den passenden Geräten ein minimales SWR erreicht. Der letzte Schritt der Abstimmung ist die Entfernung des Strahlungsmusters auf Arbeitshöhe. Optimale Höhenwerte - 0,5l (10,5 m) und l (21 m); auf mittlerer Stufe – das Strahlungsmuster kann verzerrt sein. In einer Höhe von 6 m ist das Diagramm also nahezu kreisförmig. Der Feldanzeiger befindet sich in einem Abstand von 20 ... 50 m von der Antenne, vorzugsweise auf gleicher Höhe wie diese. Schalten Sie den Transceiver im Telegraphenmodus ein und zeichnen Sie beim Drehen der Antenne die Anzeigewerte alle 15 ... 20 ° auf. Basierend auf den erhaltenen Punkten wird ein Diagramm erstellt (Abb. 7).
In der Kopie der Antenne des Autors betrug das SWR bei einer Frequenz von 14,18 kHz weniger als 1,1, an den Rändern des Bereichs überschritt es 1,6 nicht, was durch eine gewisse Schmalbandigkeit aufgrund des geringen Durchmessers der Enden erklärt wird Elemente. Die Breite des Strahlungsmusters auf der Ebene von 0,7 in der horizontalen Ebene beträgt etwa 75°. Der Hinterlappen ist schwach ausgeprägt. Literatur
Autor: G. Butorin (U5MH) Anthrazit; Veröffentlichung: cxem.net
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