Einfache Vibrator-HF-Antennen und die Möglichkeit ihrer Modernisierung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / HF-Antennen

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Die meisten Designs solcher Antennen sind in der Literatur beschrieben [1, 2] und gerade wegen ihrer Einfachheit werden sie von vielen Kurzwellenradios verwendet. Auch ihre Hauptnachteile sind bekannt, wozu vor allem die sehr begrenzte Bandbreite zurückzuführen ist. Die Folge davon ist ein erheblicher Einfluss der atmosphärischen Bedingungen auf die Resonanzfrequenz und damit auf andere Parameter der Antenne. Verkürzte Vibratoren mit induktiver oder kapazitiver Belastung sind am anfälligsten für solche Einflüsse, weshalb sie oft für den Einsatz in Gebieten mit plötzlichen Wetteränderungen ungeeignet sind. Bei der Verwendung von Breitbandantennen mit absorbierenden Widerständen wird ein Teil der Sendeleistung durch den Widerstand vernichtet. Es ist durchaus möglich, die Effizienz sogar eines bestehenden Designs zu steigern, indem das Antennenanpassungssystem mit der Einspeisung geringfügig komplizierter wird.

1. Fernsteuerung der Resonanzfrequenz und des Anpassungssystems der KB-Antenne.

Als Teil verschiedener Designs von Amateur-Kurzwellen-Antennenspeisegeräten und deren Anpassungssystemen wird es häufig verwendet. Verwenden Sie Kondensatoren variabler Kapazität mit einem Luftdielektrikum (KPI). Am häufigsten werden sie verwendet, um die effektive Länge des Vibrators einzustellen und verschiedene passende Geräte anzupassen. Gleichzeitig muss der KPI selbst häufig direkt neben dem Vibrator selbst installiert werden, d. h. Es stellt sich heraus, dass es vom Bediener entfernt ist. Diese Situation führt insbesondere bei der Verwendung einer Antenne auf mehreren Bändern zu Schwierigkeiten. Durch die Fernsteuerung eines solchen KPI können Sie die Effizienz der Antenne an verschiedenen Punkten im Bereich ausgleichen und sie in einigen Fällen so umbauen, dass sie in einem anderen Bereich funktioniert.

Durch die betriebliche Anpassung der Resonanzfrequenz des Vibrators oder seines Anpassungssystems können Sie die besten Ergebnisse auf den niederfrequenten HF-Bändern von 160 und 80 m erzielen, wo herkömmliche nicht einstellbare Antennen beim Betrieb an den Rändern des Frequenzbereichs erhebliche Leistungsverluste erleiden Reichweite. Auf Abb. In Abb. 1 und 2 zeigt ein Diagramm eines einfachen Geräts, das eine Ferneinstellung der Kapazität von KPI C1 ermöglicht, das Teil des Antennenanpassungsgeräts ist. Als Grundlage wurde das Schema des Gerätes SA2550 der Firma „HEATHKIT“ [XNUMX] übernommen.

(zum Vergrößern klicken)

Das Gerät besteht aus zwei Blöcken. Die Antenneneinheit A1 wird direkt neben dem Vibrator selbst installiert. Er ist der wichtigste Teil des gesamten Geräts. Das Hauptelement ist hier der KPI C1 mit Luftdielektrikum, gesteuert durch einen umkehrbaren Gleichstrommotor mit geringer Drehzahl. Das gesamte Gerät ist in einem Metallgehäuse untergebracht, das versiegelt werden muss.

Die in der Abbildung dargestellte Variante dieses Blocks A1.1 entspricht vollständig SA2550, bei dem der KPI C1-Rotor ohne Einschränkungen rotieren und gut von der Achse des Motors oder Getriebes isoliert sein muss. Die Anfangskapazität C1 beträgt 10 ... 15 pF, das Maximum liegt zwischen 500 pF bei 28 MHz und 1700 pF bei 1,9 MHz. Der Abstand zwischen den KPE-Platten sowie die Parameter anderer Teile beider Blöcke werden in Abhängigkeit von der maximalen Leistung des Übertragungsgeräts und dem verfügbaren Motor ausgewählt. Es ist lediglich zu beachten, dass alle im Gerät installierten Drosseln hergestellt werden müssen mit einem Draht des entsprechenden Durchmessers (abhängig vom aktuell verbrauchten Motor) und haben keine Nebenresonanzen auf Amateurbändern. Dies kann durch abschnittsweises und schrittweises Aufwickeln erreicht werden. Das Gehäuse des A1-Geräts muss geerdet sein und es müssen Maßnahmen ergriffen werden, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern, insbesondere wenn es in einem offenen Bereich installiert wird. Am besten verschließen Sie es mit einem weiteren Gehäuse aus dielektrischem Material.

Das A2-Steuergerät wird im Innenbereich in der Nähe des Radiosenders installiert. Es dient als Stromversorgungs- und Steuereinheit für den Reversiermotor im A1-Gerät. Die elektrische Verbindung zwischen den Blöcken erfolgt über ein Koaxialkabel der erforderlichen Länge und Wellenimpedanz. Dieses Kabel transportiert sowohl die Hochfrequenzspannung vom TX zur Antenne bzw. von dieser zum RX, als auch die DC-Steuerspannung. Der Dreistellungsschalter B1 steuert den Betrieb des Motors, d.h. Versorgung mit einer konstanten Spannung unterschiedlicher Polarität, die die Drehrichtung des Motors bestimmt. Um die Gleichstromquelle und den Motor von der Hochfrequenzspannung zu isolieren, werden in den Blöcken LC-Filter und Blockkondensatoren verwendet. Um zu verhindern, dass die Steuerspannung in die Ausgangsstufe des PX-Senders und der Antenne gelangt, werden die Kondensatoren C6, C7, Zum Einsatz kommen C8, deren Spannungsfestigkeit ebenfalls unter Berücksichtigung der maximalen Sendeleistung ausgewählt wird. Um die Blindleistung von Kondensatoren zu erhöhen, können Sie deren Reihenschaltung nutzen, wenn kein Kondensator mit der erforderlichen Leistung und Spannung verfügbar ist.

Abbildung 2 zeigt die zweite Version des Diagramms von Block A1.2. Es unterscheidet sich in einigen wesentlichen Punkten vom vorherigen. Die Wahl der benötigten Version des A1-Blocks hängt vom verwendeten Antennentyp und seinem Anpasssystem ab. Die Abbildungen 3 bis 8 zeigen verschiedene Schemata für den Anschluss von KPE C1 an verschiedene Arten von asymmetrischen Vibratoren.

Abbildung 3 zeigt, wie Sie, indem Sie einen unsymmetrischen Vibrator 5–15 % länger als einen herkömmlichen Viertelwellen-Vibrator machen und dieses Gerät verwenden, die Möglichkeit erhalten, die Antenne an jedem Punkt im Betriebsbereich auf Resonanz abzustimmen. Außerdem ist der längere Vertikalvibrator besser auf das Koaxialkabel abgestimmt.

Fig. 4 zeigt eine Anwendung der Vorrichtung mit einem vertikalen Viertelwellen-Vibrator, der von einer Gamma-Anpassungsvorrichtung gespeist wird. C1 wirkt in diesem Fall als Trimmerkondensator in der Anpasseinrichtung und ermöglicht es außerdem, die Anpassung des Vibrators an das Stromkabel an verschiedenen Stellen der Reichweite zu verbessern.

Abbildung 5 zeigt das Anschlussschema des A1.2-Blocks für den Betrieb mit einem L-förmigen Vibrator, der für eine der Reichweiten (160 oder 80 m) ausgelegt ist. In diesen Bereichen hat der L-förmige Vibrator mit einer kurzen Länge des vertikalen Teils einen niedrigen Eingangswiderstand, und um ihn anzupassen, muss eine zusätzliche Induktivität oder ein Abwärtstransformator verwendet werden. Sie werden mit den Klemmen ХР2, ХРЗ und dem Blockkörper verbunden, und die Jumper ХТ1, ХТ2 werden entfernt.

Abbildung 6 zeigt die Verbindung von C1 mit einem Vibrator mit einer Länge von weniger als einem Viertel einer Wellenlänge, bei dem im Arbeitsteil des Vibrators eine Verlängerungsspule installiert ist. Die Induktivität dieser Spule ist so gewählt, dass die Resonanzfrequenz des Vibrators bei kurzgeschlossenem KPE C1 etwas niedriger als nötig ist.

Gleiches gilt für die in Abb. 7 dargestellte und in [3] beschriebene Antenne. Aufgrund der erheblichen Verkürzung verfügen solche Antennen über eine sehr geringe Bandbreite und können mit diesem Gerät an jedem Punkt der Reichweite effektiv eingesetzt werden.

Abbildung 8 zeigt das Anschlussschema des A1.2-Blocks an einen Schrägrüttler aus einem Stück Flachbandkabel. Die elektrische Länge des Vibrators wird abhängig vom verwendeten Kabel gewählt und liegt nahe bei einer Viertelwellenlänge. Auf einer Reichweite von 160 m ist es zulässig, ein Flachbandkabel für elektrische und Funkkabel mit zwei Adern mit einem Durchmesser von mindestens 0,5 mm zu verwenden, die sich in einem Abstand von mehreren Millimetern befinden und eine gute Isolierung aufweisen. Der Verkürzungsfaktor muss berücksichtigt werden.

Wie bereits erwähnt, hängen die Anforderungen an die maximale Kapazität von KPI C1 von den Bändern ab, auf denen die Antenne verwendet wird. Da es eher schwierig ist, KPIs mit einer für niederfrequente Bereiche notwendigen kleinen Anfangs- und Maximalkapazität von 1000 pF oder mehr auszuwählen, können zusätzliche Schaltkontakte verwendet werden. Sie können auch nützlich sein, wenn KPI C1 deaktiviert werden muss. Diese Version der Verfeinerung von Block A1.2 ist in Abb. 9 dargestellt, wobei die Zahlen Folgendes bedeuten:

1 - Gruppe von Schaltkontakten;

2 - Scheibe aus Isoliermaterial;

3-Achsen KPE C1;

4 - 8 - Befestigungsschrauben MZ, M4;

5 - Isolierplatte zur Befestigung von Kontakten;

6 - Metallhülse zur Befestigung der Scheibe an der KPE-Achse;

7 - Metallwand oder Körper von KPE C1.

Das Gerät kann in Verbindung mit der in „RL“ N12/92, S. 38, beschriebenen Antenne verwendet werden. OK3TDC [5] wies auf die Möglichkeit hin, eine 80-m-Antenne für den Betrieb im 40-m- und 20-m-Band zu verwenden, indem Kondensatoren einer bestimmten Kapazität parallel zur Versorgungsleitung geschaltet werden. Durch den Einsatz von Block A1.2 ist dies ohne mechanischen Schalter möglich. Eine weitere mögliche Variante des Schemas zur Einbindung des KPI C1 des Blocks A1.2 in einen Vollformat- oder verkürzten Rahmen ist in „RL“ N6/92, S. 45, Abb. 2 dargestellt. In diesem Fall ist es im Boxbreak enthalten.

Literatur

1. Rothammel K. Antennen: Per. mit ihm. - M.: Energie, 1979.
2. Benkovsky 3., Lipinsky E. Amateurantennen für kurze und ultrakurze Wellen: Per. aus dem Polnischen. - M.: Radio und Kommunikation, 1983.
3. QST, August 1988, S. 43 - 44
4. Radio, 1973, N 5, S. 61.
5. Radio Amaterske, N5, 1977, p. 194 - 195, N 1, 1986, S. 26 - 27.
6. Funkamateur N6, 1992, S.45; Nr. 12, 1992, S. 38.
7. Radio, 1973, N 8, S. 60-61.
8. Radio, 1979, N 10, S. 14-16.
9. Radio-Jahrbuch, 1983, S. 67 - 70.

Autor: V. Efremov; Veröffentlichung: cxem.net

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