Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

саторы переменной емкости и катушки индуктивности. Предварительный расчет значений индуктивностей и емкостей не производится, так как все изменения в их значениях для какого-либо одного элемента сказываются на параметрах всей антенной системы. Обычно необходимые значения L и С определяются экспериментально. При этом используется гетеродинный измеритель резонанса.

Радиолюбитель VK2A0U предложил трехдиапазонную антенну «волновой канал», в которой во всех трех диапазонах действуют все три элемента антенны, а питание осуш,ествляется по согласованной линии передачи, имеюш,ей люб1Ю длину. Для предложенной антенны необхо-

315 см

7,5 см

315 см

Директор


6 го

Ре&лектоп

Рис. 7-17. Трехднапазонная антенна VKAOV.

димы две линии передачи: одна осуществляет питание антенны на волне 10 м, а другая - на волнах 15 и 20 м. Данные, приведенные VK2A01}, достаточно полные и точные для того, чтобы при тщательном исполнении антенны получить желаемые результаты. Трехднапазонная антенна VK2A01J представляет собой антенну «волновой канала с уменьшенными размерами, предложенную YK2A0V {см. рис. 6-3). Размеры элементов и расстояния между ними остаются без изменений, только вместо удлинительных катушек включены параллельные колебательные контуры. Схема конструкции антенны, предложенной для работы в трех диапазонах, приведена ка рис. 7-17.

Размеры и величины элементов схемы антенны приведены ниже, .Директор. Катушка - 4 витка, длина катушки 4,5 см, диаметр 4 см, катушка La - 6 витков, длина 7 см, диаметр 4 см; конденсатор Ci - среднее значение емкости около 65 пФ; конденсатор С--среднее значение около 100 пФ.

Вибратор. Катушка Lg - 5 витков, длина 5 см, диаметр 4 см; катушка L4-7 витков, длина 4,5 см, диаметр 4 см, катушка Z-cbi-

2 витка поверх катушки Z.3 {катушка связи для диапазона !0 м при питании по коаксиальному кабелю любой длины с волновым сопротивлением 60-70 Ом); катушка /.ва - 3 витка поверх катушки L4 (катушка связи для диапазонов 15 и 20 м при питШ1Ии по коаксиальному кабелю любой длины с волновым сопротивлением 60-70 Ом); конденсатор С3 - среднее значение около 62 пФ; конденсатор Cj - среднее значение около 85 пФ.

Рефлектор. Катушка - % витков, длина 4,7 см, диаметр 4 см; катушка Z.g - 8 витков, длина 6 см, диаметр 4 см; конденсатор Сг, - среднее значение 60 пФ; конденсатор Сд - среднее значение Yo пФ.

Длина соединительных проводников составляет для всех катушек 5 см, а у конденсаторов - 10 см.

Размеры катушек связи /.ш и Lg справедтивы при питании антенны по кабелю с волновым сопротивлением 60-70 Ом; при использовании для питания кабеля с большим волновым сопротивление.м число витков в катушках связи должно быть соответственно увеличено.

Две катушки каждого элемента должны как можно меньше оказывать влияние друг на Друга, и поэтому оси катушек располагаются перпендикулярно друг другу, как показано на рис. 7-17. В конструкции, предложенной VK2A0U, используются катушки индуктивности, выполненные в виде Спиралей из алюминиевого провода диаметром 4 мм. Конструкция антенны такая же, как и антенны «волновой канал» с уменьшенными размерами, предложенной VK.2A01J (см. рис. 6-3).

Настройка. В первую очередь настраиваются отдельные элементы с помощью гетеродинного измерителя резонанса на заданные резонансные частоты. При грубой настройке связь измерителя резонанса с катушкой элемента антенны может быть сильной, а при последующей точной настройке связь ослабляется, для того чтобы резонансный пик был острым.

Три резонанса возбуждаемого элемента антенны соответствуют необходимым рабочим частотам. Обычно они выбираются посередине рабочего диапазона частот: !4,15; 21,2 и 28,5 МГц,

Рефлектор настраивается на частоты, на 5% меньшие, чем частоты вибраторов: !3,45; 20,14 и 27,07 МГц.

Частоты директора на 4% выше соответствующих резонансных частот вибратора: 14,7, 22,05 и 29,65 МГц.

Приведенные резонансные частоты указаны в предполстсции, что антенна расположена в своем рабочем положении.

Предварительная настройка может производиться и на небольшом расстоянии от поверхности Земли, но при этом следует учитывать емкостное воздействие Земли, приводящее к смещению резонанса в сторону более низких частот. По данным VK.2A0U, при настройке антенны на диапазон 14 МГц на расстоянии 2 м от Зе.мли смещение резонансной частоты равняется 350 кГц. Таким образом, при настройкевблизиповерх-кости Земли следует настраивать элементы антенны на более низкие частоты; так, например, вибратор вместо частот 14,15; 21,20 и 28,5 МГц следует настраивать ка частоты 13,85, 20,9 и 28,2 МГц. То же самое справедливо и по отношению к пассивным элементам При такой настройке можно рассчитывать, что в рабочем положении резонанснь!е частоты элементов антенны будут приблизительно верными Дальнейшая настройка производится так же, как и настройка антенны «волновой канал» с уменьшенными размерами, предложенной VK2A01J.

Кастройка с помощью изменения размеров катушек довольно некритичная, и большие катушки L,, L4 и в первую очередь влияют на резонанс в диапазоне 14 МГц, "Подсоединенные к ним конденсаторы



С.2, Ci II Cf, особенно сильно влияют на резонанс в диапазоне 21 МГц, хотя гзменснпя их значений оказывают некоторое влияние и на резонанс в диапазоне 14 МГц, Малые катушки Lj, Z,3 и L5 в основном елияют на резонанс, расположенный з диапазоне 2! МГц, а конденсаторы С, Cj и С5 особенно сильно влияют на настройку SvieMeHTOB в резонанс в диапазоне 28 МГц, Регулировка конденсаторов очень критична; это в первую Очередь относится к конденсаторам и Поэтому в качестве настроечных конденсаторов целесообразно использовать конденсаторы переменной емкости или по крайней мере хорошие подстроечные конденсаторы с воздушной изоляцией. Для защиты от воздействия метеорологических условий рекомендуется настроечный контур помещать но влагонепроницаемую коробку.

После того как антенна с помощью гетеродинного измерителя резонанса настроена, переходят к настройке антенны подключенной к ней линией передачи. Для этой цели трехдиапазоиная антенна «волновой канал» возбуждается от передатчика по линии передачи. Затем при помощи как можно дальше расположенного от антенны измерителя напряженности поля настраивают антенну [la наибольшее излучение в прямом напра&.теиии при максимальном обратном ослаблении.

В первую очередь антенна настраивается на диапазоны 14 и 21 AiFu. Осторожно меняя емкости конденсаторов на несколько пикофарад, находят настройку для диапазонов 14 и 21 МГц. Изменение в настройке для волны 20 м приводит к изменению в настройке и для со-ны 15 м. Когда проведена, настройка в обоих указанных диапазонах, положения конденсаторов фиксируются и в дальнейшем уже не изменяются.

Настройка для диапазона 10 м заключается в основном в регулировке емкостей конденсаторов С, и С, Эта настройка довольно некритичная, и максимум выражен неярко. 1теправилы10сти в настройке антенны в первую очередь возникают при настройке пассивных элементов. Например, если реф.тектор «слишком короткий», а директор «слишком длинный», то может случиться так, что рефлектор станет директором и наоборот, и таким образом антенна как бы перевернется» по отношению к направлению основного излучения. Но возможен случай, когда неправильно настроен только один какой-нибудь элемент антенны, т. е. рефлектор действует как дрфектор или же директор действует как рефлектор. Это явление проявляется в ток, что значительно уменьшается мощность, излучаемая антенной. Для быстрого определения такой неправильной настройки VK2A0V предлагает использовать два измерителя напряженности поля, один из которых измеряет напряженность поля в направлении основного излучения, а второй - напряженность поля в обратном направлении.

Определенное упрощение настройки достигается при использовании в качестве излучателя возбуждаемого элемента (по схеме вибратора G4ZU), питаемого от настроенной линии передачи. В этом случае требуется настраивать в резонанс только контуры ре4лектора и директора, а настройка в резонанс вибратора осуществляется за счет устройства настройки линии, расположенного в ее нижнем конце.

7-6. Трехдиапазоиная антенна «волновой канал» И 3DZZ

Очс11Ь практичная и эффективная конструкция трехдиапа тонной антенны была предложена радиолюбителем W3DZZ. В данной конструкции не используется никаких компромиссных решений, и поэтому по своей эффективности эта антенна равна трем отдельным антеннам «вол-

новой канал». Однако копструиросание предлагаемой антенны требует бо.1ьшого мастерства в изготовлении точных механических узлов и значительного расхода конструктивных .материалов.

Принцип действия. Принцип действия антенны «волновой канал», предложенной W3DZZ, такой же, что и всеволновой проволочной антенны (см. рнс. 2-22). На примере питаемого элемента антенны еще раз рассмотрим принцип ее действия (рис. 7-18).

Вибратор (рис. 7-18, а) имеет размеры, соответствующие длине волны 10 V.. На его свободных концах расположены параллельные колебательные контуры ЬС и LC, которые на своих резонансных частотах (при условии, что добротность контуров достаточно велика) представляют собой большие омические сопротивления и действуют как изоляторы (заградительные фильтры). Контуры настроены на рабочую частоту в диапазоне 10 м, и поэтому отрезки проводников, подсоединенные к ним с наружной стороны, ие оказывают никакого действия

"0

Рис. 7-!8. Элемент трехдиап азон ной антенны.

а - полуволновый вибратор длл диапазона 0 м; б -- полуволновый вибрато)> для диапазона J S м; е -- элемент трехдиапазонной антенны для диапазонов 10, !о и 20 м.

на резонанс 10 м вибратора. Если же излучатель возбуждается на частоте 21 МГц. то контуры, не настроенные в резонанс на эту частоту, уже не являются заградительными фильтрами для этой частоты, а катушки Lj и La в данном случае играют роль удлинительных катушек д,ая вибратора, настроенного на волну 15 м, При определенных размерах отрезков проводников Bi и S3 они вместе с проводниками Ai и Л2 и удлинительными катушками н образуют полуволновый вибратор для диапазона 21 МГц без нарушения резонанса вибратора, предназначенного для работы в диапазоне 28 МГц. Так как возбуждаемый элемент антенны должен действовать еще и на частоте 14 МГц, то (рис. 7-18,6) к концам проводников и S-j присоединяются две фильтр-пробки L3C3 и L4C4, которые настроены на диапазон 21 МГц.

На рис. 7-18, в показано, что к точкам ZZ присоединяются еще отрезки проводников El и Е. Эти проводники совместно с катушками контуров LjCi, LC2, LCs и Lfd. которые в данном случае (для волны 20 м) не представляют большого сопротивления (катушки действуют как удлинительные), образуют полуволновый вибратор для диапазона 14 МГц Таким образом, полуволновый вибратор для диапазона 20 м состоит из отрезков проводинков Л, А2, Bi, Sg, £1 и £, и катушек Li. L2, и L4. Конструкция, изображенная на рис. 7-18, в, представ ляет собой схему, настроенную одновремен.чо на три диапазона частот.



TaiciM же образом конструируются пассивные элементы антенны, только, как и лля пассивных элементов антенны VK2A0U, резонансные

частоты рефлектора долхны быть ниже, а резонансные частоты директора-соответственно выше резонансных частот вибратора. Так как вторичные элементы возбуждаются не непосредственно, то нет необходимости разрывать проводник элемента посередине. В этой точке пас-спБгые элементы могут быть заземлены на массу.

9в , Г

60 [ Зд ,

-Цт Рефлектор! i-i

М 4

Рефлекторе

L-t Вибратор

Директор Л Л

чн чн

с с

L-, Директор!

51 100

Иаправлвнор излучения

Рис. 7-!9. Схематическое изображение трехднапазонной антенны W3DZZ (все размеры в сантиметрах).

На рис. 7-19 изображена электрическая схема трехднапазонной

антенны в общем виде.

Оказывается, что между вибратором и рефлектором и вибратором и директором необходимо "поместить дополнительные коооткие пассивные элементы, которые соответственно служат как рефлектор и директор в диапазоне 10 м. Необходимость в этом возникает в связи с тем, что расстояния межд> вибратором и леФлектором н вибратором и директором в трехэлементной антенне слишком велики для диапазона 10 м, В диапазоне 28 МГц рассматриваемая антенна имеет пять элементов, а ее коэффициент усиления около 9-10 ?Ъ. В диапазонах 21 и 14 МГц антенна работает как трехэлементная и имеет коэффициент усиления,

равный соответственно 8,5 дБ {!5 м) и 8 дБ (20 м). Наибольшее уменьшение коэффициента усиления в диапазоне 14 МГц объясняется тем, что пространственные размеры элементов в этом случае, несмотря на то что они настроены в резонанс на данный диапазон, все же на 2 м короче, чем необходимая полная длина полуволнового вибратора для этого диапазона,

Все катушки Li имеют по пять витков из 4-мм медного просода с внутренним диаметром катушки 62 мм. Катушки имеют по семь витков с такими же размерами. Емкость конденсаторов С 25-29 пФ. Для заградитель[Юго контура LC частота настройки равняется 28 МГц, а контур LzC настраивается на частоту 20.2 МГц. Кастройка производится только измерением размеров кат\шек таким образом, чтобы дикость конденсаторов всегда оставаласьв пределах 25-29 пФ. В конструкции, предложенной W3D22, емкости образуются следующим способом. Трубки элемента антенны надеваются на цилиндр из изоляционного материала и крепятся к нему, Таким образом, между двумя половиками элемента антенны образуется емкость, диэлектриком для которой служит цилиндр из изоляционного материала (рис. 7-20).

Металлическая трубка.


Стержень из текстолита

Металлическая трубка

\ тт

Трубка из полистирола


Металлиег.кий стеожень

Рис. 7-20. Конструкция заградительного фильтра.

Рис. 7-2!. Механически прочная конструкция заградительного фильтра.

В качестве изоляционного материала можно использовать текстолит, но по электрическим параметрам лучше использовать полистирол. Получаемый таким образом конденсатор не меняет своей емкости в зависимости от метсорО--сгичсских условий. Значение этой емкости, правда, невелико (15-20 пФ), но этого вполне достаточно, так как дополнительную емкость образуют сами трубки, находящиеся на небольшом расстоянии друг от друга.

Другая механическая конструкция соединения одного из элементов антенны показана на рис. 7-21. В данном случае цилиндр из изоляционного материала просверливается б центре и туда вставляется металлический стержень, который закрепляется с гомощью клея. Такая коч-струкция значительно прочнее, и в этом случае можно не опасаться растрескивания высококачественного полистирола в месте сооди!1ен1;я половинок элемента антенны. Между трубками и металлическим стержнем образуется е.чкость С Для того чтобы добиться емкости 25-29 пФ, необходимо, перемещая тр\бки по цилиндру, измерять значение емкости с гомощью точного измерителя е.мкости. Во всех рассматриваемых выше случаях размеры катушек предполагаются неизменными.

Питание антенной системы может осуществляться с помощью 7-образной схемы согласования, которая особенно удобна для согласования антенн, изготовленных нз металлических трубок с несимметричными кабелями питания. Идеальное значение коэффициента стоячи;-: волн, равное 1, может быть получено только для одного диапазона, а в лругпх двух диапазонах согласование будет не совсем точным. Если с помошью



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52