 |
 |
 |
 |
была предложена конструкция основания антенны, которая как с механической, так и с электрической точки зрения представляет соСой до сих пор, пожалуй, самое удачное решение поставленной задачи. На рис. 7-28 схематически изображена трехднапазонная антенна «двойной квадрата. Как видно из рисунка, основа антенны представляет собой крестовину в виде «ежа», сваренную из восьми стальных угольников 40х 40Х 5 мм. Длина каждого из восьми лучей 50 см. Опорная стальная труба имеет длину 40-60 см, и ее внутренний диаметр равняется внешнему диаметру несущей мачты.
Полные данные относительно углов, под которыми следует приваривать угольники к опорной трубе, обычно не задаются, так как эти углы зависят от расстояния, на котором располагаются рефлекторы.
Вибратор
Шнуры из синтетического материала
Рефлектор
Рис. 7-29. Конструкция основы трехдиапазонной антенны «двойной квадрат».
рис. 7-28. Трехднапазонная антенна «двойной квадрат».
Обычно между верхним четвертым и нижним четвертым угольниками оставляют некоторое расстояние для того, чтобы увеличить механическую прочность конструкции.
Конструкция остова антенны, предложенная 4NNQ, изображена на рис. 7-29, а (вид сбоку). Угольники на концах, прилетающих к спорной трубе, обрабатываются таким образом, чтобы обеспечивалось надежное сварное соединение. В этом случае угол, под которым привариваются угольники, равняется 55". Пары угольников располагаются относительно опорной трубы, чтобы углы между ними составляли 110 и 0 (рис. 7-29, 6). Изготовление остова антенны требует точного механического исполнения и является труднейшей и одновременно наиболее важной частью в изготовлении трехдиапазонной антенны «двойной квадрат».
На каждом угольнике крепится бамбуковая трубка длиной 4 м, таицина KOTopoii должна быть равна 3 см. Рекомендуется обработать поверхность трубки наждачной бумагой и затем покрыть таком, чтобы предохранить ее от воздействия осадков. Для предотвращения растрескивания трубки в каждой ее секции следует просверлить отверстие диаметром 3 мм. Для этой же цели каждый отсек бамбуковой трубки кожно обвязать несколькими витками мягкой медной проволоки, а затем
спаять все витки в.честе. Крепление трубки к стальным угольникам проиаводнтся или с помощью вяза.тьной проволоки, или полосками >i.ecTii. Для того чтобы вязальная проволока не съезжала, на угольниках Следует сделать насечки. Кроме того, рекомендуется концы бамбуковых трубок обернуть в несколько слоев изоляционной лентой, чтобы в них не врезалась вязальная -проволока. Поскольку бамбуковые трубки - достаточно хорошие изоляторы н их длина достаточно велика, то антенные проводники без всяких опасений можно непосредственно крепить к ним.
Вибратор и рефлектор для диа1;азона 20 м, которые образуют внешнюю рамку антенны, следует особенно тщательно закрепить на концах трубок, ДуТЯ чего их проводники несколько раз обматываются и дополнительно закрепляются крепежным проводом. Такая конструкция будет Механически прочной. Для рамок, предназначенных для диапазонов 15 и 10 м, крепление может быть более простым и можно ограничиться несколькими витками мягкого вязального провода. В местах крепления можно использовать нeбoльцJиe изоляторы (см. рис. 7-28).
Элементы антенны. В качестве материала для изготовления антенны можно использовать медный провод или многожильный канатик с любым диаметром. Однако наиболее целесообразно применение медного провода диаметром 1 5-2,0 мм. Для выполнения вибратора и рефлекшра в диапазоне 20 м необходимо иметь приблизительно по 25 м провода. Середина отрезка провода закрепляется и затем направо и налево от этой точки откладывается по 2.6м. Полученная таким образом сторона элемента длиной 5,2 м представляет собой верхнюю сторону квадрата. Затем провод кренится к бамбуковым трубкам, расстояние между которыми в вертикальном направлении равняется также 5,2 м. и, наконец, нижняя горизонтальная сторона присоединяется к точкам питания антенны. Б этих точках провод имеет разрыв, в который включается изолятор.
Остатки Провода для начала могут свободно висеть. Затем таким же образом монтируются элементы антенны для диапазона 15 м и, наконец, элементы антенны для диапазона 10 м. Длина стороны элемента ан1енны равняется 3,5 м для диапазона 15 м и 2,55 м для диапазона 10 м. Разумеется, положение этих проводов следует выбирать таким образом, чтобы расстояние между смежными бамбуковыми трубками равнялось требуемой длине стороны элемента антенны. Эти положения можно точно рассчитать в зависимости от угла наклона угольликов, но обычно они определяются эмпирически.
Длина сторон рефлектора точно равняется длине сторон вибратора, и действие рефлектора определяется отрезком двухпроводной линии, присоединяемой к его нижней CTopOiie. Эти короткозамкнутые шлейфы представляют собой удлинители и снижают резонансную частоту элементов. Длина шлейфов, подключаемых к рефлекторам, равняется- для диапазона рефлектора 20 м - 2,00 м; 15 м - 1,50 ы; 10 м - 1,00 м.
Окончательная длина шленфа определяется в процессе настройки.
Расстояние от рефлектора до вибратора влияет на входное сопротивление антенной систе.мы и на ее коэффициент усиления. Последний при расстоянии 0.2 Л составляет 10 дБ и уменьшается до 7 дБ при уменьшении расстояния между вибратором и рефлектором до 0,1 Х. Понятно, что расстояние .между рефлектором и вибратором следует выбирать таким, чтобы входное сопротивление антенны равнялось волновому сопротивлению кабеля, используемого для гштаиия антенны.
К- Ротхаммель
в табл. 7-2 приведены приблизительные значения входного сопротивления Б зависимости от расстояния между рефлектором и вибратором и указаны соответствующие размеры для диапазонов 20, 15 и 10 м.
Таблица 7-2
ConpoTHBvieHue в точках питания в зависимости от расстояния вкжду вибратором и рефлектором
Расстоя | кие для различных | |||
Ёходыос сопротнБ- | Расстояние до ре- | >1апазонов. | ||
ленне, Ом | флектора, м | |||
20 м | 15 м | 10 м | ||
0,11 | 2,34 | 1,56 | 1,17 | |
0,13 | 2,76 | 1,85 | 1,38 | |
0,17 | 3,62 | 2,41 | 1,80 | |
0,18- | 3,83 | 2,56 | 1,91 | |
0,19 | 4,04 | 2,70 | 2,00 | |
0,20 | 4,25 | 2,84 | 2,12 | |
Расстояние между рефлектором и вибратором точно определяется перед тем, как приступить к изготовлению основания антенны, так как от этого будет зависеть, под какими углами следует приваривать угольники к опорной трубе.
После того как вся антенна изготовлена, ее дополнительно стабилизируют растяжками, изготовленными из синтетических канатиков.
Питание антенны. Так как входное сопротивление антенны в зависимости от расстояния между рефлектором и директором колеблется между 45 и 75 Ом, антенна может питаться по коаксиальному кабелю любой длины. Практический опыт показал, что в диапазоне коротких волн симметрирование коаксиального кабеля не требуетск. Поэтому к точкам питания антенны можно непосредственно подключать коаксиальный кабель, имеющий соответствующее волновое сопротивление коэффициент стоячей волны при этом не будет слишком большим.
Обычный способ питания трехдиапазонной антенны «двойной квад раг» заключается в том, что для антенны каждого диапазона исполь зуется отдельный кабель. Преимущества, получаемые в этом случае ясны, но такой способ питания требует много коаксиального кабеля особенно при большой длине линий передачи. Если каждая антенная система рассчитана таким образом, что она имеет одинаковые условия оптимального согласования с линией передачи, то питание в этом случае может осуществляться с помощью лишь одного коаксиального кабеля (рис. 7-30). Этот кабель целесообразно подводить к точкам питания антенны, рассчитанной для работы в диапазоне 15 м, а точки питания антенн длл диапазонов 20 и Юм соединять с точками питания и£ диапазон 15 м при помощи отрезков двухпрозодныл линий. Следует отметить, что в этом случае к сшим длинам элетиентов антенн прибавляется длина линии связи и следовательно оезонансная частота виб:заторов с нормальными размерами в этом случае понижается. Поэтом\ необходимо уменьшить размеры вибраторов так. чтобы во всех трех диапазонах резонансная частота, измеренная по гетеродинному измерителю резонанса, имела требуемое значение. Это yKopo4eiiae электрической длины вибратора может быть выполнено с помощью конденсаторов,
5200
Несущая мачта
1,5ZM(0,17h)
Кадель патаиая
Шлейфы Г) рефлгктзров /
Рис. 7-30. Расположение и питание элементов трехдиапазонной аитеины «двойной квадрат».
о - вид вибраторов антенны спереди, б - вибраторы ь peiJi-ieKTO-ры антенны (вид сбоку).
Настройка антенны. В первую очередь настраивают питаемый элемент антенны на требуемую частоту, для чего используют гетеродинный измерК1ель резонанса. Коаксиальный кабель при этом не подключается. Необходимые корректировки длины вибраторов выполняют чисто механически, удлиняя или укорачивая размеры сторон, или же с помощью конденсаторов и удлинительных катушек. Затем также с помощью гетеродинного измерителя частоты подбирают резонансную частоту рефлекторов короткозамкнутым шлейфом таким образом, чтобы она была на 5% меньше соответствующей резонансной частоты излучателей. Например, если резонансная частота вибратора антенны на диапазон 20 м равняется 14 МГц, то резонансная частота рефлектора этой антенны должна равняться 13,4 МГц. После такой первичной настройки производится настройка антенны в ее рабочем положении, для чего к ней подключают кабель питания, а к нему рефлектометр.
.Лнтенна возбуждается от передатчика, и поэтому, изменяя его частоту, наблодают показания реф.тектометра. Та частота, на которой коэ<хЬиииент стоячей волны имеет наименьшее значение, является резонансной частотой антенны. Если резонансная частота находится не в топ части диапазона, в Koropoii сна должна находиться, то осуществляется дополнительная регулировка. Затем приступают к точной настройке рефлекторов на наибольшее обратное ослабление. Для этого используется простейший измеритель напряженности поля (вспомогательная антенна - германиевый днод - измерительный прибор), удаленный от антенны на расстояние около 50 м и находящийся на высоте, соответствующей высоте рабочего положения антенны, Трехдиапазон-
иую антенну «двойной квадрат» затем разворачивают так, чтобы плоскость рефлектора была направлена на измеритель напряженности поля. При работающем передатчике замыкающий мостик на регулировочном шлейфе рефлектора двигают до тех пор, пока измерительный прибор поля не даст ярко выражег:ного минимума. HaCTpoiiKa рефлектора очень критична, и минимум выражен очень резко. Так как настройка рефлектора в некоторой степени влияет на резонанс вибратора, то следует контролировать его значение но рефлектометру.
7-10. Трехднапазонная антенна «двойной квадрат»
Голландским радиолюбителем РАОХЕ была описана трехднапазонная антенна, которая с конструктивной точки зрения к настоящему времени является, пожалуй, самой простой и в то же время самой удобной антенной. Преимущества описываемой антенны заключаются в том, что в ней ют никаких элементов настройки и для всех диапазонов выбрано одинаковое (по отношению к длине волны) оптимальное расстояние между вибратором и рефлекторо.м. Если при изготовлении точно соблюдаются все указанные размеры, то необходимость в какой бы то ни было дополнительной регулировке отпадает.
В качестве остова антенны РАОХЕ использовал не крестовину из стальных угольников, а конструкцию из двух щитов клееной фанеры толщиной 20 мм, имеющих стороны длиной по 300 мм (рис. 7-31). Каждый щит имеет посередине прорез длиной 150 и шириной 20 мм. Эти прорезы должны быть сделаны такими (с косыми плоскостями), чтобы при составлении обоих щитов они располагались относительно друг друга под углами 105 и 75°. Из этого же материала изготовляется прямоугольное основание с размерами 242 X 184 мм, на котором укрепляется крестовина. Изготовлеп-нын таким образом остов антенны тщательно проклеивается и укрепляется винтами. Затем крестовина и основание несколько раз пропитываются льняной олифой и покрываются масляньш лаком. Еше более прочной и не подверженной воздействиям погоды является конструкция из текстолитовых щитов.
Зате.м основание крестовины крепится к фланцу несчшей мачты антенны, который представляет собой стальной круг (рис. 7-32, а) толщиной 3-5 мм. Крепление производится при помощи шести болтов, для чего в фланце просверливают шесть отверстий по окружности диаметром 5 мм и столько же в осгювании крестовины. Отверстия располагаются таким образом, чтобы межлу ними и самой крестовиной оста-
Рис. 7-31. Конструкция остова ан-те1шы «двойной квадрат» из листового материала.
вэлось достаточное расстояние. Фланец не обяз1!тельпо должен бьггь круглым, он может илють и размеры основания крестовины 242 X X 184 мм.
Радиолюбитель РАОХЕ предложил использовать для несущей мачты антенны водопроводную трубу диаметром 38 мм длиной 3 м, на
Сварочные швы
Стальное основание
Приварные кронштейны
Несушая мачта-
Вид сверку 6J BaS сбоку
Рис, 7-32. Крепление крестовины к несущей мачте.
одном конце которой нарезается внешняя резьба, для того чтобы мачту можно было наращивать, а с другого конца приваривается фланец, который дополнительно укрепляется тремя консолями из уголкового железа (рис. 7-32. б).
Затем к крестовине крепятся восемь бамбуковых трубок длиной по 4,50 м каждая. Трубки укрепляются на крестовине с помощью 16 U-образвых шпилек. Все металлические детали крепления рекомендуется покрыть антикоррозионным составом или, еще лучше, оцинковать.
Крепление несущих трубок антенны показано на рис. 7-33, где для наглядности яаображены только четыре трубки, а остальные четыре крепятся точно так же с противоположной стороны крестовины (угол !05°). Особенно следует обратить внимание, чтобы наклон трубок к вертикали составлял 52.5" Этот угол можно очень просто замерить: для этого берут кусок картона, отмечают на нем угол межл\ сторонами
крестпБнны. равный 105 . и делят его пополам: (105 . 2 = 52,5). Затем, соответственно располагая этот шаблон на поверхности сторон крестовины, определяют места для крепления U-образных шпилек. Рекомеч-д\ется внутренние шпильки располагать на некотором удалении от центра крестовины, так чтобы оставалось место для завинчивания и отвинчивания гаек. Для того чтобы не сминать трубки при тугой затяжке гаек, концы бамбуковых тпубок следует обмотать изоляционной лентой. Затем приступают к изготовлению элементов антенны. В каче-
и-о5разиые шпильки
Рис. 7-33. Крепление несущих трубок антенны.
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