Эта антенна, на диапазон 30 метров, разрабатывалась в соответствии с заранее заданными техническими характеристиками. Нужна была антенна для работы в "цифре", с круговой диаграммой направленности, устойчивая к помехам, способная работать в непосредственной близости с другими антеннами, эффективно работающая с небольшой высоты, имеющая высокий КПД. Рамочно-лучевая антенна как нельзя лучше подходит для решения поставленной задачи. Рамочно-лучевые антенны относится к классу антенн "Комбинированные излучающие системы". Высокий КПД таких антенн определяется принципом их работы. Суть этого принципа заключается в том, что на элементах антенны (или в непосредственной близости от них) возникает интерференционный поток энергии, способствующий значительному увеличению мощности излучения по сравнению с суммарной мощностью отдельных излучателей образующих комбинированную систему. Этот интерференционный поток энергии позволяет большую часть реактивной энергии, бесполезно рассеиваемой в пространстве антеннами других типов, излучать в виде активной энергии. Такие антенны с завидным "равнодушием" относятся к высоте установки, типу подстилающей поверхности, окружающими предметам и другим антеннам. Антенны этого типа могут эффективно работать даже лежа на полу или табуретке. Кроме того, изменяя соотношения размеров рамочной и лучевой частей и изменяя их взаимное расположение можно формировать необходимую диаграмму направленности. Наличие у рамочно-лучевых антенн только одного резонанса и полное отсутствие, в отличии от классических антенн, гармонических резонансов, обеспечивают им высокую устойчивость к помехам на прием и отсутствие возможности излучать гармоники сигнала на передачу. Cвязь антенны с фидером с помощью петли связи, позволяет симметричную антенну питать коаксиальным кабелем несимметричным в принципе, при этом обеспечить глубокое подавление синфазных помех. Способ питания, примененный в этой антенне, полностью исключает возможность повреждения приемника статическим электричеством. Перечисленные выше особенности этого типа антенн, придают таким антеннам ещё одно полезное в эксплуатации свойство. Рамочно-лучевые антенны сохраняют все основные характеристики при перемещении с места на место. Т.е. однажды настроенная антенна сохраняет резонансную частоту (и все зависящие от неё свойства) при установке её, на рекомендованной высоте, над сухой землей, влажной землей, водной поверхностью, металлической поверхностью и т.д.

Электрическая схема.

Электрическая схема этой антенны полностью соответствует первому направлению развития проекта "Антенны UA6AGW". На схеме указаны основные размеры элементов, емкости конденсаторов и места размещения элементов антенны.

Конструкция.

Антенна состоит из двух основных частей, рамочной и лучевой. Рамочная часть антенны выполнена, в данном случае, из коаксиального кабеля, с экраном в виде гофрированной трубки, диаметром около 15 мм. Производители и продавцы его называют "фидер 1/2 дюйма". Наружная черная изоляция на нем заменена на белую термоусадочную трубку. В такой трубке, в роли белого пигмента применяется мел, в отличии от штатной изоляции в которой применены специальные добавки снижающие излучение экрана. К наружной оплетке и внутренней жиле коаксиального кабеля, из которого изготовлена излучающая рамка, подключены два конденсатора с воздушным диэлектриком. Оба конденсатора применены самодельные. Пластины конденсаторов изготовлены из оцинкованного железа толщиной 0,7 мм. Применение оцинкованного железа, кроме доступности такого материала, обеспечивает высокую термическую прочность пластин конденсатора. Дело в том, что в случае электрического пробоя, на алюминиевых пластинах почти всегда образуются наплывы алюминия, что заметно уменьшает зазор между пластинами и практически гарантирует в будущем, электрический пробой в этом месте. С пластинами из оцинкованного железа, такого дефекта не наблюдается, кроме того оцинкование исключает появление окислов на пластинах под действием влаги, которая, так или иначе, попадает на них, ведь антенна находится на улице.

Конденсатор С-1 состоит из трех пластин. Собран он на двух стеклотекстолитовых пластинах, с помощью двух резьбовых шпилек М-5. Дистанционными втулками работают гайки М-5. Размеры и форма пластин видны на фото. Емкость конденсатора 17 пФ

Конденсатор С-2 состоит из четырех пластин длинной 120 мм., шириной 65 мм., с вырезанным уголком 30 на 30 мм. На фотографии это хорошо видно. Собран он на одной пластине из винипласта толщиной 4мм. тоже с помощью двух шпилек М-5. Расстояние между пластинами тоже задается с помощью гаек. Кроме того на одной из шпилек закреплена ещё одна малая пластина. Эта пластина соединяется с двумя другими однофазными с ней пластинами с помощью гибкого проводника. Изменяя с помощью гаек расстояние до противофазной пластины или просто поворачивая ее, производится настройка антенны. Общая ёмкость конденсатора около 50 пФ. В обоих конденсаторах однофазные пластины соединены между собой медным проводником с помощью пайки. Расстояние между пластинами 8-10 мм, что обеспечивает пробивное напряжение (при сухом воздухе) 8-10 кВ. Учитывая, что пучности напряжения в такой антенне находятся на концах лучей, можно смело утверждать, что допустимая подводимая к этой антенне мощность, будет в районе нескольких киловатт.

К той же пластине из винипласта, на которой собран конденсатор С-2, крепятся и другие детали. Пластина с деталями находится в стандартной электромонтажной коробке 190на140на120 мм.

Для реализации круговой диаграммы направленности, размеры рамочной и лучевой части антенны должны находится в определенной пропорции. Длина каждого луча должна быть равна приблизительно периметру излучающей рамки. Лучи выполнены из медного луженного многожильного провода диаметром около 3-х мм. Провод не должен вытягиваться, в противном случае, со временем, частота настройки антенны будет изменяться. На концах лучей установлены "орешковые" изоляторы.

Петля связи у этой антенны несколько меньшего размера, чем обычно. Выполнена она из кабеля РК 50. Размеры и способ изготовления указаны ниже.

Монтаж.

Антенна собрана на тщательно прокрашенном, деревянном бруске 40х40 мм длиной 2м. Здесь может быть применен любой, достаточно прочный материал, важно только что бы, он не был токопроводящим и не впитывал влагу. На излучающей рамке нужно найти равноудаленную от концов точку и как-либо её обозначить. Это точка симметрии излучающей рамки. При монтаже, точка симметрии петли связи, точка симметрии излучающей рамки и вершина мачты должны совпасть. На вершине мачты сверлится отверстие, в него продевается достаточно прочная кабельная стяжка. Этой стяжкой петля связи и излучающая рамка крепятся к мачте. Остальные подробности монтажа петли связи видны на снимке

Симметрия в этом месте важна, она позволяет избежать появления токов на оплетке питающего кабеля и работать без заземления.

Питающий кабель удобно прокладывать с тыльной стороны мачты.

Немного ниже коробки с конденсаторами у моей антенны расположена ещё одна монтажная коробка, в которой находится разъем фидера. В моей антенне, это сделано для того, чтобы была возможность подключать кабели питания разной длинны. На параметры антенны это ни как не влияет и разъем в этом месте вполне может отсутствовать. Здесь нужно добавить, что питающий фидер в этой антенне работает в режиме согласованной нагрузки и его длина, может быть любой (в разумных пределах конечно). В остальном монтаж антенны не имеет особенностей. В рабочем положении антенна выглядит следующим образом.

Рамка и лучи (важно) находятся в одной плоскости. Для эффективной работы в эфире достаточно обеспечить высоту установки от земли (подстилающей поверхности) до верхушки антенны 5-6 метров. Лучи направлены слегка (20-30 градусов) вниз. Оттяжки (важно), если они применяются, должны быть из непроводящего материала. У меня для этого, уже много лет, применяется шнур толщиной 6 мм., марки "Стройбат", белорусского производства.

Настройка.

Настройка антенны очень проста. Она состоит из двух операций, настойки антенны в резонанс на рабочую частоту и согласования питающего фидера по минимальному КСВ. Обе эти операции удобно проводить её с помощью антенного анализатора. Впрочем, можно это сделать с помощью приемника (трансивера) и КСВ-метра.

Первоначальную подгонку диапазона удобно проводить с помощью дополнительной пластины конденсатора С-2 либо изменяя длину лучей (только обязательно обоих лучей симметрично) контролируя частоту резонанса антенным анализатором. В случае настройки с помощью приемника (трансивера) критерий настройки максимальный уровень сигнала на прием. Очень удобно это делать с помощью генератора шума. У меня в этой роли применяется уличный светодиодный светильник. Это устройство обладает свойством шуметь во всем КВ диапазоне. Затем антенну нужно настроить по КСВ. Если антенна выполнена в соответствии с изложенными в этой статье рекомендациями, то для этого может потребоваться лишь изменение формы петли связи из округлой в более вытянутую или наоборот. Критерий настройки - минимальный КСВ. От высоты установки, параметры антенны, практически не меняются. Ниже приведены графики антенного анализатора при высоте установки (от земли до верхушки) антенны 3 метра и 5 метров.

Результаты.

Антенна показала, ожидаемо хорошие результаты. При подводимой мощности 200 Ватт, в режиме FT-8, были проведены связи со всеми материками и частями света.

Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости не имеет, сколько-нибудь заметных провалов. Вертикальный угол излучения (угол возвышения), при указанном способе размещения антенны, имеет небольшую величину от 30-35 до 5-7 градусов, что положительно сказывается при проведении дальних связей. В моем QTH, оптимальным является размещение антенны лучами вдоль нашего материка (Евразии). В таком случае удаются связи и по "короткому" и по "длинному" пути.

В целом антенна получилась простой и весьма эффективной. Конструкция антенны оказалась вполне надежной.

Грачёв Александр \UA6AGW\

г. Краснодар

---

Оставить комментарий © Copyright Грачёв Александр Васильевич (ua6aqw@list.ru) Размещен: 04/01/2022, изменен: 04/01/2022. 11k. Статистика. Статья: Изобретательство

Ваша оценка: не читать очень плохо плохо посредственно терпимо не читал нормально хорошая книга отличная книга великолепно шедевр

---

Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список

Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"