|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Anteny kierunkowe wielopasmowe. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Anteny HF Wielu radioamatorów marzy o wielopasmowej antenie kierunkowej. Istnieje szereg rozwiązań technicznych, które pozwalają na stworzenie takiej konstrukcji, jednak nie wszystkie z nich są łatwe do odtworzenia w amatorskich warunkach. Autor niniejszego artykułu proponuje czytelnikom własną wersję realizacji kompaktowej pięciopasmowej anteny kierunkowej. Antena kierunkowa obrotowa KB na 5 pasm (10 - 20 metrów) a nawet na 7 pasm (10 -40 m) to rzeczywista konstrukcja radioamatorska. Większość wiodących światowych producentów amatorskich anten radiowych ma w swoim asortymencie kilka anten pięciopasmowych, które różnią się wydajnością i ceną. Każda z firm z reguły stosuje własne, ugruntowane i standardowe metody wdrażania wielozakresowego. Np. FORCE 12 wykorzystuje przerywany układ elementów o różnych zakresach (modele XR5, 5VA), MOSLEY - duża liczba pułapek rezonansowych (PRO-67, PRO-96), HY-GAIN - logarytmiczny element aktywny w połączenie z direktorami „pułapkowymi” (TH-11), TITANEX - różne logarytmiczno-okresowe anteny drutowe. Nowość zaproponowała firma SteppIR - elementy jej anteny zmieniają swoje wymiary za pomocą napędu elektromechanicznego zgodnie z poleceniami umieszczonego poniżej urządzenia mikroprocesorowego. W proponowanym artykule pokrótce omówiono główne zalety i wady standardowych metod tworzenia anten MDA (Multi-Band Antennas) oraz opisano własną wersję, która pozwala w wymiarach trzyelementowego kanału VK (Wave Channel) na zasięg 20 metrów przy długości wysięgnika mniejszej niż 6 m, aby uzyskać antenę pięciopasmową (10, 12, 15, 17 i 20 metrów). Łączna liczba elementów wynosi 16, a wzajemny wpływ elementów jest zminimalizowany bez użycia drabin. Charakterystyka anteny na każdym z zakresów praktycznie odpowiada trójelementowemu VK (!). Osobliwością tego wariantu jest to, że części 20-metrowego kierunkowskazu odcięte za pomocą dwóch przekaźników próżniowych służą jako 10- i 15-metrowe kierunkowskazy. W antenie zastosowano pięciopasmowy element aktywny z prostym układem dopasowującym, co umożliwiło zasilenie jej jednym przewodem bez przełączania. Charakterystyka zastosowanego MDA Do analizy MDA wykorzystano zarówno dane prezentowane w literaturze, jak i obliczenia z wykorzystaniem programu komputerowego do modelowania anten MMANA [1]. Z reguły przy opracowywaniu takich anten dąży się do uzyskania charakterystyk odpowiadających dwu- lub trzyelementowemu VC na określonych pasmach, dlatego należy zacząć od określenia tych charakterystyk. Posłużymy się notacją przyjętą w MMANA:
Obliczmy charakterystykę trzyelementowego VC. Można to zrobić dla dowolnej częstotliwości. Weźmy f \u28,3d 10,6 MHz (X \u600d \u28,0d 28,6 m), pasmo częstotliwości roboczej wynosi 10 kHz (0,3 ... 0,3 MHz), promień przewodnika r \u0,4d XNUMX mm. Przy optymalizacji anteny przyjmuje się współczynniki wagowe dla parametrów SWR, Gh i F/B równe odpowiednio XNUMX; XNUMX i XNUMX. Obliczymy dla trzech opcji:
Warunki obliczeń - antena znajduje się w wolnej przestrzeni, F/B wyznacza się dla elewacji zerowej. Obliczone dane podsumowano w tabeli. 1. Trzy liczby oddzielone ukośnikiem odpowiadają wartościom parametrów na początku (28 MHz), środku i końcu pasma częstotliwości roboczej. Przy obliczaniu BW wychodzimy z faktu, że na wejściu anteny zastosowano pasujące urządzenie SU, które zapewnia SWR = 1 przy średniej częstotliwości. Dane podane w czwartym wierszu tej tabeli zostaną omówione szerzej w rozdziale „Wzajemny wpływ pasywnych elementów VC na różne pasma”.
Gdy obliczona częstotliwość zmienia się, szerokość pasma częstotliwości roboczej zmienia się proporcjonalnie. Na przykład przy f = 14,15 MHz parametry G i F / B będą takie same jak w tabeli. 1, ale w paśmie 0,3 MHz. Również wartość BW będzie 2 razy mniejsza (pod warunkiem, że promień elementów zostanie zwiększony proporcjonalnie, czyli 2 razy). Skrócone elementy Najczęściej skracanie uzyskuje się poprzez włączenie cewki indukcyjnej do każdego ramienia elementu [2]. W tym przypadku pogarsza się szereg cech elementów, przede wszystkim ich szerokopasmowość. Wymierny wkład w zawężanie pasma roboczego może mieć pasożytnicza pojemność między zwojami cewki C0. Na przykład cewka ma L = 10 µH i C0 = 2 pF. Przy częstotliwości f = 28 MHz XL = coL = j1760 omów i Xc = 1/ωС = -j2664 omów. Opór obwodu równoległego L i C0 wyniesie Xn = j[1760x(-2664)/(1760-2664)] = = j5187 omów. Okazuje się, że biorąc pod uwagę wpływ C0, rzeczywista wartość rezystancji biernej „cewki” wzrosła o 5187/1760 = 2,95 razy (odpowiednio wzrosła rezystancja strat), a indukcyjność zastępcza obwodu będzie XLeq = 10x2,95 = 29,5 μH. Głównym problemem, który powstaje w związku z obecnością C0, jest to, że wraz ze wzrostem rezystancji indukcyjnej obwodu zwiększa się również szybkość jego zmian przy przechodzeniu z jednej częstotliwości roboczej do drugiej. Tak więc w przypadku cewki z zerowym C0, gdy częstotliwość pracy zmieni się powiedzmy o jeden procent, rezystancja cewki XL również zmieni się o jeden procent, a dla naszego obwodu zmiana będzie już znacznie większa - o 5%. Oczywistym wnioskiem jest to, że pojemność C0 powinna być jak najmniejsza. Osiąga się to poprzez jednorzędowe nawijanie drutu (najlepiej z małym krokiem) na ramę o małej średnicy. Oto dane eksperymentalne. Cewka wykonana z drutu MGTF o średnicy izolacji 1,55 mm, średnicy ramy 23 mm, liczbie zwojów n = 41 (zwoje uzwojenia) miała zmierzoną indukcyjność L = 13 μH i współczynnik jakości Q = 260. Za pomocą GIR wyznaczono częstotliwość rezonansową obwodu LCD (okazało się, że jest równa fn = 42 MHz) iz obliczeń (MMANA) uzyskano wartość C0 = 1,1 pF. Z tego samego drutu wykonano kolejną cewkę na ramie o średnicy 50 mm. Jej dane to n = 20, L = 19 μH, Q = 340, f0 = 25 MHz i C0 = 2,13 pF. Dipol z drabinkami Rozważmy dipol przeznaczony do pracy w pasmach 10 i 15 metrów, którego dwupasmowa praca jest zapewniona przez zastosowanie pułapek rezonansowych LC dostrojonych do górnej częstotliwości f1 = 28,5 MHz. Przy częstotliwościach rzędu 15 metrów rezystancja drabiny Xt ma charakter indukcyjny, a jej wartość określają wartości Lt i St (St zawiera również C0). Oczywiście obecność kondensatora St wpłynie na szerokopasmowy dipol BW w taki sam sposób, jak na pojemność międzyzwojową C0. Obliczmy szerokość pasma BW1,5 najpierw dla pojedynczych pełnowymiarowych dipoli o częstotliwościach rezonansowych f1 = 28,5 (dipol 1) i f2 = 21,2 MHz (dipol 2), a następnie dla dwupasmowej anteny pułapkowej. Wykonamy obliczenia dla trzech wariantów pułapek (trap 1, trap 2 i trap 3) z wartościami pojemności kondensatorów pułapek - 15, 25 i 35 pF (indukcyjność 1_t odpowiednio 2,08, 1,25 i 0,89 μH) o jakości współczynnik cewek Q = 150 i promień przewodu r = 15 mm. Wyniki obliczeń podano w tabeli. 2. Liczby w nawiasach pokazują, jaki procent pełnej szerokości pasma dipolowego ma antena pułapkowa w tym paśmie.
Obliczenia pokazują, że taka antena jest znacznie, 1,5 ... 3 razy gorsza od pełnowymiarowej pod względem łącza szerokopasmowego. Ponieważ wynika to przede wszystkim z szybszego wzrostu reaktywności wejściowej (wewnętrznej), przy stosowaniu elementów pułapki jako pasywnych, wskaźnik F/B również będzie się znacznie szybciej zmieniał w zakresie. Z obliczonych danych wynika, że zależność szerokopasmowej anteny pułapkowej od górnego (10 m) i dolnego (15 m) zasięgu od wartości St ma charakter odwrotny i wybór wartości St jest zadaniem kompromisowym. W górnym zakresie, im większa wartość LT (mniej niż St), tym wyższa rezystancja rezonansowa obwodu pułapki i tym mniejszy wpływ na szerokopasmowość anteny w tym zakresie. Ale przy niższym, wraz ze wzrostem Lt, całkowita długość anteny maleje, a zatem jej łącze szerokopasmowe. Zwracamy uwagę na ciekawą cechę – skrócone elementy pasywne pozwalają na uzyskanie lepszego F/B niż pełnowymiarowe, ale w wąskim paśmie częstotliwości. Jeśli chodzi o straty w antenie pułapkowej, obliczenia dają następujące wartości: w trójpasmowym pojedynczym dipolu o długości 7,4 m z dwiema parami pułapek o współczynniku jakości cewek Q = 150, strata na zasięgu 10 metrów wynosi 0,14 dB, 15 metrów to 0,78 dB, a 20 metrów - 0,59 dB. W VC z elementami pułapki, całkowita strata może przekroczyć 1 dB. Wzajemny wpływ elementów biernych VC o różnych zakresach Wiadomo, że w przypadku umieszczenia na tym samym wysięgniku anten o różnych pasmach, elementy anten o niższych częstotliwościach mogą znacznie wpływać na parametry anten o wyższych pasmach [3]. Aby ocenić ten efekt, obliczymy parametry trzyelementowego VK-10 dla zasięgu 10 metrów (fo = 28,5 MHz, patrz tabela 1, wiersz 1), znajdującego się w „otoczeniu” dłuższych elementów pasywnych. Dla pewności przyjmujemy, że są to reżyserzy i reflektory o zasięgu VK 15 i 20 metrów. Długości elementów D15, R15 i D20, R20 oraz ich promienie i odległości od środka ustala się na podstawie podobnych wymiarów D10 i R10, uwzględniając współczynniki podobieństwa (współczynniki częstotliwości) K15 - 28,3 / 21,2 = 1,33 i K20 = 28,3 ,14,15/ /2 = 1 (rys. 10). Obliczenia przeprowadzane są etapami. Pasmo SWR i BW obliczamy za pomocą zewnętrznego urządzenia dopasowującego. Na każdym etapie wykorzystywany jest mechanizm optymalizacji parametrów VK-3. Wyniki obliczeń podsumowano w tabeli. XNUMX.
Z wykonanych obliczeń (linie 1 i 2) wynika, że przewody znajdujące się za reflektorem P10 praktycznie nie wpływają na parametry VK-10. Dzieje się tak dlatego, że pole za reflektorem jest bardzo słabe iw „tylnych” przewodnikach nie może pojawić się zauważalny prąd. Umiejscowienie reflektorów, jak na rys. 1 ma szerokie zastosowanie w antenach wielopasmowych, zwłaszcza przy zastosowaniu wielopasmowego elementu aktywnego, np. z pułapkami lub cewkami LOM [4]. W przypadku usytuowania dłuższych elementów „przed” VK-10 (w strefie silnego pola) prądy w tych elementach osiągają znaczne wartości. Ich wpływ gwałtownie pogarsza wskaźniki jakości VK-10 (linie 3, 4, 5), dlatego należy unikać takich opcji. Wyjątkowo możliwy jest wariant, w którym „długi” przewód znajduje się w bliskiej strefie elementu czynnego (w odległości 0,05L, linia 6) [3].
W rzeczywistości kwestia zastosowania (lokalizacji) elementów reżyserskich jest jedną z głównych w rozwoju anteny wielopasmowej. Jako przykład rozważ wariant anteny kombinowanej składającej się z trzyelementowej VK-20 z optymalnymi odległościami między elementami oraz czteroelementowej VK-10 (ryc. 2). Obliczenia VK-20 pokazują, że jego wydajność jest prawie taka sama jak dane w tabeli. 1 (wiersz 1). Następnie przeprowadzono obliczenia (optymalizację) wskaźników VK-10. Dla wygody porównania z wydajnością niepołączonej trzyelementowej anteny obliczone dane umieszczono w tabeli. 1, linijka 4. Widać, że dodanie drugiego reżysera D10 pozwoliło w dużej mierze przezwyciężyć negatywny wpływ D20, a czteroelementowy VK-10 pod względem G i F/B zbliżył się do trój- element pierwszy (!), ale znacznie gorszy pod względem łącza szerokopasmowego. Innym przykładem jest kombinowana 14-elementowa antena trójpasmowa typu C-31XR (FORCE-12) o długości wysięgnika 9,3 m. Na paśmie 10-metrowym antena zapewnia zysk 7,3 dBd przy wykorzystaniu siedmiu elementów tego pasma [5]. Z obliczeń wynika, że takie wzmocnienie mogą zapewnić tylko cztery elementy, dlatego działanie pozostałych trzech ma na celu zrekompensowanie „negatywnego” wpływu reżyserów niższego rzędu. Podczas budowy anteny pięciopasmowej (10-20 metrów) zastosowanie zasady kompensacji jest mało prawdopodobne ze względu na nadmierną złożoność. Wielozakresowe elementy aktywne Oprócz długo używanych pułapek i emiterów logarytmicznych stosuje się również inne stosunkowo nowe typy. Jeden z popularnych projektów trójpasmowych pokazano na rysunku 3.
Składa się z rozszczepionego dipola na zasięg 20 metrów i umieszczonych w odległości 0,1...0,5 m dwóch przewodów o długościach bliskich 0,5λ dla zasięgów 15 i 10 metrów. Ze względu na silne sprzężenie elektromagnetyczne między nimi, system ma trzy częstotliwości rezonansowe. Dobierając długość przewodów i ich odległość od dipola, można uzyskać żądaną wartość impedancji wejściowej na zakresach 10 i 15 metrów zarówno w antenach prostych, jak i wieloelementowych. Ten projekt nazywa się otwartą tuleją lub CR (sprzężony rezonator) [6]. Wadą tej opcji jest stosunkowo wąskie pasmo. W szczególności, aby pokryć cały zasięg 10 metrów, konieczne jest zastosowanie dwóch przewodów rezonatorowych o różnych długościach. Jeden z nich zapewnia pracę w dolnej części 28,0 ... 29,0 MHz, a drugi - 29,0 ... 29,7 MHz. Dobre wyniki można uzyskać łącząc równolegle kilka blisko rozmieszczonych dipoli o różnych częstotliwościach rezonansowych. Przy odległościach między poszczególnymi dipolami 0,3...0,5 m taki element aktywny może zapewnić normalne działanie w zakresach 12, 15, 17 i 20 metrów, a w połączeniu z innymi metodami - w zakresach 10, 30 i 40 metrów [4]. Różne typy anten pięciopasmowych (specyficzne próbki) Logoperiodyka. Próbkę o bardzo wysokich parametrach dla tej klasy anten podano w [7]. Zasięg - od 14 do 30 MHz, ilość elementów - 13, długość wysięgnika - 10,97 m, zysk w zakresie od 4,85 do 5,65 dBd, F/B - 20...26 dB. Inna konstrukcja jest opisana w THE ARRL ANTENNA HANDBOOK i ma skromniejsze parametry - długość wysięgnika 7,8 m, 12 elementów, zysk 4,4....4,6 dBd i F/B - 14...21 dB. W obu konstrukcjach elementy wykonano z rurek o średnicy około 25 mm. Należy pamiętać, że zysk anteny maleje wraz ze zmniejszaniem się średnicy elementów, więc wersja przewodowa będzie wymagała więcej elementów niż antena tubowa o takim samym zysku. Obecność liny zbierającej i konieczność odizolowania elementów od bomu znacznie komplikuje i czyni konstrukcję cięższą. Niewątpliwy „plus” LPA – tylko jedna linia dowozowa. W okresie logarytmicznym z dużą liczbą elementów w każdym ze stosunkowo wąskich pasm radioamatorskich z reguły aktywnie działają tylko trzy elementy. Ze względu na charakterystykę LPA elementy te są wykorzystywane mniej wydajnie niż w składzie „wąskopasmowego” VC. Dlatego też, jeśli pięć trzyelementowych VC zostanie umieszczonych kolejno, jeden po drugim, na pasmach 10, 12,15, 17 i 20 metrów na długim bomie, można uzyskać większy zysk niż w log-okresowym z tą samą liczbą elementy. Wady konstrukcyjne takiej konstrukcji są oczywiste - duża liczba linek zasilających (pięć) i bardzo długi wysięgnik. Jeden ze sposobów rozwiązania problemu można zobaczyć na rys. 4.
Jest to model 5VA firmy FORCE 12. Deklarowane charakterystyki tej anteny to: zysk - w granicach 5,4...5,9 dBd, F/B - 14...23 dB, długość papieru - 9,9 m, 15 elementów, 3 linie zasilające . Cena anteny to około 1300 USD. Antena VMA 5 Pięciopasmowa antena kierunkowa VMA-5 została opracowana przez autora artykułu. Oto jej dane:
Wszystkie dane uzyskane w wyniku obliczeń - obwód anteny, kształt i wymiary geometryczne elementów przewodników, obciążenia bierne, a także wskaźniki elektryczne według zakresów znajdują się w pliku VMA-5. Ogólny widok anteny pokazano na zdjęciu (ryc. 5)
Składa się z dwóch zespołów – kierunkowego i aktywnego oraz szeregu reflektorów umieszczonych na wysięgniku zgodnie z rys. 6. Współrzędne elementów na wysięgniku ustawia się w stosunku do aktywnego elementu o zasięgu 20 metrów (A20), którego położenie przyjmuje się jako znak zerowy. Odbłyśniki druciane P12 i P17 montuje się odpowiednio nad odbłyśnikami tubusowymi P15 i P20 w taki sposób, aby ich środek znajdował się na wysokości 0,5 m, a krawędzie 0,15 m nad tubusami.
Obwód elektryczny aktywnej części anteny pokazano na ryc. 7. Składa się z czterech oddzielnych elementów aktywnych A12, A15, A17, A20, połączonych ze sobą równolegle i poprzez kondensatory „skracające” C1 i C2 kablem zasilającym oraz oddzielnego sprzężonego z polem dipola A10 („otwarta tuleja” systemem) . Koordynację na zasięgu 10 metrów uzyskuje się poprzez dobranie długości A10 i jej odległości od grupy głównej. Długości dipoli A12 - A20 są tak dobrane, że rezystancja wejściowa (część czynna) wzrasta do Ra ≈ 50 Ohm. Dobierając długość dipoli i pojemność kondensatorów kompensacyjnych C1 i C2 oraz położenie elementów pasywnych na wysięgniku i ich ustawienie (długość) udało się uzyskać SWR = 1,05...1,25 przy średnie częstotliwości wszystkich zakresów. Projekt aktywnego zespołu pokazano na ryc. 8 w dwóch rzutach (zespół jest symetryczny, pokazana jest tylko połowa). Izolatory IP - izolatory plastikowe typu A1001 ("Antennopolis", Zaporoże), IO - izolatory nakrętkowe.
Montaż oparty jest na elemencie A20, wykonanym z rur duraluminiowych o średnicach (zewnętrzna/wewnętrzna) 35/30 + 30/26 + 30/27 o łącznej długości 10 m. Małe obciążenia pojemnościowe EH20 zamocowane są na końcach A20. Zastosowanie EH20 pozwoliło:
Jako szelki zastosowano podwójnie złożoną linkę polipropylenową o średnicy około 3 mm. Odciąg wstępnie naprężony siłą 5...10 kg nakręca się na rurę EH20 (10...15 obrotów), następnie koniec odciągu mocuje się obejmą. Przyjęty zakrzywiony kształt wibratorów A12 i A17 umożliwił zwiększenie odległości między wibratorami drutowymi A20 i tym samym zmniejszenie wzajemnych oddziaływań. Ponadto z powodzeniem pełnią rolę rozstępów, które chronią ciężkiego A20 przed silnym ugięciem, szczególnie w przypadku lodu. Element A15 jest mocowany poniżej A20 w odległości 0,38 m za pomocą czterech podkładek dielektrycznych. Na wybranej odległości przepustowość A15 nieznacznie spada - o około 10%. Jako początkowe odcinki A15 zastosowano odcinki elastycznego kabla PK75-4 (oplot i rdzeń są ze sobą zlutowane). Możesz użyć dowolnego drutu miedzianego o średnicy 5 ... 8 mm w izolacji odpornej na warunki atmosferyczne, ale będzie to zarówno droższe, jak i cięższe. Wyważanie odbywa się za pomocą dławika ochronnego złożonego z 15 zwojów kabla koncentrycznego RG-58, nawiniętego na ferrytowy obwód magnetyczny o średnicy zewnętrznej 65 mm i przenikalności 300. Dla mocy powyżej 200 W mocniejszy należy użyć kabla. Cewka indukcyjna i kondensatory C1, C2 typu K15U-2 o pojemności 200 pF umieszczone są w skrzynce tekstolitowej o wymiarach zewnętrznych 130x140x45 mm, od spodu skrzynki zamocowany jest koncentryczny łącznik kątowy XS typu SR50-153F. Skrzynka mocowana jest do wspornika pionowego, wykonanego podobnie jak poprzeczka górna pozioma ze stalowej cienkościennej blachy stalowej o przekroju kwadratowym o wymiarach 20x20 mm. Mechaniczne połączenie połówek A20 odbywa się za pomocą wkładki łączącej, wykonanej z litego pręta z włókna szklanego, szczelina między połówkami wynosi 50 mm. A20 mocowany jest do płyty z włókna szklanego o wymiarach 225x100x19 mm za pomocą dwóch kołków w kształcie litery U wykonanych z drutu nierdzewnego o średnicy 6 mm. Aktywny zespół A12-A20 to jeden łatwo demontowalny zespół. Element A10 jest mocowany do wysięgnika oddzielnie za pomocą wspornika w kształcie litery U i nakrętek motylkowych. Obwód elektryczny zespołu reżysera pokazano na ryc. 9. Zawiera elementy reżyserskie dla wszystkich pięciu zakresów. Podstawą konstrukcyjną zestawu jest element środkowy, składający się z trzech izolowanych sekcji a-b, c-d, e-f, które można połączyć ze sobą za pomocą styków przekaźnika K1.1 i K2.1.
Jeśli oba przekaźniki są włączone, a styki są zwarte, uzyskuje się 20-metrowy element kierunkowy pasma (D20) o długości około 9,65 m. Gdy tylko jeden z przekaźników jest włączony, uzyskuje się 15-metrowy element kierunkowy pasma (D15). Będzie to element a-b-c-d lub c-d-e-f, w zależności od tego, który przekaźnik jest włączony, a który wyłączony. Ponieważ D15 znajduje się asymetrycznie względem osi anteny (wysięgnika), wówczas charakterystyka promieniowania (DN) będzie również nieco asymetryczna. Z obliczeń wynika, że przedni płat RP odchyla się nieznacznie od osi anteny - o około 5 stopni, ale nie towarzyszy temu spadek wzmocnienia (deformacja tylnego płata zostanie pokazana poniżej). Kiedy oba przekaźniki są wyłączone, sekcje końcowe a-b i e-f działają jak dwa 10-metrowe kierunkowskazy. Długości tych sekcji są niewystarczające do normalnej pracy, dlatego na wewnętrznych końcach sekcji (b i e) zainstalowano dwa obciążenia pojemnościowe EH10. Taki dwukierunkowy wpływa na parametry anteny w tym zakresie prawie tak samo, jak zwykły jednokierunkowy umieszczony bezpośrednio na wysięgniku. Można zauważyć, że w D15 i D20 (przy zamkniętych stykach przekaźnika) wpływ EH10 jest nieznaczny. Dzięki tej metodzie „organizacji” kierowników trzech głównych zakresów całkowicie wykluczone są ich wzajemne negatywne wpływy, a także ich wpływy (przy otwartych stykach przekaźnika K1, K2) oraz na zakresach 12 i 17 metrów. Ponadto zmniejszy się zużycie rur duraluminiowych o około 11 m, a także wiatr i waga anteny. Zespół reżyserski znajduje się w odległości 2,85 m od A20. Jest to wartość kompromisowa. Większe odległości spowodują gwałtowny spadek F/B na 10 metrach, podczas gdy krótsze odległości spowodują degradację większości osiągów na 20 metrach. Reżyser stosuje przekaźniki (przełączniki) próżniowe wysokiej częstotliwości V1 V-1V o dopuszczalnych wartościach 1=10 A i U=3 kV. Z obliczeń wynika, że taki prąd i napięcie w direktorze odpowiadają mocy wejściowej anteny co najmniej 5 kW. Zakres temperatur pracy przekaźnika wynosi od -60° do +100°, gwarantowana ilość przełączeń to 100000 XNUMX. Zmierzona wartość pojemności „przelotowej” otwartego przekaźnika wynosi około 0,9 pF, biorąc pod uwagę pojemność pasożytniczą instalacji, wartość 1,5 pF jest uwzględniona w modelu obliczeniowym (tabela obciążeń, impuls w35c, w36c). Stan zamknięty przekaźnika odpowiada tym samym obciążeniom, ale już o wartości 100000 5 pF (ekwiwalent zwarciowy, patrz „komentarz” do pliku VMA-5). Obliczenia pokazują, że dopuszczalne jest użycie przekaźnika o pojemności „przelotowej” do 20 pF z dostosowaniem wymiarów elementów D10 i EH33. W szczególności można wypróbować popularne przekaźniki hermetyczne REN-XNUMX z równoległym połączeniem szeregowym wszystkich czterech grup styków. Kierownice strzelnic 12 metrów (D12) i 17 metrów (D17) wykonane są z drutu. Aby wyeliminować negatywny wpływ tych pierwiastków na parametry wyższych zakresów częstotliwości, podjęto następujące działania. 1. Dyrektorzy wszystkich pięciu zakresów znajdują się w tej samej płaszczyźnie pionowej. Jak pokazują obliczenia, przy takim układzie ich wzajemne wpływy maleją. 2. Ewentualny silny wpływ D12 na zasięg 10 metrów (na całej swojej długości D12 byłby pełnoprawnym reflektorem na zasięgu 10 metrów) jest eliminowany za pomocą obwodu równoległego - przeciwzatrzaskowego L12C12 z częstotliwość strojenia 28,3 MHz, zainstalowana w środkowej części D12. Dlaczego przeciw pułapce? Celem drabinki jest oddzielenie od elementu anteny części, której wymiary są zbliżone do rezonansowych. Cel antypułapki jest odwrotny - cięcie elementu na segmenty, których wymiary są znacznie mniejsze niż rezonansowe. Aby nie wpływać na szerokopasmowy zasięg 12 metrów przyjęto niezwykle niskie reaktancje - C12=150 pF i 1.12=0,21 μH, czyli 8...10 razy mniej niż standardowe dla pułapki. Mimo to rezystancja rezonansowa obwodu jest wystarczająca do wykonywania jego głównej funkcji. Zapewniona jest pętla połączenia Lc, przez którą za pomocą mostkowego miernika SWR można określić częstotliwość rezonansową obwodu. 3. Indukcyjność L17 = 17 μH jest zawarta w środkowej części D4. Prowadzi to do tego, że podczas pracy na częstotliwościach 21 MHz i wyższych prąd indukowany w D17 znacznie spada - L17 niejako przecina D17 na dwie połowy. Dzięki temu pogorszenie wskaźnika F/B w górnych zakresach pod wpływem D17 nie przekracza 1 dB. Aby uprościć konstrukcję, L17 jest wykonany z dwóch identycznych, blisko siebie rozmieszczonych cewek (L17' i L17") o indukcyjności 2 μH każda. Wprowadzenie L17 oczywiście pogarsza szerokopasmowe parametry anteny na 17- pasmo miernika, ale jest to już zauważalne poza zakresem częstotliwości roboczej (patrz tabela 4).
Projekt części środkowej wraz z katalogiem montażowym przedstawiono na rys. 10. Zastosowano rury z części środkowej o średnicy 30/26 mm, wkłady izolacyjne z prętów z włókna szklanego, odcinki końcowe z rur o średnicach 30/27 i 22/20 mm, obciążenia pojemnościowe - 16/13,8 mm.
Środkowa część D20 jest przymocowana do wysięgnika za pomocą płyty ze szkła tekstolitowego (ryc. 10, a) o wymiarach 270 x 95 x 12 mm. Każda z cewek L17 jest nawinięta na plastikowy izolator anteny typu A1001 tym samym drutem co w D17 (ryc. 10,6). na ryc. 11 przedstawia skrzynkę (pudełko o wymiarach 70x120x35 mm, wyfrezowane z tekstolitu) z przekaźnikiem V1V-1V oraz sposób mocowania go do D20 (mocowanie łatwe do usunięcia). Zasilanie do przekaźnika dostarczane jest poprzez złącze RS4GV. Przewody zasilające przekaźnik podzielono na odcinki o długości około 2 m za pomocą dławików typu DPM-1,2 po 15 μH każdy. W ich środkowej części druty są przywiązane do wspornika poprzecznego. Kondensator C1 - K31-11-3 o pojemności 2000 pf.
Ze względu na asymetryczne położenie D15 na wysięgniku mogą być indukowane prądy, co będzie prowadziło do dodatkowej asymetrii wzoru na 15-metrowym zasięgu. Aby uniknąć tego kłopotu, skrajna część bomu (od strony kierownic) o długości 2 m jest oddzielona od reszty bomu wkładką tekstolitową. Przeprowadzono testy anteny i obliczenia parametrów elektrycznych w odniesieniu do jej położenia w wolnej przestrzeni. Przy wysokości anteny nad ziemią większej niż 20 m jej parametry nie zmienią się zbytnio. Istnieją dwie opcje obliczeń: osiągnięcie maksymalnych możliwych wskaźników G i F / B w jakiejś części zakresu oraz osiągnięcie jak największej jednorodności wskaźników w całym zakresie. W drugim przypadku, przy środkowej częstotliwości zakresu, wzmocnienie będzie mniejsze o 0,2 ... 0,4 dB. Wybrano opcję, w której parametry są zoptymalizowane dla odcinków zakresów 14,0...14,3, 21.0...21,4 oraz 28,0.-28,6 MHz. Gdyby optymalizacja objęła również górne, mało używane odcinki zakresów, nieuchronnie pogorszyłoby to osiągi „poniżej”, w odcinkach telegraficznych. Dla pasm 12 i 17 metrów obliczenia są wykonywane dla maksymalnego F/B przy średnich częstotliwościach. Wyniki obliczeń podsumowano w tabeli. 4. Uwaga dotycząca wartości parametru F/B oznaczonych gwiazdką * przy częstotliwościach 21,0 i 21,4 MHz. na ryc. 12 i 13 przedstawiają dwa DN dla tej samej częstotliwości 21,0 MHz, które uzyskuje się w zależności od tego, który z przekaźników K1 lub K2 jest włączony. Te MD różnią się praktycznie tylko kształtem tylnej części (lustrzana symetria). Ponieważ przekaźniki są operacyjnie sterowane z pilota radiowego, zakłócenia z dowolnego kierunku w tylnej półpłaszczyźnie, jak widać na rysunkach, można stłumić o 21 ... 24 dB. Dla porównania na ryc. 14 przedstawia DN przy częstotliwości środkowej 21,2 MHz.
Anteny 5VA (FORCE-12) oraz 13-elementowy LPA wspomniane w pierwszej części artykułu zbliżają się parametrami elektrycznymi do VMA-5. Deklarowane parametry 5VA zostały już wspomniane powyżej: zysk - w granicach 5,4 ... 5,9 dBd, F / B - od 14 do 23 dB, długość wysięgnika - 9,9 m, 15 elementów, 3 linie zasilające. Jednocześnie zużycie rur duraluminiowych wynosi: VMA-5 - 63 m (biorąc pod uwagę wysięgnik i obciążenia pojemnościowe), 5VA - około 110 m, LPA - około 100 m. Oczywiste jest również, że dwie ostatnie anteny mają znacznie większą odporność na wiatr i wagę.
Konstrukcja VMA-5 ma charakter eksperymentalny: wszystkie elementy rurowe mają regulowane sekcje końcowe, długość elementów drucianych jest regulowana w izolatorach końcowych, a elementy można przesuwać wzdłuż wysięgnika. Umożliwia to w eksperymencie, jeśli to konieczne, uściślenie obliczonych danych.
W szczególności w obliczeniach nie uwzględniono wpływu „gruntu”, przede wszystkim ze względu na to, że w autorskim QTH w różnych kierunkach od anteny parametry gruntu różnią się diametralnie. Antenę wykonaną według obliczonych danych zainstalowano wstępnie na wysokości 1,8 m nad kalenicą dachu łupkowego i przy nieznacznym dopasowaniu długości elementów aktywnych (długości EH20 w A20) ustalono częstotliwości rezonansowe do „swoich miejsc” za pomocą miernika SWR. Następnie wspinano się na wysokość roboczą - 6,5 m nad kalenicą czteropiętrowego domu i 25 m nad ziemią i sprawdzano parametry. Główne sprawdzenie F/B na trzech częstotliwościach każdego pasma zostało przeprowadzone z wykorzystaniem sygnałów lokalnej stacji radiowej UT1MQ w trybie odbioru. W odbiorniku włączono ręczną regulację wzmocnienia, poziom sygnału na wyjściu niskotonowym monitorowano za pomocą woltomierza V7-37. Zmierzone wartości F/B mieściły się w granicach 18...30 dB. Ciekawy eksperyment przeprowadzono z Arturem (4X4DZ). W ciągu 20 minut obie strony „obróciły” swoje anteny do siebie (Arthura - TN-11) na wszystkich pięciu pasmach, wynik po obu stronach jest w przybliżeniu taki sam - F / B na średnim poziomie 20 dB (4 .. XNUMX punkty). Wartość SWR i pasmo BW są zbliżone do obliczonych, nie przeprowadzono jeszcze poważnych pomiarów zysku anteny. Konstrukcja VMA-5 różni się od modelu projektowego:
Należy również zauważyć, że obciążenia bierne w programie są określone jako obciążenia punktowe, podczas gdy rzeczywiste L i C mają swoje własne długości, co może mieć wpływ na dokładność obliczeń. Na bazie VMA-5 opracowano model siedmiopasmowej anteny, która zawiera również po dwa elementy na 30 i 40 metrów. Być może z czasem ten model zostanie zaimplementowany sprzętowo. Część tego modelu - aktywny element o zasięgu 40 metrów (A40) został już zastosowany (jako dodatek) do istniejącej anteny (patrz rys. 5 - zdjęcie). A40 opiera się na A20, dodając cewkę o indukcyjności 20 μH na każdym z jego końców i sekcję końcową o długości 1,41 m (technologia LOM). Długości obciążeń pojemnościowych musiały zostać nieznacznie zwiększone. Podsumowując, można zauważyć, że przekaźniki elektromagnetyczne zaczynają pojawiać się zarówno w markowych antenach (MAGNUM 280 FORCE-12, TITAN EX itp.), jak iw konstrukcjach amatorskich [8]. Autor jest wdzięczny Borisowi Kataevowi (UR1MQ) za ogromną pomoc podczas instalacji VMA-5 oraz Alexandrowi Pogudinowi (UT1MQ) za udział w pomiarach. literatura
Autor: Ernest Gutkin (UT1MA), Ługańsk, Ukraina
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Uszkodzony rekord transmisji danych światłowodowych ▪ 64-megapikselowy czujnik OmniVision do aparatów w smartfonach ▪ Znalazłem przyczynę chorób autoimmunologicznych ▪ Stacje robocze Lenovo ThinkStation PX, P7 i P5
▪ sekcja serwisu Baterie, ładowarki. Wybór artykułów ▪ artykuł Bądź jak kurczaki w skubaniu. Popularne wyrażenie ▪ artykuł FIG. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Jednopasmowa antena szybkiego montażu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Foto-żart. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony