Do prowadzenia długich amatorskich relacji na falach krótkich są szeroko stosowane kierunkowe anteny różnych typów. Stosunkowo dawno weszły w praktyce anteny typu "fala " kanał", najprostsze z nich zawierają dwa elementy - aktywny pół fali wibrator i pasywny reflektor. Jednak dwuelementowy anteny z pasywnym reflektorem nie dają zadowalających kierunkowości promieniowania.
Jeśli na częstotliwościach kanałów telewizyjnych można jeszcze pogodzić się z wykorzystaniem składów anten, dla KB zakresów (nawet 28 Mhz) wraz z momencie urządzeniem są nadmiernie skomplikowane budowle. W związku z tym coraz szersze zastosowanie znajdują dwuelementowy anteny z aktywnym reflektorem. Rzecz w tym, że anteny z zasilaniem reflektory mają wiele zalet w porównaniu z antenami pasywnymi elementami.
Krótko te zalety sprowadzają się do następnego. Współczynnik wzmocnienia dwuelementowy anteny z dwoma aktywnymi elementami odpowiada zwiększenia pełnowymiarowego trzy element anteny pasywne dyrektorem i reflektorem. Przy takich samych wartościach współczynnika wzmocnienia dwuelementowy system lżejsze, łatwiejsze w konstruktywny zakresie i posiada mniejszym momentem bezwładności. Anteny z aktywnym zasilaniem pozwalają uzyskać większe tłumienie promieniowania temu, że w warunkach amatorskich związku ważniejsze niż uzyskanie maksymalnej możliwej dla danego systemu wartości współczynników wzmocnienia. Należy jednak zauważyć, że anteny z aktywnym zasilaniem trudniejsze w konfiguracji i bardziej krytyczne wobec zmiany ustawień.
Zasada działania dwuelementowy anteny z zasilaniem reflektora jest stworzenie dwóch antyfazowych pól równych amplitud w kierunku przeciwnym do głównego maksimum promieniowania systemu. Zastosowanie aktywnego reflektora pozwala na osiągnięcie równości prądów w obu elementach anteny i różnicy faz, niezbędne do maksymalnego osłabienia promieniowania temu. Obliczenia przeprowadzone dla udowodnionym formuł teorii anten [1], pokazują, że współczynnik wzmocnienia przy takiej anteny na 3,4 db wyżej niż anteny z pasywnym reflektorem, a maksymalna redukcja promieniowania temu (z uwzględnieniem strat w łączniku) wynosi 40 - 50 db, podczas gdy w pasywnych systemach nie przekracza 25 db. Szerokość wykresu w płaszczyźnie poziomej na poziomie 0,707 E wynosi 58°, a szerokość wiązki w płaszczyźnie pionowej przy wysokości zawieszenia l/2 i kącie promieniowania 30° wynosi 32°.
Opisywana dwuelementowy antena z aktywnym reflektorem jest modyfikacją antena HB9CV [2, 3], której schemat przedstawiono na rys. 1. Przy optymalnej odległości między elementami, równej l/8, antyfazowe pola mogą być uzyskane przy zapitywanii elementów anteny z przewodem fazy przejścia 225°. Przesunięcie fazowe 225° w żywieniu reflektora równy sumie przesunięć fazowych występujących kosztem antyfazowej systemu zasilania elementów (180°) i opóźnienia w linii zasilania (45°).
Puc.1
Należy zauważyć, że w schemacie anteny [2] znajdują się błędne dane, które nie zapewniają odpowiedniego przesunięcie fazy przy zasilaniu kablem koncentrycznym.
Główną wadą tej anteny jest trudność uzyskania wymaganego przesunięcia fazowego, co wynika z wybranego planu zasilania. Każdy fidiernoj linii nieodłącznym współczynnik skrócenia, związane z jej konstrukcją i zastosowanymi materiałami Do stosowanych w antenę technice podajnik linii współczynnik skrócenia zwykle wynosi 1,05-1,66. W konsekwencji, dla schematu z rys. 1 przy zasilaniu w punktach XX zamiast wymaganego przesunięcia faz (kosztem linii), równy 45°, zostanie odebrana wartość zależy od rodzaju zastosowanej linii.
Schemat anteny, wolne od tej wady i pozwala uzyskać praktycznie każdy przesunięcie fazy między dwoma aktywnymi elementami, pokazano na rysunku. 2.
Puc.2
Punkt połączenia zasilającego dozownik przy znanym współczynniku skrócenia linii łatwo określić na podstawie poniższego wzoru:
dp+da=d+2Dlk,
gdzie d - odległość między elementami;
da - długość linii od punktu włączenia do anteny;
dp - długość linii od punktu włączenia do reflektora;
Dlk - конструктивнее wydłużenie linii (10-20 cm) i
gdzie l - długość robocza fale;
y - wymagany przesunięcie fazy;
e - współczynnik skrócenia.
Do zasilania anteny wygodne korzystanie z koncentrycznym kablem typu RK-75-7-11 (dla którego e=1,52) i koncentryczne trójnik typu BP-193-F, dzielącym moc równo, między wibratory. Przy użyciu trójnika dla lepszego dopasowania należy jako linii łączących użyć kabel koncentryczny z fali o impedancji 150 ohm (typu RK-150-4-11 lub podobne).
Przy obliczaniu długości elementów anteny systemu (które stanowią 0,5 l do reflektora i 0,46 l dla właściwie anteny) należy wziąć pod uwagę ich współczynnik skrócenia, w zależności od średnicy. Obliczone wartości dla anteny o średnicy 22 mm i uzgodnić linii o średnicy 20 mm podane w tabeli. 1. Tutaj podane są wymiary pasujące elementy.
Tabela 1
Wymiary elementów cm
Średnia częstotliwość khz
14150
21200
28500
la
968
647
480
lp
1052
702
519
h
12
9
6
tak
131
87
66
gp
143
95
71
d
265
177
132
Wymiary elementów dla anteny pasma 14 Mhz przedstawiono w tabeli. 2.
Tabela 2
Wymiary przedmiotu
Sekcja 1 (1 szt.)
Sekcja 2 (2 szt.)
Sekcja 3 (2 szt.)
Dla anteny cm
350
250
180
Dla reflektora cm
350
250
200
Średnica zewnętrzna rury, mm
22
20
18
Średnica zewnętrzna rury, mm
20
18
16
Konstrukcja anteny jest pokazana na rys. 3. Każdy element wykonany jest z trzech odcinków, składających się z rur duraluminiowych powiązanych średnic, wsuwających się jedna w drugą.
Puc.3
Ponieważ, średnica zewnętrzna jednej rury jest równa średnicy wewnętrznej drugi, system tolerancji nie pozwala wpakować jedną rurę w drugą na znaczną głębokość. Dlatego wzdłuż rury o mniejszej średnicy odbywa się cięcie na długości 400 - 500 mm, po czym zapewnia bezpieczne ich przegub. Należy zwrócić szczególną uwagę na zapewnienie bezpiecznego kontaktu elektrycznego w miejscu przegubu. Naruszenie kontaktu powoduje znaczne pogorszenie parametrów elektrycznych anteny. W celu ułatwienia ustawienia końcówki elementów są umieszczone elastyczne końcówki ze stopu AMTS-M (rys. 4).
Puc.4
Elementy są wzmocnione na duralowej rurze o średnicy 40-45 mm o grubości ścianki 2 mm.
Dla nadania sztywności całej anteny systemie musi być rozcumowana nylonu żyłki o średnicy 1 mm (rys. 5).
Puc.5
Pozostałe cechy konstrukcyjne są widoczne ze zdjęcia.
Waga anteny systemu wynosi zaledwie 6,5 kg, co pozwala łatwo zamontować antenę jednej osobie.
Wygląd anteny
Do obracania anteny używany silnik elektryczny typu PR-1 z wmontowanym wewnątrz obudowy potiencyomietriczeskim czujnikiem kierunku.
Ustawienie anteny systemu produkcji na podstawie konieczności uzyskania najlepszego dopasowania anteny z podajnikiem kablem i maksymalnego tłumienia tylnego promieniowania.
Podczas konfigurowania wskazane jest skorzystać z sygnałem od lokalnego źródła, znajdującego się w przybliżeniu w płaszczyźnie położenia elementów na odległości co najmniej 150 - 200 m.
Kolejność ustawienia taka jest.
Określają elektryczną długości fazosdwigajuszczich linii. Mierzenie i dopasowanie tego parametru powinna być przeprowadzona z dokładnością nie gorszą 2-3 elektrycznych stopni. Zmieniając długość pasujące elementy ya i yp osiągają dopuszczalne wartości SWR całego systemu (nie wyższej niż 1,5 w środkowej częstotliwości zakresu). Dostosowanie długości la i lр, dążą do maksymalnego tłumienia tylnego promieniowania. Na tym etapie wystarczy do osiągnięcia redukcji w 20 - 25 db. Pomiary należy przeprowadzić w kilku miejscach zakresu, po czym ponownie regulują ya i yp, osiągając wartości SWR bliskiej jednostce.
Operacje te produkują konsekwentnie kilka razy aż do uzyskania jak najlepszych parametrów anteny.
Pożądane jest, aby wszystkie pomiary wykonywać w pozycji roboczej anteny z tym, aby uniknąć wpływu ziemi, Która przy małych wysokościach lokalizacji anteny może znacznie zniekształcić wyniki.
Należy zauważyć, że anteny z aktywnymi elementami są znaną zależność poziomu tłumienia tylnego promieniowania od kąta miejsca, które określa się różnicą w relacjach fazowych dla fal, które przychodzą pod różnym kątem w stosunku do horyzontu. Dla długich połączeń, gdy te kąty są niewielkie, tłumienie osiąga 40-50 db.
Literatura:
1. "Anteny". Warszawa, 1959.
2. "Radio", 1965, nr 11, s. 22.
3. "Anteny". Ed-"Energia", Warszawa, 1967.