Антена, про яку піде мова (на фото заставки вона нижня), побудована на базі антени, запропонованої HB9CV ще в шістдесяті роки. Ось що про неї написано в [1].
"Антена являє собою два вібратора нерівної довжини, укріплені паралельно в одній горизонтальній площині на відстані l/8. Обидва вібратора активні.
При обраному відстані l/8 між вібраторами найкраща одностороння спрямованість антени виходить тоді, коли струм в задньому вібраторі (рефлекторі) відстає від струму в передньому вібраторі (директора) на 225°"
В іншій публікації ([2]) наведено результати порівняння цієї антени з іншими, вже відомими.
"Коефіцієнт посилення двоелементної антени з обома активними елементами,- говориться там,- еквівалентний посилення повнорозмірною трехэлементной антени з пасивними директором і рефлектором. При однакових значеннях коефіцієнта посилення двоелементна система легше, простіше в конструктивному відношенні і володіє меншим моментом інерції і парусністю Антена з активним харчуванням дозволяє отримати більшу придушення випромінювання тому Коефіцієнт... посилення у такої антени на 3,4 дБ вище, ніж у антени з пасивним рефлектором, а максимальне придушення випромінювання тому становить 40...50 дБ, в той час як в пасивних системах воно не перевищує 25 дБ"
Обидва автори дають переважно відомості про електричні параметри антени, що, звичайно, важливо, але мало розповідають про її конструктивному виконанні, надійність в роботі.
За даними, наведеними в [2], наприклад, виходить, що один із елементів на діапазоні 20 м, прикріплений до траверсі, повинен мати виліт близько 5,5 м, вільно розташований у просторі Та у складних метеорологічних умовах наявної міцності може виявитися недостатньо.
Автором даної статті застосовані планки, що з'єднують елементи і забезпечують жорсткість конструкції в горизонтальній площині. Підвіски, підтримуючі елементи, сходяться на щоглі вище площини антени. Цим досягнута жорсткість по вертикалі. Конструкція вийшла досить міцною. Антена на діапазон 20 м експлуатується більше чотирьох років без ремонту і знаходиться у хорошому стані. Вона витримала пилові бурі, ожеледь, вітри.
Схематично частина антени показана на рис. 1. Розміри її елементів на різні діапазони при діаметрі труб 30 мм надані в таблиці. За початковий розмір активного вібратора взято 0,46 l, рефлектора - 0,5 l. Слід враховувати, що довжина елементів залежить від діаметру труб.
Особливо слід сказати про харчування антени по коаксіальному кабелю РК-75. Необхідний фазовий зсув у 225° виходить так. Зсув на 180° відбувається з-за того, що узгоджувальні пристрої підключені до різних плечах елементів (одне до правого, друге до лівого).
Ще 45° забезпечує фазосдвигающая лінія, що з'єднує елементи.
Розрахувати фазозсувну лінію нескладно. Коаксіальний кабель електричної довжиною 0,5 l змінює фазу на 180°. Отже, щоб отримати зрушення 45°, потрібен кабель довжиною 0,125 l. Його ж геометрична довжина буде менше, а у скільки разів - залежить від коефіцієнта укорочення. Якщо буде використаний коаксіальний кабель з поліетиленовою ізоляцією між центральним проводом та обплетенням, що має коефіцієнт укорочення 0,67, при довжині хвилі 21,2 м, буде потрібно відрізок
Lгeoм=Lэлeктp x Кукор=0,125 lKyкop=0,125x21,2x0,67=1,78 м.
Але фазозсувної лінією такої довжини поєднати елементи антени не можна - відстань між ними 2,65 м. Тому потрібно в розумних межах подовжити кабель. Так, у даному випадку мінімальна довжина додаткового відрізка кабелю дорівнює 2,65-1,78=0,87 м. Щоб додати відрізок в 0,87 м не вніс змін до зсув по фазі (45°), фідер потрібно приєднати до середини додаткового шматка. На практиці при виготовленні фазозсувної лінії її не слід складати з шматків (1,78 м + 0,435 м + 0,435 м). До кабелю довжиною 2,65 м підключають живить лінію на відстані 2,215 м від кінця, який буде з'єднаний з рефлектором.
Зручніше використовувати додатковий шматок кабелю декілька довше мінімально необхідного, наприклад 1 м. Тоді загальна довжина фазозсувної лінії буде дорівнювати 1,78+1=2,78 м. Фідер ж приєднують на відстані 1,78+0,5=2,28 м від рефлектора.
Центральні провідники кабелю фазозсувної лінії підключають до узгоджувальних пристроїв, оплітку - до середини елементів, фідера - до центрального проводу фазозсувної лінії, а оплітку - до оплітці. Автор застосував кабель РК-75-9-13. Досліди з кабелем РК-150-4-11, рекомендованим в літературі, якогось переваги не виявив.
При будівництві антени (рис. 2) використовувалися доступні матеріали. Траверса виготовлена зі сталевої однодюймова водопровідної труби (зовнішній діаметр приблизно 33 мм). До кінців труби приварені планки розмірами 200Х50Х8 мм з чотирма отворами діаметром 6,5 мм для двох хомутів кріплення елементів. Загальна довжина траверси з планками 2,63 м. Траверса прикріплена до щогли через квадратну пластину розмірами 150Х150 мм із сталі товщиною 4 мм, гвинти з різьбою М10.
Елементи - збірні. Середня частина виконана зі сталевої півдюймової водопровідної труби (зовнішній діаметр близько 21 мм) довжиною 3,5 м.
З двох сторін додані відрізки дюралюмінієвою труби діаметром 16 мм з товщиною стінки 1 мм
Труба отримана з кільця для художньої гімнастики. Воно було розрізано на стику, щільно заповнений сухим піском, після чого повільно (протягом 3...4 год) випрямлено.
В сталеву трубу (див. рис. 2) вставляють проточенной за внутрішнім розміром проставку (місце) і приварюють до трьох точках через попередньо просвердлені через 120 ° отвори діаметром 6 мм. На виступаючий кінець проставки туго надягають підігріту дюралюминиевую трубу. Додатково її фіксують двома алюмінієвими заклепками діаметром 5 мм.
У вільний кінець дюралюмінієвою труби вставляють фасонную шину від трижильного електричного кабелю і заклинивают її двома короткими відрізками такий же шини (місце Д). Додатково стик фіксують двома алюмінієвими заклепками діаметром 3 мм
Виліт шини на активному елементі - 0,5 м, на рефлекторі - 0,9 м.
В точках, віддалених від траверси приблизно на 0,7 довжини полувибратора, елементи антени з'єднані між собою дерев'яними планками жорсткості перерізом 20Х30 мм (місце Р). На трубу елемента встановлюють дюралюмінієва хомут і закріплюють двома болтами М6. Поверх гайок на болти надягають отворами косинку з склотекстоліти (текстоліту, гетинаксу товщиною 4 мм і закріплюють її гайками з шайбами.
Косинки попередньо з зусиллям вставляють в пропили планки жорсткості і фіксують (через шайби) двома сталевими заклепками діаметром 4 мм. На хомутах з боку траверси зроблено додаткове А отвір діаметром 6 мм для кріплення підвісок.
Для виготовлення підвісок використовують джгут, свити з трьох мідних емальованих провідників діаметром 1 мм
Підвіски зібрані з відрізків довжиною 1 м, з'єднаних через фарфорові ізолятори - орешкова або ролики, і прикріплені до щогли в одній точці, що знаходиться на 1 м вище площини антени.
Узгоджувальний елемент виконаний зі сталевої труби діаметром 12 мм. Вона прикріплена до елемента через стеклотекстолітовий ізолятор (місце А) і рухливий хомут з листової сталі товщиною 1 мм (місце Б).
Слід мати на увазі, що при використанні деталей з різнорідних металів в місці їх контакту виникає гальванічна пара, руйнівне з часом дотичні поверхні, особливо при попаданні вологи. Найбільш сильно страждає контакт між деталями з міді і алюмінієвого сплаву.
Щогла - обертається, телескопічна, складається з двох частин. Нижня (зовнішня) труба - сталева 2.25 - дюймова довжиною 6 м. В ній через 0,5...1 м просвердлені наскрізні отвори діаметром 6,5...8,5 мм для того, щоб мати можливість фіксувати в ній штирем внутрішню трубу при її підйомі. Внутрішня труба - полуторадюймовая, довжиною 7 м. На нижню трубу зверху надітий (з зазором 0,2...0,5 мм) сталевий фланець для кріплення трьох відтяжок (рис.3).
Глибина проточки 30 мм. До фланця приварені рівномірно по колу три сталевих куточка типорозміру 30Х30Х3 мм завдовжки 300 мм з отворами для кріплення відтяжок. Застосування виступаючих куточків зменшує додатковий натяг відтяжок при обертанні щогли. Фланець спирається на два текстолітових (стеклотекстолитовые не годяться!) кільця, які добре утримують мастило (ЦИАТИМ-201, солідол). Застосування тут кулькових, наполегливих, роликових підшипників себе не виправдовує.
Конструкція фланця для кріплення відтяжок другого ярусу аналогічна. Цей фланець спирається на сталеве кільце, жорстко фіксоване на внутрішній трубі щогли. Перед підйомом антени над фланцями встановлюють захисні ковпаки з толі, руберойду або оцинкованого заліза. Всі місця з'єднання деталей конструкції фарбують двічі автомобільної емаллю або суриком.
Відтяжки потрібно виготовляти з двох-трьох скручених дротів (з оцинкованої сталі, міді; сталевий трос застосовувати не слід). Однодротяна відтяжка дуже ненадійна. Нижні кінці відтяжок кріплять до штиря, закладеному в землю, через сталеве кільце діаметром 150...200, шириною 50 і товщиною 4...5 мм (рис. 4). Кільце може бути виготовлено з смуги, з'єднаної внапуск.
Занадто натягувати відтяжки не слід - це тільки ускладнить поворот антени, а взимку може призвести до їх обриву.
У верхній частині зовнішньої труби, відступивши 50 мм від краю, свердлять три отвори, розташованих рівномірно по колу, і нарізують різьбу М6.
Відступивши 0,5...1 м, свердлять ще три такі ж отвори. Після підйому внутрішньої труби болтами М6 з заточеними на конус кінцями її центрируют і надійно фіксують.
Трос для підйому внутрішньої труби прикріплений до її нижнього кінця. Конструкція цього вузла показана на рис. 5.
Перед підйомом трос пропускають через ролик, встановлений на фланці першого ярусу розтяжок, і фіксують на найпростішому комірі, прикріплючому до нижньої частини щогли. У міру висування внутрішньої труби переміщують штир, на який вона спирається.
Щогла антени спирається на сталева куля діаметром 15 мм від шарикопідшипника. На зовнішній трубі в її нижній частині закріплена шестерня діаметром 600 мм (її сердечник виточений на верстаті, а вінець використаний від маховика автомобільного або тракторного двигуна). За допомогою простого зубчасто-черв'ячного редуктора вона з'єднана з 50-ватним колекторним електродвигуном.
Приводний пристрій можна зробити і більш простим - на базі обода велосипедного колеса (рис. 6).
При налаштуванні антени її встановлюють на можливо більшій висоті, на відкритому місці, але так, щоб до неї був доступ (щоб елементи знаходилися приблизно в трьох метрах над землею).
В першу чергу, Гіром визначають резонансну частоту елементів (без узгоджувальних пристроїв і фазозсувних ліній). Котушку приладу при цьому підносять до середини елемента. Резонансна частота активного вібратора повинна бути 14,15 МГц, рефлектора - 14,05 МГц.
Якщо резонансна частота виявилася вище необхідної, необхідно перевірити, не короткі чи вібратори - і при необхідності подовжити їх. Якщо ж резонансна частота менше, то встановлюють згода пристрій і фазозсувну лінію. Фідер підключають через жорстку котушку (4-6 витків діаметром 15 мм; інші її характеристики некритичні).
Підносячи до неї ГІР, визначають резонансну частоту всієї системи - вона не повинна перевищувати 14,15 МГц.
Після цього досягають мінімального КСВ та оптимального відношення значень випромінювання вперед і назад. Це можна зробити, використовуючи всього лише трансивер і індикатор поля.
Антену підключають до трансиверу, і індикатором поля знаходять максимум випромінювання з діапазону і напрямом. Якщо він знаходиться на початку діапазону, то елементи довший необхідних, якщо в кінці - коротше.
Встановивши резонансну частоту, переміщенням хомутів на погоджувальних пристроях досягають мінімуму КСВ.
Останній етап налаштування - зняття діаграми спрямованості випромінювання на робочій висоті. Оптимальні значення висоти - 0,5 l (10,5 м) і l (21 м); на проміжних - діаграма спрямованості може спотворюватися. Так, при висоті 6 м діаграма близька до кругової.
Індикатор поля розташовують на відстані 20...50 м від антени, бажано на тій же висоті, що й вона. Включають трансивер у телеграфному режимі і, повертаючи антену, через кожні 15...20° фіксують показання індикатора.
За отриманими точкам будують діаграму (рис. 7).
В авторському примірнику антени КСВ на частоті 14,18 кГц був менше 1,1, на краях діапазону не перевищував 1,6, що пояснюється деякою узкополосностью з-за малого діаметру кінців елементів. Ширина діаграми спрямованості за рівнем 0,7 в горизонтальній площині - близько 75°. Задній пелюсток виражений слабо.
Література
Автор: Р. Буторин (U5MH) р. Антрацит; Публікація: www.cxem.net