Використання дециметрового діапазону хвиль для прийому телебачення надає радіоаматорам широкі можливості конструювання антен різних типів. Однак, зважаючи на особливості поширення хвилі цього діапазону, основну увагу слід зосередити на виготовленні високоефективних антен, що мають вузькі діаграми спрямованості. Описувана в цій статті антена належить до цього класу. Вона має коефіцієнт спрямованої дії (КНД) близько 50 і порівняно проста у виготовленні. В її основу входить ромбическое полотно, яке добре відомо по застосуванню в коротковолновом діапазоні.
Основними недоліками ромбічної антени звичайного типу є знижений к. п. д. через включення активного навантажувального опору і наявність у діаграмі спрямованості значних бічних пелюсток. Підвищити коефіцієнт посилення антени шляхом виключення активного навантаження та розширення поперечних розмірів проводів ромба не можна, так як це призводить до додаткового зростання бічних пелюсток. Практично повністю позбавитися від першого браку (тобто підвищити к. п. д. приблизно до 100%) і помітно послабити другий (зменшити рівень бічних пелюсток) можна, накинувши ромбическое полотно замість активної, змінної реактивним навантаженням і забезпечивши антену рефлектором (мал. 1).
Рис. 1
При цьому роботу антени можна представити так: під дією збудливою е. д. с. на проводах ромба виникає падаюча хвиля, що поширюється в сторону реактивної навантаження і створює поле Епад (рис. 1). Частина цієї енергії хвилі йде на випромінювання, а частина, що залишилася повністю відбивається реактивним навантаженням і створює на проводах ромба відбиту хвилю, що поширюється в сторону екрану - рефлектора. Ця хвиля створює поле Еотр. В свою чергу частина енергії відбитої хвилі йде на випромінювання, а решта - поглинається генератором, що порушив е. д. с. Поле відбитої хвилі, потрапляючи на рефлектор, змінює напрям поширення і накладається на полі падаючої хвилі. При зміні реактивної навантаження змінюються умови накладення і в підсумку для результуючого поля Ерез можуть
бути підібрані оптимальні умови. Очевидно, що вони залежать як від фази поля Еотр, так і від його амплітуди. Фаза поля Еотр підбирається реактивним навантаженням, а амплітуда визначається діаметром дротів ромба. Принагідно зауважимо, що частина енергії хвилі, відбитої від реактивного навантаження, потрапляє в фідер, може бути використана для компенсації відображень на його вході, що виникають за рахунок різниці між хвильовим опором фідера і вхідним опором антени, що може поліпшити узгодження антени з фідером.
Умови для отримання оптимального результуючого поля Ерез і режиму роботи фідера близькі один одному, тому одночасно з потрібніший діаграмою спрямованості забезпечується узгодження антени з фідером.
Діаграми спрямованості ромбічної антени з рефлектором і змінної реактивним навантаженням для l=3L і кута ф=113° показано на рис. 2. Як видно з цього рисунка, для Е-площині (горизонтальної) кут розкриття діаграми спрямованості невеликий (15°). Це вимагає підвищеної уваги при юстировке антени.
Рис. 2
Конструктивно антена може бути зроблена так, як показано на рис.3. Вона складається з плоского гратчастого рефлектора, ромбічного полотна, вузла живлення і фіксують деталей (каркасів і расчалок). Всі деталі рефлектора, включаючи щоглу, можуть бути виконані з металу. Якщо немає такої можливості, то поперечні рейки 1 рефлектора і стовбур 2 щогли можуть бути зроблені з дерева, а інші деталі - з дроту. Доцільно відтягнути до ствола щогли розтяжками 3 кінці верхньої і нижньої поперечних рейок рефлектора для виключення провисання його проводів.
Рис.3
Ромбическое полотно 4 антени виготовляють з голого мідного дроту діаметром близько 1 мм. Його прикріплюють до кінців діелектричного (дерев'яного) каркасу. Площина каркаса повинна бути паралельна площині землі і перпендикулярна площині рефлектора. Для фіксації каркаса використовуються чотири расчалки 5. І каркас, і расчалки обов'язково повинні бути виконані з діелектрика. Для каркаса зручно використовувати лижні палиці з бамбука, очерету або скловолокна. Расчалки можна зробити з декількох жив капронової рибальської волосіні. Якщо буде застосований дерев'яний каркас, необхідно у місцях її безпосереднього зіткнення з проводами ромбічного полотна передбачити вставки з органічного скла. Всі деталі антени за винятком вузлів, описаних нижче, можуть бути виготовлені з довільно матеріалів, наявних у розпорядженні радіоаматора.
На рис. 3.2 показана схема живлення антени. Вона передбачає перехід від коаксіального кабелю типу РК-75-7-15 (РК-3) до проводів ромба. Цей перехід (симметрирующее пристрій) являє собою трубку з двома пазами. Ширина пазів становить 0,4 внутрішнього діаметра трубки, а довжина - близько 250 мм. Кінець кабелю в трубку вставляють з боку, протилежного пазам так, щоб його зовнішнє обплетення була натягнута на трубку. Поверх обплетення накладають бандаж і пропаивают трубку, оплітку і бандаж. Потім оголену частину обплетення і бандаж обмотують ізоляційною стрічкою. Висунуту з другого кінця трубки (з боку пазів) поліетиленову ізоляцію з центральним провідником обрізають і останній припаюють до однієї з половин трубки, що утворилися після прорізання пазів. Дроти ромбічного полотна припаюють до обох половин трубки і зміцнюють утворився вузол безпосередньо на стовбурі щогли, так як на нього припадає велике навантаження - натяг проводів ромба. Перед тим, як припаяти провідники ромба до половин трубки, на неї щільно одягають металеве кільце (пересувний короткозамикач), замикає накоротко половини трубки і дозволяє змінювати довжину пазів від точок харчування ромба до кільця. Прикріплювати трубку уздовж ствола щогли слід на діелектричних прокладках (текстоліт, органічне скло), щоб між трубкою і стовбуром був просвіт у 20-30 мм. Прив'язувати трубку до щогли можна тільки діелектричними матеріалами, наприклад, капроновою волосінню. Кріплення нижче пазів може бути зроблено дротом. В кінці поперечної рейки каркаса ромба слід вставити пластмасові, керамічні або скляні втулки (рис. 3.3). У них вставляють провід ромба.
У протилежному точках живлення вершині ромб повинен бути навантажений на змінну реактивну навантаження. Вона являє собою замкнуту з одного кінця двопровідну лінію, утворену продовженням сторін ромба (рис. 3.4,а). Слід уникати розташування цієї лінії на дерев'яному каркасі. Тому кінець поздовжньої рейки каркаса ромба слід виготовити із органічного скла або іншого ізоляційного матеріалу. Для того щоб мати можливість змінювати довжину лінії, що потрібно зробити і одягнути на неї скобу-короткозамикач (рис. 3.4, б).
Починати налаштування антени слід з поступового зміни довжини двопровідної навантажувальної лінії, пересунувши кільце-короткозамикач в точках живлення ромба так, щоб довжина пазів була дорівнює чверті довжини хвилі (131 мм). Оцінювати правильність налаштування антени краще всього на увазі її діаграм спрямованості, які повинні бути якомога ближче до показаним на рис. 2. Якщо немає можливості визначити діаграми спрямованості, то роботу антени визначають за якістю зображення на екрані телевізора.
Так як на початку налаштування скоба короткозамикача двопровідної лінії встановлюється довільно, то в напрямку головного випромінювання антени може бути провал. Його неважко виявити, обертаючи антену вліво - вправо на ±20° від напрямку на кореспондента. У цьому випадку, не направляючи антену на один з максимумів, слід продовжувати налаштування. Потрібно орієнтувати антену на провал і домагатися його усунення переміщенням скоби-короткозамикача вздовж двопровідної лінії. Підібравши шукане положення скоби-короткозамикача, потрібно зафіксувати його на лінії і налаштувати антену, переміщаючи кільце-короткозамикач в точках живлення антени вгору і вниз від вихідного положення.
Розміри описаної антени можна змінити, користуючись графіком рис. 4, на якому наведена залежність кута ф ромба (див. рис. 1) від довжини його сторони l/L, вираженої в довжинах хвиль. Цей графік дозволяє розрахувати необхідні розміри каркасу для ромбічного полотна. Всі інші вузли антени не змінюються за винятком рефлектора, поперечні рейки якого повинні бути дещо довшим поперечної рейки каркаса ромба.
Рис. 4
Автор: К. Харченко; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru