Серед різноманіття УКХ антен, що застосовуються для аматорського радіозв'язку [3, 4], особливе місце займають "хвильові канали" з подовженою траверсою (бумом), як найбільш прості у виготовленні, некритичні до налаштування, що дозволяють отримати великий коефіцієнт підсилення і пристойну діаграму спрямованості. Крім того, з них можна створити складну високоефективну антенно-фідерні систему для проведення радіозв'язків через Місяць.
В табл. 1 наведені основні характеристики найбільш поширених "хвильових каналів" на двометровий діапазон. Як видно з неї, існує тенденція поліпшення параметрів антени із збільшенням довжини траверси. Істотне розходження у відношенні F/B (вперед/назад) викликано застосуванням в ряді випадків складних рефлекторів.
Таблиця 1
Антена
Довжина буму, м, (частина довжини хвилі)
Посилення, дБ
Діаграма спрямованості, радіус, в площині
Відношення F/B, дБ
Автор розробки
E
H
DJ9-2-1,8
3,75 (1,8 l)
11,2
39
44
20,2
DL6WU
TONNA-13
4,42 (2,13 l)
11,35
36,3
40
17,5
F9FT
DJ9-2-2.1
4,44(2,1 l)
11,8
36,8
40,5
24,2
DL6WU
YU0U
2х3,63 (3,5 l)
11,95
37
33,5
33
YU0B
TONNA-16
6.34 (3,1 l)
12,65
34
37
21
F9FT
TONNA-17
6,545 (3,2 l)
12,9
33
35,7
30
F9FT
DJ9-2-3.2
6,69 (3,2 l)
13,25
31,2
33,5
20
DL6WU
TONNA-17
6,545 (3,2 l)
12,9
33
35,7
30
F9FT
DJ9-2-3,6
7,5 (3,6 l)
13,6
30
31,75
20,8
DL6WU
DJ9-2-4,0
8,34 (4,0 l)
14
29
30,5
24,3
DL6WU
LBX-16
8,509(4,1 l)
14,05
28
29,5
22,6
DL6WU
DJ9-2-4.4
9,18(4,4 l)
14,3
28
29,5
21
DL6WU
LBX-17
9,35 (4,5 l)
14,4
27
28,5
20
DL6WU
DJ9-2-4.8
10,02 (4.8 l)
14,6
27,5
28,8
22
DL6WU
Всі "хвильові канали" на УКХ діапазонів по способу розташування елементів на траверсі умовно можна розділити на три види: вони можуть бути електрично з'єднані з металевим бумом, ізольовані від нього або розташовуватися на неметалічному бумі. Кожен з видів мають свій "бум-ефект" - ступінь впливу діаметра буму на електричну довжину проходить через нього елемента. Необхідна геометрична довжина елемента залежить не тільки від діаметра буму, але і від діаметра самого елемента. Після публікації К. Фехтелом опису антен "TONNA" (F9FT) в журналі "Радіо" [5] багато ультракоротковолновики колишнього СРСР повторювали ці конструкції, на тривалий час стали своєрідним стандартом УКХ антен. Поряд з простотою виготовлення дані конструкції мають ряд істотних принципових недоліків. По-перше, відсутність узгодження і симетрування ставить під сумнів можливість отримання "чистої" діаграми направленнности. По-друге, елементи, розташовані на бумі, електрично з'єднані з останньою. Будь-яке механічне з'єднання не гарантує довготривалого надійного електричного контакту неоднорідних металів (навіть алюміній дюралюміній). Відсутність контакту елемент-бум або його нестабільний характер веде до зміни параметрів антени (збільшення КСВ. перекручування діаграми, шуми). По-третє, якщо під руками відсутні матеріали на бум і елементи повністю відповідають опису, то застосування випадкових матеріалів не дозволяє отримати очікувані результати.
Пропонована конструкція антени DJ9BV вільна від цих недоліків. В табл. 2 наведені основні геометричні розміри цієї антени, в ній R позначає рефлектор, DE -вібратор, D -директор.
Таблиця 2
Елемент
Довжина,
мм
Відстань між
елементами, мм
Відстань від нульової
позначки, мм
Примітка
R1 R2..
1083
-
0
Подвійний для 4,8 l
R1 R2..
1053
-
0
Подвійний для 1,8 l, l 3,2
R
1030
-
0
Для 2,1 l, 3,6 l, 4l, 4,4 l
DE
990
360
360
Вібратор діам. 8 мм
D1
950
165
525
D2
940
375
900
D3
930
450
1350
D4
920
525
1875
D5
915
585
2460
D6
910
630
3090
D7
905
660
3750
DJ9-2.1.8
D8
900
690
4440
DJ9-2-2.1
D9
895
720
5160
D10
890
750
5910
D11
885
780
6690
DJ9-2-3.2
D12
880
810
7500
DJ9-2.3.6
D13
875
840
8340
DJ9-2.4.0
D14
870
840
9180
DJ9-2-4.4
D15
855
840
10020
DJ9-2-4.8
Антени довжиною 2,2 l, 3,6 l, 4,0 l, 4,4 l мають поодинокий рефлектор, довжиною 1,8 l, 3,2 l, 4,8 l - подвійний рефлектор, підвищує співвідношення випромінювання вперед/назад. Бум виготовлений з дюралевого профілю квадратного перерізу розмірами 20х20х2 мм Елементи виконують з 4-міліметрового дюралевого прутка. Вібратор зроблений з алюмінієвої трубки зовнішнім діаметром 8 мм і товщиною стінки 1 мм Конструкція активного вібратора показана на рис. 1. Середня точка вібратора може бути електрично з'єднаний з бумом.
Puc.1
Згода U-коліно виготовляють з відрізка довжиною 680 мм коаксіального кабелю з хвильовим опором 50 Ом. Особливу увагу слід звернути на надійність гідроізоляції вузла з'єднання вібратора з U-коліном і фідером.
Конструкція вібратора, що має опір 300 Ом, описана в [6].
Розміщення рефлекторів показано на рис.2.
Puc.2
При діаметрі буму більше 20 мм довжина всіх пасивних елементів повинна бути збільшена на 1 мм при діаметрі 25 мм, 3 мм - при 30 мм, 6 мм - при 40 мм. З урахуванням поправок для довжини кожного елемента бум може бути виготовлений з труб різного діаметру. Застосування телескопічного буму підвищує механічну міцність конструкції. Якщо діаметр пасивних елементів 5 мм, довжини всіх елементів повинні бути зменшені на 4 мм. Пасивні елементи повинні бути надійно ізольовані від несучої траверси.
Варіанти розміщення елементів показані на рис.3.
Puc.3
На рис.3,а даний варіант DJ9BV, на рис. 3,б - RW3TJ. У першому випадку використані стандартні нейлонові втулки з отвором діаметром 4 мм, У другому застосовуються 5-міліметрові елементи і відрізки трубок з стабілізованого поліетилену (оболонка кооксиального кабелю РК75-4-12).
Електричні параметри різних варіантів антен на частоті 144,5 МГц при КСВ не гірше 1,2 наведено і табл. 3.
Таблиця 3
Тип антени
Посилення, дБ
Відношення F/У, дБ
Діаграма спрямованості, градус
Відстань, м, в площині
E
H
Е
Н
DJ9-2-1,8
11,2
20,2
39
44
3,10
2,77
DJ9-2-2,1
11,8
24,2
36,8
40,5
3,29
3
DJ9-2-3,2
13,25
20
31,2
33,5
3,86
3,6
DJ9-2-3,6
13,6
20,8
30
31,75
4
3,79
DJ9-2 4,0
14
24,3
29
30,5
4,14
3,94
DJ9-2-4,4
14,3
21
28
29,5
4,29
4,07
DJ9-2-4,8
14,6
22
27,5
28,8
4,36
4,17
У графах "Відстань Е" і "Відстань Н" вказані оптимальні відстані між антенами у вертикальній і горизонтальній площинах при виготовленні антенних решіток. Розміри можна змінювати в межах від 80 до 105% від зазначених у таблиці. Зменшення розмірів дозволяє поліпшити діаграму спрямованості, а збільшення - підвищити коефіцієнт підсилення. Четвірка антен DJ9-2-4,0 дає приріст посилення в +5,9 дБ по відношенню до одиночної, сумарний коефіцієнт посилення такої антени складає 20 дБ.
Автором статті виготовлені і випробувані чотири конструкції антен DJ9BV. Антени DJ9-2-3.6 тривалий час експлуатуються на радіостанції UZ3TXB, використовувалися в експедиціях UW3TJ/A і RU1R. Антена DJ9-2-4,4 показала прекрасні результати в експедиції UA1C, дозволивши команді УКХ Комітету СРР показати кращий результат в контесті "ВСР-93".
Автор висловлює глибоку подяку DJ9BV за люб'язне дозвіл скористатися результатами його робіт [2] і висловлює впевненість у тому, лічно дана публікація дозволить ультракоротковолновикам виготовити високоефективні антени та антенні системи.
Література
1. Gunter Hoch (DL6WU). Extrem lange Yagi-Anicnnen. - UKW-BERtCHTE. 1992, N 1.
2. Rainer BcrlelmeBter (DJ9BV). Yagi-Antennas for 144 MHz.-DUBUS. 1990. N 1.
3. Spindler. ANTENNEN. - VEB VERLAG TECHNIK BERLIN, 1981.
4. Беньковський З., Липинський Е. Аматорські антени коротких і ультракоротких хвиль. - М: Радіо і зв'язок. 1983.
5. Фехтел К. (UB5WN). Високоефективні УКХ антени. - Радіо, 1983, N 3.
6. Харченко Ст. (RB4EXN). Вібратор DJ9UV-1-ONG-YAG1. Радіоаматор. 1991, N 6.
Автор: Олег Архипов (RW3TJ), р. Нижній Новгород; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru