| Антенны. Настройка и согласование И. Н. Григоров (2002} |  |
|
Идея постройки этой антенны родилась в один из холодных осенних дней, когда дует порывистый ветер вперемешку со снегом и дождем Именно в такой день у трехэлементного "квадрата" сломались распорки из стекловолокна. Было ясно, что из-за отсутствия подходящего материала восстановить антенну в ближайшее время не удасться. Вот тут-то и появилась дилемма: либо сделать в короткий срок новую антенну, обладающую характеристиками популярного "двойного квадрата", но не содержащую изолирующих материалов, либо остаться без антенны до весны.
Из всех антенн наиболее подходящей с точки зрения простоты конструкции и минимума необходимых материалов показалась антенна с вибраторами в виде греческой буквы Д-хорошо известная "Delta loop".
Проектирование, изготовление и настройка этой цельнометаллической дельта-антенны заняли всего три дня.
Конструкция однодиапазонного варианта антенны показана на рис. 1. К концам несущей траверсы Е (дюралюминиевая труба диаметром 40 мм) прикреплены тонкостенные дюралюминиевые трубы А, А', С и С1 (их диаметр 30 мм), концы которых соединены алюминиевыми или медными проводами В, В', F и F' диаметром 1,5...2,5 мм. Вспомогательная траверса D предупреждает опрокидывание антенны и так же, как и основная траверса E, крепится к вертикальной мачте G. Кроме того, траверса D дополнительно укрепляет трубы С и С'.
Труба А с проводами В и F образует активный элемент антенны. При его питании в центре трубы А антенна будет иметь горизонтальную поляризацию, поэтому вертикальная труба С не будет влиять на характеристики антенны и ее можно не изолировать от проводов В и F в точке в.
Сказанное выше полностью относится и к пассивному элементу. Если, однако, нет твердой уверенности в симметричности токов в элементах антенны, то в точках в и в' следует поставить изоляторы.
Антенна может быть выполнена и как трехдиапазонная. В этом случае элементы более высокочастотных диапазонов изготавливают из провода диаметром 1,5...2 мм и растягивают с помощью капронового шнура внутри элементов для диапазона 20 м (рис. 2).
Оптимальная длина траверсы для трехдиапазонной антенны - 2100 мм что составляет примерно 0,1 Л, для 20-метрового, 0,15L, для 15-метрового и 0,2L, для 10-метрового диапазона, При этом пассивный элемент на 20-метровом диапазоне выгодно использовать как директор, а на остальных - как рефлекторы. Тогда коэффициенты усиления и отношения излучения вперед/назад получаются примерно одинаковыми для всех трех диапазонов, хотя в этом случае максимум диаграммы направленности на диапазоне 20 м будет повернут на 180° по отношению к диапазонам 15 и 10 м.
Размеры антенны для диапазонов 20. 15 и 10 м приведены в таблице. Следует иметь в виду, что соотношения между размерами трубы А (А1) и проводов B(B') и F(F1) можно изменять в достаточно широких Пределах при сохранении неизменным периметра элемента. В этом случае естественно будут изменяться и размеры трубы В (В'). Однако выбранная форма элемента - равносторонний треугольник - близка к оптимальной и должна обеспечивать максимальный коэффициент усиления.
Питание рамки диапазона 20 м осуществляется коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом через Г-согласующее устройство (рис. 3). Максимальная емкость конденсатора С1 - 40 пФ, диаметр трубки согласующего устройства - 10 мм.
Активные элементы диапазонов 15 и 10 м питаются по отдельным коаксиальным кабелям с волновым сопротивлением 75 Ом через симметрирующие трансформаторы на ферритовых кольцах. Коэффициент трансформации 1:1.
Настройку антенны удобно осуществлять в перевернутом положении (рис. 4). Такое положение может быть и рабочим, что, однако, уменьшает высоту антенны. Кроме того, появляется прогиб труб А и А', а также возникает проблема установки оттяжек крепления вертикальной мачты G, которые могут "цепляться" за элементы.
Сначала подстраивают элементы антенны с помощью гетеродинного индикатора резонанса, связывая его с тем или иным элементом вблизи точки в (в'). Длину проволочных частей элементов первоначально берут с небольшим запасом по сравнению с указанной в таблице. Её уменьшают при настройке, скручивая провода В (В') и F (F') между собой в точке в и одновременно перемешая место скрутки вдоль трубы С вверх так, чтобы провода слегка провисали (из-за прогиба труб А и А'). На чтом этапе настройки фидеры должны быть отключены.
После установки резонансных частот (-5% от средней частоты для директора и +5% для рефлектора) всех элементов антенны подключают фидеры и изменением длины пассивных элементов в небольших пределах настраивают антенну на максимальное подавление заднего лепестка. В качестве источника сигнала используют кварцевый генератор с горизонтально поляризованной антенной, отнесенный на расстояние не менее 80...100 м. Эту процедуру
|
|
Размеры |
узлов |
антенны, |
м |
|
Диапазон, м |
A,B,.F |
С |
A',B',F' |
С' |
|
20 |
7.2 |
6,2 |
6,75 |
5,9 |
|
15 |
4.77 |
4.2 |
5 |
4.3 |
|
10 |
3.6 |
3. 1 |
3.7 |
3.2 |
повторяют несколько раз для учета взаимного влияния элементов при изменении их длины.
Далее снимают диаграмму направленности антенны, и, если она удовлетворительна, возвращают антенну в рабочее положение (углом вверх). С помощью измерителя КСВ определяют коэффициент стоячей волны в фидерах во всех диапазонах, подстраивают Г-согласующее устройство.
В описываемой антенне КСВ в пределах 20-метрового диапазона после настройки не превышал 1,2, а на остальных диапазонах был около 1,5. Остальные параметры были сходны с параметрами антенны "двойной квадрат".
Несколько слов о возможной модификации антенны. Было замечено, что такие параметры антенны, как КСВ и отношение излучения вперед/назад изменяются в пределах 20-метрового диапазона гораздо меньше, если приблизить эффективный диаметр проводов В {В') к F {F') к диаметру трубы А (А'). Для этого проволочную часть элементов можно выполнить из двух параллельных проводов, разнесенных между собой на расстояние 25...30 мм.
С.Бунин (UB5UN),г. Киев
РАДИО N 2-79 г.
