Цель публикуемой ниже статьи - краткий анализ
современного состояния антенно-фидерной техники и описание практической конструкции простой,
эффективной и технологичной антенны, разработанной известным немецким ультракоротковолновнком
Гюнтером Хохом (DL6WU), которую модифицировал и довел до высокой технологичности Райнер Бертельмейер
(DJ9BV), являющийся на протяжении многих лет законодателем европейских новинок в части УКВ техники.
Среди многообразия УКВ антенн, применением в ряде
случаев сложных применяемых для любительской радиосвязи, особое место занимают
все "волновые каналы" на УКВ каналы" с удлиненной траверсой (бумом), как наиболее простые в
изготовлении, некритичные к настройке, позволяющие получить большой коэффициент усиления и
приличную диаграмму направленности. Кроме того, из них можно создать сложную высокоэффективную
антенно-фидерную систему для проведения радиосвязей через Луну.
В табл. 1 приведены основные характеристики наиболее распространенных "волновых каналов"
на двухметровый диапазон. Как видно из нее, существует тенденция улучшения параметров антенны с
увеличением длины траверсы. Существует различие в отношении F/B
(вперед /назад) вызвано применением в ряде случаев сложных рефлекторов.
Все "волновые каналы" на УКВ диапазоны по
способу расположения элементов на траверсе можно разделить на три вида:
- они могут быть электрически соединены с металлическим бумом.
- изолированы от бума.
- располагаться на неметаллическом буме.
Каждый из трех видов имеет свой "
бум эффект" это степень влияния диаметра бума на электрическую длину проходящего через него элемента.
Требуемая геометрическая длина элемента зависит не только от диаметра, но и от диаметра самого элемента.
После публикации К.Фехтелом описания антенн "TONNA" F9FT) в журнале "Радио" [5] многие
ультракоротковолновики бывшего СССР повторяли эти конструкции, на длительное время ставшие своеобразным
стандартом УКВ антенн. Наряду с простотой изготовления данные конструкции имеют ряд существенных
принципиальных недостатков. Во-первых, отсутствие согласования и симметрирования ставит под сомнение
возможность получения "чистой" диаграммы направленности. Во-вторых, элементы, расположенные на буме,
электрически соединены с последним. Любое механическое соединение не гарантирует долговременного
надежного электрического контакта не однородных металлов (даже алюминий- дюралюминий). Отсутствие
контакта элемент - бум или его нестабильный характер ведет к изменению параметров антенны (увеличение
КСВ, искажение диаграммы, шумы). В третьих, если под руками отсутствуют материалы на бум и элементы
полностью соответствующие описанию, то применение случайных материалов не позволяет получить ожидаемые
результаты.
Предлагаемая конструкция антенны DJ9BV свободна от этих недостатков. В табл. 2 приведены
основные геометрические размеры данной антенны, в ней R обозначает рефлектор, D
E - вибратор, D - директор.
Антенны длиной 2,2 L . 3,6L , 4,0 L , 4,4 L - имеют
одиночный рефлектор, длиной 1,8 L, 3,2L, 4,8L - двойной рефлектор, повышающий соотношение излучения
вперед/назад. Бум изготовлен из дюралевого профиля квадратного сечения размерами 20х20х2 мм.
Элементы выполняют из 4-миллиметрового дюралевого прутка. Вибратор сделан из алюминиевой трубки
внешним диаметром8 мм и толщиной стенки 1 мм.
Конструкция активного вибратора показана на рис. 1.
Средняя точка вибратора может быть электрически соединена с
бумом.
Таблица1
Таблица 2
Согласующее U-колено изготавливают из отрезка длиной 680мм
коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 ом. Особое внимание следует обратить на надежность
гидроизоляции узла соединения вибратора с U-коленом и фидером.
Конструкция вибратора, имеющего сопротивление 300 Ом, описана в [6].
Размещение рефлекторов показано на рис.2.
При диаметре бума более 20 мм длина всех пассивных элементов
должна быть увеличена на 1 мм при диаметре 25 мм, на 3 мм - при 30 мм, на 6 мм - при 40 мм. С учетом
поправок для длины каждого элемента бум может быть изготовлен из труб различного диаметра. Применение
телескопического бума повышает механическую прочность конструкции. Если диаметр пассивных элементов
5 мм, длины всех элементов должны быть уменьшены на 4 мм. Пассивные элементы должны быть надежно
изолированы от несущей траверсы. Варианты размещения элементов показаны на рис. 3.
На рис. 3,а дан вариант DJ9DV, на
рис 3б - RW3TJ. В первом случае использованы стандартные
нейлоновые втулки с отверстием диаметром 4 мм. Во втором применяются 5-миллиметровые элементы и отрезки
трубок из стабилизированного полиэтилена (оболочка коаксиального кабеля RK75-4-12).
Электрические параметры различных вариантов антенн на частоте
144,5 МГц при КСВ не хуже 1,2 приведены в табл. 3.
В графах "Расстояние Е" и "Расстояние Н" указаны оптимальные
расстояния между антеннами в вертикальной и горизонтальной плоскостях при изготовлении антенных решеток.
Размеры можно изменять в пределах от 80 до 105% от указанных в Таблице3. Уменьшение размеров позволяет
улучшить диаграмму направленности, а увеличение повысить коэффициент усиления. Четверка антенн DJ9-2-4,0
дает прирост усиления в +5,9 дБ по отношению к одиночной, суммарный коэффициент усиления такой антенны
составляет 20 дБ. Автором статьи изготовлены и опробованы четыре конструкции антенн DJ9BV. Антенны DJ9-2-3,6
длительное время эксплуатируются на радиостанции UZ3TXB, использовались в экспедициях UW3TJ/A и RU1R. Антенна
DJ9-2-4,4 показала прекрасные результаты в экспедиции LJA1C, позволив команде УКВ Комитета СРР показать
лучший результат в контесте "ВСС-9З". Автор выражает глубокую благодарность DJ9BV за любезное
разрешение воспользоваться результатами его работ(2) и выражает уверенность в том что данная
публикация позволит радиолюбителям изготовить высокоэффективные антенны и антенные системы.
Олег Архипов (RW3TJ)
Литература:
l.Gunter Hoch (DL6WU). Extrem langc Yagi-Antennen.-UKW-BERtCHTE.1992,N I.
2. Rainer Berlelmeisler (DJ9BV). Yaei-Antennas for 144 Mhz - Dubus. 1990, N I.
3.Spindler.Antenn. Veb Verlag Tehnik. Berlin, 1981
4. Беньковский 3., Липинский Э. Любительские антенны коротких и
ультракоротких волн.
5.Фехтел K. (UB5WN). Высокоэффективные
УКВ антенны. - Радио, 1983, N 3
материал подготовлен А. Манойленко (UN9LK)
| |
|
|