Антенна 144-МГЦ с кардиоидной диаграммой направленности
Хотя может быть любое количество различных антенн VHF, которые могут создавать кардиоидную диаграмму направленности, на рис.1 изображена простая конструкция. Два вертикальных элемента длиной 1/4 длины волны разнесены на 1/4λ друг от друга и питаются на 90° не в фазе. Каждый излучатель показан с двумя радиальными элементами, которые примерно на 5% короче излучателей. Эта решетка была разработана Питом О'Деллом, KB1N, и описана в QST за март 1981 года.Компьютерное моделирование показало, что небольшие изменения в размере, расстоянии и фазировке элементов сильно влияют на диаграмму направленности. Результаты показывают, что эта система немного чувствительна и что наиболее существенное изменение происходит в нуле. Очень небольшие изменения в размерах привели к тому, что выемка стала намного более мелкой и, следовательно, менее пригодной для RDF. Ранний опыт создания рабочей модели подтвердил это.
Рис. 1 — В точке A простая конфигурация, которая может создавать кардиоидную диаграмму направленности. В точке B удобный способ изготовления прочного крепления для излучателя с использованием разъемов BNCЭто означает, что если вы построите эту антенну, вам будет полезно потратить несколько минут на ее тщательную настройку на самый глубокий ноль. Если она построена с использованием представленных здесь методов, то это должно оказаться небольшой задачей, которая стоит дополнительных усилий. Настройка выполняется путем регулировки длины вертикальных излучателей, расстояния между ними и, при необходимости, длины фазирующего жгута, который их соединяет. Настройте на самый глубокий ноль на вашем S-метре при использовании источника сигнала, такого как умеренно сильный ретранслятор.
Это следует делать снаружи, вдали от зданий и крупных металлических предметов. Первоначальная настройка в помещении в этом проекте была опробована на кухне, которая показала, что отражения от приборов давали ложные показания. Остерегайтесь также удаленных водонапорных башен, радиовышек и больших офисных или многоквартирных зданий. Они могут отражать сигнал и давать ложные показания.
Конструкция проста и понятна. На рис. 1B показан разъем BNC-мама (RadioShack 278-105), который был установлен на небольшом куске материала печатной платы. Разъем BNC удерживается вверх дном, а вертикальный радиатор припаивается к центральному паяльному наконечнику. 12-дюймовый кусок латунной трубки обеспечивает плотное прилегание к паяльному наконечнику. Второй кусок трубки, немного меньшего диаметра, вставляется внутрь первого.
Внешняя трубка слегка обжимается сверху после установки внутренней трубки. Это обеспечивает положительный контакт между двумя трубками. Для 146 МГц длина радиаторов рассчитывается как около 19 дюймов. Вы должны быть в состоянии найти небольшие латунные трубки в магазине товаров для хобби. Если в вашем районе их нет, рассмотрите припой. Они часто доступны в хозяйственных отделах дисконтных магазинов. Вероятно, потребуется припаять короткий кусок сверху, так как они поставляются в 18-дюймовых секциях. Кроме того, настройка будет не такой удобной. Два 18-дюймовых радиальных элемента добавляются к каждому элементу путем их припаивания к плате. В этом проекте использовались два 36-дюймовых куска тяжелого припоя.
Фазирующий жгут
Как показано на рис. 2, Т-образный соединитель используется с двумя коаксиальными линиями разной длины для формирования фазирующего жгута. Этот метод питания антенны превосходит другие простые системы для получения равных токов в двух излучателях. Неравные токи, как правило, уменьшают глубину нуля в диаграмме направленности, если все остальные факторы равны.
Рис. 2. Фазирующая жгутовая система для фазированной 144-МГц RDF-решетки. Фазирующие секции должны быть измерены от центра Т-образного разъема до точки, где вертикальный излучатель выходит из экранированной части перевернутого BNC-мама. Не забудьте учесть длину разъемов при построении жгута. Если соблюдать осторожность и использовать коаксиальный кабель с твердым полиэтиленовым диэлектриком, вам не придется обрезать фазирующую линию. При такой фазирующей системе ноль будет в направлении, которое проходит вдоль стрелы, на стороне секции длиной 1/4λ.Секция длиной 1/2λ может быть изготовлена как из RG-58, так и из RG-59, поскольку она должна действовать как трансформатор 1:1.
Без радиальных элементов или с двумя радиальными элементами, перпендикулярными вертикальному элементу, было обнаружено, что секция длиной 1/4λ, изготовленная из коаксиального кабеля RG-59 75 Ом, создает более глубокую выемку, чем секция длиной 1/4λ, изготовленная из линии RG-58 50 Ом.
Однако, когда два радиальных элемента были немного согнуты вниз, секция RG-58, по-видимому, превзошла RG-59.
Из-за небольших различий в методах сборки разных антенн, вероятно, стоит потратить время и усилия, чтобы попробовать оба типа коаксиала и определить, какой из них лучше всего подходит для вашей антенны. Вы также можете попробовать согнуть радиалы под немного разными углами для наилучшей нулевой производительности.
Самое важное в коаксиале для жгута — это то, что он должен быть высочайшего качества (хорошо экранированным и с полиэтиленовым диэлектриком). Причина, по которой следует избегать пенного диэлектрика, заключается в том, что коэффициент укорочения может меняться от одного рулона к другому — некоторые говорят, что он меняется от одного фута к другому. Конечно, его можно использовать, если у вас есть испытательное оборудование, которое позволит вам определить его электрическую длину. Предполагая, что вы не хотите или не можете себе этого позволить, оставайтесь с коаксиалом, имеющим твердый полиэтиленовый диэлектрик. Избегайте коаксиала, который предназначен для рынка CB или рынка кабельного телевидения «сделай сам». (Хорошим выбором является Belden 8240 для RG-58 или Belden 8241 для RG-59.)
Как RG-58, так и RG-59 с полиэтиленовым диэлектриком имеют коэффициент укорочения 0,66. Таким образом, для 146 МГц четверть длины волны линии передачи будет 20,2 дюйма x 0,66 = 13,3 дюйма. Участок длиной в половину волны будет в два раза больше этой длины или 26,7 дюйма. Одна вещь, которуювы должны принять во внимание, это то, что линия передачи представляет собой общую длину кабеля и разъемов. В зависимости от типа конструкции и типа выбранных вами разъемов фактическая длина коаксиального кабеля будет несколько отличаться. Вам придется определить это самостоятельно.
Y-разъемы, которые сопрягаются с разъемами RCA phono, широко доступны, и с разъемами phono легко работать. Однако избегайте соблазна заменить ими разъемы T и BNC. Были опробованы штекеры Phono и Y-разъем. Результаты с этой системой оказались неудовлетворительными. Казалось, что производительность менялась изо дня в день, и выемка никогда не была такой глубокой, как должна была быть.
Хотя их труднее найти, разъемы BNC T обеспечивают превосходную производительность и стоят дополнительных затрат. Если вам необходимо сделать замену, предпочтительнее использовать разъемы UHF (тип PL-259).
На рис.3 показана простая опора для антенны. Повсюду используется трубка из ПВХ. Кроме того, вам понадобится Т-образный фитинг, две заглушки и, возможно, немного цемента. (Не склеивая фитинги из ПВХ вместе, вы сможете разобрать их для транспортировки.) Отрежьте ПВХ по указанным размерам с помощью пилы или резака для труб.
Труборез предпочтительнее, так как он позволяет получить гладкие, прямые края без беспорядка. Просверлите небольшое отверстие в печатной плате около гнезда BNC каждого элемента сборки. Измерьте расстояние в 20 дюймов по горизонтали вдоль стрелы и отметьте две конечные точки. Просверлите небольшое отверстие вертикально через стрелу на каждой отметке. Используйте небольшую гайку и болт, чтобы прикрепить каждую сборку элемента к стреле.
Рис. 3 — Простая механическая опора для пеленгаторной антенны, изготовленная из ПВХ-трубы и фитингов.Настройка
Размеры, указанные в этом разделе, соответствуют приблизительно 146 МГц. Если сигнал, который вы будете ловить, выше этой частоты, то измерения должны быть немного короче. Если вы хотите работать ниже этой частоты, то они должны быть немного длиннее. Как только вы соберете антенну грубого размера, начнется самое интересное.
Вам понадобится источник сигнала около частоты, которую вы будете использовать для работы RDF. Отрегулируйте длину излучателей и расстояние между ними для самого глубокого нуля на вашем S-метре. Вносите изменения с шагом 1/4 дюйма или меньше. Если вам необходимо настроить фазовую линию, убедитесь, что секция в 1/4λ составляет ровно половину длины секции в половину длины волны. Продолжайте настройку, пока не получите удовлетворительно глубокий ноль на вашем S-метре.
ARRL_Antenna_Book_21st_Edition. Chapter 14, 14-16.
Материал перевёл и подготовил - RA3TOX