Пеленгатор DOUBLE-DUCKY
Для пеленгации большинство радиолюбителей используют антенны с выраженными направленными эффектами, либо нулевыми, либо пиковыми по силе сигнала. FM-приемники разработаны для устранения эффектов амплитудных изменений, поэтому их трудно использовать для пеленгации без использования S-метра. Большинство современных трансиверов HT не имеют S-метров.Этот классический пеленгатор «Double-Ducky» (DDDF) был разработан Дэвидом Гейзером, WA2ANU, и был описан в QST за июль 1981 года. Он работает по принципу переключения между двумя ненаправленными антеннами, как показано на рис. 1. Это создает фазовую модуляцию на входящем сигнале, который легко слышен на FM-приемнике.
Когда две антенны находятся на одинаковом расстоянии (по фазе) от передатчика, как на рис.2, тон исчезает. (Этот метод также известен в литературе по RDF как метод разности времени прибытия или TDOA, поскольку сигналы поступают на каждую антенну в немного разное время и, следовательно, в немного разных фазах с любого направления, за исключением линии, перпендикулярной и на полпути между двумя антеннами. Другой общий термин для этого вида метода RDF с двумя антеннами — интерферометр. —Ред.)
Рис. 1 — Слева AT представляет антенну скрытого передатчика T. Справа быстрое переключение между антеннами A1 и A2 на приемнике производит выборку фазы на каждой антенне, создавая псевдо-эффект Доплера. Детектор FM обнаруживает это как фазовую модуляцию.Теоретически антенны могут быть очень близки друг к другу, но на практике величина фазовой модуляции увеличивается непосредственно с расстоянием, вплоть до расстояния в половину длины волны. В то время как расстояние в половину длины волны на 2 метра (40 дюймов) довольно велико для мобильной решетки, четверть длины волны дает вполне удовлетворительные результаты, и даже восьмая часть длины волны (10 дюймов) приемлема.
Рис. 2 — Если обе приемные антенны находятся на одинаковом расстоянии (D) от передающей антенны, то не будет никакой разницы в фазовых углах сигналов в приемных антеннах. Поэтому детектор не обнаружит никакой фазовой модуляции, и звуковой тон исчезнет с выхода детектора.Подумайте о двух элементах антенны с фиксированным расстоянием. Установите их на заземляющей плоскости и вращайте эту заземляющую плоскость. Заземляющая плоскость, удерживаемая над головой туриста или крышей автомобиля, уменьшает необходимую высоту массива и направленно-искажающие эффекты тела искателя или других проводящих объектов. DDDF является двунаправленным, и, как описано, его нулевой тон указывает как к источнику сигнала, так и от него.
Для разрешения неоднозначности потребуется L-образный путь поиска. Используйте методы триангуляции, описанные ранее в этой главе.
Специфическая конструкция
Невозможно найти долговечный механический переключатель, работающий на довольно высокой частоте звука, например 1000 Гц. Тем не менее, нам нужен слышимый тон, и диапазон от 400 до 1000 Гц, возможно, наиболее подходит, учитывая аудиоусилители и средний слух. Кроме того, если мы хотим использовать функцию передачи приемопередатчика, нам нужен переключатель, который будет передавать, возможно, 10 Вт без особых проблем.
Используется твердотельный переключатель, PIN-диод. Собственная область этого типа диода обычно лишена носителей тока и при небольшом обратном смещении выглядит как открытое пространство с низкой емкостью. Небольшое прямое смещение (от 20 до 50 мА) нагрузит собственную область носителями тока, которые с удовольствием танцуют вперед и назад с частотой 148 МГц, выглядя как сопротивление в один ом или около того. В цепи мощностью 10 Вт диоды не рассеивают достаточно мощности, чтобы повредить их.
Поскольку используются только две антенны, очевидный подход заключается в том, чтобы подключить один диод вперед к одной антенне, подключить другой обратно ко второй антенне и управлять парой прямоугольным переменным током звуковой частоты. На рис. 3 показана необходимая схема. Дроссели RF (Ohmite Z144, J. W. Miller RFC-144 или аналогичные блоки VHF) используются для пропуска звука, чтобы сместить диоды, блокируя при этом RF. Конечно, обратное смещение на одном диоде равно только прямому смещению на другом, но на практике этого кажется достаточно.
В конкретной построенной установке было опробовано несколько PIN-диодов. Это были Hewlett-Packard HP5082-3077, Alpha LE-5407-4, KSW KS-3542 и Microwave Associates M/A-COM 47120. Все работали хорошо, но использовались HP-диоды, поскольку они обеспечивали немного более низкий КСВ (около 3:1).
Рис. 3 — Принципиальная схема цепи DDDF. Конструкция и компоновка не имеют решающего значения. Компоненты внутри пунктирных линий должны быть размещены внутри экранированного корпуса. Большинство компонентов доступны в RadioShack, за исключением D1, D2, антенн и RFC1-RFC3. Эти компоненты обсуждаются в тексте. S1 — См. текст.В качестве генератора прямоугольных импульсов используется ИС типа 567. На выходе есть постоянное смещение, которое устраняется неполярным конденсатором связи. Это незначительное неудобство более чем вознаграждается способностью ИС хорошо работать при напряжении от 7 до 15 вольт (рекомендуется номинальный минимум 9 В).
Неполяризованный конденсатор также используется для блокировки постоянного тока, когда переключатель функций установлен в положение XMIT. D3, светодиод, подключен последовательно со смещением передачи для индикации выбора режима XMIT. В этом режиме происходит высокий ток утечки батареи (около 20 мА). S1 должен быть тумблером с фиксацией в центре. Можно использовать обычный переключатель в центре, но будьте осторожны. Если переключатель оставить в положении XMIT, у вас скоро разрядятся батареи.
Кабели, идущие от антенны к коаксиальному Т-образному разъему, были обрезаны до электрической длины волны 1/2λ, чтобы помочь разомкнутой цепи, представленной диодом с обратным смещением, выглядеть разомкнутой в коаксиальном Т. (Длина линии внутри Т была включена в расчет.)
Длина линии от Т до блока управления не особенно критична. Если возможно, сохраняйте общую длину кабеля от T до блока управления до трансивера менее 8 футов, поскольку емкость кабеля шунтирует выход генератора прямоугольных импульсов.
Размеры заземляющей плоскости не имеют решающего значения. Немного лучшие результаты могут быть получены с большей заземляющей плоскостью, чем показано.
Рис. 4 — Схема заземления и детали деталей на разъемах антенны. Увеличение расстояния между приемными антеннами даст наибольшее улучшение. Каждое удвоение (максимум до половины длины волны) сократит ширину нуля вдвое. Ширина нуля 1° может быть получена при расстоянии 20 дюймов.Работа DDDF
Переключите блок управления в режим DF и вращайте ручку потенциометра, пока не услышите тон на желаемом сигнале. Не устанавливайте тон слишком высоко, чтобы исказить или «запутать» голос. Поверните антенну для нуля в основном тоне. Обратите внимание, что может появиться тон на октаву выше.
Если входящий сигнал находится совсем вне линейной области приемника (10 кГц или около того вне частоты), направленная вне нуля антенна может представлять довольно симметричный выходной сигнал AF в одну сторону, рис. 35A. Он также может показывать нестабильность в резком нулевом положении, обозначенном пунктирной линией на дисплее на рис. 35B. Направленный в другую сторону от нуля, он даст значительно увеличенный выходной сигнал AF, рис. 35C. Это вызвано различными частями используемой кривой детектора FM приемника.
Внезапное изменение тона является подсказкой о том, что нулевое положение антенны пройдено. Пользователь должен попрактиковаться с DDDF, чтобы ознакомиться с тем, как он ведет себя в известных ситуациях направления сигнала, мощности и частоты. Даже в сложных ситуациях обнуления, где существует много второй гармоники AF, вращение антенны через нулевое положение вызывает очень характерное изменение тона. При тех же частотах и амплитудах качество тона (тембр) изменяется. Это как если бы нота была сначала сыграна скрипкой, а затем та же самая нота была сыграна трубой. (Значительная часть этого - изменение фазы основных и нечетных гармоник по отношению к четным гармоникам.) Слушатель может распознать различия (проходящие через ноль), которые вызвали бы ошибки у электронного анализатора.
ARRL_Antenna_Book_21st_Edition. 14-20. Chapter 14
Материал перевёл и подготовил - RA3TOX