Создание DDRR антенны для диапазона 2 м

W5GVE
http://www.antennex.com/preview/2mddrr.htm

Это история об антенне и ее модификации с течением времени в «лучшие» формы. Часть улучшений была заложена дизайном, а часть просто удачей. Когда вы работаете в тесном контакте с антенной, если вы не ведете очень подробные записи, трудно различить, что есть что, постфактум.

НАЗНАЧЕНИЕ

Первоначальная задача состояла в том, чтобы построить антенну для 2 метров FM (146-148 МГц), вертикально поляризованную и всенаправленную. В мире уже полно таких антенн; почему что-то новое? Правда в том, что мне нужна была короткая антенна, которая не царапалась бы о низко висящие деревья пустыни, где тень ценна, или о потолок высотой 2м для многоэтажных гаражей в городах, которые я иногда посещаю.

Много лет назад я был заинтригован антенной DDRR. Первоначально это был излучатель в четверть длины волны, вырастающий из наземной плоскости, делающий резкий поворот к горизонтали и двигающийся по кругу, чтобы почти встретиться с самим собой там, где он вырос. Своего рода разомкнутая петля, параллельная земле, с одним концом, соединенным с землей. Эта явно горизонтальная антенна вела себя возмутительно — она излучала вертикально! Однако бесплатного обеда не бывает, и, как было описано изначально, он работает примерно вдвое хуже, чем полноразмерный четвертьволновый вертикальный провод. Но, если вы могли выдержать тариф, он был низким к земле — 1/10 от высоты вертикали.

Я терпел столько, сколько мог, и, наконец, построил один для Citizen's Band (27,5 МГц). Это было много лет назад, и, насколько я помню, мобильный CB-DDRR был три фута (90 см) в диаметре, шесть дюймов (15 см) в высоту и выглядел как пара обручей. Он был сделан из 1/2-дюймового (12 мм) алюминиевого магистрального кабеля кабельного телевидения, скрепленного в ключевых точках автомобильными хомутами. И это работало! По крайней мере, пока моя жена не увидела его и не сказала, что ее нельзя увидеть мертвой, разъезжающей под ним по городу . Таким образом, DDRRing замер на десятилетие.

В последующие годы появилось больше статей о DDRR в ее четвертьволновой версии, а позже и полуволновой модели. Я тоже не пробовал и довольно хорошо верил тому, что читал. По мере того, как потребность в низкопрофильной антенне на 2 метровый диапазон росла, я обратился к 1/4-волновой DDRR, через 1/2-волновую DDRR и остановился на отличной идее, возможно, 3/4-волновой DDRR!

Изделие 3/4 волны будет не выше, чем простая (1/4 волны) DDRR, и будет иметь гораздо большую область захвата. Это казалось идеальным решением. Все системы были в рабочем состоянии, поэтому я начал. Не имея большого воображения, я начал с воскрешения концепции CB-DDRR, 1/2-дюймового алюминиевого телевизионного кабеля и всего остального.

На частоте 147 МГц длина волны довольно близка к 80 дюймам (2 м), а длина волны 3/4 составляет 60 дюймов (1,5 м). Диаметр 3/4 длины волны DDRR составляет 20 дюймов (50 см). Я произвольно решил, что 3 дюйма (75 мм) в высоту (от центра к центру), вероятно, будет достаточно, чтобы помочь захватывать фронты входящих волн, и это действительно напоминало старую версию CB-антенны.


Puc.1

РАБОТАЕТ КАК ВАУ!

В целях тестирования я приклеил его скотчем к крыше своего маленького универсала Шевроле. Вау, это когда-нибудь работало! Я сравнил его с 5/8-волновым вертикальным магнитным штырьом на другом конце крыши универсала, и 3/4-волновой DDRR был равен или превосходил коммерческий штырь. Одна маленькая проблема. У него было большое усиление на одной секции антенны, среднее на других участках и крошечная область небольшого нуля. Дальнейшие испытания показали, что он имеет значительное количество горизонтально поляризованного излучения в дополнение к желаемому вертикальному излучению. Что происходило? В версии Mark I есть проблемы!

НАПРАВЛЕННОСТЬ

Я считаю, что 3/4-волновой DDRR показал характеристики направленности, потому что его физическая структура имеет диаметр около 1/4 длины волны. Ток в точно противоположных точках окружности излучателя сдвинут по фазе на 3/8 волны (30 дюймов) электрически, но физически разнесен на 1/4 волны (20 дюймов). У меня не было средств для теоретического расчета, но кажется разумным, что эта физическая конфигурация будет имитировать диаграммы направленности дискретных излучателей, сфазированных и разделенных таким образом. Я решил, что это проблема, которую невозможно решить. Его можно было бы разработать, если бы когда-нибудь я захотел построить направленный вертикальный излучатель малой высоты. Возможно когда-нибудь...

ПОЛЯРИЗАЦИЯ

Метод питания антенны был таким же, как я использовал много лет назад на CB-DDRR. Поскольку DDRR можно рассматривать как отрезок фидерной линии с параллельными проводниками, одна сторона которого соединена с заземляющей пластиной, один конец эффективно закорочен и, предположительно, находится в точке с очень низким импедансом, а другой конец находится в точке с очень высоким импедансом. казалось разумным, что в какой-то момент ближе к нижнему пределу есть пара точек на 50 Ом — как раз для прямого коаксиального питания. Он работал на CB-DDRR, и я подумал, что он будет работать и на версии 146 МГц.

Прямая антенна линии передачи, расположенная горизонтально, будет излучать горизонтально поляризованную энергию. Но когда та же самая антенна свернута в петлю диаметром около 1/2 длины волны, она излучает вертикально поляризованную энергию. Чтобы получить хорошее согласование (50 Ом, с малой отраженной мощностью), мне пришлось немного перекосить точки подачи. То есть центральный проводник коаксиального кабеля был подключен к верхней линии в точке НЕ непосредственно над точкой, где подсоединена оплетка коаксиального кабеля.

СЛИШКОМ СИЛЬНЫЙ ПЕРЕКОС?

Я считаю, что перекос точек питания привел к большей части вертикальной, но частично горизонтально поляризованной радиации. Опять же, это область для дальнейших экспериментов, поскольку я не занимался ею в настоящее время. Вот вам и 3/4 длины волны DDRR.

Принимая во внимание проблему с фазировкой, которая дала мне нежелательную направленность, я пришел к выводу, что этого можно было ожидать при длине волны 1/2. Итак, я решил сделать старый добрый 1/4 длины волны DDRR, но с использованием некоторой информации об излучателях линий передачи, которую я собрал за прошедшие годы после CB-DDRR, в основном работы Теда Харта (W5QJR). Чем лучше проводимость излучателя, тем лучше антенна. Это исключает алюминиевые трубки и хомуты.


Puc.2

НЕКОТОРЫЕ УСПЕХИ

Я решил начать с медной трубки диаметром 1/4 дюйма, состоящей из двух петель диаметром 6 дюймов (15 см), разделенных на 3 дюйма (75 мм). Одна петля припаяна с на высоте 3 дюйма (75 мм) к 9-дюймовому (23 см) квадрату печатной платы из стекловолокна с медным покрытием.

Заготовка платы. Оплетка коаксиала припаяна непосредственно к плате без удлинения. Центральная жила поднимается на 3 дюйма (75 мм) и припаивается к свободной петле на расстоянии около 2" (50 мм) от закороченного конца. Согласование осуществляется тремя способами: свободная петля, обрезка свободного конца петли (повышение частоты резонанса) и изгибание свободного конца петли вверх или вниз (соответственно повышение и понижение частоты резонанса). Вертикальный штырь! Mark II - успех. Теперь нужно улучшить это!

СЛЕДУЮЩАЯ ВЕРСИЯ

Версия Mark III также была начата на 9-дюймовом (23 см) квадрате печатной платы. Он имеет большую поверхностную проводимость, жестче, чем твердая листовая медь, легко паяется и может быть прикреплен к магниту для крепления на крыше автомобиля. . Вместо двойной петли из медных трубок 1/4 дюйма в Mark III используется одна петля длиной 20 дюймов (50 см) из медных трубок 5/8 дюймов (16 мм), медная L-образная трубка 5/8 дюйма и 2-дюймовый (5 см) кусок 5/8-дюймовой медной трубки. 8-дюймовая (20 см) трубка для размещения петли над плоскостью заземления. Соответствие такое же, как у Mark II, за исключением пайки к петле. !

После определения наилучшего места отвода просверлите в нем небольшое отверстие. Используйте винт для листового металла и медный язычок, чтобы припаять центральный разъем коаксиального кабеля. Регулировка для наилучшего резонанса ограничены двумя факторами: обрезкой конца петли труборезом и перемещением точки питания. Это высокодобротное устройство, и перемещение точки подачи очень сильно влияет на резонансную частоту, а также на импеданс точки питания.

Вывод. Антанна равняется или превосходит 5/8 волны вертикального штыря во всех отношениях. Обладая довольно высокой добротностью, он имеет полезную полосу пропускания, немного уже, чем у штыря, — около 2,5 МГц.

СПЕЦИАЛЬНАЯ КОНСТРУКТИВНАЯ ДЕТАЛИ

Фиксация торца свободной петли Mark III к плоскости земли потребовала значительных усилий. Наконец, я решил физические проблемы, зажав болт внутри 2-дюймового вертикального куска трубы диаметром 5/8 дюйма в губках тисков и снова зажав трубку под головкой болта, чтобы сформировать плечо, к которому болт можно плотно притянуть.

Закрепление петли на плоскости заземления: - аккуратно припаяйте встык к печатной плате, прогревая трубку, а не печатную плату.



[ На главную ] [ Антенны ]