DX антенна на 430 МГц
В.Чернышов (UA1MC), г. Ленинград
Для успешного проведения дальних связей на УКВ радиолюбителю желательно использо-вать антенную систему, обеспечивающую при большом коэффициенте усиления достаточно широкую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости (30—40°) и возможно более прижатый к горизонту лепесток основного излучения в вертикальной плоскости (менее 5°). Дело в том, что широкий лепесток диаграммы в горизонтальной плоскости облегчает поиск корреспондентов, а излучение под малым углом к горизонту увеличивает дальность связи.
Этим требованиям в известной мере отвечает предлагаемая многовибраторная синфазная антенна. Несмотря на сложность конструкции, она имеет беспориое преимущество перед простыми «волновыми каналами». Антенна показала хорошие результаты в соревнованиях «Полевой день-75».
Технические характеристики антенны:
Коэффициент усиления, дБ ......... 22
Ширина основного лепестка диаграммы направленности
(уровень 0,7 по напряженности электрического поля), град
. в горизонтальной плоскости ......... 30
. в вертикальной плоскости ....... 4
Отношение излучений вперед/назад, дБ ........ 25
Полоса пропускания при КСВ < 1,5, МГц.....5,5
Внешний вид многовибраторной синфазной антенны показан на вкладке. Антенна состоит из шестнадцати пятиэлементных антенн «волновой канал», образующих систему в виде двух рядов по восемь этажей в каждом. На рис. 1 на вкладке показан один из рядов антенны (вид сбоку). Расстояние между этажами, равное 0,615L (428 мм), несколько меньше . оптимального, однако это позволяет сделать систему более компактной.
Входное сопротивление каждого «волнового канала» (рис. 2 на вкладке) равно 300 Ом. «Волновые каналы» всех восьми этажей каждого ряда соединяются между собой параллельно симметричной линией с волновым сопротивлением 300 Ом. Синфазность питания обеспечивается при этом выбором электрической длины соединительной линии между двумя соседними этажами, равной l (560 мм). Суммарное входное сопротивление ряда составляет 37,5 Ом. Для обеспечения равномерного и симметричного возбуждения обоих рядов точки их питания выбраны посередине согласующих линий, а для согласования сопротивлений применен четвертьволновый согласующий трансформатор с симметрирующим U-коленом (рис. 5 на вкладке).
Конструкция антенны разборная. Антенна может быть собрана примерно в течение часа, что важно при выезде на соревнования «Полевой день». Она размещена на раме размером 0.7X3 м. Рама состоит из двух трехметровых дюралюминиевых труб диаметром 20 мм и четырех дюралюминиемых уголков размером 20X20X700 мм.
Между собой трубы и уголки скрепляются восемью кронштейнами и винтами М4, как показано на рис. 3 на вкладке. Рама прикреплена к мачте полукруглыми скобами, согнутыми из латунного прутка диаметром 5 мм. На концах скоб нарезена резьба.
Каждый из «волновых каналов» собран на траверсе длиной 600 мм, в качестве которой применена дюралюминиевая трубка диаметром 6 мм. С рамой она соединена кронштейном со стороны рефлектора. Вибраторы закреплены на траверсах с помощью изоляторов из органического стекла (рис. 4 на вкладке). Для вибраторов использован медный обмоточный провод диаметром 2 мм.
Соединительные линии между этажами притянуты за середину к мачте капроновыми шнурами. Сами соединительные линии выполнены из симметричного кабеля КАТВ, имеющего коэффициент укорочения 0,81.
Согласующий трансформатор представляет собой соединенные параллельно отрезки этого же кабеля. В связи с тем что расстояние между рядами составляет l, общую длину согласующего трансформатора пришлось взять равной 1,5l, то есть удлинить каждое его плечо на l/2.
Перед сборкой антенной системы каждый «волновой канал» необходимо настроить по минимуму КСВ на средней частоте диапазона. Для этого необходимо иметь рефлектометр и передатчик с регулировкой выходного уровня. При тщательном соблюдении указанных размеров КСВ обычно оказывается не хуже 1,2. В случае же получения большего значения, необходимо изменением точек подключения Т-образного согласования в ту или иную сторону добиться минимума.
Для сборки рядов антенны изготавливают две соединительные линии общей длиной по 3920 мм. Через каждые 560 мм бритвой аккуратно снимают изоляцию, к этим точкам затем припаивают активные вибраторы «волновых каналов» и собирают оба ряда антенны.
Согласующий трансформатор изготавливают из двух отрезков кабеля длиной по 840 мм. Оба выхода трансформатора нагружают на резисторы сопротивлением по 37,5 Ом и через 75-омный фидер подают на него сигнал от передатчика. В случае правильного выполнения трансформатора рефлектометр, включенный в цепь питающего фидера, покажет КСВ=1.
Соединяют оба ряда и измеряют КСВ всей антенной системы, а затем снимают диаграмму направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Эти измерения лучше всего проводить в полевых условиях, в удалении от посторонних-предметов, в режиме приема.
При отсутствии рекомендованных материалов можно выбрать и другие варианты построения антенной системы. Вот несколько возможных вариантов.
Антенна из пятиэлементных «волновых каналов» (аналогичных описанным), однорядная, девятиэтажная. Этажи отстоят друг от друга на расстояние l/2 (350 мм). "Вибраторы «волновых каналов» соединены параллельно трехсотомной воздушной линией (см. рисунок в тексте). К середине этой линии подключен через четвертьволновый трансформатор 75-омный фидер. Коэффициент усиления антенны — 20 дБ, ширина основного лепестка диаграммы направленности в горизонтальной плоскости — 55°, в вертикальной — 4°.
Антенна из пятиэлементных «волновых каналов», образующих систему из двух рядов по четыре этажа в каждом. Расстояние между этажами l/2 (350 мм). В ряду вибраторы соединяются параллельно симметричной воздушной линией с волновым сопротивлением 300 Ом. Оба ряда соединяются параллельно двумя отрезками 75-омного коаксиального кабеля с электрической длиной l (460 мм). Входное сопротивление антенны — 37,5 Ом, оно трансформируется в сопротивление 75 Ом с помощью четвертьволнового трансформатора, в качестве которого можно использовать отрезок 50-омного коаксиального кабеля длиной 115 мм.
Коэффициент усиления антенны — 18,5 дБ, ширина основных лепестков диаграмм направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях — 30 и 8° соответственно.
РАДИО № 2, 1977г. c 18.