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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Antenne semplici ed efficaci per comunicazioni a lunga distanza. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Antenne HF La scelta del design dell'antenna è solitamente un problema difficile per ogni onde corte, soprattutto se intende lavorare con stazioni lontane e partecipare a prestigiosi concorsi internazionali. In questo caso, di regola, viene data preferenza ad antenne rotanti multielemento o sistemi di antenne con direzione commutabile della radiazione principale. Tuttavia, non tutti i radioamatori hanno una reale opportunità di costruire un'antenna del genere anche per una banda. Naturalmente, non tutti sono in grado di produrre o acquistare dispositivi rotanti, alberi o capriate, un gran numero di materiali strutturali. Inoltre, molto spesso il "campo d'antenna" di una stazione radioamatoriale è limitato a pochi metri quadrati del tetto. Non è un caso che molti atleti radiofonici, soprattutto principianti, si uniscano timidamente alla competizione, spiegandolo solitamente con la mancanza di antenne complesse. In connessione con quanto sopra, l'autore di queste righe vorrebbe far conoscere ai lettori i risultati di molti anni di esperimenti condotti dal team UZ3QBM con i tipi più semplici di antenne e il loro uso nello sport e nel lavoro DX quotidiano. Siamo pienamente d'accordo con il maestro dello sport V. Uzun (UB5MCI), che nel suo articolo "Come diventare un campione" (Radio, 1979, n. 3 e n. 4) ha scritto: "... L'assenza di multi- le antenne rotanti dell'elemento sulla stazione radio non dovrebbero affatto essere un motivo per ritirarsi dalla competizione. In effetti, avendo anche antenne semplici, ma di alta qualità e ben sintonizzate, presentando chiaramente le loro proprietà, valutando oggettivamente le capacità dell'attrezzatura e scegliendo la tattica giusta per le prossime competizioni, ovviamente, puoi ottenere buoni risultati. Cresceranno senza dubbio con l'accumulo di esperienza e il miglioramento dell'intero complesso di attrezzature sportive. Supponiamo, tuttavia, che la tua esperienza e le tue capacità tecniche siano limitate. Bene, allora la via d'uscita dalla situazione può essere la costruzione di antenne a frusta verticali. I loro progetti con una lunghezza del radiatore pari a un quarto di lunghezza d'onda sono descritti in dettaglio in letteratura. Con un aumento delle dimensioni di oltre la metà della lunghezza d'onda, i lobi compaiono nel diagramma di radiazione sul piano verticale, diretti ad angoli molto piccoli rispetto alla superficie terrestre. Per un perno con una lunghezza di 5l/8, la radiazione a piccoli angoli raggiunge un massimo. È stata questa proprietà che è stata decisa ad essere utilizzata nelle antenne che creiamo per le bande KB amatoriali ad alta frequenza. Il sistema si presenta così. L'emettitore con una lunghezza di 5l/8 è allungato elettricamente da un'induttanza collegata in serie fino a 3l/4 ei conduttori radiali (contrappesanti) hanno una lunghezza di l/4. Pertanto, dall'emettitore, dall'induttanza e dagli equilibri, è risultata una specie di dipolo d'onda. La modifica della frequenza di risonanza e l'abbinamento con la linea elettrica si ottengono principalmente dall'induttanza, che è un elemento critico dell'intero sistema. La tabella mostra le dimensioni di tali antenne per le bande 14, 21 e 28 MHz. Tabella 1
In tutti i varchant l'emettitore è montato su un isolante ed è realizzato con un diametro decrescente nella parte superiore. Per la fascia da 10 metri è composta da due parti, e per la fascia da 15 e 20 metri, rispettivamente, da tre e quattro tubi in duralluminio, fissati con il numero di smagliature richiesto. I contrappesi sono costituiti da un cavo d'antenna e sono collegati tra loro nel punto compreso tra il perno e la sua base (tubo da un metro e mezzo) da essi isolata. Con un angolo compreso tra 95 ... 105 ° rispetto al radiatore, i contrappesi scendono verso il tetto. Le antenne sono alimentate da un cavo coassiale con un'impedenza d'onda di 75 ohm di lunghezza arbitraria. Alcuni consigli tecnologici per la fabbricazione degli induttori. Essendo le bobine nell'antinodo della corrente, devono essere realizzate in modo tale da mantenere le loro dimensioni geometriche al variare del segnale. Nelle antenne per le bande 21 e 28 MHz, le bobine sono realizzate su telai in materiale isolante, sui quali è presente una scanalatura di un determinato passo. Per un'antenna a 14 MHz, la bobina è senza cornice. Viene avvolto con un tubo di rame del diametro di 4 mm su un mandrino del diametro di 35 mm. Dopo aver rimosso il mandrino, sulle spire della bobina vengono avvitate tre lastre di plexiglass di dimensioni 5X12X100 mm con fori di diametro 4,2 mm praticati con il passo desiderato. Queste peculiari "nervature di irrigidimento" sono poste ad un angolo di 120° l'una rispetto all'altra. La messa a punto delle antenne è stata ridotta a determinare la frequenza di risonanza e, se necessario, a correggerla variando l'induttanza della bobina. Durante questa operazione è stato raggiunto un SWR minimo alla frequenza selezionata. Le antenne ben sintonizzate hanno un'ampia larghezza di banda e sono resistenti ai cambiamenti climatici e alla superficie sottostante. Le misurazioni hanno mostrato che l'SWR sulla banda 14 MHz non ha superato 1,4, su 21 MHz - 1,5, su 28 MHz - 1,8 (Fig. 1). I valori minimi alle frequenze di risonanza erano rispettivamente pari a 1; 1,02 e 1,08.
La qualità delle antenne a frusta è stata valutata con metodo statistico rispetto a varie antenne semplici per le rispettive gamme. Sono stati effettuati più di mille confronti di valutazione con contatti situati da diverse centinaia a diverse migliaia di chilometri. I più interessanti sono i dati relativi al pin a quarto d'onda. A una distanza fino a 2000 km, le antenne prodotte lo "persero" sulla scala S fino a 1,5 punti. Ciò è dovuto al fatto che sebbene i loro schemi di radiazione sul piano verticale abbiano lobi con un angolo di circa 30 ", ma l'intensità della radiazione in questa direzione è inferiore a quella dei tradizionali SR. All'aumentare della distanza dal corrispondente, il vantaggio di radiazione a piccoli angoli inizia ad apparire all'orizzonte e a una distanza di 4000 ... 5000 km, uno spillo con una lunghezza di 5l / 8 "vince" una media di 1 punto.Su percorsi lunghi, fino a 10000 .. .2000 km, il livello del segnale sia in ricezione che in trasmissione aumenta di 1,5 , 2 ... XNUMX punti Il vantaggio dell'antenna creata è più evidente nelle comunicazioni lungo il cosiddetto "percorso lungo" e sulle rotte che passano attraverso le calotte polari . Pertanto, nonostante la semplicità del design e i bassi costi dei materiali, tali sistemi mostrano buoni risultati nella pratica radioamatoriale. È inutile contestare i vantaggi delle antenne multielemento, ma gli anni di utilizzo delle antenne a frusta indicano che consentono di svolgere con successo sia gli sport che il lavoro DX in onda. Con semplicità esterna, queste antenne occupano un certo spazio, che molto spesso è limitato. È del tutto naturale voler aumentare in qualche modo il coefficiente del loro utilizzo. Tuttavia, la ricerca di eventuali soluzioni di compromesso può annullare tutte le proprietà positive. Indubbiamente, qualsiasi delle antenne monobanda sopra proposte può essere abbinata su tutte le bande amatoriali, ma tale compito non è stato impostato, poiché il risultato ottimale non si ottiene su tutte le bande. Pertanto, sono state provate le opzioni dual-band, la cui idea era quella di collegare un GP a quarto d'onda per la gamma di frequenze più basse e una lunghezza di pin 5l/8 per l'alta frequenza. Quindi un emettitore lungo 5l/8 per la gamma 28 MHz è stato utilizzato come pin a quarto d'onda allungato a 14 MHz, per il quale il numero totale di bilance è stato raddoppiato, con metà di esse aventi una lunghezza di 2,62 m, e il resto - 5,3 m l'elemento è un relè che, sulla portata di 20 metri, collega il conduttore centrale dell'alimentatore a un condensatore variabile (100 pF), e sulla portata di 10 metri, all'ex induttore. Strutturalmente, il condensatore è un pezzo di cavo coassiale. Relè - RMug, i cui contatti sono protetti dall'umidità. Un'antenna per le bande 7 e 14 MHz è realizzata secondo lo stesso schema. Tuttavia, qui è stato necessario ridurre leggermente la lunghezza della parte verticale a 12,55 m in modo che la capacità del condensatore inclusa nella banda dei 40 metri non fosse troppo piccola, come nel caso di un radiatore con una lunghezza di 13,2 m Nella versione finale, era 180 pF. Il numero totale di contrappesi è otto, quattro lunghi 5,3 m sono distanziati uniformemente in un cerchio, altri quattro lunghi 10,8 m sono allungati tenendo conto della forma dell'edificio. In caso contrario, le caratteristiche di progettazione di entrambe le antenne dual-band sono le stesse delle opzioni descritte sopra. La comparsa di elementi di commutazione non dovrebbe causare particolari difficoltà. Per alimentare il relè vengono utilizzati una treccia di cavo e un filo aggiuntivo. In linea di principio è possibile fornire energia attraverso il nucleo centrale, "slegando" le componenti ad alta frequenza e costante. 2 mostra la dipendenza dell'SWR dalla frequenza.
Tutte le antenne discusse nell'articolo sono state utilizzate per diversi anni sia presso la stazione radio collettiva che presso la stazione radiofonica dell'autore. Sono stati ripetuti più volte dai radioamatori. Le antenne si sono rivelate abbastanza tecnologicamente avanzate, hanno mostrato la stabilità dei loro parametri. Autore: G. Bolotov (UA3QA) Voronezh; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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