Disegni pratici delle antenne DJ9BV per la banda 144 MHz. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Lo scopo dell'articolo pubblicato di seguito è una breve analisi dello stato attuale della tecnologia antenna-feeder e una descrizione del progetto pratico di un'antenna semplice, efficiente e tecnologica sviluppata dal famoso ponter Hoch tedesco a onde corte (DL6WU), che è stata modificata e portato ad alta producibilità da Rainer Bertelmeyer (DJ9BV), che è stato per molti anni il "legislatore" delle novità europee in termini di tecnologia VHF [1,2].

Tra la varietà di antenne VHF utilizzate per le comunicazioni radioamatoriali [3, 4], un posto speciale è occupato dai "canali d'onda" con una traversa allungata (boom), in quanto i più facili da produrre, non critici da sintonizzare, che consentono di ottenere un grande guadagno e un diagramma di radiazione decente. Inoltre, possono essere utilizzati per creare un complesso sistema di alimentazione di antenne altamente efficiente per condurre comunicazioni radio attraverso la Luna.

A tavola. 1 sono riportate le principali caratteristiche dei più comuni "canali d'onda" per la portata dei due metri. Come si può vedere da esso, c'è la tendenza a migliorare i parametri dell'antenna con un aumento della lunghezza della traversa. Una differenza significativa in relazione a F / B (avanti / indietro") è causata dall'uso di riflettori complessi in alcuni casi.

Tabella 1

antenna	Lunghezza del braccio, m, (parte della lunghezza d'onda)	Guadagno, dB	Modello di radiazione, raggio, nel piano		Rapporto F/B, dB	Autore di sviluppo
			E	H
DJ9-2-1,8	3,75 (1,8 l)	11,2	39	44	20,2	DL6WU
TONNA-13	4,42 (2,13 l)	11,35	36,3	40	17,5	F9FT
DJ9-2-2.1	4,44(2,1l)	11,8	36,8	40,5	24,2	DL6WU
YU0U	2x3,63 (3,5l)	11,95	37	33,5	33	YU0B
TONNA-16	6.34 (3,1 l)	12,65	34	37	21	F9FT
TONNA-17	6,545 (3,2 l)	12,9	33	35,7	30	F9FT
DJ9-2-3.2	6,69 (3,2 l)	13,25	31,2	33,5	20	DL6WU
TONNA-17	6,545 (3,2 l)	12,9	33	35,7	30	F9FT
DJ9-2-3,6	7,5 (3,6 l)	13,6	30	31,75	20,8	DL6WU
DJ9-2-4,0	8,34 (4,0 l)	14	29	30,5	24,3	DL6WU
LBX-16	8,509(4,1l)	14,05	28	29,5	22,6	DL6WU
DJ9-2-4.4	9,18(4,4l)	14,3	28	29,5	21	DL6WU
LBX-17	9,35 (4,5 l)	14,4	27	28,5	20	DL6WU
DJ9-2-4.8	10,02 (4.8 l)	14,6	27,5	28,8	22	DL6WU

Tutti i "canali d'onda" sulle bande VHF possono essere suddivisi condizionatamente in tre tipologie a seconda della disposizione degli elementi sulla traversa: possono essere collegati elettricamente ad un boom metallico, isolati da esso, oppure posizionati su un boom non metallico . Ogni tipo ha il suo "effetto boom" - il grado di influenza del diametro del braccio sulla lunghezza elettrica dell'elemento che lo attraversa. La lunghezza geometrica richiesta dell'elemento dipende non solo dal diametro del braccio, ma anche dal diametro dell'elemento stesso. Dopo la pubblicazione da parte di K. Fechtel della descrizione delle antenne "TONNA" (F9FT) sulla rivista "Radio" [5], molte onde ultracorte dell'ex URSS hanno ripetuto questi progetti, che per lungo tempo sono diventati una sorta di standard per Antenne VHF. Insieme alla facilità di fabbricazione, questi modelli presentano una serie di importanti inconvenienti fondamentali. In primo luogo, la mancanza di corrispondenza e bilanciamento mette in dubbio la possibilità di ottenere un diagramma di radiazione "puro". In secondo luogo, gli elementi posti sul braccio sono collegati elettricamente a quest'ultimo. Qualsiasi collegamento meccanico non garantisce un contatto elettrico affidabile a lungo termine di metalli eterogenei (anche alluminio - duralluminio). L'assenza di contatto elemento-boom o la sua natura instabile porta ad una modifica dei parametri dell'antenna (aumento del SWR, distorsione del diagramma, rumore). In terzo luogo, se non ci sono materiali boom a portata di mano ed elementi che corrispondono pienamente alla descrizione, l'uso di materiali casuali non consente di ottenere i risultati attesi.

Il design proposto dell'antenna DJ9BV è esente da queste carenze. In tavola. 2 mostra le principali dimensioni geometriche di questa antenna, in essa R indica un riflettore, DE è un vibratore, D è un regista.

Tabella 2

elemento	Lunghezza, millimetri	spaziatura elementi, mm	Distanza da zero marchi, mm	Nota
R1..R2	1083	-	0	Doppio per 4,8 l
R1..R2	1053	-	0	Doppio per 1,8 l, 3,2 l
R	1030	-	0	Per 2,1l, 3,6l, 4l, 4,4l
DE	990	360	360	Vibratore diam. 8 mm
D1	950	165	525
D2	940	375	900
D3	930	450	1350
D4	920	525	1875
D5	915	585	2460
D6	910	630	3090
D7	905	660	3750	DJ9-2.1.8
D8	900	690	4440	DJ9-2-2.1
D9	895	720	5160
D10	890	750	5910
D11	885	780	6690	DJ9-2-3.2
D12	880	810	7500	DJ9-2.3.6
D13	875	840	8340	DJ9-2.4.0
D14	870	840	9180	DJ9-2-4.4
D15	855	840	10020	DJ9-2-4.8

Le antenne da 2,2l, 3,6l, 4,0l, 4,4l hanno un riflettore singolo, 1,8l, 3,2l, 4,8l hanno un doppio riflettore che aumenta il rapporto di radiazione avanti/indietro. Il braccio è realizzato con un profilo in duralluminio a sezione quadrata di 20x20x2 mm. Gli elementi sono realizzati in tondino di dural da 4 mm. Il vibratore è costituito da un tubo di alluminio con un diametro esterno di 8 mm e uno spessore della parete di 1 mm. Il design del vibratore attivo è mostrato in fig. 1. Il punto centrale del vibratore può essere collegato elettricamente al braccio.

Ris.1

Il gomito a U corrispondente è costituito da una lunghezza di cavo coassiale da 680 mm con un'impedenza caratteristica di 50 ohm. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'affidabilità dell'impermeabilizzazione della giunzione del vibratore con il gomito a U e l'alimentatore.

Il progetto di un vibratore con una resistenza di 300 Ohm è descritto in [6].

Il posizionamento dei riflettori è mostrato in Fig.2.

Ris.2

Con un diametro del braccio superiore a 20 mm, la lunghezza di tutti gli elementi passivi deve essere aumentata di 1 mm a un diametro di 25 mm, di 3 mm a 30 mm, di 6 mm a 40 mm. Salvo aggiustamenti per la lunghezza di ogni elemento, il braccio può essere realizzato con tubi di vari diametri. L'utilizzo di un braccio telescopico aumenta la resistenza meccanica della struttura. Se il diametro degli elementi passivi è di 5 mm, le lunghezze di tutti gli elementi devono essere ridotte di 4 mm. Gli elementi passivi devono essere isolati in modo affidabile dalla trave portante.

Le opzioni per posizionare gli elementi sono mostrate in Fig.3.

Ris.3

La figura 3a mostra la variante DJ9BV, in fig. 3b - RW3TJ. Nel primo caso sono state utilizzate boccole standard in nylon con foro di 4 mm di diametro. Nella seconda vengono utilizzati elementi da 5 mm e pezzi di tubi in polietilene stabilizzato (guaina del cavo coassiale RK75-4-12).

I parametri elettrici di varie opzioni di antenna ad una frequenza di 144,5 MHz con un SWR di almeno 1,2 sono riportati nella tabella. 3.

Tabella 3

Tipo di antenna	Guadagno, dB	Rapporto F/V, dB	Schema direzionale, grado		Distanza, m, in piano
			E	H	Е	Н
DJ9-2-1,8	11,2	20,2	39	44	3,10	2,77
DJ9-2-2,1	11,8	24,2	36,8	40,5	3,29	3
DJ9-2-3,2	13,25	20	31,2	33,5	3,86	3,6
DJ9-2-3,6	13,6	20,8	30	31,75	4	3,79
DJ9-2 4,0	14	24,3	29	30,5	4,14	3,94
DJ9-2-4,4	14,3	21	28	29,5	4,29	4,07
DJ9-2-4,8	14,6	22	27,5	28,8	4,36	4,17

Le colonne "Distanza E" e "Distanza H" indicano le distanze ottimali tra le antenne sui piani verticale e orizzontale nella produzione di schiere di antenne. Le dimensioni possono essere modificate nell'intervallo dall'80 al 105% di quelle indicate in tabella. La riduzione delle dimensioni consente di migliorare il diagramma di radiazione e l'aumento per aumentare il guadagno. Le quattro antenne DJ9-2-4,0 danno un aumento di guadagno di +5,9 dB rispetto ad una singola, il guadagno totale di tale antenna è di 20 dB.

L'autore dell'articolo ha realizzato e testato quattro modelli di antenne DJ9BV. Le antenne DJ9-2-3.6 sono state utilizzate per molto tempo presso la stazione radio UZ3TXB, sono state utilizzate nelle spedizioni UW3TJ/A e RU1R. L'antenna DJ9-2-4,4 ha mostrato ottimi risultati nella spedizione UA1C, consentendo al team VHF del Comitato RRR di mostrare il miglior risultato nel contest "VSS-93".

L'autore esprime la sua profonda gratitudine a DJ9BV per il gentile permesso di utilizzare i risultati del suo lavoro [2] ed esprime fiducia che questa pubblicazione consentirà ai lavoratori delle onde ultracorte di produrre antenne e sistemi di antenne altamente efficienti.

Letteratura

1. Gunter Hoch (DL6WU). Estrema lange Yagi-Anicnnen. - UKW-BERtCHTE. 1992, n. 1.
2. Rainer BcrlelmeBter (DJ9BV). Antenne Yagi per 144 MHz.-DUBUS. 1990. N. 1.
3. Fuso. ANTENNA. - VEB VERLAG TECHNIK BERLINO, 1981.
4. Benkovsky Z., Lipinsky E. Antenne amatoriali di onde corte e ultracorte. - M-: Radio e comunicazione. 1983.
5. Fechtel K. (UB5WN). Antenne VHF ad alte prestazioni. - Radio, 1983, N 3.
6. Kharchenko V. (RB4EXN). Vibratore DJ9UV-1-ONG-YAG1. Radioamatore. 1991, n. 6.

Autore: Oleg Arkhipov (RW3TJ), Nizhny Novgorod; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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