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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Antenna UA6AGW v. 20-10 minuti. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Antenne VHF Questa antenna (Fig. 1) opera nella banda di frequenza da 14 a 29,5 MHz, che comprende cinque bande radioamatoriali. Il sistema di controllo remoto consente di configurarlo selettivamente sulla gamma desiderata. L'antenna è abbastanza compatta e può essere trasportata insieme al palo nel bagagliaio o all'interno di un'auto. La lunghezza di una qualsiasi delle sue parti non supera i due metri e il diametro del telaio è inferiore a un metro. Il design dell'antenna consente una rapida installazione da parte di una persona sul campo, ad esempio in una radura del bosco, sotto gli alberi, in una casa di campagna, su un'isola rocciosa o sabbiosa o a bordo di una piccola imbarcazione. Per l'installazione non sono necessari tiranti, eppure la struttura può facilmente resistere a raffiche di vento anche tempestose.
Il circuito elettrico dell'antenna non è praticamente diverso da quello delle antenne omnidirezionali precedentemente pubblicate del tipo UA6AGW, ad esempio [1]. Le dimensioni di questa versione dell'antenna sono mostrate in Fig. 2. Per operare nella banda di frequenza 18...29,5 MHz, la lunghezza dei raggi è di 1,6 m. Per operare nella gamma 14...18 MHz, la lunghezza di ciascun raggio deve essere aumentata a tre metri, e un condensatore aggiuntivo deve essere collegato in parallelo al condensatore C2 con una capacità di 25 pF. Nel progetto dell'autore è costituito da un pezzo di cavo coassiale del diametro di 8 mm con un'impedenza caratteristica di 75 Ohm. L'utilizzo di un condensatore aggiuntivo è dovuto in questo caso all'insufficiente capacità massima del KPI applicato. Considerando l'accessibilità dell'antenna in condizioni di campo, queste operazioni non sono difficili da eseguire.
Il telaio dell'antenna è costituito da cavo coassiale LCF12-50J S, utilizzato nelle linee di alimentazione delle stazioni di comunicazione cellulare. Il suo diametro esterno è di circa 15 mm. Il conduttore esterno ("treccia") del cavo è costituito da un tubo di rame corrugato con un diametro di 13,8 mm, il conduttore interno è un tubo di rame con un diametro di 4,8 mm. Lo spazio tra loro è riempito con polietilene espanso. La guaina in PVC nero del cavo è stata rimossa perché il riempitivo in esso contenuto crea notevoli perdite alle alte frequenze. Il conduttore esterno ("treccia") deve essere rivestito con diversi strati di vernice protettiva e sopra di esso deve essere posizionato un tubo corrugato in plastica per l'installazione elettrica. Ogni trave dell'antenna è una struttura telescopica composta da due tubi in duralluminio con diametro di 14 e 18 mm e lunghezza di 1,55 m ciascuno. Alle estremità esterne dei tubi di diametro maggiore vengono segate scanalature con una lunghezza di circa 100 mm e una larghezza di 1,5...2 mm, che aiutano a fissare saldamente i tubi di piccolo diametro e garantiscono un buon contatto elettrico durante l'installazione delle travi sul posizione di lavoro per la gamma 14 MHz. Alle estremità sono installati anche morsetti a vite senza fine, con l'aiuto dei quali vengono serrati i tubi interni. Le estremità opposte dei tubi di grandi dimensioni sono fissate tramite cerniere mobili ad una piastra a forma di U, piegata da un foglio di plastica vinilica di 3...4 mm di spessore (Fig. 3). La piastra, il telaio dell'antenna, il circuito di comunicazione e la scatola dei condensatori sono montati su una trave di legno con una sezione trasversale di 25x25 mm, che a sua volta è fissata all'albero. Ad una distanza di circa 100 mm dalle estremità interne, in ciascun tubo sono montati un bullone M4 e un dado, che vengono utilizzati per collegare un condensatore aggiuntivo sulla gamma 14 MHz. Il punto di attacco delle travi consente di ruotarle sia in posizione di lavoro che di riposo. Quando piegata, la lunghezza di ciascuna trave è di 1,6 m, quando aperta è di circa 3 m.
Le travi sono collegate alla guaina esterna del telaio del cavo con filo di rame a trefoli nudi. Poiché la saldatura dell'alluminio è un compito "problematico", quattro petali di contatto sono rivettati con rivetti in alluminio alle estremità interne di tubi di grandi dimensioni per ridurre la resistenza di contatto. I fili che collegano le travi al telaio sono saldati a tutti e quattro i petali. Le zone di rivettatura e saldatura sono protette dagli agenti atmosferici da diversi strati di nastro isolante. Condensatore C1 - K15U-1V 3,5 kV 4,7 pF 4 kvar. Il condensatore C2 è una capacità variabile del tipo a farfalla fatta in casa, composta da sei piastre del rotore e sette dello statore. Dimensioni del condensatore: 115x130 mm. Le piastre sono realizzate in lamiera di acciaio zincato dello spessore di 0,5 mm. L'area di ciascuna piastra dello statore è di 24 cm2, l'area di ciascuna piastra del rotore è due volte più grande. Le parti del condensatore sono assemblate su barre filettate M5; i dadi M5 fungono da boccole distanziatrici. L'uso dell'acciaio non ha influito negativamente sulle prestazioni dell'unità. Tuttavia, nulla impedisce qui l'uso di altri materiali. L'autore ha anche testato una variante utilizzando lo standard KPE-2, da cui le piastre del rotore e dello statore sono state rimosse attraverso una. Il controllo remoto del condensatore variabile C2 viene effettuato dal servoazionamento del volante HiTec HS-311 di dimensioni Standard, utilizzato nei modelli di automobili o aerei. Per il collegamento meccanico del servoazionamento e del condensatore vengono utilizzati bilancieri e vergelle standard (Fig. 4).
I condensatori C1, C2 e il meccanismo del servoazionamento sono collocati in una scatola di giunzione in plastica sigillata con dimensioni di 140x200 mm per cablaggio elettrico aperto. Per controllare il servoazionamento, utilizzare un pannello di controllo remoto (Fig. 5), realizzato sulla base di un servo tester con un indicatore digitale [2]. I comandi al servoazionamento vengono trasmessi tramite cavo UTP-4-C5e, un cavo a doppino intrecciato 4x2 per reti di computer. Vengono utilizzate tre coppie di fili (due fili collegati in parallelo).
I numeri sull'indicatore del servotester mostrano l'angolo di rotazione dell'albero dello sterzo. Sul corpo del telecomando è attaccata una tabella che indica quale valore numerico deve essere impostato sull'indicatore affinché l'antenna funzioni su una determinata portata e in base alla lunghezza dei raggi (questa tabella viene compilata durante il processo di installazione dell'antenna) . Sul lato sinistro del servo tester è presente un pulsante “Seleziona”, quando premuto, dopo aver impostato il valore richiesto sull'indicatore, l'albero dello sterzo ruota all'angolo impostato. Nella posizione iniziale, due dei tre fili del cavo che va dal pannello di controllo alla scatola dello sterzo sono aperti. Ciò è stato fatto per impedire la rotazione spontanea del servoazionamento sotto l'influenza della tensione indotta. Per gli stessi scopi, sul cavo di controllo è posizionato un anello di ferrite nel punto in cui si collega al servoazionamento. Quando si preme il pulsante "Seleziona", i contatti si chiudono e l'albero dello sterzo viene impostato nella posizione desiderata. Il tempo impiegato dal rotore del condensatore per ruotare da una posizione estrema all'altra è di circa un secondo; la precisione di posizionamento dovuta al feedback è molto elevata. Per rendere più comodo l'utilizzo del servotester, la manopola di regolazione dell'angolo standard è stata sostituita con una manopola di diametro maggiore. Per alimentare il servotester è necessaria una fonte di tensione CC stabilizzata da +4,8 a +6 V. Con una tensione di alimentazione di +6 V, il cavo di controllo può essere lungo 50 metri o più. L'anello di comunicazione è costituito da un cavo coassiale con impedenza caratteristica di 50 Ohm, che alimenta l'antenna. Le dimensioni principali del circuito e il metodo di fabbricazione sono mostrati in Fig. 6. All'estremità del cavo e in un punto distante 400 mm da esso, viene rimossa la guaina isolante esterna in PVC, e al centro di questo tratto vengono rimossi sia la guaina che il conduttore esterno - treccia - per una lunghezza di 10 mm (figura 6). Il conduttore interno è saldato all'estremità del cavo alla treccia. Questa estremità del cavo viene quindi posizionata sopra la seconda sezione con l'isolamento esterno rimosso e saldato ad essa. Il circuito risultante è fissato alla parte superiore del telaio dell'antenna (vedere Fig. 3), che, a sua volta, è fissato alla guida mediante fascette in nylon. Durante l'installazione la sommità del palo, il punto di simmetria del circuito di comunicazione ed il punto di simmetria del telaio radiante devono coincidere. Alla stessa distanza a sinistra e a destra dai punti di simmetria (circa 4...5 cm), il circuito di comunicazione è fissato al telaio radiante mediante fascette. La simmetria in questo luogo è importante; consente di evitare la comparsa di correnti sulla treccia del cavo di alimentazione e di lavorare senza terra. L'antenna è montata su un palo alto circa sei metri. È composto da tre tubi di plastica con diametro di 42, 36 e 30 mm. L'autore ha utilizzato tre sezioni di un albero di otto metri del kit "Mast-8-2u" prodotto da R-QUAD. Inizialmente, l'antenna viene montata a terra in posizione orizzontale, dopodiché viene installata in posizione verticale e fissata nella direzione desiderata mediante supporti, che a loro volta vengono fissati mediante picchetti metallici conficcati nel terreno. Questi supporti di due metri sono sufficienti per fissare saldamente l'antenna.
In fase di pre-sintonizzazione dell'antenna, potrebbe essere necessario modificare la forma del circuito di comunicazione da rotondo ad allungato (ovale) e viceversa, e selezionare la lunghezza dei raggi. Il criterio per una sintonizzazione ottimale dovrebbe essere considerato il valore SWR minimo (quello dell'autore non è inferiore a 1,5) sugli intervalli indicati. L'antenna è a banda piuttosto larga e, quando si sintonizza al centro di qualsiasi banda amatoriale, di solito non sono necessarie ulteriori regolazioni. L'SWR nell'intera gamma non dovrebbe superare 2, con la possibile eccezione della gamma di 10 metri. Quando si opera a frequenze estreme, potrebbe essere necessaria una regolazione aggiuntiva. Il diagramma di radiazione dell'antenna sul piano orizzontale ha la forma di un'ellisse, allungata longitudinalmente ai raggi, e non presenta avvallamenti profondi. La differenza nei livelli del segnale emesso nella direzione dei raggi e perpendicolare ad essi è di circa 3 dB. Il primo test dell'antenna sulla portata di 10 metri ha consentito la comunicazione con l'isola della Tasmania. Successivamente furono effettuati numerosi QSO su diverse bande, soprattutto in 20 metri. In tutti i casi l'antenna ha mostrato una buona efficienza. Letteratura
Autore: Alexander Grachev (UA6AGW)
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