ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ АНТЕНН DJ9BV НА ДИАПАЗОН 144 МГц

ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ АНТЕНН DJ9BV НА ДИАПАЗОН 144 МГц

Олег Архипов (RW3TJ), г. Нижний Новгород

Цель публикуемой ниже статьи - краткий анализ современного состояния антенно-фидерной техники и описание практической конструкции простой, эффективной и технологичной антенны, разработанной известным немецким ультракоротковолновиком Понтером Хохом (DL6WU), которую модифицировал и довел до высокой технологичности Райнер Бертельмейер (DJ9BV), являющийся на протяжении многих лет "законодателем" европейских новинок в части УКВ техники [1,2].

Среди многообразия УКВ антенн, применяемых для любительской радиосвязи [3, 4], особое место занимают "волновые каналы" с удлиненной траверсой (бумом), как наиболее простые в изготовлении, некритичные к настройке, позволяющие получить большой коэффициент усиления и приличную диаграмму направленности. Кроме того, из них можно создать сложную высокоэффективную антенно-фидерную систему для проведения радиосвязей через Луну.

В табл. 1 приведены основные характеристики наиболее распространенных "волновых каналов" на двухметровый диапазон. Как видно из нее, существует тенденция улучшения параметров антенны с увеличением длины траверсы. Существенное различие в отношении F/B (вперед/назад") вызвано применением в ряде случаев сложных рефлекторов..

Таблица 1

Антенна

Длина бума, м, (часть длины волны)

Усиление, дБ

Диаграмма направленности, радиус, в плоскости

Отношение F/B, дБ

Автор разработки

E

H

DJ9-2-1,8

3,75 (1,8l)

11,2

39

44

20,2

DL6WU

TONNA-13

4,42 (2,13l)

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

2х3,63 (3,5l)

11,95

37

33,5

33

YU0B

TONNA-16

6.34 (3,1l)

12,65

34

37

21

F9FT

TONNA-17

6,545 (3,2l)

12,9

33

35,7

30

F9FT

DJ9-2-3.2

6,69 (3,2l)

13,25

31,2

33,5

20

DL6WU

TONNA-17

6,545 (3,2l)

12,9

33

35,7

30

F9FT

DJ9-2-3,6

7,5 (3,6l)

13,6

30

31,75

20,8

DL6WU

DJ9-2-4,0

8,34 (4,0l)

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 (4,5l)

14,4

27

28,5

20

DL6WU

DJ9-2-4.8

10,02 (4.8l)

14,6

27,5

28,8

22

DL6WU

Все "волновые каналы" на УКВ диапазоны по способу расположению элементов на траверсе условно можно разделить на три вида: они могут быть электрически соединены с металлическим бумом, изолированы от него или располагаться на неметаллическом буме. Каждый из видов имеют свой "бум-эффект" - степень влияния диаметра бума на электрическую длину проходящего через него элемента. Требуемая геометрическая длина элемента зависит не только от диаметра бума, но и от диаметра самого элемента. После публикации К.Фехтелом описания антенн "TONNA" (F9FT) в журнале "Радио" [5] многие ультракоротковолновики бывшего СССР повторяли эти конструкции, на длительное время ставшие своеобразным стандартом УКВ антенн. Наряду с простотой изготовления данные конструкции имеют ряд существенных принципиальных недостатков. Во-первых, отсутствие согласования и симметрирования ставит под сомнение возможность получения "чистой" диаграммы направленнности. Во-вторых, элементы, расположенные на буме, электрически соединены с последним. Любое механическое соединение не гарантирует долговременного надежного электрического контакта неоднородных металлов (даже алюминий - дюралюминий). Отсутствие контакта элемент-бум или его нестабильный характер ведет к изменению параметров антенны (увеличение КСВ. искажение диаграммы, шумы). В-третьих, если под руками отсутствуют материалы на бум и элементы полностью соответствующие описанию, то применение случайных материалов не позволяет получить ожидаемые результаты.

Предлагаемая конструкция антенны DJ9BV свободна от этих недостатков. В табл. 2 приведены основные геометрические размеры данной антенны, в ней R обозначает рефлектор, DE -вибратор, D -директор.

Таблица 2

Элемент

Длина, мм

Расстояние между
элементами, мм

Расстояние от нулевой
отметки, мм

Примечание

R1..R2

1083

-

0

Двойной для 4,8l

R1..R2

1053

-

0

Двойной для 1,8l, 3,2l

R

1030

-

0

Для 2,1l, 3,6l, 4l, 4,4l

DE

990

360

360

Вибратор диам. 8 мм

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

Антенны длиной 2,2l, 3,6l, 4,0l, 4,4l имеют одиночный рефлектор, длиной 1,8l, 3,2l, 4,8l - двойной рефлектор, повышающий соотношение излучения вперед/назад. Бум изготовлен из дюралевого профиля квадратного сечения размерами 20х20х2 мм. Элементы выполняют из 4-миллиметрового дюралевого прутка. Вибратор сделан из алюминиевой трубки внешним диаметром 8 мм и толщиной стенки 1 мм. Конструкция активного вибратора показана на рис. 1. Средняя точка вибратора может быть электрически соединена с бумом.


Puc.1

Согласующее U-колено изготавливают из отрезка длиной 680 мм коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом. Особое внимание следует обратить на надежность гидроизоляции узла соединения вибратора с U-коленом и фидером.

Конструкция вибратора, имеющего сопротивление 300 Ом, описана в [6].

Размещение рефлекторов показано на рис.2.


Puc.2

При диаметре бума более 20 мм длина всех пассивных элементов должна быть увеличена на 1 мм при диаметре 25 мм, на 3 мм - при 30 мм, на 6 мм - при 40 мм. С учетом поправок для длины каждого элемента бум может быть изготовлен из труб различного диаметра. Применение телескопического бума повышает механическую прочность конструкции. Если диаметр пассивных элементов 5 мм, длины всех элементов должны быть уменьшены на 4 мм. Пассивные элементы должны быть надежно изолированы от несущей траверсы.

Варианты размещения элементов показаны на рис.3.


Puc.3

На рис.3,а дан вариант DJ9BV, на рис. 3,б - RW3TJ. В первом случае использованы стандартные нейлоновые втулки с отверстием диаметром 4 мм. Во втором применяются 5-миллиметровые элементы и отрезки трубок из стабилизированного полиэтилена (оболочка кооксиального кабеля РК75-4-12).

Электрические параметры различных вариантов антенн на частоте 144,5 МГц при КСВ не хуже 1,2 приведены и табл. 3.

Таблица 3

Тип антенны

Усиление, дБ

Отношение F/В, дБ

Диаграмма направленности, градус

Расстояние, м, в плоскости

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

В графах "Расстояние Е" и "Расстояние Н" указаны оптимальные расстояния между антеннами в вертикальной и горизонтальной плоскостях при изготовлении антенных решеток. Размеры можно изменять в пределах от 80 до 105% от указанных в таблице. Уменьшение размеров позволяет улучшить диаграмму направленности, а увеличение - повысить коэффициент усиления. Четверка антенн DJ9-2-4,0 дает прирост усиления в +5,9 дБ по отношению к одиночной, суммарный коэффициент усиления такой антенны составляет 20 дБ.

Автором статьи изготовлены и опробованы четыре конструкции антенн DJ9BV. Антенны DJ9-2-3.6 длительное время эксплуатируются на радиостанции UZ3TXB, использовались в экспедициях UW3TJ/A и RU1R. Антенна DJ9-2-4,4 показала прекрасные результаты в экспедиции UA1C, позволив команде УКВ Комитета СРР показать лучший результат в контесте "ВСС-93".

Автор выражает глубокую благодарность DJ9BV за любезное разрешение воспользоваться результатами его работ [2] и выражает уверенность в том, чно данная публикация позволит ультракоротковолновикам изготовить высокоэффективные антенны и антенные системы.

Литература:

1.Gunter Hoch (DL6WU). Extrem lange Yagi-Anicnnen. - UKW-BERtCHTE. 1992, N 1.
2. Rainer BcrlelmeBter (DJ9BV). Yagi-Antennas for 144 MHz.-DUBUS. 1990. N 1.
3. Spindler. ANTENNEN. - VEB VERLAG TECHNIK BERLIN, 1981.
4. Беньковский З., Липинский Э. Любительские антенны коротких и ультракоротких волн. - М-: Радио и связь. 1983.
5. Фехтел К. (UB5WN). Высокоэффективные УКВ антенны. - Радио, 1983, N 3.
6. Харченко В. (RB4EXN). Вибратор DJ9UV-1-ONG-YAG1. Радиолюбитель. 1991, N 6.

КВ-журнал N 2, 1994 г., с.32-34.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.