Журнал Радио 6 номер 2002 год. РАДИО - О СВЯЗИ

Журнал Радио 6 номер 2002 год. "РАДИО" - О СВЯЗИ ПЯТИЭЛЕМЕНТНАЯ YAGI НА 20 МЕТРОВ Николай ФИЛЕНКО (UA9XBI)    Самостоятельное изготовление антенны — непростая задача для радиолюбителей. Зачастую авторы различных антенн не уделяют внимания описанию технологии изготовления антенн, а это очень важно для тех, кто будет пытаться их повторить. Не зная технологии изготовления, трудно в полной мере оценить собственные возможности. Их переоценка зачастую приводит к тому, что хорошие конструкции, несмотря на уже затраченные материалы, так и остаются недоделанными. В предлагаемой статье подробно описана конструкция антенны на диапазон 20 метров. Некоторые приемы изготовления могут помочь в изготовлении антенн других диапазонов.

Проблема выбора антенны стала перед коллективом Интинского радиоклуба (RK9XXS) еще в самом начале его деятельности. Уже тогда было решено: делать только серьезные антенны. Хорошо понимая, что антенну быстро не сделаешь, решили для начала собрать материалы, а уже исходя из их количества, решать, какую антенну строить. В течение месяца удалось найти 10 дюралевых планок для прыжков в высоту длиной по 3,6 м, 10 отрезков 30-миллиметровой трубы длиной по 1,5 м, две трубы от медицинских носилок диаметром 36 мм, две шестиметровых дюралевых трубы диаметром 60 и 70 мм и одну трехметровую трубу диаметром 60 мм. Этого материала было достаточно для строительства 5-элементной антенны YAGI.

Имея опыт расчета антенных систем с помощью компьютера и изготовления рассчитанных антенн, приступили к предварительному проектированию антенны. Первые же прикидки показали, что выгоднее всего строить антенну на удлиненной траверсе: выше коэффициент усиления, лучше отношение фронт/тыл. Основным требованием к клубной антенне, по нашему мнению, является возможность с минимальным КСВ работать в полосе частот 14...14,35 МГц. Это обусловлено, прежде всего, разносторонними интересами членов клуба: один любит телеграфный участок, другой — SSTV, третий — поклонник островных экспедиций, четвертый — любит МТ-63.

Когда впоследствии была смоделирована антенна с максимальным усилением в направлении главного лепестка, оказалось, что наша энтенна проигрывает всего 0,5...0,7 дБ. Это нас вполне устраивало. Расчеты провели программой YAGIOPTIMIZER, а проверили — программой NEC4WIN95. Справедливости ради, надо отметить, что обе программы весьма близки по конечному результату, хотя и имеются некоторые расхождения.

Размеры элементов антенны: рефлектор — 10,7 м, вибратор — 10,3 м; директор 1 — 9,88 м, директор 2 — 9,58 м; директор 3 — 8,9 м. Характеристики антенны: усиление — 11,6 дБ; отношение фронт/тыл — 24 дБ; отношение фронт/бок — 35 дБ, входное сопротивление — 50 Ом.

Итак, основные размеры были определены, пришло время технологических решений.

Технология изготовления антенны была выбрана такой, чтобы минимизировать объем "платных" работ и основную часть деталей можно было выполнить самостоятельно с помощью нехитрого инструмента. Для работ понадобились электродрель, ножницы по металлу, ножовка по металлу, молотки, плоскогубцы, метчики, плашки, гаечные ключи, отвертки и другие мелочи. Сварочных работ немного — всего шесть несложных узлов. Токарные работы — 10 дюралевых втулок. Все остальное выполнено самостоятельно, без применения специального оборудования.

Наиболее просто решили вопрос с траверсой: в середине расположили трубу диаметром 70 мм, с двух сторон в нее вставили трубы диаметром 60 мм. Зазор между трубами ликвидировали полосой стальной ленты толщиной 1,5 мм, плотно обернув ею тонкие трубы. Места стыка зафиксировали от проворачивания болтами М 10x80. На расстоянии 1500 мм от концов просверлили два отверстия и закрепили болтами М 10x100 по две стальные петли размерами 30x120x5 мм для крепления верхней и боковых растяжек (рис. 1).

На размеченных местах установили площадки крепления элементов (рис. 2) Эти площадки полностью изолируют элементы от траверсы при минимальной емкости между ними. Площадки крепления элементов состоят из стальной пластины толщиной 3 мм и текстолитовой пластины размерами 100x250x15 мм. В стальной и текстолитовой пластинах просверлено 16 соос-ных отверстий диаметром 6 мм, после этого в стальной пластине восемь отверстий рассверлены до диаметра 25 мм. Это нужно для того, чтобы стремянки крепления элементов не имели контакта со стальной пластиной. Затем в стальной пластине просверлено еще четыре отверстия диаметром 8 мм для крепления площадки к траверсе и приварена труба диаметром 17 мм и длиной 500 мм для верхних растяжек элемента (стойка). Пластины скреплены между собой через не рассверленные отверстия восемью болтами М6х25.

Стремянки изготовлены из стального неотожженного прутка диаметром 8 мм. Для крепления элементов были сделаны стремянки диаметром 6 мм (использовались строительные гвозди). Сначала необходимо отрезать пруток нужной длины, потом на концах нарезать резьбу на длину 30 мм, а затем изогнуть стремянку на наковальне до нужной формы. Рассчитать длину прутка несложно по формуле

L = 1,57*(D+d) + D + 2*М + 40,

где L — необходимая длина прутка; D — диаметр трубы, которую крепит стремянка; d —диаметр прутка, из которого изготовлена стремянка; М — толщина детали, к которой крепится труба; 40 мм — запас для гаек крепления.

Простой способ изгибания стремянки показан на рис. 3. В процессе изгибания один молоток наставляется на стремянку вторым наносятся несильные удары. Профиль стремянки контролируют по шаблону или закрепляемой трубе.

Элементы антенны (рис. 4) составлены из отрезка трубы диаметром 36 мм (в центре), двух планок для прыжков в высоту и двух отрезков 30-миллиметровой трубы (на концах). Планки для прыжков плотно вставлены в трубу диаметром 36 мм и зафиксированы стандартными хомутами, а отрезки трубок стыкуются с планкой специально выточенными втулками из дюралюминия и заклепками из алюминиевой проволоки диаметром 5 мм. В месте стыка установлена петля для крепления верхних и внешних растяжек элементов. Петля изготовлена из прутка диаметром 6 и длиной 90 мм (можно использовать строительные гвозди). С одного конца на длину 20 мм нарезана резьба М6х1, второй конец изогнут в кольцо на оправке диаметром 15 мм.

Узел крепления траверсы (рис. 5) принимает на себя основную нагрузку статического и динамического характера и должен обеспечивать высокую прочность. Он представляет собой стальную пластину толщиной 4 мм. Размер пластины определяется длиной траверсы и весом антенны, минимальный размер "В" для данной антенны — 500 мм. В пластине просверлены отверстия для хомутов крепления траверсы и для хомутов крепления пластины к мачте.

Разметка отверстий производится следующим образом. Расстояние "А" должно быть равно сумме диаметров мачты и стремянок, крепящих пластину к мачте. В нашем случае диаметр мачты равен 52 мм, а стремянки выполнены из прутка диаметром 8 мм, поэтому расстояние между центрами отверстий — 60 мм. Расстояние "Б" должно быть равно сумме диаметров траверсы и стремянок, крепящих траверсу к пластине. В нашем случае диаметр траверсы равен 70 мм, а диаметр прутка, из которого выполнены стремянки, — 8 мм. Расстояние между центрами отверстий — 78 мм.

Число стремянок крепления траверсы для такой тяжелой антенны — не менее 6. Это определяет надежность крепления траверсы. Число стремянок крепления пластины к мачте для длинных антенн должно быть 6—8. Оно определяет прочность удержания траверсы на мачте. Мы выбрали шесть стремянок.

После разметки и сверления этих отверстий в нижнем углу сделано отверстие для кронштейна боковых растяжек. Диаметр этого отверстия должен быть равен диаметру трубы, выбранной для кронштейна. Труба кронштейна выбрана диаметром 1,5 дюйма, т.е. 37 мм. Длину трубы кронштейна (размер "Г") мы выбрали примерно 1000 мм. В трубе кронштейна на концах просверлено по два отверстия диаметром 12 мм, в которые будут вставляться натяжные болты боковых растяжек.

Труба кронштейна вставлена в отверстие в стальной пластине так, чтобы длина концов была одинаковой. После этого трубу надо тщательно обварить дуговой сваркой с двух сторон. Узел крепления тщательно зашкурен и окрашен масляной краской для наружных работ.

Натяжные болты верхних и боковых растяжек изготовлены из стального прутка диаметром 12 мм и имеют длину 250 мм. Один конец прутка изогнут в кольцо на оправке диаметром 15 мм, с другого конца на всю оставшуюся длину нарезана резьба М12х1,5.

Боковые и верхние растяжки траверсы изготавливать лучше всего в процессе сборки антенны, поскольку их длина определяется центром тяжести антенной системы. Крепление растяжек траверсы показано на рис. 6.

(Окончание следует)

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 6 номер 2002 год







Рекомендуемый контент




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