Antenas simples e eficazes para comunicações de longa distância. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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A escolha do design da antena costuma ser um problema difícil para todo ondas curtas, especialmente se ele planeja trabalhar com estações distantes e participar de prestigiadas competições internacionais. Neste caso, como regra, é dada preferência a antenas rotativas de múltiplos elementos ou sistemas de antenas com uma direção comutável da radiação principal. No entanto, nem todos os radioamadores têm uma oportunidade real de construir tal antena mesmo para uma banda.

É claro que nem todos podem fabricar ou comprar dispositivos rotativos, mastros ou treliças, um grande número de materiais estruturais. Além disso, muitas vezes o "campo de antena" de uma estação de rádio amadora é limitado a apenas alguns metros quadrados do telhado. Não é por acaso que muitos radioatletas, principalmente os iniciantes, ingressam timidamente na competição, geralmente explicando isso pela falta de antenas complexas.

Em conexão com o acima, o autor destas linhas gostaria de apresentar aos leitores os resultados de muitos anos de experimentos conduzidos pela equipe UZ3QBM com os tipos mais simples de antenas e seu uso em esportes e trabalhos diários de DX.

Concordamos plenamente com o mestre dos esportes V. Uzun (UB5MCI), que em seu artigo "Como se tornar um campeão" (Rádio, 1979, nº 3 e nº 4) escreveu: "... A ausência de multi- antenas de elemento giratório na estação de rádio não deve ser motivo para se retirar da competição.

De fato, tendo antenas mesmo simples, mas de alta qualidade e bem ajustadas, apresentando claramente suas propriedades, avaliando objetivamente as capacidades do equipamento e escolhendo as táticas certas para as próximas competições, certamente você pode obter bons resultados. Sem dúvida, crescerão com o acúmulo de experiência e o aprimoramento de todo o complexo de equipamentos esportivos.

Vamos supor, no entanto, que sua experiência e capacidades técnicas sejam limitadas. Bem, então a saída da situação pode ser a construção de antenas de chicote verticais. Seus projetos com comprimento de radiador igual a um quarto de comprimento de onda são descritos em detalhes na literatura. Com um aumento no tamanho de mais da metade do comprimento de onda, os lóbulos aparecem no padrão de radiação no plano vertical, direcionados em ângulos muito pequenos para a superfície da Terra. Para um pino com comprimento de 5l/8, a radiação em pequenos ângulos atinge um máximo. Foi esta propriedade que decidiu ser usada nas antenas que criamos para bandas KB amadoras de alta frequência.

O sistema fica assim. O emissor com comprimento de 5l/8 é estendido eletricamente por uma indutância conectada em série de até 3l/4, e os condutores radiais (contrapesos) têm comprimento de l/4. Assim, do emissor, indutância e balanços, surgiu uma espécie de dipolo de onda. A alteração da frequência de ressonância e a correspondência com a linha de energia são alcançadas principalmente pela indutância, que é um elemento crítico de todo o sistema.

A tabela mostra as dimensões dessas antenas para as bandas de 14, 21 e 28 MHz.

Tabela 1

Alcance, MHz	Comprimento do pino, m	Diâmetro médio, mm	Comprimento dos contrapesos, m	Indutor
				Diâmetro, mm	Comprimento do enrolamento, mm	Número de voltas	Diâmetro do fio, mm
14	13,2	32	5X5,3	35	80	11	4
21	8,7	28	5X3,5	25	50	10	2,5
28	6,6	22	5X2	25	50	6	2,2

Em todas as variantes, o emissor é montado em um isolante e é feito com uma diminuição do diâmetro na parte superior. Para a faixa de 10 metros, é composto por duas partes, e para as faixas de 15 e 20 metros, respectivamente, por três e quatro tubos de duralumínio, fixados com o número necessário de estrias. Os contrapesos são constituídos por um cabo de antena e são conectados entre si no ponto entre o pino e sua base (tubo de um metro e meio) isolado deles. Em um ângulo de 95 ... 105 ° em relação ao radiador, os contrapesos descem até o teto. As antenas são alimentadas por um cabo coaxial com impedância de onda de 75 ohms de comprimento arbitrário.

Algumas dicas tecnológicas para a fabricação de indutores. Como as bobinas estão no antinodo da corrente, elas devem ser feitas de tal forma que mantenham suas dimensões geométricas quando o sinal muda. Nas antenas para as bandas de 21 e 28 MHz, as bobinas são feitas em armações feitas de material isolante, nas quais há uma ranhura com uma determinada altura. Para uma antena de 14 MHz, a bobina não tem moldura. É enrolado com um tubo de cobre com diâmetro de 4 mm em um mandril com diâmetro de 35 mm. Após a remoção do mandril, três placas de plexiglass de tamanho 5X12X100 mm são aparafusadas nas espiras da bobina com furos de 4,2 mm de diâmetro perfurados nelas com o passo desejado. Essas peculiares "costelas de reforço" são colocadas em um ângulo de 120 ° entre si.

A sintonia das antenas se reduzia a determinar a frequência ressonante e, se necessário, corrigi-la alterando a indutância da bobina. Durante esta operação, um ROE mínimo foi alcançado na frequência selecionada.

Antenas bem sintonizadas têm uma ampla largura de banda e são resistentes às mudanças climáticas e à superfície subjacente. As medições mostraram que a ROE na banda de 14 MHz não ultrapassou 1,4, em 21 MHz - 1,5, em 28 MHz - 1,8 (Fig. 1). Os valores mínimos nas frequências ressonantes foram respectivamente iguais a 1; 1,02 e 1,08.

Figura.1

O desempenho das antenas chicote foi avaliado por método estatístico em comparação com várias antenas simples para as respectivas bandas. Mais de mil comparações de avaliação foram feitas com contatos localizados de várias centenas a vários milhares de quilômetros.

O mais interessante são os dados em relação ao pino de quarto de onda. A uma distância de até 2000 km, as antenas fabricadas “perderam” na escala S até 1,5 pontos. Isso se deve ao fato de que embora seus padrões de radiação no plano vertical tenham lóbulos em um ângulo de cerca de 30 ", mas a intensidade de radiação nesta direção é menor que a dos SRs tradicionais. À medida que a distância ao correspondente aumenta, a vantagem de radiação em pequenos ângulos começa a aparecer no horizonte e a uma distância de 4000 ... 5000 km, um pino com comprimento de 5l/8 "ganha" uma média de 1 ponto. Em rotas longas, até 10000 .. . 2000 km, o nível de sinal para recepção e transmissão aumenta em 1,5 , 2 ... XNUMX pontos A vantagem da antena criada é mais perceptível nas comunicações ao longo do chamado "caminho longo" e nas rotas que passam pelas calotas polares .

Assim, apesar da simplicidade de projeto e do baixo custo de material, tais sistemas apresentam bons resultados na prática de rádio amador. É inútil contestar as vantagens das antenas de vários elementos, mas os anos de uso das antenas de chicote indicam que elas permitem que você faça esportes e trabalhos de DX com bastante sucesso no ar.

Com simplicidade externa, essas antenas ocupam um determinado espaço, que muitas vezes é limitado.

É bastante natural querer aumentar de alguma forma o coeficiente de seu uso. No entanto, a busca por soluções de compromisso pode anular todas as propriedades positivas.

Não há dúvida de que qualquer uma das antenas de banda única propostas acima pode ser combinada em todas as bandas amadoras, mas tal tarefa não foi definida, uma vez que o resultado ideal não é obtido em todas as bandas. Portanto, foram testadas opções de banda dupla, cuja ideia era conectar um GP de quarto de onda para a faixa de frequência mais baixa e um comprimento de 5l/8 pinos para a faixa de alta frequência. Assim, um emissor 5l/8 para a faixa de 28 MHz foi utilizado como pino de quarto de onda estendido em 14 MHz, para o qual o número total de contrapesos foi duplicado, metade deles com comprimento de 2,62 m, e o restante - 5,3 m. Um dispositivo de comutação apareceu na base o elemento é um relé, que na faixa de 20 metros conecta o núcleo central do alimentador a um capacitor variável (100 pF), e na faixa de 10 metros - ao mesmo indutor . Estruturalmente, o capacitor é um pedaço de cabo coaxial. O relé é RMUG, cujos contatos são protegidos da umidade.

Uma antena para as bandas de 7 e 14 MHz é feita de acordo com o mesmo esquema. No entanto, aqui foi necessário reduzir ligeiramente o comprimento da parte vertical para 12,55 m para que a capacitância do capacitor incluído na faixa de 40 metros não fosse muito pequena, como no caso de um radiador com comprimento de 13,2 m .Na versão final era 180 pF. O número total de contrapesos é de oito, quatro de 5,3 m de comprimento são espaçados uniformemente em um círculo, mais quatro de 10,8 m de comprimento são esticados levando em consideração a forma do edifício. Caso contrário, os recursos de design de ambas as antenas de banda dupla são os mesmos das opções descritas acima.

A aparência dos elementos de comutação não deve causar dificuldades particulares. Para alimentar o relé, uma trança de cabo e um fio adicional são usados. Em princípio, é possível fornecer energia através do núcleo central, "desatando" os componentes de alta frequência e constantes. 2 mostra a dependência de SWR na frequência.

Figura.2

Todas as antenas discutidas no artigo foram operadas por vários anos tanto na rádio coletiva quanto na rádio do autor. Eles foram repetidamente repetidos por radioamadores. As antenas se mostraram bastante avançadas tecnologicamente, mostraram a estabilidade de seus parâmetros.

Autor: G. Bolotov (UA3QA), Voronezh; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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