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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Antenas de ondas ultracurtas. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Antenas VHF Repetidamente, os ultracurtos perguntam a seus colegas mais antigos: "Qual antena devo escolher?" É impossível responder a essa pergunta com precisão, pois tudo depende da finalidade para a qual a antena está sendo construída. Se as conexões forem assumidas em todas as direções, por exemplo, dentro da cidade, então. antenas muito convenientes com um padrão circular, que geralmente permitem trabalhar a distâncias entre estações iguais a 50-100 km. As antenas direcionais são mais adequadas para comunicações de longa distância. Em áreas "densamente povoadas" com ondas ultracurtas ou em casos onde haja interferência de algumas direções, sem dúvida é melhor usar antenas altamente direcionais. Esses poucos exemplos são suficientes para entender que não existe uma antena igualmente adequada para todos os casos. O radioamador deve escolher uma antena que atenda aos seus requisitos básicos. Melhor ainda, construa duas ou três antenas e use-as conforme necessário. Não é razoável que um novato em ondas ultracurtas escolha como sua primeira antena uma estrutura volumosa e complexa, em processo de construção que, devido à inexperiência, pode cometer muitos erros. Você deve começar com a construção das antenas mais simples e, à medida que a experiência e o conhecimento crescem, passar para sistemas mais complexos. Ao escolher o tipo de antena, também é necessário levar em consideração quais materiais básicos estão disponíveis para o projetista. Se não for possível comprar tubos ou hastes para elementos de antena, você pode escolher, por exemplo, um "quadrado duplo", que requer apenas arame, ripas de madeira e uma pequena quantidade de material isolante para construir. Também é essencial como será feita a linha de alimentação - a partir de um cabo coaxial ou de fita, ou simplesmente na forma de uma linha de dois fios. Não devemos perder de vista se são necessárias medições ao construir uma antena. Para um iniciante, que também não possui equipamento de medição, é melhor escolher uma antena que provavelmente funcionará bem sem sintonia. Considere vários tipos de antenas. Entre eles estão designs simples que podem ser repetidos por qualquer iniciante, e complexos, incluindo sistemas de antenas, que podem ser do interesse de caçadores de DX mais experientes. Como a maioria de nossos VHFs opera na faixa de 144 MHz, as dimensões das antenas são fornecidas para essa faixa. O leitor notará que nenhum detalhe técnico de construção é fornecido para qualquer uma das antenas. Mas isso não deve interferir na construção, pois os métodos de trabalho e muitos detalhes são descritos em qualquer manual de radioamador. ANTENAS DE RADIAÇÃO CIRCULAR Dipolo cruzado. A antena consiste em dois vibradores de meia onda 1 localizados em um ângulo de 90° entre si (Fig. 1). O padrão de radiação desta antena está longe de ser um círculo perfeito, mas na prática fornece uma radiação circular bastante boa. Como a impedância de um dipolo é de aproximadamente 70 ohms, quando dois dipolos são conectados em paralelo, a impedância é de cerca de 35 ohms. Não temos tal cabo coaxial à nossa disposição, então é melhor alimentar a antena através de um transformador de quarto de onda 3, feito de um cabo de 50 ohms. Do transformador ao equipamento vai um cabo de 75 ohms 4. O cotovelo em U de balanceamento 2 é feito do mesmo cabo.
Antena vertical (plano de terra). O radiador 1 (Fig. 2) e os condutores radiais 2 fornecem um diagrama circular em um plano horizontal. O ângulo entre os condutores radiais e o radiador determina a impedância da antena.
Em um ângulo de 90 °, a impedância da onda é de aproximadamente 30 ohms, em um ângulo de 180 ° - 70 ohms. Normalmente, um ângulo de 145° é escolhido, o que permite que a antena seja alimentada com um cabo de 50 ohms. O cabo é conectado ao conector 3, montado em uma placa metálica, à qual são conectados eletricamente os condutores radiais. O emissor, ao qual o condutor central do cabo está conectado, é instalado no isolador 4. ANTENAS DIRECIONAIS "Quadrado Duplo" Esta antena KB direcional mais popular também pode ser usada em VHF (Fig. 3, a). Seu ganho (comparado a um vibrador de meia onda) chega a 5,7 dB, a relação de radiação para frente/para trás é de 25 dB.
A distância entre o vibrador ativo 1 e o refletor 2 é escolhida para ser de 0,15 lambda, o que permite alimentar a antena com um cabo coaxial de 75 ohms 3. A experiência mostrou que a antena alimentada desta forma funciona de forma bastante satisfatória. Você pode sintonizar a antena usando um loop de curto-circuito incluído na quebra no quadro do refletor. Para equilibrar a antena, você pode usar um vidro de quarto de onda (Fig. 3, b), conectando-o às extremidades do vibrador ativo 1. O vidro consiste em um cilindro de metal 4 com duas tampas - metal 5 e dielétrico 6. O cabo 3 passa dentro do vidro, a trança do cabo é conectada à tampa 5. O diâmetro do copo deve ser 3-4 vezes o diâmetro do cabo. Para a fabricação de elementos de antena, você pode usar um tubo de cobre ou alumínio, fita ou fio de vários diâmetros. "Quadrado duplo" ocupa muito pouco espaço, estruturalmente simples. Esta antena tem um desempenho relativamente bom. Destaca-se a possibilidade de colocar antenas de diferentes alcances nos mesmos trilhos em forma de cruz. Antena Triangular (Delta Loop) pertence à mesma família que "quadrado", pois o perímetro do vibrador ativo é aproximadamente igual ao comprimento de onda. Uma característica desta antena é que todos os elementos de seu design são metálicos. O autor da antena aconselhou alimentá-la com um cabo coaxial de 50 ohms, mas um cabo de 75 ohms também é usado com sucesso para esse fim. A antena triangular mais simples é mostrada na fig. 4. O vibrador ativo 1 é ajustado usando um dispositivo de correspondência de gama ao qual está conectado o cabo 3. Dependendo da disponibilidade dos instrumentos de medição, o ajuste é realizado de acordo com o ROE mínimo ou a intensidade máxima do sinal. O refletor 2 pode ser desregulado por simplicidade.
UA1WW experimentou muito com a antena triangular. Ele aconselha o uso de opções de 5 e 9 elementos. Este último, devido ao pequeno ângulo horizontal de radiação, é particularmente adequado para comunicações de longa distância. Um desenho de uma antena de 5 elementos é mostrado na fig. 5. Aqui 1 é um vibrador ativo, 2 é um refletor, 3-5 são diretores. Como esta é uma antena completamente nova para nossas antenas de ondas ultracurtas, aqui estão alguns dados de projeto.
Um tubo de duralumínio de 4 lados com um lado quadrado de 18-20 mm é mais adequado para a travessia do rolamento, é muito mais conveniente montar elementos nele do que em um tubo redondo (consulte a Fig. 6).
Os elementos da antena são feitos de um tubo ou haste de cobre ou alumínio com um diâmetro de 6 mm, o lado horizontal - de um fio com um diâmetro de 3 mm. As dimensões dos elementos (de acordo com a Fig. 6) são as seguintes:
antena triangular - um objeto de interesse para ondas ultracurtas em todo o mundo. Levando em conta a experiência positiva com ela, podemos supor que em breve se tornará uma das antenas mais populares. Portanto, chamamos a atenção daqueles que desejam experimentar um tipo especial - uma antena triangular dupla (Fig. 7). As dimensões dos triângulos desta antena são ligeiramente maiores que as de uma única; o perímetro do refletor é 2266, o vibrador ativo é 2116 e o diretor é 1993 mm. A distância entre o refletor e o vibrador é de 0,2 lambda, entre o vibrador e o diretor é de 0,15 lambda.
De acordo com alguns dados, foram obtidos os seguintes ganhos de uma antena dupla (em comparação com um vibrador de meia onda): um elemento (vibrador ativo) - 3-4 dB: dois elementos (vibrador e refletor) - 8-9 dB: três elementos (refletor, vibrador no diretor), - 10-11 dB. Parece que este é um tipo promissor de antena e vale a pena dar uma olhada. Antena de 10 elementos (Yagi). Sem dúvida, esta é a antena VHF mais popular (Fig. 8). Dá um ganho de 13 dB. O autor realizou, com a ajuda de uma antena de meteoros, comunicações com a Inglaterra e a Bélgica, muitas comunicações de longa distância devido à passagem troposférica e "Aurora".
Os elementos passivos da antena são feitos de um fio bimetálico com diâmetro de 4 mm, e o vibrador de loop ativo é feito de um tubo de cobre de 15 mm e o mesmo fio. A impedância característica no ponto de alimentação é de 300 ohms, então o cabo de 75 ohms é conectado através de uma curva em U, com 68 cm de comprimento. O comprimento da travessia do rolamento é ligeiramente superior a 3,5 m, o diâmetro é de 20 mm. O comprimento do refletor 7-1060, vibrador 2-990, diretores 3-10 - respectivamente 933, 930, 927, 924, 921, 918, 915 e 912 mm. Antena para várias bandas. Há circunstâncias em que não é possível instalar mais de uma antena. Mas, além de uma antena, uma estação de rádio geralmente precisa de uma de televisão! Então a saída é uma antena UKB para várias bandas. Uma dessas antenas é mostrada na Fig. 9, a (vista superior) e 9, b (projeção axonométrica). Pode ser usado com sucesso nas faixas de 50 a 220 MHz. O ganho da antena em uma frequência de 50 MHz é 7 dB, 144 MHz é 12 dB e em 220 MHz é até 13,5 dB. Esta antena é de dois andares. Na frequência de 50 MHz, dois vibradores de canto 1 operam em cada andar, localizados a uma distância de lambda/4. Em uma frequência de 144 MHz, seu comprimento é de aproximadamente 3/4 lambda e, portanto, já é obtida uma antena em forma de V. A 220 MHz, os vibradores têm 5/4 lambda de comprimento.
Os vibradores estão interligados por linhas de dois fios 2 e ambos os pisos - por linhas 3, cujo comprimento, dependendo da faixa, é de 1/4 a 5/4 lambda. A distância entre os andares, se desejado, pode ser alterada dentro dos limites permitidos pelo comprimento das linhas 3. A impedância de entrada da antena no ponto de alimentação 4 nas frequências de 50 e 144 MHz é de cerca de 300 ohms, na frequência de 220 MHz cai para cerca de 200 ohms. Os elementos da antena podem ser feitos de um tubo ou haste: vibradores - 10 mm de diâmetro; linhas 2 - com diâmetro de 12 mm (10 mm também é possível, então a distância entre os centros dos fios da linha deve ser escolhida igual a 64 mm): linhas 3 - com diâmetro de 6 mm. Autor: K. Kallemaa (UR2BU), Tartu; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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