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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Antena de dois elementos mecanicamente forte Canal de onda. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / antenas de alta frequência A antena que será discutida (está abaixo na foto da tela inicial) é construída com base na antena proposta pelo HB9CV na década de sessenta. Isto é o que está escrito sobre isso em [1]. “A antena consiste em dois vibradores de comprimentos desiguais, montados paralelamente em um plano horizontal a uma distância l/8. Ambos os vibradores estão ativos.
Na distância selecionada l/8 entre os vibradores, a melhor diretividade unidirecional da antena é obtida quando a corrente no vibrador traseiro (refletor) fica atrás da corrente no vibrador frontal (diretor) em 225°" Outra publicação ([2]) apresenta os resultados de uma comparação desta antena com outras já conhecidas. "O ganho de uma antena de dois elementos com ambos os elementos ativos", diz, "é equivalente ao de uma antena de três elementos de tamanho normal com um diretor e refletor passivos. Com os mesmos valores de ganho, o sistema de dois elementos é mais leve, de design mais simples e tem menor momento de inércia e vento.Antena com fonte de alimentação ativa permite obter maior supressão de radiação reversa... O ganho de tal antena é 3,4 dB maior do que o de uma antena com refletor passivo, e a supressão máxima da radiação inversa é de 40...50 dB, enquanto em sistemas passivos não excede 25 dB" Ambos os autores fornecem principalmente informações sobre os parâmetros elétricos da antena, o que, claro, é importante, mas pouco dizem sobre seu design e confiabilidade operacional. De acordo com os dados apresentados em [2], por exemplo, verifica-se que um dos elementos num raio de 20 m, fixado à travessa, deverá ter uma saliência de cerca de 5,5 m, livremente localizado no espaço. condições meteorológicas, a resistência existente pode não ser suficiente. O autor deste artigo utilizou tiras que conectam os elementos e garantem a rigidez da estrutura no plano horizontal. As suspensões que suportam os elementos convergem no mastro acima do plano da antena. Isso alcança rigidez vertical. A construção revelou-se bastante durável. A antena para alcance de 20 m está em operação há mais de quatro anos sem reparos e está em boas condições. Ela resistiu a tempestades de poeira, gelo e ventos. Uma parte esquemática da antena é mostrada na Fig. 1. As dimensões de seus elementos para diferentes faixas com diâmetro de tubo de 30 mm são fornecidas na tabela. O tamanho inicial do vibrador ativo é considerado 0,46l, refletor - 0,5l. Deve-se levar em consideração que o comprimento dos elementos depende do diâmetro dos tubos.
Menção especial deve ser feita à alimentação da antena via cabo coaxial RK-75. A mudança de fase necessária de 225° é obtida como segue. O deslocamento de 180° ocorre devido ao fato dos dispositivos correspondentes estarem conectados a diferentes braços dos elementos (um à direita e outro à esquerda). Outros 45° são fornecidos pela linha de mudança de fase que conecta os elementos. Não é difícil calcular a linha de mudança de fase. Cabo coaxial, comprimento elétrico 0,5l muda de fase em 180°. Portanto, para obter um deslocamento de 45°, é necessário um comprimento de cabo de 0,125l. Seu comprimento geométrico será menor e quantas vezes depende do coeficiente de encurtamento. Se for utilizado um cabo coaxial com isolamento de polietileno entre o fio central e a trança, com fator de encurtamento de 0,67, no comprimento de onda de 21,2 m, será necessária uma seção Lgeom=Leelectp x Kycor=0,125lKykop=0,125x21,2x0,67=1,78 m. Mas é impossível conectar os elementos da antena com uma linha desfasadora desse comprimento - a distância entre eles é de 2,65 m, portanto é necessário alongar o cabo dentro de limites razoáveis. Portanto, neste caso, o comprimento mínimo do segmento de cabo adicional é 2,65-1,78 = 0,87 m. Para garantir que o segmento adicionado de 0,87 m não altere a mudança de fase (45°), o alimentador deve ser conectado ao meio da peça adicional. Na prática, na fabricação de uma linha desfasadora, ela não deve ser composta por peças (1,78 m + 0,435 m + 0,435 m). Uma linha de energia está conectada a um cabo de 2,65 m de comprimento a uma distância de 2,215 m da extremidade que será conectada ao refletor. É mais conveniente usar um pedaço de cabo adicional um pouco mais longo que o mínimo necessário, por exemplo 1 m. Então o comprimento total da linha de mudança de fase será igual a 1,78 + 1 = 2,78 m. O alimentador é conectado a uma distância de 1,78 + 0,5 = 2,28 m do refletor. Os condutores centrais do cabo da linha de mudança de fase são conectados a dispositivos correspondentes, a trança - ao meio dos elementos, o alimentador - ao fio central da linha de mudança de fase e a trança - à trança. O autor utilizou o cabo RK-75-9-13. Experimentos com o cabo RK-150-4-11, recomendados na literatura, não revelaram nenhuma vantagem. Na construção da antena (Fig. 2), foram utilizados materiais disponíveis. A barra transversal é feita de um tubo de água de aço de uma polegada (aproximadamente 33 mm de diâmetro externo). Nas extremidades do tubo são soldadas tiras de 200x50x8 mm com quatro furos de 6,5 mm de diâmetro para duas pinças de fixação dos elementos. O comprimento total da travessa com ripas é de 2,63 M. A travessa é fixada ao mastro através de uma placa quadrada de 150X150 mm em aço de 4 mm de espessura com pinças com rosca M10. Os elementos são pré-fabricados. A parte central é feita de um cano de água de aço de meia polegada (diâmetro externo de cerca de 21 mm) com 3,5 m de comprimento. Em ambos os lados foram adicionados pedaços de tubo de duralumínio com diâmetro de 16 mm e espessura de parede de 1 mm. A trombeta é obtida a partir de um anel de ginástica rítmica. Foi cortado na junta, bem preenchido com areia seca e depois endireitado lentamente (ao longo de 3...4 horas). Um espaçador usinado no tamanho interno (localização B) é inserido em um tubo de aço (ver Fig. 2) e soldado em três pontos através de furos pré-perfurados com diâmetro de 120 mm por 6°. Um tubo de duralumínio aquecido é colocado firmemente na extremidade saliente do espaçador. Além disso, é fixado com dois rebites de alumínio de 5 mm de diâmetro. Um barramento moldado de um cabo elétrico de três núcleos é inserido na extremidade livre do tubo de duralumínio e preso com dois pedaços curtos do mesmo barramento (local D). Além disso, a junta é fixada com dois rebites de alumínio de 3 mm de diâmetro. O deslocamento do pneu no elemento ativo é de 0,5 m, no refletor - 0,9 m. Em pontos espaçados da travessia por aproximadamente 0,7 vezes o comprimento do semivibrador, os elementos da antena são conectados entre si por reforços de madeira com seção transversal de 20X30 mm (localização D). Uma braçadeira de duralumínio é instalada no tubo do elemento e fixada com dois parafusos M6. Um reforço feito de laminado de fibra de vidro (textolite, getinax) de 4 mm de espessura é colocado nos parafusos sobre as porcas com furos e fixado com porcas e arruelas. Os reforços são primeiro inseridos com força nos cortes das tiras de reforço e fixados (através de arruelas) com dois rebites de aço de 4 mm de diâmetro. Nas pinças laterais da travessa é feito um furo adicional A com diâmetro de 6 mm para fixação dos pingentes. Para fazer pingentes, use um feixe feito de três condutores de cobre esmaltado com diâmetro de 1 mm. Os pingentes são montados a partir de seções de 1 m de comprimento, conectadas através de isoladores de porcelana - porcas ou rolos, e fixadas ao mastro em um ponto localizado 1 m acima do plano da antena. O elemento correspondente é feito de tubo de aço com diâmetro de 12 mm. Ele é fixado ao elemento através de um isolador de fibra de vidro (local A) e uma pinça móvel em chapa de aço com 1 mm de espessura (local B). Deve-se ter em mente que ao utilizar peças feitas de metais diferentes, ocorre um par galvânico no ponto de contato, que destrói as superfícies de contato com o tempo, principalmente quando entra umidade. O contato entre as peças de cobre e liga de alumínio é o que mais sofre. O mastro é giratório, telescópico e consiste em duas partes. O tubo inferior (externo) é um tubo de aço de 2.25 polegadas com 6 m de comprimento, furos passantes com diâmetro de 0,5...1 mm são perfurados após 6,5...8,5 m para poder fixar o tubo interno nele com um pino enquanto o levanta. O tubo interno tem uma polegada e meia de comprimento e 7 m de comprimento. Um flange de aço é colocado no topo do tubo inferior (com uma folga de 0,2...0,5 mm) para fixação de três suportes (Fig. 3).
Profundidade do sulco 30 mm. Três cantoneiras de aço de tamanho padrão 30X30X3 mm, 300 mm de comprimento, com furos para fixação de cabos de sustentação são soldadas ao flange uniformemente em toda a circunferência. O uso de cantos salientes reduz a tensão adicional das escoras quando o mastro gira. O flange repousa sobre dois anéis textolite (fibra de vidro não é adequada!) que retêm bem o lubrificante (CIATIM-201, graxa). O uso de rolamentos de esferas, axiais e de rolos aqui não se justifica. O desenho do flange para fixação dos cabos de sustentação do segundo nível é semelhante. Este flange repousa sobre um anel de aço rigidamente fixado ao tubo interno do mastro. Antes de levantar a antena, tampas de proteção feitas de feltro, feltro ou ferro galvanizado são instaladas acima dos flanges. Todas as juntas das peças estruturais são pintadas duas vezes com esmalte automotivo ou chumbo vermelho.
As guarnições devem ser feitas de dois ou três fios trançados (aço galvanizado, cobre; não deve ser utilizado cabo de aço). Um cara de fio único não é confiável. As extremidades inferiores dos suportes são fixadas a um pino cravado no solo através de um anel de aço com diâmetro de 150...200, largura de 50 e espessura de 4...5 mm (Fig. 4). O anel pode ser feito de uma tira sobreposta. Não aperte muito os caras - isso só dificultará a rotação da antena e, no inverno, poderá quebrá-los. Na parte superior do tubo externo, a uma distância de 50 mm da borda, são feitos três furos, espaçados uniformemente em torno da circunferência, e uma rosca M6 é cortada. Tendo recuado 0,5...1 m, são feitos mais três furos semelhantes. Depois de levantar o tubo interno com parafusos M6 com extremidades cônicas, ele é centralizado e fixado com segurança.
Um cabo para levantar o tubo interno está preso à sua extremidade inferior. O design desta unidade é mostrado na Fig. 5. Antes do içamento, o cabo é passado por um rolo instalado no flange da primeira fileira de cabos de sustentação e fixado em uma comporta simples fixada na parte inferior do mastro. À medida que o tubo interno se estende, o pino sobre o qual ele repousa é movido. O mastro da antena repousa sobre uma esfera de aço com diâmetro de 15 mm a partir de um rolamento de esferas. Uma engrenagem com diâmetro de 600 mm é montada no tubo externo em sua parte inferior (seu núcleo é usinado e a coroa é utilizada a partir do volante de um motor de carro ou trator). Usando uma simples caixa de engrenagens sem-fim, ele é conectado a um motor elétrico escovado de 50 watts.
O dispositivo de acionamento pode ser simplificado - baseado no aro de uma roda de bicicleta (Fig. 6). Na montagem da antena, ela é instalada na altura mais alta possível, em local aberto, mas de forma que haja acesso a ela (de forma que seus elementos fiquem aproximadamente três metros acima do solo). Em primeiro lugar, o GIR determina a frequência de ressonância dos elementos (sem dispositivos correspondentes e linhas de mudança de fase). A bobina do dispositivo é colocada no meio do elemento. A frequência de ressonância do vibrador ativo deve ser 14,15 MHz, do refletor - 14,05 MHz. Se a frequência de ressonância for superior ao necessário, é necessário verificar se os vibradores estão curtos - e, se necessário, alongá-los. Se a frequência ressonante for mais baixa, um dispositivo correspondente e uma linha de mudança de fase serão instalados. O alimentador é conectado através de uma bobina rígida (4-6 voltas com diâmetro de 15 mm; suas demais características não são críticas). Ao trazer o GIR para ele, é determinada a frequência de ressonância de todo o sistema - não deve exceder 14,15 MHz. Depois disso, o ROE mínimo e a proporção ideal dos valores de radiação direta e reversa são alcançados. Isto pode ser feito usando apenas um transceptor e um indicador de campo. A antena é conectada ao transceptor e o indicador de campo é usado para encontrar a radiação máxima em alcance e direção. Se estiver no início do intervalo, os elementos serão mais longos do que o necessário; se estiver no final, serão mais curtos. Tendo estabelecido a frequência ressonante, mover as pinças nos dispositivos correspondentes atinge uma ROE mínima. A última etapa da configuração é obter o padrão de radiação na altura de trabalho. Valores ideais de altura - 0,5l (10,5 m) e l (21m); nos intermediários, o padrão de radiação pode ser distorcido. Assim, a uma altura de 6 m, o diagrama é quase circular. O indicador de campo é colocado a uma distância de 20...50 m da antena, preferencialmente na mesma altura dela. Ligue o transceptor no modo telégrafo e, girando a antena, registre as leituras do indicador a cada 15...20°. Com base nos pontos obtidos, é construído um diagrama (Fig. 7).
Na cópia da antena do autor, o SWR na frequência de 14,18 kHz era menor que 1,1, nas bordas da faixa não ultrapassava 1,6, o que é explicado por alguma banda estreita devido ao pequeno diâmetro das extremidades dos elementos . A largura do padrão de radiação no nível 0,7 no plano horizontal é de cerca de 75°. A pétala posterior é fracamente expressa. Literatura
Autor: G. Butorin (U5MH) Antracite; Publicação: cxem.net
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