Антени за начинаещи радиолюбители
След като получи сигнал за наблюдение или личен повиквателен, всеки начинаещ радиолюбител има два въпроса: какво оборудване да закупи или изгради и какви антени да инсталира, за да работи в ефир. Това е за антените и ще бъдат обсъдени в тази статия. Защо е необходима антена - всеки знае, поне дори косвено свързан с радиотехниката. Но какви антени има, как да ги направите, инсталирате и конфигурирате, начинаещ радиолюбител често не знае.
Радиолюбителите работят предимно на къси (HF-обхват) и ултракъси (VHF-обхват) вълни. Възможна ли е нормална работа в ефир без добре настроени и поставени антени? Ще отговоря -невъзможно.Невъзможно е да се провеждат дори сравнително къси комуникации (разбира се, не говорим за съсед в апартамент или къща) без добра антена и има поне две причини за това. Първата причина е, че една непоследователна антена (например парче тел с произволна дължина, минаващо по цокъл, висящо от балкон, сонда от тестер и т.н.) има изключително ниско усилване както за приемане, така и за предаване (тъй като антената е реверсивно устройство) и нищо освен близките мощни станции и огромното количество смущения не могат да бъдат получени на нея. Втората причина е, че предавателятще откаже да работина несъвместима антена, тъй като няма да има координация между икономиката на антената-фидер и трансивъра, ще се появи огромна стояща вълна във фидера (коаксиален кабел, който захранва антената) и цялата мощност, вместо радиация, както трябва да бъде в ефира, ще се върне обратно към предавателя. Те също така говорят за такъв феномен - високSWR(коефициент на стояща вълна) - тоест съотношението на директната вълна, която се излъчва във въздуха, към отразената вълна, която безполезно се отразява от несъгласуваната антена на изходатрансивър или усилвателно стъпало. Идеалният SWR, към който се стремят всички радиолюбители и комуникационни професионалисти, е 1.0, тоест единица. Това показва, че няма отразена вълна и антената е съвпадаща. Работата с КСВ над 1,5-2 се счита за лоша форма сред радиолюбителите.Каква е опасността от високия SWR?Представете си, че вашият трансивър има изходна мощност от 100 вата. При нормална работа цялата тази мощност отива във въздуха и незначителна загуба на мощност се разсейва върху колектора на изходния транзистор или върху анода на лампата, превръщайки се в топлина (припомнете си училищната физика, закона на Джаул-Ленц). Сега си представете какво ще се случи, ако няма къде да отиде мощността, няма нормално натоварване? Точно така, тя ще се върне под формата на топлина ибезмилостно ще изгорискъп изходен транзистор или лампа, като същевременно ще унищожи или сериозно развали други елементи на изходния етап на предавателя (бобина, кондензатори, релета и т.н.). Как казваш, че имаш нужда от него? SWR се измерва с устройство, нареченоSWR Meter(вижте снимката по-долу).
Но нито една антена няма да работи, ако не е свързана към радиостанцията. Комуникационната линия между антената и трансивъра ефидер, а комбинацията от антена и фидер се наричаантено-фидерно устройство(AFD). Най-често срещаният фидер екоаксиален кабел. Той е подреден по следния начин: основният проводник на сигнала в коаксиалния кабел ецентралното ядро - вътрешният проводник. Изработен е под формата на гъвкав проводник от мед или (рядко) помеднен алуминий. Защо алуминият понякога е покрит с мед? Проводимостта на медта е много по-висока от тази на алуминия, но цената е по-висока и тъй като по повърхността на проводника протича високочестотен ток, външната страна на проводника се изпълняваот материал с по-добри радиотехнически свойства, а сърцевината е направена от по-евтин, но с по-лоши свойства. И такъв кабел като резултат е по-евтин. Централната сърцевина на всеки коаксиален кабел е покрита сдиелектрична обвивка, тоест изолационен материал. Осигурява електрическа изолация на централното ядро и необходимата вълнова проводимост (предаване на радиовълни вътре в кабела). Вътрешната обвивка често е изработена от полиетилен, пенополиетилен, флуоропласт. Обвивката е покрита с външен проводник, наричан още екран илиоплетка. Изработен е под формата на плитка, метализирано фолио, по-рядко - гофрирана тръба. Използваните материали обикновено са мед (което е по-добре), алуминиеви сплави. Външният проводник (оплетка) е защитен от механични повреди и атмосферни влияния чрез слойвъншна изолацияот издръжлив поливинилхлорид или полиетилен.
На снимката: коаксиален кабел PK50-7-11
Важно е да се гарантира, че външната изолация на кабела не е повредена, няма порязвания, пробиви, изгорени места, пукнатини по нея. Всяко свързване на коаксиален кабел трябва да бъде здраво запечатано, в противен случай водата ще попадне в кабела и той ще загуби всичките си първоначални свойства.
За запечатване можете да използвате автомобилен уплътнител, лепило и (в най-лошия случай) пластилин. Но пластилинът има свой собствен минус - той се напуква в студа, а в топлината може лесно да се отцеди, излагайки мястото на запечатване и намалявайки всичките ви усилия на „не“. За радиокомуникация не може да се използва кабел, наводнен с вода и с механични повреди. По външни признаци е възможно да се определи дали водата е навлязла в кабела - за да направите това, оголете плитката и централната сърцевина на няколко сантиметра от двете страни. Ако върху медта има зелено покритие (мръсносиво върху алуминий), следи от корозия, оплетката е мокра или (случва се) да изтича вода от бобината на кабела - не използвайте такъв кабел, колкото и да сте убедени в това - няма да работи нормално, уви, никога. Не се опитвайте да изсушите кабела по никакъв начин - безполезен е. Всеки коаксиален кабел, като правило, се характеризира с няколко параметъра.
Също така си струва да се докосне до въпроса заантенните изолатори. Задачата на изолатора на антената е да създаде диелектрична (непроводима) среда, да раздели антенните елементи с различен потенциал. Вероятно сте срещали изолатори, използвани в енергетиката. Към изолаторите са прикрепени проводниците на електропроводи, кабелни мрежи за излъчване, мрежи за улично осветление. За икономиката на антената бяха създадени и специални видове изолатори. Най-често радиолюбителите използват порцеланови изолатори "орех". Такива изолатори са разработени за военно комуникационно оборудване. Те са непретенциозни, имат достатъчна механична и електрическа якост и могат да служат безпроблемно повече от дузина години. Сега получаването им не е проблем, но ако ги няма, можете сами да направите изолатори, например от плътен текстолит, флуоропластичен или дебел плексиглас. В никакъв случай не се опитвайте да правите дървени изолатори "дъски" - те ще ви разочароват при първия дъжд, влошавайки параметрите на антената или дори причинявайки електрическа повреда. Не по-добри и "изолатори" от найлонови въжета и други импровизирани средства. Не забравяйте, че едно е, когато работите с постоянен ток или нискочестотен ток, друго нещо са високочестотните устройства и оборудване. Концепциите за електрическа изолация при ниски и високи честоти са донякъде различни и материал, който нормално би се държал в нискочестотна електрическа верига, ввисоката честота може лесно да ви подведе.
На снимката: изолатори от орех
На снимката: антенен кабел
И накрая, стара радиолюбителска мъдрост:ЗАПОМНЕТЕ: НАЙ-ДОБРИЯТ УСИЛВАТЕЛ Е АНТЕНАТА!
В следващата част ще разгледаме основните типове HF и VHF антени, както и прости дизайни на антени, подходящи за повторение от начинаещ радиолюбител.
73! Дмитрий Борисов (UA3EID), Орел