KB антена квадрат
Тази статия разглежда практическите въпроси на настройката и дизайна на "квадратната" антена.
Още на първия етап от настройката е необходимо симетрично и координирано захранващото устройство и "квадратния" вибратор.
За двуелементни антени с разстояние между елементите 0,2L, когато се захранват от 75-омов коаксиален кабел, най-популярното е използването на високочестотен трансформатор върху феритен пръстен. Схеми и проекти на такива трансформатори са многократно публикувани в литературата. Трябва само да се припомни, че трансформаторите трябва да имат достатъчно разстояние между завоите на проводника (2-3 mm), изолирани от сърцевината и да бъдат защитени от влага.
За три- и четириелементни антени с входен импеданс по-малък от 50 ома (тоест, когато съпротивлението на захранващото устройство надвишава входния импеданс), балансирането и съгласуването с помощта на линия за настройка - гама-съгласуващото устройство е най-ефективно. Приблизителните първоначални данни на такива устройства са дадени в таблица. 1. Диаметърът на проводника може да бъде същият като за рамката на излъчвателя (1,5-2,5 mm), разстоянието между проводниците на рамката и линията е в рамките на 5-10 cm.
Капацитет кондензатор, pf
За всеки обхват е желателно да имате отделен захранващ кабел със собствено съгласуващо устройство, тъй като различни комбинации, които затрудняват настройката, не ви позволяват да получите добро съвпадение на всички обхвати.
За да настрои антените, радиолюбителят трябва да разполага със следните устройства: КСВ метър, генератор, полувълнов дипол, късовълнов приемник с линеен индикатор за силата на получения сигнал, атенюатор с общо затихване до 50 dB и превключване на стъпки от 3 dB.
Необходима е настройка на антенатазапочнете с определяне на работната честота на системата като цяло. За да направите това, в процепа на захранващия фидер се включва измервателен уред и КСВ се измерва в диапазона на всеки 50 kHz. Според данните от измерването се изгражда графика и честотата на настройка се определя от минималната стойност. Чрез промяна на дължината на вибратора минималният КСВ се премества до дадена честота. За антени с устройства за гама съгласуване можете да промените честотата в рамките на ± 30 kHz, като промените дължината на съгласуващата линия и капацитета на кондензатора. Настройката на дадена честота може да се извърши на малка височина (1-2 m) от земята (покрива), като се вземе честотна корекция (минус 75 kHz за 14 MHz и пропорционално за други диапазони). След това, след като повдигнете антената до работната височина, е необходимо отново да проверите SWR за всяка лента. Когато е правилно настроен, КСВ трябва да е близо до единица при дадена средна честота за всяка лента. В краищата на диапазона той ще се увеличи и колкото повече, толкова повече елементи има антената: двуелементен "квадрат" в диапазона 14 MHz - до 1,2-1,3, триелементен - до 1,5-1,6, четириелементен - до 1,8-2. Това е така, защото с увеличаването на броя на елементите системата става по-тясна. Следователно, между другото, оптималните характеристики, получени при работната честота, ще се влошат с разстройването на обхвата. Последното обстоятелство е по-значимо от увеличаването на КСВ, което води само до увеличаване на загубите на мощност във фидера, които са с малки стойности.
След като настроите антената на дадена честота, можете да преминете към втория етап - настройка на пасивни елементи, тоест да получите модел на излъчване. Трябва да се отбележи, че качеството на антенната система зависи от тази работа. Следователно радиолюбителят не трябва да спира при първите задоволителни резултати и да доведе до настройкатаполучаване на най-висока производителност.
Този етап започва с настройката на рефлектора за максимално потискане на обратната радиация. За да направите това, на разстояние най-малко 2L на височина, равна на височината на центъра на антената, е монтиран хоризонтален полувълнов вибратор (с хоризонтална "квадратна" поляризация), към който е свързан генератор, настроен на работната честота. Към "квадратния" вибратор е свързан приемник. Насочвайки "квадратния" рефлектор към генератора, преместете джъмпера на късо съединение на рефлектора, като постигнете най-ниската стойност на сигнала в приемника.
Когато настройвате двуелементни антени, проверете промяната в SWR в диапазона. По същия начин настройте антената на други диапазони, след което се проверяват настройката на рефлектора и промяната на SWR, като се започне от първия диапазон. Такава поредица от последователни настройки трябва да се извърши, докато промените в параметрите по време на всяка настройка надхвърлят точността на измерване.
В заключение се взема диаграмата на излъчване и се определя съотношението на излъчване напред / назад при работните честоти на всеки диапазон. И накрая, най-добре е да премахнете диаграмата, като използвате сигналите на радиостанциите, разположени в две зони: близо (до 10-15 км) и далеч (800-2000 км).
Антените с три и четири елемента се настройват по същия начин. Директорът (режисьорите) се настройва според максималния сигнал на индикатора на изхода на приемника, като завърта "квадрата" на генератора. Трябва да се има предвид, че настройката на режисьора(ите) не е толкова силно изразена, колкото настройката на рефлектора, поради което изисква повече време и внимание.
За да се намали времето, е полезно да се използва устройство за дистанционно движение на джъмпери на късо съединени контури, предложено от В. Бегунов (UW3HY). виж "Радио", 1975. No 7, с. единадесет.
Трябва да се предупрединеопитни късовълнови апарати, настройващи насочени антени за първи път, от характеризиране от оценки на сигнала от други радиолюбители. Факт е, че при такава оценка е трудно да се отчете влиянието на редица обективни и субективни фактори, които в крайна сметка могат да доведат до погрешни заключения. Ако се реши да се проведе експеримент, трябва да се уверите, че: преминаването на радиовълните не се различава при никакви аномални явления и в двете точки по едно и също време на деня (с изключение на здрача); поляризацията на антените е еднаква; кореспондентът има възможност да измерва сигнала на линейния участък на своя приемник и изходния индикатор, като техниката на измерване не се различава от общоприетата; се получават повтарящи се резултати.
За да премахнете поне част от субективните причини, най-добре е паралелно да проверите характеристиките на антената в режим на приемане.
Подобна техника все още може да се използва за настройка на най-простата антена - двуелементен "квадрат". С тази настройка се събират статистически данни за измерване на съотношението на излъчване напред/назад в режим на приемане на различни станции, работещи в близост до работната честота, при различни дължини на късо съединение на рефлекторната верига и се определя нейната оптимална дължина. Този метод беше тестван на радио UA3CT и даде добри резултати. Въпреки това, за да се получат надеждни резултати, беше необходимо да се извършат голям брой измервания на разстояние до кореспонденти от 800 до 2000 km.Всяка точка беше нанесена на графиката след осредняване.Измерванията бяха направени на всеки 10 cm от дължината на рефлекторния шлейф и близо до максималната стойност на съотношението на радиация напред / назад - на всеки 3-5 cm.
За антени с повече от два елемента този метод е неподходящ, тъй като е невъзможно да се уловят промени в сигнала от произволни станции.когато настройката на директора не е възможна.
Антената е показана схематично на фигурата. Разстоянието между елементите е 0.2L. Рефлекторът и вибраторът са свързани с коаксиален кабел, чиято дължина и противофазното включване в рамката осигуряват необходимото фазово отместване. (Изчисляването на линията за изместване на фазата за антена с активен рефлектор е описано в статията "Антена с активен рефлектор" в списание Radio. 1968, № 9. стр. 17.) Захранващо захранващо устройство е свързано към коаксиален кабел в строго изчислена точка.
За съпоставяне на входните импеданси на рамките бяха използвани устройства за гама съгласуване, инсталирани в долните им ъгли. Тези устройства имат малко необичаен външен вид. От двете страни към рамките са свързани два късо съединение с ширина 12-15 см. Към средата на джъмпера на един от рефлекторните контури е свързан проводник, който, преминавайки през изолационните дистанционни елементи, успоредни на проводниците на контура, през кондензатора C1 свързва джъмпера към централната жилищна коаксиална линия. По абсолютно същия начин, но извън фаза, е свързан вибратор.
Антената се настройва на работната честота чрез избиране на дължината на верижките на вибратора, минималният SWR се постига с помощта на две устройства за съгласуване на гамата, а максималното потискане на обратното излъчване се постига чрез избиране на дължината на рефлекторните вериги и дължината на коаксиалната линия. Трябва да се отбележи, че настройката на такава антена изисква големи умения, търпение и време.
След настройка на антената бяха получени следните характеристики: печалба -12 dB, съотношение на излъчване напред / назад - 30 dB, съотношение на излъчване напред / отстрани - повече от 30 dB, потискане на задния лоб - 20 dB под основния, SWR при работна честота (14150 kHz) - 1,02.
Сред квадратите с три елемента дизайнът, създаден от съветския радиолюбител, е най-успешният.А. Ф. Камалягин (UA4IF). Антената е проектирана да работи в честотните ленти 14 и 21 MHz. Проектните данни на антената са дадени в табл. 2. Неговият входен импеданс е около 50 ома на всяка лента, така че можете да използвате кабел от 50 ома като захранващо устройство, като го свържете към рамката директно или (по-добре) чрез балансиращ трансформатор. Можете също така да използвате 75-омов кабел, но с устройство за гама съвпадение. Хранилката за всеки диапазон е отделна.