НА ГЛАВНУЮ - - адрес этой страницы -- http://ra6foo.qrz.ru/s145.html -- версия 10 05 2011 -- НА ГЛАВНУЮ

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ АНТЕННЫ ВОЛНОВОЙ КАНАЛ 145 МГц

ПРЕЖДЕ, ЧЕМ СДЕЛАТЬ ВЫБОР
Универсальные ВК разрабатывались в 2009 г, В более поздних, широкополосных, разработаных на 2 года позже, были
сохранены все положительные свойства, но значительно расширены возможности базовой структуры, полоса частот и
стабильность параметров к влиянию конструктива, ошибок в нём и внешних воздействий. По известным мне результатам
изготовления процент отклонений параметров от расчетных у широкополосных антенн оказался меньше в несколько раз,
чем у универсальных, которые в свою очередь показали уровень отклонений меньше обобщенного среднего для антенн ВК
Собственно максимальная повторяемость и была одной из целей создания группы из 216 вариантов широкополосных антенн.

БАЗОВАЯ СТРУКТУРА АНТЕНН

Физически это траверса 10 метров с рефлектором и 14 директорами, которую можно укоротить до нужной вам длины,
заменив только директор, ставший при этом последним или затем удлинить, добавив секцию траверсы с директорами.
На ней может быть установлен один из 12и предложенных ниже вибраторов различного типа или заменен на другой.
Это дает возможность легко проверить будущую антенну, сделав ее сначала в виде 4х ... 7и элементной антенны,
а затем нарастить секцией траверсы с директорами, ошибки в которой маловероятны. Таким образом мы имеем
130 вариантов антенн от 4 до 16 элементов из 12 длин, от 0,66 до 10,2 метров, и из 10 различных вибраторов.



ДЛИНЫ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ДИАМЕТРА 5 мм. Для других диаметров - изменить по таблице ниже.
Длина и позиция последнего директора, а в антеннах от 12 до 16и элементной
еще и длина предпоследнего директора,имеют отличные от базовой структуры значения.
Длина и позиция вибратора W зависит от его типа и входного сопротивления.

структура2foo4s2foo5s2foo6s2foo7s2foo8s2foo9s 2foo10s2foo11s2foo12s2foo13s2foo14s2foo15s2foo16s
длина0.66 м1.24 м1.88 м2.62 м3.4 м4.23 м 5.08 м5.95 м6.77 м7.64 м8.47 м9.32 м10,18 м
усиление дб6.27.89.110.11111.6 12.312.913.313.714.114.414.8
F/B 180° дб18.02228262428 29313435353535
G/T---------------- 4.1- 3.28 - 2.61- 2.14- 1.65- 1.29- 0.88- 0.62
В универсальных антеннах акцент сделан на максимум усиления, подавления боковых и задних лепестков и отношения G/T.
При этом антенны умеренно широкополосны - верхний край полосы по КСВ 2 не ниже 146.8 МГц, а по G/T сравнимы с лучшими
антеннами в таблице VE7BQH.

Диаметр материала рефректора и директоров 4 мм4,5 мм5 мм5,5 мм6 мм
Коррекция длины относительно их длины при 5 мм + 2 мм+ 1 мм0 мм- 1 мм- 2 мм
Модели расчитаны с диаметром 5 мм. Элементы антенн можно делать из материала диаметром от 4 до 6 мм.
Менять диаметр можно как у всех, так и у отдельного элемента и независимо от диаметра вибратора.
ТАБЛИЦА АНТЕНН 2fooXXxxsXX
КЛАССИФИКАЦИЯ:
одна или две цифры - количество элементов, затем одна или две буквы - тип вибратора: p - петлевой стоя;
pf - петлевой лежа, питание в переднюю сторону, кабель вперед; pb - петлевой лежа, питание в заднюю сторону, кабель назад;
r - разрезной; pp - полупетлевой; u - U-вибратор и две или три цифры - R вх. антенны. Ячейки таблицы - ссылки на файлы антенн.
вибраторы АНТЕННЫ
      Файлы антенн в zip 100 Кб (версия 10 05 2011, название файлов прежней версии изменено)
тип, Rвх.4 el5 el6 el7 el 8 el9 el10 el11 el12 el 13 el14 el15 el16 el
разрезной
rs 28
4r 28 5r 28 6r 28 7r 28 8r 28 9r 28 10r 28 11r 28 12r 28 13r 28 14r 28 15r 28 16r 28
разрезной
rs 50
4r 50 5r 50 6r 50 7r 50 8r 50 9r 50 10r 50 11r 50 12r 50 13r 50 14r 50 15r 50 16r 50
петлевой
ps 100
4p 100 5p 100 6p 100 7p 100 8p 100 9p 100 10p 100 11p 100 12p 100 13p 100 14p 100 15p 100 16p 100
петлевой
pfs 100
4pf 100 5pf 100 6pf 100 7pf 100 8pf 100 9pf 100 10pf 100 11pf 100 12pf 100 13pf 100 14pf 100 15pf 100 16pf 100
петлевой
pbs 100
4pb 100 5pb 100 6pb 100 7pb 100 8pb 100 9pb 100 10pb 100 11pb 100 12pb 100 13pb 100 14pb 100 15pb 100 16pb 100
петлевой
ps 112
4p 112 5p 112 6p 112 7p 112 8p 112 9p 112 10p 112 11p 112 12p 112 13p 112 14p 112 15p 112 16p 112
петлевой
pfs 112
4pf 112 5pf 112 6pf 112 7pf 112 8pf 112 9pf 112 10pf 112 11pf 112 12pf 112 13pf 112 14pf 112 15pf 112 16pf 112
петлевой
pbs 112
4pb 112 5pb 112 6pb 112 7pb 112 8pb 112 9pb 112 10pb 112 11pb 112 12pb 112 13pb 112 14pb 112 15pb 112 16pb 112
полупетлевой
pps 100
4pp 100 5pp 100 6pp 100 7pp 100 8pp 100 9pp 100 10pp 100 11pp 100 12pp 100 13pp 100 14pp 100 15pp 100 16pp 100
полупетлевой
pps 112
4pp 112 5pp 112 6pp 112 7pp 112 8pp 112 9pp 112 10pp 112 11pp 112 12pp 112 13pp 112 14pp 112 15pp 112 16pp 112


КОНСТРУКЦИЯ АНТЕНН

Расчитана на применение сосновой траверсы (см. ниже) с запрессоваными в неё пассивными элементами и лежащими на траверсе сьемными разрезными rs и петлевыми pfs, pfs вибраторами. Антенны можно изготовить и на металлической траверсе с бумкоррекцией и конструктивом на ваше усмотрение. Полупетлевые вибраторы pps также запрессованы в отверстия в сосновой траверсе, такая антенна вообще не имеет деталей крепежа элементов. Антенны с полупетлевыми вибраторами изготавливать на металлической траверсе нельзя. Конструкции c петлевыми вибраторами ps "стоя" преимуществ не имеют, считаю их непрактичными и оставляю на ваше усмотрение.


ВИБРАТОРЫ

Все типы вибраторов могут быть выполнены только из материала годного к надежной пайке.
Вибраторы 28 и 112 Ом расчитаны на питание 50 Омным кабелем через трансформаторы из кабеля 37,5 и 75 Ом (см. ниже).
Вибраторы 100 Ом расчитаны для работы в стеках х2 через повторители из кабеля 75 Ом кратные 1/2λ и для антенны с круговой поляриз.

ПЕТЛЕВЫЕ ВИБРАТОРЫ pf и pb 100 и 112 Ом

Для вибраторов pfs pbs лежа на траверсе разработан узел крепления и герметизации на основе прямоугольной пластины 80 х 40 мм из листового 12 мм гетинакса или текстолита. Вибратор состоит из 5 деталей: неразрезная сторона из прямой трубки 4...6 мм, разрезная сторона из двух прямых трубок того же диаметра и две П-образные боковые перемычки из прутка на 2 мм тоньше, впаяные в торцы трубок. Перемычки впаиваются в последнюю очередь, после заливки отверстий 12 мм эпоксидной смолой и контроля размеров и прямоугольности. Диаметры отверстий 5 и 9 мм - для вибратора 5 мм и стакана на кабеле типа РК75-4-11 и подобных, диаметром 6,5...7,5 мм.

.

А и В - размеры вибраторов модели. Отсчет от оси проводов. Размер В = 30 мм для всех вибраторов.
Материал для П-образной перемычки при толстостенных трубках может быть тоньше.
Длины вибраторов с отводом кабеля вперед pfs100 и pfs112 от диаметра трубок не зависят.
вибраторpbs100pfs100pbs112pfs112
диаметр D трубок4 мм5 мм6 мм4...6 мм4 мм5 мм 6 мм4...6 мм
длина А мм от оси до оси перемычек971969967988974972 970998
позиция разрезной стороны199233211246
позиция неразрезной стороны229203241216


РАЗРЕЗНЫЕ ВИБРАТОРЫ 28 и 50 Ом
Разрезной вибратор 28 Ом имеет габарит 1004 мм и состоит из двух медных трубок 5 мм длиной 498 мм c зазором между ними 8 мм: (1004-8)/2= 498.
Разрезной вибратор 50 Ом имеет габарит 1040 мм состоит из двух медных трубок 5 мм длиной 516 мм с зазором между ними 8 мм (1040-8)/2= 516.
Для других диаметров размеры в таблице ниже.
Диаметр вибратора 4 мм5 мм6 мм7 мм8 мм
Длина для 28 Ом 10061004100210011000
Длина для 50 Ом 10421040103810371036

КРЕПЕЖНЫЙ УЗЕЛ из листового гетинакса 12 мм. Диаметр отверстий должен быть равен выбраному вами диаметру трубок вибратора. Глухое отверстие 12 мм в центре - для пайки кабеля и фиксации кабеля и плеч вибратора заливкой эпоксидной смолой. Рядом отверстие 5 мм для длинного, проходящего сквозь траверсу крепежного болта М5, который зафиксирован гайкой, утопленной в рассверловке для нее снизу. Две пары отверстий 4 мм для двух Г образных уголков из металлических полос, обнимающих бока траверсы, с помощью которых вибратор можно также юстировать перпендикулярно траверсе. Сверловку боковых отверстий производить в тисках новыми сверлами с незатупленными гранями цилидрической части. Отверстие для кабеля может быть до 11.5 мм, а если диаметр стакана на кабеле больше 11,5 мм, вместо отверстия сделать пропил по диаметру кабеля, а перед заливкой смолы наклеить снизу скоч. Или применить гетинакс 16 мм. Для вибраторов из материала диаметром 7 и 8 мм крепежный узел также изготавлиавется из гетинакса 16 мм.


ПОЛУПЕТЛЕВЫЕ ВИБРАТОРЫ 100 и 112 Ом

Длина петлевого плеча 474 мм одинакова и для 100 и 112 Ом и не зависит от диаметра, длина линейного плеча зависит и от типа и от диаметра.
При изготовлении проще считать "короткая сторона": 474 + 30 = 504 мм и "длинная сторона": 474 + 498...505 = 972...979 мм в зависимости от входного сопротивления и диаметра вибратора. Отрезок 30 мм служит лишь для фиксации ППВ в траверсе, его длина некритична и может быть от 20 до 40 мм в зависимости от сечения траверсы.
Возможны три варианта ППВ:
1 - гнутый с прямоугольным петлевым плечом из материала 4...4,5 мм.
2 - гнутый с полукруглым петлевым плечом из материала   4...6 мм. При этом длина петлевого плеча от точек пайки кабеля до оси провода будет на 5 мм больше, 479 мм.
3 - сборный из двух разной длины трубок от 4 до 6 мм и П-образной перемычки из материала диаметром на 2 мм меньше. Самый простой и технологичный вариант. Берутся две трубки, одна 504 мм, другая от 972 до 979 мм в зависимости от R вх. и выбраного диаметра. В 474 мм от торцов сделать отметки мест пайки и запрессовать трубки в траверсу так, чтобы отметки были над поверхностью траверсы на полдиаметра кабеля. Впаять П-образную перемычку. Петлевое плечо при этом чуть длинее, но за счет меньшей емкости провода перемычки частота вибратора та же.

Перед запрессовкой ППВ в отверстия, в них наносится несколько капель эпоксидной смолы для фиксации ППВ и защиты его от коррозии. Зона пайки герметизируется эпоксидной смолой. Возможен сьемный вариант установки. ППВ вставляется до упора короткой стороны в накладку из диэлектрика на отверстие с обратной стороны траверсы. Кабель подключается через З образный сьемный стыковочный узел.


КАБЕЛИ, СТАКАНЫ НА НИХ И ТРАНСФОРМАТОРЫ

для трансформации входного сопротивления антенны 112 и 28 ом в 50 ом и отсечки тока по оплетке кабеля.

Кабель-стакан-трансформатор 28 - 50 ом
для антенн с разрезным вибратором 28 ом из фторопластового кабеля РК 50-7-22
Требуемое для трансформатора волновое сопротивление 37,5 Ом получается снятием с изоляции 4х фторопластовых лент.
Он может быть использован в любых антеннах 28 ом, например DK7ZB.


Заготовка кабеля может быть любой длины, но не короче 460 мм. Снять оболочку, фторопластовые ленты под ней и оплетку. Закрепить края от раскручивания лент кольцами узкой ленты скоч.


В 380 мм от правого торца сделать метку, наклеить левее метки кольцо узкой ленты скоч, сделать по метке легкий кольцевой надрез и снять четыре слоя фторопластовых лент, закрепить край от раскручивания лент.


Надеть оплетку, совместить ее торец с левым (толстым) торцом и с этого торца начать плотно обматывать лентой скоч и закончить в 15 мм перед ступенькой в изоляции. Промять оплетку по форме ступеньки, согнать волну оплетки к тонкому концу, а излишек длины сдавить так, чтобы оплетка оставалась в слегка натянутом состоянии. ( Кабель с переходом 50 в 37.5 Ом готов, но длина 367 мм трансформатора пока не определена) Начиная от ступеньки усадить два - три слоя цветных (не черных, на фото - белые) термоусадочных трубок длиной заготовок 390 мм. На расстоянии 345 мм и 367 мм от ступеньки сделать отметки шариковой ручкой.


С отрезка кабеля типа РК 50-9-12, РК 75-9-12 длиной 400 мм аккуратно снять оболочку и оплетку. Оплетка должна иметь естественный медный цвет и блеск (на фото использована посеребренная). Надеть оплетку на заготовку так, чтобы её торец был левее термоусадочных трубок и на 10 мм лег на оплетку кабеля. Начиная с левого торца надетой оплетки и приблизительно до отметки (ее н видно, она под оплеткой) плотно обмотать оплетку лентой скоч шириной 15...18 мм. Укоротить оплетку до отметки 345 мм, обстригая ее ножницами над старой газетой. Затем продолжить обмотку оплетки лентой скоч, закрыв этот торец и стакан по всей длине. ( стакан готов, определяем трансформатор по длине 367 мм) По отметке "367 мм" термоусадочную трубку обрезать и удалить, расчесать оплетку кабеля и отвести ее вбок, скрутив в жгут. Тем самым теперь определена длина трансформатора 367 мм. Далее готовим его к пайке. В 3х мм от торца оплетки надрезать и снять внутреннюю изоляцию, облудить оплетку и центр. жилу, лишнее откусить.


Защитить стакан термоусадочной трубкой любого цвета (на фото - черная), или обмотать лентой скоч и поверх нее - ПВХ изолентой для защиты скоча от солнца. Правый торец кабеля заделать в разьем 50 ом.


Кабель-стакан-трансформатор 112 - 50 ом
для антенн с петлевым и полупетлевым вибратором 112 Ом
из фторопластовых кабелей типа РК 75-4-21 или РК 75-7-21.

Технология и размеры те же (см. выше), особенность в том, что длина кабеля (367 мм) больше длины стакана (345 мм) лишь на 22 мм, из которых 3...4 мм должны выступать (справа на фото) из стакана, 15 мм находятся внутри разьема СР-50 и сухарики разьема не должны обхватывать дно стакана и края термоусадочных трубок под ним. При аккуратном изготовлении между сухариками и торцом трубок остается запас в 2...4 мм.


Кабель-стакан 50 ом
для антенн с разрезным и петлевым вибратором 50 ом
из кабелей типа РК 50-4,8-12а, РК 50-4.8-32...РК50-4.8-36 с оболочкой из полиэтилена

Заготовка произвольной длины. На расстоянии 400 мм от торца сделать кольцевой вырез оболочки. В 345 мм от вырезки нанасти на кабель отметку. Надеть отрезок 400 мм оплетки от кабеля типа РК 75-7-11, РК 75-9-12, РК 50-9-12. Край оплетки уложить в вырезку, вдавить и, начиная с этого края, плотно с натягом обмотать скочем шириной 18 мм на длину около 330 мм. Теперь, когда почти весь стакан плотно лежит на кабеле, аккуратно по кольцу обстричь стакан ножницами до длины 345 мм по отметке на кабеле и продолжить обмотку до его торца. В 5 мм от торца стакана надрезать и снять оболочку кабеля и подготовить торец кабеля для пайки к вибратору. На фото подготовлен для разрезного вибратора. На стакан по всей длине усадить термоусадочную трубку или обмотать скочем шириной 18 мм и поверх нее - ПВХ изолентой для защиты скоча от солнца. .


Кабель-стакан-трансформатор 112 - 50 ом
для антенн с петлевым и полупетлевым вибратором 112 Ом
из кабелей типа РК 75-4-11 или РК 75-7-11 с оболочкой из полиэтилена.

Длина стакана на нем та же - 345 мм и выполняется по той же технологии, что и стакан на кабеле 50 Ом, Но здесь длина кабеля фиксирована т.к. он должен работать и как трансформатор 112 - 50 Ом. Его длина выбрана не 1/4λ, а 3/4λ или 1020 мм потому что при длине 1/4λ (340 мм) переход с 75 Омного кабеля-трансформатора на кабель 50 Ом был бы под стаканом, что нереализуемо. Другой конец кабеля заделать в 50и омный разьем или стыковать пайкой с 50 Омным кабелем так, чтобы длина кабеля 75 Ом между торцами его оплетки была 1020 мм.


По такой технологии и размерам можно делать и из кабелей с ПВХ оболочкой, но участок оболочки, на который ложится стакан, надо удалить и вместо него усадить на кабель 3...4 слоя цветной термоусадочной трубки. Длина стакана при этом та же - 345 мм.

ТРАВЕРСЫ

На изготовление сосновой траверсы или ее секций можно сделать заказ, но самостоятельное изготовление настолько легко и просто, что вводит в азарт изготовления и проверки в работе большого количества разных антенн, остановить который может только недостаток материала на элементы. Простой или электрический рубанок и электролобзик типа SKILL- основные инструменты для этого. Для будущей траверсы надо купить или подобрать сосновый брусок или доску немного длинее требуемой и толще на 5...10 мм. Не выбирайте слишком легкую древесину, она может оказаться старой и менее прочной. Проверьте на излом отсутствие скрытых трещин и дефектов. БУ доска или брусок пойдут в дело сразу, свежераспиленные - просушить две-три недели в теплом помещении стоя или лежа на ровной поверхности. Заготовка для траверсы обычно не идеально прямолинейна или имеет пропеллерность. Чтобы получить прямолинейную траверсу, перед обработкой определите, с какой поверхности снимать больше в центре заготовки, а с какой больше на краях. В зависимости от диаметра элементов и особенностей конструкции для антенн 145 МГц достаточно сечение от 22х22 до 27х27 мм, для антенн 435 МГц от 16х16 до 22х22 мм.

Заготовки траверсы или ее секций взять с небольшим запасом по длине, 10...20 см. После формирования прямоугольного сечения сделать предварительную разметку и довести до восьмиугольного сечения, оставив прямоугольными только те зоны или грани, где это конструктивно необходимо - это уменьшит парусность. Участки траверсы между опорами или подвесками могут быть постоянного профиля, участки, уходящие за опоры или подвески - уменьшающегося к концам профиля. Траверсы антенн от 3 до 6 м удобнее делать из двух секций, от 6 до 10 м - из трех секций. Длину секций определяет расположение элементов, способ подвески и поляризация антенны. Обнаруженный на любом этапе изготовления или эксплуатации антенны участок траверсы с сомнительной прочностью, дефектом, или поломку можно восстановить, обматывая лентой из стекловолокна пропитываемой во время обмотки эпоксидной смолой

На траверсу перед разметкой нанести защитное покрытие от влаги. Это может быть современная мелкодисперсная белая краска типа "Ореол", нанесенная в два-три слоя с небольшим перерывом по времени, или, что лучше, пропитка Пинотекс и яхтовый лак Маршалл.
Рефлектор и директоры запрессовываются в отверстия того же диаметра или на 0,1...0,2 мм меньше. Диаметр сверла зависит от заточенности, оборотов сверла, структуры древесины и отклонения в диаметре элементов, поэтому лучше подобрать заранее на обрезке от траверсы. Перед запрессовкой закапать в отверстия эпоксидную смолу, запрессовать элементы и отцентровать.

Секции стыкуются уголками из латуни. Сечение секций в месте стыковки должно совпадать по размерам не хуже 0,5 мм. Уголок сгибается из заготовки из жесткой листовой латуни.Толщина материала и размеры заготовки расчитываются исходя из периметра сечения траверсы: толщина 0,01, длина 1,5 и ширина 0,6, например для стыка секций сечением 24х24 мм и периметром 24х4=96 мм берется заготовка уголка из латуни толщиной 96х0,01=1 мм длиной 96х1,5=144 мм и шириной 96х0,6=58 мм. Полки для стяжных винтов делать шириной 0,1 периметра сечения траверсы.
Если антенна предназначена для постоянной круглогодичной работы, все возможные зазоры и полости между секциями траверсы и под уголками перед сборкой заполнить садовым варом или светлым пластилином. Вода не будет задерживаться, замерзать - оттаивать и тем самым расшатывать крепление.


НА ГЛАВНУЮ