Irányított antenna - hullámcsatorna
Irányított antenna "hullámcsatorna"
Az irányított antennák lehetővé teszik a rádióállomás hatékonyságának növelését. Egy CB rádióállomáson általában egy antennát használnak a vételhez és az átvitelhez, így egy bizonyos erősítésű irányított antennát adnak a vételben és az átvitelben egyaránt. Az átviteli módú erősítés az, hogy a jeladó által fogadott jel szintje nagyobb lesz az antennaerősítés mértékével. A vételi üzemmódban a vett jel az antenna erősítésének mértéke is magasabb lesz, de emellett a kívánt jeltől eltérő irányból érkező interferencia tovább gyengül. Ez a nyereség gyakran a legfontosabb a kommunikáció hatékonysága szempontjából, ezért az antennákat nem a maximális nyereség, hanem a maximális nyereségarány az előremenő és a hátsó irányban irányítja. Az egyik legelterjedtebb irányított antennátípus a "hullámcsatorna" vagy a "Yagi" antenna az egyik feltaláló nevével. A 4-elemes "hullámcsatorna" antennájának kialakítása a 3. ábrán látható. 1.25.
Amint az az ábrán látható, a "hullámcsatorna" antenna egy közös vivőperemben található vibrátorok rendszere. A különböző hosszúságok miatt az elemek különböző rezonáns frekvenciákkal rendelkeznek. Az elemek hosszának és viszonylagos pozícionálásának kiválasztásával az egyik irányba érhető el a sugárzás erősítése. A rezgés hossza, amelyhez a tápkábel csatlakoztatva van, úgy van kiválasztva, hogy a működési frekvencián rezonanciát biztosítson. Egy olyan elem, amely valamivel hosszabb, mint a vibrátor, az elektromágneses hullám tükrözi a vibrátor irányában, és ez egy reflektor. Az olyan elemek, amelyek némileg rövidebbek, mint a vibrátor, a sugárzás további fókuszát nyújtják, és növelik az antenna irányát, és az úgynevezett rendezők. Általánosságban elmondható, hogy az elemek komplex rezonáns rendszert alkotnak, amelyben a szükséges antennarendszerek állnak rendelkezésre. A számítások és a működési tapasztalatok azt mutatják, hogy lehetetlen biztosítani az összes paraméter egyidejű optimalizálását. Így a legnagyobb nyereségre történő beállításkor a hátrameneti irányú csillapítás és a megengedett SWR értékű frekvenciasáv csökken. Ha az előre / hátrameneti erősítés maximális arányára van beállítva, az előremeneti erősítés csökken. Az 1. ábrán. A 1.26. Ábrán olyan antennát láthatunk, amely méretekkel minden paraméter számára meglehetősen jó kompromisszumot nyújt.
Először is, ennek az antennának a számítógépes szimulációja megoldotta a problémát, hogy legalább 2 rács sávszélességet érjen el. A szélessávú antennát könnyebb beállítani, és könnyebb elérni a jó eredményt, amikor otthon csinálják. A legtöbb ipari antennát az átjáróhoz is optimalizálták, miközben elég nagy nyereséget tartanak fenn. Az antenna főbb paramétereit az 1. ábrán mutatjuk be. 1.27.
Amint az az ábrán látható, az antenna SWR-értéke kisebb mint az 1.4 MHz sávban. Ez a sáv, amelyen a margó átfedi a megengedett C és D rácsokat. Az átjáró sávban a nyereség legalább 9 dBi (ha az antennát szabad térbe helyezi). A nyereség aránya előre / hátra körülbelül 15 dB. Az 1. ábrán. Az 1.28. Ábrán az antennaminta látható a vízszintes síkban. A függőleges síkban lévő irányíthatóság nagymértékben függ az antenna rögzítési magasságától és a talajvezető képességtől. Amikor az antennát az épület vezetőképes tetőre szereli (beleértve a vasbetonot is), akkor a tető is a "föld". A "talaj" visszaverődése miatt az antenna nagyobb nyereséggel fog rendelkezni, és a függőleges mintázat nagyobb lesz, mint az ugyanazon antenna irányított mintája szabad térben. Az 1.29-1.31. Ábrák függőleges sugárzási mintázatot mutatnak, amelynek hullámhossza 1/2, 3/4 és 1.
Meg kell jegyezni, hogy valós körülmények között a földnek nincs ideális vezetőképessége, és ha a talajból visszaverődik, akkor a sugárzott antennarendszer veszteségei lesznek. Az ilyen körülmények között az antenna nyeresége kisebb lesz, mint a számított érték, és az irányíthatóság (a függőleges síkban) szélesebb.
A felhasznált csövek átmérőjétől, a talaj feletti magasságtól és más helyi viszonyoktól függően a méretek kissé eltérhetnek a megadott értékektől. Az antenna természetesen más közeli frekvenciákra is hangolható minden méret arányos megváltoztatásával. Az antenna kialakítása lehetővé teszi ezt a beállítást. Az antenna egy vékony falú duralumcsövekből készült, nem fémes szerkezet. A hordozó gémként kb. 50 mm átmérőjű csövet használnak. Az elemek két átmérőjű csövekből állnak. A 3 méter hosszú középső rész egy 20-25 mm átmérőjű csőből készül. Az elemek végrészei vékonyabb csőből készülnek. Ennek a csőnek a átmérőjét úgy választják ki, hogy sűrűn belépjen a központi részbe. A csukló vastagabb csövekbe történő rögzítéséhez a fűrész 30 mm mélységben vastagabb csövekké alakul. Egy vékony csövet helyeznek be egy vastagabb csőbe, legalább 300 mm-re (az erősség és a későbbi beállítás lehetősége érdekében), és az egész szerkezet megfelelő átmérőjű szőnyegen rögzíthető. Az elemeknek a gémhez való rögzítésére szolgáló szerkezeti kialakítása az 1. ábrán látható. 1.32.
Az U-csavarok szerelése előnyösebb a szerkezeti szilárdság szempontjából, ezért ha nagyobb keresztmetszetű (50x50) sarkot használunk, akkor jobb, ha nem fúrunk lyukakat az antennaelemekbe, és rögzítjük az U-csavarokat a rögzítéshez. Az árbocra vagy forgóeszközre történő rögzítés módját elsősorban a tervezési jellemzők határozzák meg, és itt nem foglalkoznak.
Az antenna összeszerelése után minden menetes csatlakozást védeni kell festékkel vagy tömítőanyaggal. Ez megakadályozza az anyák spontán csavarását, másrészt lehetővé teszi, hogy szükség esetén csavarja le az anyákat az antennát a nyitott ég alatt.
Az antenna összeállítása után biztosítani kell a kábelhez való igazítását. Az 1. ábrán. Az 1.33. Ábrán az antenna komplex rezisztenciájának függvénye látható. Az X szimbólum 27,9 MHz frekvenciát jelez, a 0 jel pedig 26,9 MHz frekvenciát jelez. Az ezeket a pontokat összekötő ívelt vonal az antenna komplex impedanciájának függvénye a frekvencián. Az aktív ellenállás skála (függőleges vonal) ezen görbéjének metszéspontja mutatja az antennás rezisztenciát - 32,5 Ohm. Az ábrán a középpont körüli körmérés határolja azt a területet, ahol az antenna bemeneti impedanciája kisebb, mint 2, ha az 50 ohmos kábel közvetlenül kapcsolódik (ebben az esetben a vibrátor kivágott). Ebben az esetben azonban a teljes megadott frekvenciatartományban nem biztosítható az elfogadható tengelykapcsoló. A pontos koordináció érdekében ajánlatos egy megfelelő készüléket használni. Az 1. ábrán. A 1.35. Ábrán a függőség látható
az antenna komplex impedanciája egy megfelelő eszközzel a frekvenciából, feltéve, hogy helyesen van koordinálva egy 50 ohmos kábellel, 27,4 MHz frekvencián. Ebben az esetben az antenna teljes frekvenciatartományában az ADR kisebb, mint 2.
Annak érdekében, hogy az antennát a kábellel illessze, gamma-illesztõ eszközt használ. Az 1. ábrán. Az 1.34. Ábra az eszköz vázlata, és a szükséges méretek megadása.
A gamma-illesztõeszköz konstrukcióját az 1. ábrán mutatjuk be. 1.36. A vékony cső hossza 600 mm, ami némileg nagyobb, mint az 1. ábrán jelzett érték. 1,34 az alkalmazott kondenzátor sajátosságai miatt. A gamma-illesztõ eszköz C1 kondenzátorának koaxiális szerkezete van. 50 ohmos szakaszból
A 600 mm hosszú koaxiális kábel eltávolítja a védőburkolatot és a réz fonatot. Egyrészt egy belső szigetelőt 20 mm távolságra távolítanak el. A belső vezetékek ki vannak téve és forrasztva vannak a SO-239 csatlakozóhoz. Ezután ez a kábel kerül a vékony csőbe. A konzol és a híd lágy alumíniumlemezből készült, vastagsága kb. 1,5 mm. A rögzítő konzol U alakú hajtűvel van rögzítve, amely rögzíti a vibrátorot a gémhez.
Az antenna a jumper mozgatásával 27,4 MHz-es minimális hangszórókra van hangolva. Beállítás után a hídon lévő rögzítőcsavarokat meg kell húzni és védeni kell tömítőanyaggal vagy festékkel. Megjegyzendő, hogy az antenna hangolását olyan magasságon kell elvégezni, amelyen tovább működik. Ezért a forgóeszközzel rendelkező árbocszerkezetnek biztosítania kell az antenna többszörös emelését és csökkentését.
Végezetül meg kell jegyezni, hogy komplex irányított antennák gyártása ajánlható olyan tapasztalt amatőröknek, akik rendelkeznek a szükséges ismeretekkel és tapasztalatokkal az antennák építésében és működtetésében. A kezdőknek meg kell felelniük a "egyszerűtől összetett" szabálytól.