ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ АНТЕНН DJ9BV НА ДИАПАЗОН 144 МГц

Среди многообразия УКВ антенн, применяемых для любительской радиосвязи [3, 4], особое место занимают "волновые каналы" с удлиненной траверсой (бумом), как наиболее простые в изготовлении, некритичные к настройке, позволяющие получить большой коэффициент усиления и приличную диаграмму направленности. Кроме того, из них можно создать сложную высокоэффективную антенно-фидерную систему для проведения радиосвязей через Луну.

В табл. 1 приведены основные характеристики наиболее распространенных "волновых каналов" на двухметровый диапазон. Как видно из нее, существует тенденция улучшения параметров антенны с увеличением длины траверсы. Существенное различие в отношении F/B (вперед/назад") вызвано применением в ряде случаев сложных рефлекторов..

Таблица 1

Все "волновые каналы" на УКВ диапазоны по способу расположению элементов на траверсе условно можно разделить на три вида: они могут быть электрически соединены с металлическим бумом, изолированы от него или располагаться на неметаллическом буме. Каждый из видов имеют свой "бум-эффект" - степень влияния диаметра бума на электрическую длину проходящего через него элемента. Требуемая геометрическая длина элемента зависит не только от диаметра бума, но и от диаметра самого элемента. После публикации К.Фехтелом описания антенн "TONNA" (F9FT) в журнале "Радио" [5] многие ультракоротковолновики бывшего СССР повторяли эти конструкции, на длительное время ставшие своеобразным стандартом УКВ антенн. Наряду с простотой изготовления данные конструкции имеют ряд существенных принципиальных недостатков. Во-первых, отсутствие согласования и симметрирования ставит под сомнение возможность получения "чистой" диаграммы направленнности. Во-вторых, элементы, расположенные на буме, электрически соединены с последним. Любое механическое соединение не гарантирует долговременного надежного электрического контакта неоднородных металлов (даже алюминий - дюралюминий). Отсутствие контакта элемент-бум или его нестабильный характер ведет к изменению параметров антенны (увеличение КСВ. искажение диаграммы, шумы). В-третьих, если под руками отсутствуют материалы на бум и элементы полностью соответствующие описанию, то применение случайных материалов не позволяет получить ожидаемые результаты.

Предлагаемая конструкция антенны DJ9BV свободна от этих недостатков. В табл. 2 приведены основные геометрические размеры данной антенны, в ней R обозначает рефлектор, DE -вибратор, D -директор.

Таблица 2

Антенны длиной 2,2l, 3,6l, 4,0l, 4,4l имеют одиночный рефлектор, длиной 1,8l, 3,2l, 4,8l - двойной рефлектор, повышающий соотношение излучения вперед/назад. Бум изготовлен из дюралевого профиля квадратного сечения размерами 20х20х2 мм. Элементы выполняют из 4-миллиметрового дюралевого прутка. Вибратор сделан из алюминиевой трубки внешним диаметром 8 мм и толщиной стенки 1 мм. Конструкция активного вибратора показана на рис. 1. Средняя точка вибратора может быть электрически соединена с бумом.

Puc.1

Согласующее U-колено изготавливают из отрезка длиной 680 мм коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом. Особое внимание следует обратить на надежность гидроизоляции узла соединения вибратора с U-коленом и фидером.

Конструкция вибратора, имеющего сопротивление 300 Ом, описана в [6].

Размещение рефлекторов показано на рис.2.

Puc.2

При диаметре бума более 20 мм длина всех пассивных элементов должна быть увеличена на 1 мм при диаметре 25 мм, на 3 мм - при 30 мм, на 6 мм - при 40 мм. С учетом поправок для длины каждого элемента бум может быть изготовлен из труб различного диаметра. Применение телескопического бума повышает механическую прочность конструкции. Если диаметр пассивных элементов 5 мм, длины всех элементов должны быть уменьшены на 4 мм. Пассивные элементы должны быть надежно изолированы от несущей траверсы.

Варианты размещения элементов показаны на рис.3.

Puc.3

На рис.3,а дан вариант DJ9BV, на рис. 3,б - RW3TJ. В первом случае использованы стандартные нейлоновые втулки с отверстием диаметром 4 мм. Во втором применяются 5-миллиметровые элементы и отрезки трубок из стабилизированного полиэтилена (оболочка кооксиального кабеля РК75-4-12).

Электрические параметры различных вариантов антенн на частоте 144,5 МГц при КСВ не хуже 1,2 приведены и табл. 3.

Таблица 3

В графах "Расстояние Е" и "Расстояние Н" указаны оптимальные расстояния между антеннами в вертикальной и горизонтальной плоскостях при изготовлении антенных решеток. Размеры можно изменять в пределах от 80 до 105% от указанных в таблице. Уменьшение размеров позволяет улучшить диаграмму направленности, а увеличение - повысить коэффициент усиления. Четверка антенн DJ9-2-4,0 дает прирост усиления в +5,9 дБ по отношению к одиночной, суммарный коэффициент усиления такой антенны составляет 20 дБ.

Автором статьи изготовлены и опробованы четыре конструкции антенн DJ9BV. Антенны DJ9-2-3.6 длительное время эксплуатируются на радиостанции UZ3TXB, использовались в экспедициях UW3TJ/A и RU1R. Антенна DJ9-2-4,4 показала прекрасные результаты в экспедиции UA1C, позволив команде УКВ Комитета СРР показать лучший результат в контесте "ВСС-93".

Автор выражает глубокую благодарность DJ9BV за любезное разрешение воспользоваться результатами его работ [2] и выражает уверенность в том, чно данная публикация позволит ультракоротковолновикам изготовить высокоэффективные антенны и антенные системы.

Литература:

1.Gunter Hoch (DL6WU). Extrem lange Yagi-Anicnnen. - UKW-BERtCHTE. 1992, N 1.
2. Rainer BcrlelmeBter (DJ9BV). Yagi-Antennas for 144 MHz.-DUBUS. 1990. N 1.
3. Spindler. ANTENNEN. - VEB VERLAG TECHNIK BERLIN, 1981.
4. Беньковский З., Липинский Э. Любительские антенны коротких и ультракоротких волн. - М-: Радио и связь. 1983.
5. Фехтел К. (UB5WN). Высокоэффективные УКВ антенны. - Радио, 1983, N 3.
6. Харченко В. (RB4EXN). Вибратор DJ9UV-1-ONG-YAG1. Радиолюбитель. 1991, N 6.