Некоторые конструктивные решения при изготовлении длинных антенн «волновой канал» диапазона 144 МГц

1. Траверса.

Для изготовления траверс всегда применяю трубы из материала марки Д16Т, хотя приобрести их подчас бывает нелегко. Однако требования долговечности и механической стабильности антенн в условиях эксплуатации заставляют меня не идти на компромиссы при выборе материалов. Траверса составляется из труб разного диаметра. Ниже (рис.1) дан пример траверсы 2x16 элементов crossyagi длиной около 9 м.

Рис.1

Как видно, трубы вставляются одна в одну (довольно плотно) без применения переходных втулок и прочего. Трубы могут скрепляться любым доступным способом: винтами, заклепками (я применяю именно заклепки). Длины секций выбраны таким образом, чтобы обеспечить безотходную нарезку заготовок из труб стандартной длины (обычно 3 м, 4.5 м или 6 м). Травление поверхности и анодное оксидирование улучшает внешний вид и создает необходимые свойства поверхности для нанесения на нее лакокрасочных покрытий, например, акрилового лака. Правда, доступна такая обработка не всем. Я почти всегда применяю изолированное крепление элементов сквозь траверсу, поэтому траверса сверлится. Для этого изготовлен специальный кондуктор, куда укладывается собранная траверса, закрепляется, после чего берем дрель – и вперед!

2. Элементы. Крепление элементов.

Элементы также выполняются из материала Д16Т, их диаметр всегда 6 мм для диапазона 144 МГц, так как наша промышленность почему-то не выпускает трубок меньшего диаметра. Для их нарезки в размер у меня изготовлен небольшой станок из 27 В авиационного электродвигателя и дисковой фрезы. Для вибраторов я применяю трубки Ф8 мм, реже Ф6 или Ф10 мм. Выше было сказано, что я обычно применяю изолированое крепление элементов сквозь траверсу – см. рис.2. Те беленькие штучки, сквозь которые проходит элемент, и есть изоляторы. Выполнены из полиамида на одном из заводов города. Размеры втулок и диаметр сверления траверсы подобраны таким образом, что элементы вставляются очень туго. В принципе, их уже можно никак не фиксировать после этого. Тем не менее они фиксируются специальными самозакусывающими шайбами, которые легко найти на рынке автозапчастей, после чего это место покрывается лаком – чтобы шайба не ржавела. В принципе, для изготовления элементов антенн диапазона 144 МГц можно применять трубки от «польских» телевизионных якобы антенн. Они имеют диаметр 5 мм и легкодоступны, хотя их механические свойства оставляют желать лучшего. Изоляторы для них могут быть легко найдены на рынке автозапчастей.

Рис.2

3. Вибратор. Питание вибратора.

В радиолюбительских кругах до сих пор нет однозначного мнения о том, каким должен быть вибратор волнового канала на VHF. Лично я применяю, как правило, обычный линейный вибратор с Т-матчем, поскольку считаю, что иные типы вибраторов не имеют никаких преимуществ по отношению к указанному; особенно это относится к такому важному параметру антенны, как шумовая температура. Применением линейного вибратора с Т-матчем я обеспечиваю решение следующих задач:

• безусловно симметричное питание (петля l/2);
• легкое получение требуемого входного импеданса антенны;
• легкое получение широкой полосы пропускания антенны;
• механически стабильная конструкция;
• применение ВЧ разъема;
• отсутствие контакта разнородных металлов;
• обеспечение возможности пайки всех электрических соединений;
• возможность герметизации узла питания. Схема вибратора получается такая (рис.3):

Рис.3

Ниже на рисунке 4 приведена конструкция вибратора. Рисунок делался для одного англоязычного радиолюбителя, поэтому надписи по-английски – sorry. Прошу иметь в виду, что размеры, приведенные на рисунке, годятся только для той, антенны, для которой этот вибратор проектировался. При проектировании своей собственной антенны все размеры необходимо рассчитать заново.

Рис.4

Кронштейн, на котором крепится разъем, выполнен из листового материала Д16Т, который, для обеспечения возможности его формования, термообрабатывается перед гибкой. Затем деталь вновь приобретает прежние механические свойства. Трубки Т-матча (они же конструктивные конденсаторы) изготовлены из трубы Д16Т Ф6х1. Внутрь вставлены отрезки фторопластовой трубки Ф4х0.5. В них, в свою очередь, вставлены отрезки медной проволоки Ф3 мм до получения емкости, определяемой на этапе проектирования антенны. Емкость измеряется цифровым прибором (у меня Е7-11). Таким образом, получается механически и электрически прочный, достаточно стабильный конденсатор. Дальние концы трубок герметизированы акриловым герметиком Е-101. Обратите внимание на то, что там, куда выходит задняя часть разъема, образуется некий объем; после сборки и проверки антенны и, если нужно, некоторой ее подстройки этот объем заполняется прозрачным термоклеем из специального пистолета – так осуществляется надежная герметизация узла питания вибратора. Хомутики также выполнены из материала Д16Т, лист 0.5 мм. Ниже на рисунке 5 показана практическая реализация всего вышеописанного. Обратите внимание на выполнение и подключение полуволновой петли. Петля выполнена из кабеля РК50-2-22 (фторопласт, посеребренные жила и оплетка, прозрачная оболочка). В соответствии с ГОСТ11326.35-79 такой кабель может длительно пропускать мощность 500 Вт. Учитывая то, что через кабель полуволновой петли проходит только ПОЛОВИНА подводимой к антенне мощности (см. Рис.3), можно легко подсчитать, сколько можно подвести к одной антенне. Соображения надежности, однако, заставляют рекомендовать не более 500 Вт. Тем не менее это означает, что к четверке таких антенн можно подводить 2 кВт совершенно спокойно - более чем достаточная мощность. Разъем внизу приклепан лужеными латунными пустотелыми заклепками, которые, в свою очередь, припаяны к корпусу разъема (с лицевой стороны). В отверстия этих заклепок проходит кабель полуволновой петли и в них распаивается оплетка.

Рис.5

На рис. 5 хорошо видно, как распаяна жила кабеля полуволновой петли. Сама полуволновая петля укладывается вдоль траверсы и крепится в нескольких местах нейлоновыми стяжками, как показано на рис. 6.

Рис. 6

4. Результаты.

Вышеописанные решения проверены изготовлением нескольких десятков антенн. Необходимо отметить, что совпадение результатов моделирования антенны и результатов изготовления оказалось практически абсолютным – вплоть до положения короткозамыкающих хомутиков Т-матча. КСВн обычно оказывался в пределах 1.08…1.1 в начале диапазона и его середине, и 1.15…1.17 на частоте 146 МГц для 16-ти элементных антенн 4l длиной. Антенны даже не приходилось настраивать. Сходные результаты получались для самых различных конструкций антенн на самые разные частоты; общим для них было то, что везде использовалась одинаковая схема питания. Ниже на рис.7 показана 16-ти элементная антенна; установлена для проверки после изготовления.

Рис. 7