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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Antenas de onda ultracorta. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / antenas VHF Una y otra vez, los usuarios de onda ultracorta preguntan a sus colegas más veteranos: "¿Qué antena debo elegir?" Es imposible responder a esta pregunta con precisión, ya que todo depende del propósito para el que se construye la antena. Si se suponen conexiones en todas las direcciones, por ejemplo, dentro de la ciudad, entonces. antenas muy convenientes con un patrón circular, que a menudo le permiten trabajar a distancias entre estaciones iguales a 50-100 km. Las antenas direccionales son más adecuadas para comunicaciones de larga distancia. En zonas "densamente pobladas" con ondas ultracortas o en los casos en los que existan interferencias desde algunas direcciones, sin duda es mejor utilizar antenas altamente direccionales. Estos pocos ejemplos son suficientes para comprender que no existe una antena que sea igualmente adecuada para todos los casos. El radioaficionado debe elegir una antena que cumpla con sus requisitos básicos. Mejor aún, construya dos o tres antenas y utilícelas según sea necesario. No es razonable que un ultracorto novato elija como primera antena alguna estructura voluminosa y compleja, en proceso de construcción que, debido a la inexperiencia, puede cometer muchos errores. Debe comenzar con la construcción de las antenas más simples y, a medida que crezca la experiencia y el conocimiento, pasar a sistemas más complejos. Al elegir el tipo de antena, también es necesario tener en cuenta qué materiales básicos están disponibles para el diseñador. Si no es posible comprar tubos o varillas para elementos de antena, puede elegir, por ejemplo, un "doble cuadrado", que solo requiere alambre, listones de madera y una pequeña cantidad de material aislante para construir. También es esencial cómo se hará la línea de suministro: desde un cable coaxial o plano, o simplemente en forma de una línea de dos hilos. No debemos perder de vista si se necesitan medidas al construir una antena. Para un principiante, que tampoco tiene equipo de medición, es mejor elegir una antena que probablemente funcione bien sin sintonizar. Considere varios tipos de antenas. Entre ellos hay diseños simples que pueden repetir todos los principiantes, y otros complejos, incluidos los sistemas de antena, que pueden ser de interés para los cazadores de DX más experimentados. Dado que la mayoría de nuestros VHF operan en la banda de 144 MHz, las dimensiones de la antena se dan para esta banda. El lector notará que no se dan detalles técnicos de construcción para ninguna de las antenas. Pero esto no debe interferir con la construcción, ya que los métodos de trabajo y muchos detalles se describen en cualquier manual de radioaficionado. ANTENAS DE RADIACIÓN CIRCULAR Dipolo cruzado. La antena consiste en dos vibradores de media onda 1 ubicados en un ángulo de 90° entre sí (Fig. 1). El patrón de radiación de esta antena está lejos de ser un círculo perfecto, pero en la práctica da una radiación circular bastante buena. Dado que la impedancia de un dipolo es de aproximadamente 70 ohmios, cuando dos dipolos se conectan en paralelo, la impedancia es de unos 35 ohmios. No tenemos a nuestra disposición un cable coaxial de este tipo, por lo que lo mejor es alimentar la antena a través de un transformador de cuarto de onda 3, hecho con un cable de 50 ohmios. Del transformador al equipo va un cable de 75 ohmios 4. El codo en U de balanceo 2 está hecho del mismo cable.
Antena vertical (Plano de Tierra). El radiador 1 (Fig. 2) y los conductores radiales 2 proporcionan un diagrama circular en un plano horizontal. El ángulo entre los conductores radiales y el radiador determina la impedancia de la antena.
En un ángulo de 90 °, la impedancia de onda es de aproximadamente 30 ohmios, en un ángulo de 180 ° - 70 ohmios. Por lo general, se elige un ángulo de 145°, lo que permite alimentar la antena con un cable de 50 ohmios. El cable se conecta al conector 3, montado sobre una placa metálica, a la que se conectan eléctricamente los conductores radiales. El emisor, al que está conectado el conductor central del cable, está instalado en el aislador 4. ANTENAS DIRECCIONALES "Doble Cuadrado" Esta antena KB direccional más popular también se puede usar en VHF (Fig. 3, a). Su ganancia (en comparación con un vibrador de media onda) alcanza los 5,7 dB, la relación de radiación adelante/atrás es de 25 dB.
La distancia entre el vibrador activo 1 y el reflector 2 se elige de 0,15 lambda, lo que permite alimentar la antena con un cable coaxial 75 de 3 ohmios. La experiencia ha demostrado que la antena así alimentada funciona bastante bien. Puede sintonizar la antena utilizando un bucle cortocircuitado incluido en la ruptura del marco del reflector. Para equilibrar la antena, puede usar un vidrio de cuarto de onda (Fig. 3, b), conectándolo a los extremos del vibrador activo 1. El vidrio consiste en un cilindro de metal 4 con dos cubiertas: metal 5 y dieléctrico 6. El cable 3 pasa dentro del vidrio, la trenza del cable se conecta a la cubierta 5. El diámetro de la copa debe ser 3-4 veces el diámetro del cable. Para la fabricación de elementos de antena, puede utilizar un tubo, cinta o cable de cobre o aluminio de varios diámetros. El "cuadrado doble" ocupa muy poco espacio, estructuralmente simple. Esta antena tiene un rendimiento relativamente bueno. Cabe destacar la posibilidad de colocar antenas de diferentes rangos sobre los mismos raíles en forma de cruz. Antena Triangular (Delta Loop) pertenece a la misma familia que el "cuadrado", ya que el perímetro del vibrador activo es aproximadamente igual a la longitud de onda. Una característica de esta antena es que todos los elementos de su diseño son metálicos. El autor de la antena aconsejó alimentarla con un cable coaxial de 50 ohmios, pero también se usa con éxito un cable de 75 ohmios para este propósito. La antena triangular más simple se muestra en la fig. 4. El vibrador activo 1 se ajusta mediante un dispositivo de adaptación gamma al que se conecta el cable 3. Dependiendo de la disponibilidad de instrumentos de medición, el ajuste se realiza de acuerdo con la ROE mínima o la intensidad máxima de la señal. El reflector 2 se puede hacer sin regular por simplicidad.
UA1WW experimentó mucho con la antena triangular. Aconseja utilizar opciones de 5 y 9 elementos. Este último, debido al pequeño ángulo horizontal de radiación, es particularmente adecuado para comunicaciones de larga distancia. Un dibujo de una antena de 5 elementos se muestra en la fig. 5. Aquí 1 es un vibrador activo, 2 es un reflector, 3-5 son directores. Dado que esta es una antena completamente nueva para nuestras antenas de onda ultracorta, aquí hay algunos datos de diseño.
Un tubo de duraluminio de 4 lados con un lado cuadrado de 18-20 mm es el más adecuado para el rodamiento transversal, es mucho más conveniente montar elementos en él que en un tubo redondo (ver Fig. 6).
Los elementos de la antena están hechos de un tubo o varilla de cobre o aluminio con un diámetro de 6 mm, el lado horizontal, de un cable con un diámetro de 3 mm. Las dimensiones de los elementos (de acuerdo con la Fig. 6) son las siguientes:
antena triangular - un objeto de interés para las ondas ultracortas en todo el mundo. Teniendo en cuenta la experiencia positiva con ella, podemos suponer que pronto se convertirá en una de las antenas más populares. Por lo tanto, llamamos la atención de aquellos que deseen experimentar un tipo especial: una antena triangular doble (Fig. 7). Las dimensiones de los triángulos de esta antena son ligeramente mayores que las de una sola; el perímetro del reflector es 2266, el vibrador activo es 2116 y el director es 1993 mm. La distancia entre el reflector y el vibrador es de 0,2 lambda, entre el vibrador y el director es de 0,15 lambda.
Según algunos datos, se obtuvieron las siguientes ganancias para una antena doble (en comparación con un vibrador de media onda): un elemento (vibrador activo) - 3-4 dB: dos elementos (vibrador y reflector) - 8-9 dB: tres elementos (reflector, vibrador en director), - 10-11 dB. Este parece un tipo de antena prometedora y que vale la pena seguir. Antena de 10 elementos (Yagi). Sin duda, esta es la antena VHF más popular (Fig. 8). Da una ganancia de 13 dB. El autor llevó a cabo con la ayuda de una antena de meteoros de este tipo comunicaciones con Inglaterra y Bélgica, muchas comunicaciones de larga distancia debido al paso troposférico y "Aurora".
Los elementos pasivos de la antena están hechos de un alambre bimetálico de 4 mm de diámetro, y el vibrador de bucle activo está hecho de un tubo de cobre de 15 mm y el mismo alambre. La impedancia característica en el punto de alimentación es de 300 ohmios, por lo que el cable de 75 ohmios se conecta a través de un codo en U de 68 cm de largo. La longitud del recorrido del rodamiento es un poco más de 3,5 m, el diámetro es de 20 mm. La longitud del reflector 7-1060, vibrador 2-990, directores 3-10 - respectivamente 933, 930, 927, 924, 921, 918, 915 y 912 mm. Antena para múltiples bandas. Hay circunstancias en las que no es posible instalar más de una antena. ¡Pero además de una antena, una estación de radio a menudo necesita una de televisión! Entonces la salida es una antena UKB para varias bandas. Una de estas antenas se muestra en la Fig. 9, a (vista superior) y 9, b (proyección axonométrica). Se puede utilizar con éxito en los rangos de 50 a 220 MHz. La ganancia de antena a una frecuencia de 50 MHz es de 7 dB, a 144 MHz es de 12 dB ya 220 MHz es incluso de 13,5 dB. Esta antena es de dos pisos. A una frecuencia de 50 MHz, dos vibradores de esquina 1 operan en cada piso, ubicados a una distancia lambda/4. A una frecuencia de 144 MHz, su longitud es de aproximadamente 3/4 lambda y por lo tanto ya se obtiene una antena en forma de V. A 220 MHz, los vibradores tienen una longitud de 5/4 lambda.
Los vibradores están interconectados por líneas de dos hilos 2, y ambos pisos, por líneas 3, cuya longitud, según el rango, es de 1/4 a 5/4 lambda. La distancia entre los pisos, si se desea, se puede cambiar dentro de los límites permitidos por la longitud de las líneas 3. La impedancia de entrada de la antena en el punto de alimentación 4 a frecuencias de 50 y 144 MHz es de aproximadamente 300 ohmios, a una frecuencia de 220 MHz baja a unos 200 ohmios. Los elementos de la antena pueden estar hechos de un tubo o varilla: vibradores: 10 mm de diámetro; líneas 2 - con un diámetro de 12 mm (también es posible 10 mm, luego la distancia entre los centros de los cables de la línea debe elegirse igual a 64 mm): líneas 3 - con un diámetro de 6 mm. Autor: K. Kallemaa (UR2BU), Tartu; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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