5. САМОДЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ СиБи СВЯЗИ НАПРАВЛЕННАЯ АНТЕННА "ПОЛУРОМБ"

В сельской местности обычно нет возможности устанавливать высокие мачты, зато имеется достаточно места для размещения антенн большой длины. При организации связи преимущественно в одном направлении можно использовать направленную антенну "полуромб" (рис.5.16).

600..,900 От

Рис.5.16.

Основное направление излучения - в сторону нагрузочного резистора. Поляризация в направлении основного излучения - вертикальная. Длина каждой стороны полуромба должна быть равна целому числу длин волны (ориентировочно 10,7 м). Антенну желательно установить на открытом пространстве. Высота подвеса средней части 6-10 метров от земли. Высота крепления концов вибратора 0,2 - 0,3 метро. На концах вибратора и в средней точке подвеса имеют место пучности напряжения, поэтому здесь следует применить хорошие высокочастотные изоляторы (керамические или стеклотекстолитовые). Элементами "заземления" антенны могут служить вбитые в землю металлические уголки. В случае сухой почвы можно сделать искусственное заземление с помощью проволочных четвертьволновых противовесов. К каждой точке заземления подключается 4 - 6 радиальных отрезков провода длиной 2,75 метра, натянутых вблизи земли. Нагрузочный резистор должен иметь мощность рассеивания не меньше половины выходной мощности радиостонций. Его лучше составить из 2 - 3 последовательно включенных резисторов МЛТ-2, так как резисторы 500 -800 Ом часто имеют спиральную резистивную часть и обладают сущест-

5. САМОДЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ СиБи СВЯЗИ

венной индуктивностью. Резисторы с сопротивлением 50 - 200 Ом имеют небольшую индуктивность. Величина поглощающего резистора не слишком критична, так как влияет, в основном, на степень подавления обратного излучения. Входное сопротивление антенны ноходится в пределах от 300 до 900 Ом и сильно зависит от ее длины и качества заземления. Согласование входного сопротивления антенны с кабелем обеспечивается согласующим П-контуром. Катушка индуктивности контура намотано проводом ПЭВ-2 диаметром 1,6 мм, имеет внутренний диаметр 8 мм, длину намотки 19 мм и количество витков 9. Конденсатор, подключенный к антенне, имеет емкость 130 - 200 пф, а конденсатор, подключенный к кабелю - 620 пф. Подстройка П-контура может быть произведена путем сжатия и растяжения витков катушки. Согласующее устройство и погрузочный резистор должны быть надежно защищены от влоги. Антенна сохраняет свои параметры в полосе частот до 1 МГц.

СИНФАЗНАЯ СИСТЕААА ИЗ ДВУХ ПОЛУВОЛНОВЫХ ВИБРАТОРОВ

В некоторых случаях от антенны требуется не максимальное усиление в направлении главного излучения, о максимальное ослабление в определенном направлении. Такая ситуация может возникнуть при близком расположении двух станций, при организации ретранслятора и т.д. При горизонтальной поляризоции токая задача решается достаточно просто. Полуволновый диполь, например, имеет минимум излучения (и приема) в направлении оси, проходящей через полотно антенны. Антенны с вертикальной поляризацией обычно имеют круговую направленность. Система из двух вертикальных полуволновых вибраторов, расположенных но расстоянии 1 /2 длины волны друг от друга, имеет диаграмму направленности в виде восьмерки с минимумом в направлении, проходящем через излучатели. Такая диаграмма получается при синфазном питании излучателей. Для этого длины кабелей от каждой антенны до точки объединения должны иметь равную длину. При параллельном включении двух 50-омных кабелей входное сопротивление уменьшается до 25 Ом. Для согласования с 50-омным выходом тронсивера используется четвертьволновый трансформатор сопротивлением 37,5 Ом, составленный из двух включенных параллельно отрезков 75-омного кабеля. При необходимости можно обеспечить переключение диаграммы направленности, если подключать в кабель питания одной из антенн дополнительные отрезки кабеля, обеспечивающие сдвиг фаз.

Для настройки и согласования антенн используются различные приборы: измерители коэффициента стоячей волны (КСВ), гетеродинные индикаторы резононса (ГИР), индикаторы напряженности электромагнитного поля, высокочастотные мостовые схемы.

Схема простейшего индикатора напряженности электромОгнитного поля приведена в разделе "Контрольные приемники". Для определения резонансных частот элементов антенно-фидерных устройств используют гетеродинные индикаторы резононсо. На рис.5.17. приведена схема токого устройства.

я С1 евр

10-50Р

КР302В

R1 7SK

100 шКЙ

R2 :

2,7К

4: со Si

0.33

VD1 KS182

Рис.5.17.

Конструктивно ГИР монтируется в небольшой металлической коробочке. На лицевой панели устанавливается индикаторный прибор и конденсатор переменной емкости, снабженный шкалой настройки. На боковой стороне корпуса устанавливается разъем, к которому подключается катушка индуктивности L1. Для перекрытия диапазона 25 - 40 МГц катушка имеет следующие параметры: диаметр каркаса 20 мм, длина намотки 30 мм, обмотка состоит из 9 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,6 мм с отводом От второго витка (считая от нижнего по схеме). При использовонии набора сменных катушек прибор перекрывает диапазон чостот от 3,0 до 150 МГц. ГИР используется для определения резонансных частот LC контуров, антенн и отрезков коаксиального кабеля. Робота прибора основано на поглощении высокочастотной энергии исследуемым контуром или антенной в момент совпадения их собственной резонансной частоты и частоты на-

стройки ГИР. В этот момент покозония индикаторного приборй-йМвЙ* резкий провол. Этот провал тем больше, чем сильнее связь ме>1вЛг5И!?9.М и колебательным контуром и чем выше добротность этого контура.

Для точного измерения резононса необходимо, чтобы ГИР был индуктивно связан с антенной в точке пучности тока. Кок известно, пучность тока распологается на расстоянии 1 /4 длины волны от конца вибратора. К этой точке и следует подносить ГИР. Изменяя частоту настройки прибора, походят "провол" в показаниях индикатора и считывают в этот момент соответствующую частоту на школе. Это частота и является резонансной частотой.

Необходимо помнить, что индикация резонанса происходит не только но основной чостоте, но также и но гармониках. Если чостото резонанса антенны измеряется в непосредственной близости от земли, то она смещается в сторону более низких частот. При подъеме антенны но мачту она сместится вверх но 0,2 - 0,4 МГц. Используя ГИР, можно подобрать длину коаксиального кабеля для работы в режиме настроенной линии передачи (электрическая длина такой линии равно целому числу полуволн). Для этого один конец кабеля закорачивают, о к другому подносят ГИР и определяют резонанс вблизи частоты 27 МГц. Постепенно укорачивая кабель, добиваются резонансо но средней частоте используемого диапазона.

Измеритель КСВ позволяет измерить напряжение прямой и отраженной волны. Схема измерителя приведена на рис.5.18.

Основу измерителя составляет измерительная линия L1. Для ее изготовления необходимо использовать кусок 50-омного коаксиального кабеля длиной около 150 мм. С кабеля удаляется внешняя защитная оболочка. Затем оплетка сдвигается с концов к середине. Между оплеткой кабеля и полиэтиленовой изоляцией центральной жилы протягивается провод МГТФ 0,15. После этого следует снова надеть оплетку и растянуть ее но изоляции центральной жилы. Затем оплетка фиксируется но концах нитками. Длина внешних отрезков провода МГТФ до переключателя должна быть мини-у мольной.

Принцип действия измерителя КСВ очень прост. Он включается в разрыв. линии передачи, причем расположение коаксиальных разъемов XI, Х2 не имеет значения, ток как прибор электрически симметричен. При работающем передатчике потенциометр регулируется так, чтобы в положении переключателя "прямая волна" индикатор давал полное отклонение. Затем переключатель устанавливается в положение "отраженная волна" и произ-

УСТРОЙСТВА ДЛЯ НАСТРОЙКИ И СОГЛАСОВАНИЯ АНТЕНН

i мг.

V01 0521

U R2

100 mkfl I

: С1 □.1

Рис.5.18.

водится измерение напряжения отраженной волны Do. По полученному результату определяется значение КСВ по формуле:

КСВ = (100 + Uoj/(100 - Uoj

Можно проградуировать шкалу прибора непосредственно в единицах КСВ. При отношении напряжений прямой и отраженной волны 100:0; 100:20: 100:40; 100:60; 100:80 КСВ составляет соответственно 1,0; 1,5; 2.3; 3,0; 5,7.

В литературе (18) описан панорамный КСВ-метр, позволяющий наглядно контролировать процесс настройки антенны, а в (19) описано согласующее устройство, объединенное с КСВ-метром. Схема аналогичного согласующего устройства изображена но рис.5.19.

С1 -»g т-

Т 91 7 - 7-30

Рис.5.19.

Рис.5.20.

Котушко L1 имеет параметры: диаметр 10 мм, длина намотки 25 мм, провод ПЭВ диаметром 1,0 мм, число витков 7. Конденсатор С2 определяет степень связи с антенной, а С1 настраивает контур в резонанс. Согласование начинают при слабой связи с антенной (С2 имеет максимальную емкость). Уменьшая величину С2 и подстраивая С1 до получения резонанса, добиваются минимального значения КСВ.

В литературе (20) описан П-контур, применяемый для согласования малогабаритных антенн. Ток как малогабаритные антенны имеют низкое сопротивление, то и выход портативной станции также "низкоомный". Если портативную радиостанцию предполагается использовать со стационарной антенной, то требуется согласовать "низкоомный" выход станции с 50-омным кабелем. Для этой цели также можно использовать П-контур.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 75-ОМНОГО КАБЕЛЯ

Трансиверы и антенны в СиБи технике рассчитаны но применение 50-омного коаксиального кабеля. Однако 75-омный кабель получил значительно большее распространение, ток кок применяется в телевизионной технике. Кроме того, 50-омный кабель обычно значительно дороже сравнимого с ним по затуханию 75-омного. Непосредственное подключение 75-омного

Согласующее устройство представляет собой параллельный резонансный контур с отводами. Катушка намотана на тороидальном каркасе из фторопласта с внешним диаметром 20 мм, внутренним диаметром 10 дам и толщиной 5 мм. Обмотка расположена равномерно по окружности и содержит 12 витков провода ПЭВ диаметром 0,8 мм и имеет отводы от каждого витка. Настройка в резонанс осуществляется конденсатором переменной емкости С2. Подбирая положение переключателя SA1, добиваются минимального значения КСВ.

В качестве устройства согласования часто используют П-контур с конденсаторами переменной емкости в качестве органов регулировки. Схема такого устройства приведена но рис.5.20.

XI L1 Х2

>-:

С1 12-400