Категории каталога

Статьи [20]
AirMai Help для WinLink по русски [18]

Форма входа





Суббота, 24.06.2017, 21:48
Приветствую Вас Гость | RSS
Радионавигатор
Главная | Регистрация | Вход
Каталог статей


Главная » Статьи » Статьи

J-антенна на "речной" диапзон 300 МГц
J-антенна на "речной" диапзон 300 МГц.
 
Дмитрий Кнорозов г. Москва
 
 

Делаем узкополосную антенну (300.025…300.575 МГц) [1] с круговой диаграммой направленности, вертикальной поляризацией, простую в изготовлении и настройке, с высоким коэффициентом усиления (КУ) и «прижатой» к земле диаграммой направленности. Предполагаемая мощность передатчика – всего 5 Вт.

 

Замечания по конструкции (частное требование). У меня уже есть штатное место для установки антенны на мачте, поэтому нижняя часть антенны должна иметь снизу трубку с внешним диаметром 20 мм. Предполагаемая высота установки  - 9 м от уровня пресной воды примерно до середины антенны.

 

Материалы и заготовки:

1.        Алюминиевая [2] трубка 20 х 1.7 х 163 мм (диаметр х стенка х длина).

2.        Присадочные прутки из латуни или прутки биметалла диаметром 2 мм: длины около 1000 и 450 мм.

3.        Винты или шпилька М5 с гайками, лучше из цветного металла, т.к. будем сверлить поперек и отрезать шляпки.

4.        Соединительный элемент от клеммника под диаметр прутка (будет распилен пополам).

5.        Пластиковая трубка диаметром 20 мм, длина произвольная и зависит от места установки антенны. Путь будет 200…400 мм.

6.        Пластиковая муфта для соединения трубок

7.        Коаксиальный кабель (волновое сопротивление 50 Ом, внешним диаметром до 5 мм)

8.         Миниатюрный подстроечный конденсатор с регулировкой в диапазоне  5..25 пФ.

9.        Пластиковые трубочки для распорок между излучателями.

 
Инструмент и приборы:

1.        Дрель и сверла – 2.2 и 5.2 мм

2.        Напильники плоский и круглый

3.        Тисочки

4.        Паяльник с аксессуарами

5.        Рулетка или линейка

6.        Пилка по металлу

7.        Плашка М5

8.        Измеритель коэффициента стоячей волны (КСВ)

9.        Измеритель емкости конденсаторов (по желанию)

 

Приступаем к сборке:
 
 
 

1.        Делаем 4 (четыре) шпильки М5, длиной около 8..10 мм с поперечным отверстием 2.2 мм (под латунные прутки) около одного из концов. Убеждаемся, что резьба на другом конце не испорчена (плашка!).

2.        Из элемента клеммника, путем его распила на 2 части готовим регулировочные ползунки временного крепления  кабеля к излучателям.

3.        В алюминиевой трубке сверлим 4 (четыре) отверстия диаметром 5.2 мм, распологая их противоположно; межцентровое расстояние на каждой из сторон около 50 мм (не критично), верхнее отверстие с каждой стороны – у среза трубки.

4.        Собираем антенну, фиксируя длину одного прутка 907 мм (над верхним срезом трубки), второго – 348 мм. Оставшиеся концы излучателей оказываются внутри трубки. Межосевое расстояние в моем конкретном случае – 14.6 мм, этот размер является определяющем в расчете параметров антенны.

5.        Просовываем кабель, подпаиваем к ползункам, заранее зафиксированным на высоте 111 мм над срезом трубки на каждом из прутков.

6.        Припаиваем конденсатор между центральной жилой и оплеткой кабеля (можно прямо к ползункам).

7.        С помощью сухой спички (или иного неметаллического предмета) непосредственно под точками питания отводим коаксиальный кабель [3] из плоскости излучателей.

8.        Готовим измеритель КСВ и радиостанцию.

 

Приступаем к настройке:

1.        На средней частоте (300.2 МГц) меняем емкость, добиваясь минимального КСВ при данном положении ползунков. Записываем значение.

2.        Немного смещаем ползунки (вверх или вниз, для начала на 5 мм), снова повторяем п.1. Если полученное минимальное значение КСВ стало больше – не угадали, далее смещаем в противоположную сторону.

3.        Добившись перемещением ползунков и изменением емкости минимально возможного КСВ, запоминаем положение. Все получается с пределах примерно  ±5 мм от вычисленного значения.

4.        Рекомендуется. Отпаиваем и снимаем ползунки, припаиваем кабель и конденсатор непосредственно к излучателям.

5.        По желанию. Отпаять конденсатор, измерить получившуюся емкость, купить конденсатор постоянной емкости (виден на следующем фото), припаять.

6.        Заключительные технологические операции: герметизация контактов и прочий «фэн-шуй»(здесь отсутствуют).

 
 
 
Комментарии:

·         Вместо латуни лучше найти биметаллический пруток – больше жесткость.

·         Если все элементы антенны подвержены пайке – припаять прутки к трубке.

·         Не согласен с авторами, которые приводят термин «произвольная длина» применительно к нижнему элементу, который у меня сделан из трубки. Размеры (длина, диаметр) этого элемента сильно влияют на КСВ и КУ.  И он так же излучает.

·         Достаточно критично расстояние от нижнего конца алюминиевой трубки до какого-нибудь проводника ниже ее (у меня на яхте - мачта 7.5 м, диаметром 70 мм) – даже в этом случае приближать ближе 60 мм к топу мачты крайне нежелательно.

·         В разумных пределах согласование возможно и «подгибанием» короткого излучателя к длинному и обратно. Но некрасиво!

 

Для пользователей программы MMANA:
 
 
 

·         Отсутствие проводника (мачты, к примеру) ниже антенны (провод 10, r=0) дает при расчете  КУ равный 8.65 dBi. Когда задаю мачту яхты, как проводник (провод 10, r=35 mm), КУ немного падает, но входное сопротивление антенны (12.9 + j21.7) практически не меняется.

·         Провода 4 и 11 – это «виртуальное» соединение (реальное – через трубку, провод 9). Отрадно то, что изменение радиуса этих двух проводов в моей модели практически ничего и не меняет. И понял, почему так – расстояние от точки питания до трубки (провода 3 и 5) получилось 111 мм. Когда я пытался в программе уменьшить КСВ, это расстояние приближается к 20 мм (классические расчеты J-антенн). Но именно в этом случае, «радиусы» проводов  4 и 11 становятся ох как критичны.

·         Действуем по принципу: хорошая антенна не та, у которой КСВ равен 1, а та, у которой правильная диаграмма направленности и высокий КУ [4]. Задача обеспечить при этом еще и низкий КСВ обеспечена конденсатором (согласующее устройство - СУ), стоимостью около 14 рублей.

·         Можно получить КУ еще выше [5], но для этого нужны расчеты с другими межосевыми расстояниями (мое – 14.6 мм) и другие СУ.

·         Если ограничить КУ в районе 7 …. 7.5 dBi, то можно обойтись и без СУ.

 

 
На последнем фото – общий вид нынешней антенны и GP (образца 2008 г.) на этот же диапазон. Обе антенны имеют снизу один и тот же вклеенный разъем (PL female), на котором они и «позируют», самостоятельно (!) стоя на полу.

В качестве сравнения: GP была и остается: надежной, простой, легкой, низкой, прочной (излучатели из нержавейки). Кроме того, она не нуждалась в СУ.

 
 
Но ее характеристики (и это видно на последней диаграмме) уступали нынешней.

 


[1] На речном диапазоне достаточно только одной полосы, имеющей все необходимые каналы, в т.ч. и для связи маломерных судов между собой.  Второй полосой (336.050…336.550 МГц) сейчас пренебрегаем.

 
[2] Латунная была бы еще лучше (припаивается к пруткам), но мне важен был вес.
 
[3] Лучше использовать RG-58 или аналог. Кабели, большие по диаметру, нежелательны из-за своего влияния на поле между излучателями.
 

[4] Гончаренко И.В. «Антенны КВ и УКВ. Часть 2», Глава 3.5, стр. 135-136

 
[5] Согласующее устройство уже получается  LC или СС.


Приложение: файл MMANA /JANT/J_300MHz.maa

Категория: Статьи | Добавил: RV6ASX (19.01.2009) | Автор: Дмитрий Кнорозов, г. Москва
Просмотров: 4131 | Рейтинг: 4.0/4 |
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Copyright Сергей Бессараб © 2017