НАПРАВЛЕННЫЕ АНТЕННЫ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

 

 

При конструировании направленных антенн коротковолнового диапазона, существует несколько проблем препятствующих  их широкому использованию. Антенны типа «волновой канал» обычно обладают большой протяженностью и требуют прочных механических конструкций, которые должны быть тщательно выполнены. Практика эксплуатации этих антенн свидетельствует, что большинство из них не выдерживают даже годового периода эксплуатации, особенно в условиях сильных ветров и оледенения. Антенна предназначенная для диапазона 7 м Гц, уже имеет большие габаритные размеры, что в свою очередь создает дополнительные трудности при реализации механического вращения полотна антенны, а также большой расход дорогих алюминиевых труб. Расчаленные элементы больших антенн, служат хорошим местом для отдыха птиц, птицы ломают элементы даже коллективных телевизионных антенн, которые во много раз меньше…  Антенны типа «волновой канал» требуют большой площади для поворота и устанавливаются не ниже 0,5 l от земли, что также не всегда осуществимо по независящим от нас причинам. При изменении поляризации, с горизонтальной на вертикальную существует проблема с размещением полотна антенны относительно мачты. Предлагается вариант направленной двухэлементной антенны, с активным питанием двух элементов, на базе хорошо зарекомендовавшей себя антенны типа  HB9CV. При вертикальной поляризации, антенна занимает мало место при установке и даже при минимальной высоте до бума    0,28 l  , моделировщик программы «ММАНА» показывает неплохие характеристики антенны, что позволяет использовать антенну для дальних связей. Например для диапазона 7 мГц , высота мачты от основания до бума, может составлять всего 12 метров. Три оттяжки мачты располагаются под углом 120 град, у основания радиусом 4 метра. Для того, чтобы частично устранить влияние мачты на диаграмму направленности антенны, а также, чтобы элементы антенны не задевали оттяжки мачты, половина каждого активного элемента антенны располагаются под углом 22 град. по отношению к мачте. Вибраторы антенны выполнены из стеклопластиковых телескопических удочек, дополненными до необходимой длины вставками из алюминиевых труб. Внутрь каждого элемента вставлен проводник, это может быть алюминиевый провод или полоска медной фольги. Ширина фольги должна быть чуть больше диаметра удочки, а так как удочка телескопическая то и полоска фольги вырезается клином. При втягивании такой полоски внутрь удочки образуется внутренняя трубка из медной фольги. Самый тонкий элемент телескопической удочки (хлыстик) не используется и на его место вклеивается пруток  из дюраля или тонкая алюминиевая трубка. Для возбуждения  элемента антенны, в классическом варианте применен гамма-трансформатор, но чтобы уменьшить вес элемента и длину трансформатора можно применить омега-трансформатор. При креплении элементов к буму, желательно изолировать изоляционными прокладками элементы от бума или сдвигать элемент относительно бума, находя точку нулевого потенциала. При несимметричном  питании элемента, точка нулевого потенциала не совпадает с геометрическим центром элемента, Она сдвинута в сторону на которой расположен гамма или омега-трансформатор. Этим советом воспользовался радиолюбитель RV6LO, который много время уделил конструированию антенн типа HB9CV, после коррекции элементов, в плане изоляции от бума, он наглядно увидел улучшения в диаграмме направленности антенны. Устраняется перекос в диаграмме направленности антенны и снижается затекание токов по фидеру и мачте. Конструкция антенны и мачты показана на рис. 1. Бум усилен дополнительной трубой, что предотвращает прогиб бума и  его поворот вокруг собственной оси. Для удобства в эксплуатации , в верхней части мачты, параллельно мачте, на подшипниках закреплен дополнительный отрезок трубы, на который крепится бум антенны. На этой трубе внизу, закреплена шестеренка, которая входит в состав червячного редуктора. Через эту вращаемую трубу заведён РК-кабель, питание антенны. Такая конструкция ввода кабеля, не позволяет кабелю наматываться на оттяжки мачты и при аварии, если не сработали концевики, антенна несколько раз может провернуться в одну сторону, не порвав при этом кабель. Исполнение редуктора и привода может быть иным. Иногда применяют звездочки и укороченную мотоциклетную цепь. Одна звездочка крепится у вращаемой трубе, вторая к редуктору, при этом мачта оказывается внутри цепной передачи. Расположение привода и длина вращаемой трубы выбирается исходя из конструктивных предпочтений. Низкорасположенный привод легче обслуживать. Внизу к мачте приварена дополнительная горизонтальная труба (рычаг), которая позволяет по методу падающей стрелы легко поднимать и опускать антенну. К этой трубе крепятся оттяжки этого же направления , которые при подъеме и опускании мачты не дают ей прогнуться. Если предполагается не работать большой мощностью, то в качестве проводника, на элемент антенны можно наклеить тонкую алюминиевую фольгу. В настоящее время на рынках можно приобрести алюминиевую фольгу в рулонах, покрытую с одной стороны клеящим составом (типа скотч), ширина рулона от 60 до 100 мм. Фольга достаточно прочная и стойкая к атмосферным воздействиям. Рулон раскатывают вдоль элемента, если рулон наматывать по диаметру диэлектрической трубы по спирали, то из-за изолирующего свойства клея могут образовываться витки, укорачивающие электрическую длину элемента, что недопустимо из-за непредсказуемости мест, в которых витки могут закоротить между собой. Если требуется укоротить элемент таким способом, тогда нужно наматывать узкую ленту с шагом. Следует отметить , что расположение проводника внутри пластиковой трубы предпочтительнее, так как такой элемент меньше подвержен оледенению. При выборе способа, создания проводящего слоя, следует исходить из климатических условий данного региона. В данной конструкции более стойкими к ветровым нагрузкам оказываются верхние вертикальные половинки элементов, нижние концы при сильном ветре могут бить по оттяжкам мачты, поэтому в нерабочее время следует ориентировать антенну таким образом, чтобы нижние концы элементов находились на равноудаленных  расстояниях от оттяжек. Оттяжки мачты обязательно разбить изоляторами.

 

EW8AU