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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Antennes simples et efficaces pour les communications longue distance. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Antennes HF Le choix de la conception de l'antenne est généralement un problème difficile pour tout ondes courtes, surtout s'il envisage de travailler avec des stations éloignées et de participer à des compétitions internationales prestigieuses. Dans ce cas, en règle générale, la préférence est donnée aux antennes rotatives à plusieurs éléments ou aux systèmes d'antennes avec une direction commutable du rayonnement principal. Cependant, tous les radioamateurs n'ont pas une réelle opportunité de construire une telle antenne même pour une bande. Bien sûr, tout le monde n'est pas en mesure de fabriquer ou d'acheter des appareils rotatifs, des mâts ou des fermes, un grand nombre de matériaux de structure. De plus, bien souvent, le "champ d'antenne" d'une station de radio amateur est limité à seulement quelques mètres carrés du toit. Ce n'est pas un hasard si de nombreux sportifs radio, notamment débutants, rejoignent timidement la compétition, s'expliquant généralement par le manque d'antennes complexes. En relation avec ce qui précède, l'auteur de ces lignes souhaite informer les lecteurs des résultats de nombreuses années d'expériences menées par l'équipe UZ3QBM avec les types d'antennes les plus simples et leur utilisation dans le sport et le travail DX quotidien. Nous sommes tout à fait d'accord avec le maître des sports V. Uzun (UB5MCI), qui dans son article "Comment devenir champion" (Radio, 1979, n°3 et n°4) écrivait : "... L'absence de multi- Les antennes tournantes de l'élément sur la station de radio ne devraient en aucun cas être une raison pour se retirer de la compétition. En effet, même avec des antennes simples, mais de haute qualité et bien réglées, présentant clairement leurs propriétés, évaluant objectivement les capacités de l'équipement et choisissant la bonne tactique pour les compétitions à venir, vous pouvez bien sûr obtenir de bons résultats. Ils grandiront sans aucun doute avec l'accumulation d'expérience et l'amélioration de l'ensemble du complexe d'équipements sportifs. Supposons cependant que votre expérience et vos capacités techniques soient limitées. Eh bien, alors le moyen de sortir de la situation peut être la construction d'antennes fouet verticales. Leurs conceptions avec une longueur de radiateur égale à un quart de longueur d'onde sont décrites en détail dans la littérature. Avec une augmentation de taille de plus de la moitié de la longueur d'onde, des lobes apparaissent dans le diagramme de rayonnement dans le plan vertical, dirigés à de très petits angles par rapport à la surface de la Terre. Pour une broche d'une longueur de 5l/8, le rayonnement aux petits angles atteint un maximum. C'est cette propriété qu'il a été décidé d'utiliser dans les antennes que nous créons pour les bandes KB amateurs haute fréquence. Le système ressemble à ceci. L'émetteur d'une longueur de 5l/8 est prolongé électriquement par une inductance connectée en série jusqu'à 3l/4, et les conducteurs radiaux (contrepoids) ont une longueur de l/4. Ainsi, à partir de l'émetteur, de l'inductance et des soldes, une sorte de dipôle d'onde s'est avéré. La modification de la fréquence de résonance et l'adaptation à la ligne électrique sont principalement réalisées par l'inductance, qui est un élément critique de l'ensemble du système. Le tableau indique les dimensions de ces antennes pour les bandes 14, 21 et 28 MHz. Tableau 1
Dans tous les varchants, l'émetteur est monté sur un isolateur et est réalisé avec une diminution de diamètre dans la partie supérieure. Pour la bande de 10 mètres, il est composé de deux parties, et pour les bandes de 15 et 20 mètres, respectivement, de trois et quatre tuyaux en duralumin, fixés avec le nombre requis de vergetures. Les contrepoids sont constitués d'un cordon d'antenne et sont reliés entre eux au point entre la broche et sa base (tuyau d'un mètre et demi) isolés d'eux. À un angle de 95 ... 105 ° par rapport au radiateur, les contrepoids descendent vers le toit. Les antennes sont alimentées par un câble coaxial avec une impédance d'onde de 75 ohms de longueur arbitraire. Quelques astuces technologiques pour la fabrication des inducteurs. Les bobines étant dans le ventre du courant, elles doivent être réalisées de manière à conserver leurs dimensions géométriques lorsque le signal change. Dans les antennes pour les bandes 21 et 28 MHz, les bobinages sont réalisés sur des cadres en matériau isolant, sur lesquels se trouve une rainure avec un pas donné. Pour une antenne de 14 MHz, la bobine est sans cadre. Il est enroulé avec un tube de cuivre d'un diamètre de 4 mm sur un mandrin d'un diamètre de 35 mm. Après avoir retiré le mandrin, trois plaques de plexiglas mesurant 5X12X100 mm sont vissées sur les spires de la bobine en y perçant des trous de 4,2 mm de diamètre au pas souhaité. Ces "nervures de raidissement" particulières sont placées à un angle de 120 ° les unes par rapport aux autres. Le réglage des antennes se réduisait à déterminer la fréquence de résonance et, si nécessaire, à la corriger en modifiant l'inductance de la bobine. Au cours de cette opération, un SWR minimum a été atteint à la fréquence sélectionnée. Les antennes bien réglées ont une large bande passante et résistent au changement climatique et à la surface sous-jacente. Les mesures ont montré que le SWR sur la bande 14 MHz ne dépassait pas 1,4, sur 21 MHz - 1,5, sur 28 MHz - 1,8 (Fig. 1). Les valeurs minimales aux fréquences de résonance étaient respectivement égales à 1 ; 1,02 et 1,08.
Les performances des antennes fouet ont été évaluées par une méthode statistique en comparaison avec diverses antennes simples pour les bandes respectives. Plus d'un millier de comparaisons évaluatives ont été faites avec des contacts situés de plusieurs centaines à plusieurs milliers de kilomètres. Les plus intéressantes sont les données relatives à la broche quart d'onde. À une distance allant jusqu'à 2000 km, les antennes fabriquées l'ont "perdu" sur l'échelle S jusqu'à 1,5 point. Cela est dû au fait que bien que leurs diagrammes de rayonnement dans le plan vertical aient des lobes à un angle d'environ 30 ", mais l'intensité de rayonnement dans cette direction est inférieure à celle des SR traditionnels. À mesure que la distance au correspondant augmente, l'avantage de rayonnement sous de petits angles commence à apparaître à l'horizon et à une distance de 4000 ... 5000 km, une épingle d'une longueur de 5l / 8 "gagne" en moyenne 1 point. Sur de longs trajets, jusqu'à 10000 .. 2000 km, le niveau du signal pour la réception et la transmission augmente de 1,5 , 2 ... XNUMX points L'avantage de l'antenne créée est le plus perceptible dans les communications le long du soi-disant "long chemin" et sur les routes passant par les calottes polaires . Ainsi, malgré la simplicité de conception et le faible coût des matériaux, de tels systèmes donnent de bons résultats dans la pratique radioamateur. Il est inutile de contester les avantages des antennes multi-éléments, mais les années d'utilisation des antennes fouet indiquent qu'elles vous permettent de faire du sport et du travail DX avec succès sur les ondes. D'une simplicité extérieure, ces antennes occupent un certain espace, très souvent limité. Il est tout à fait naturel de vouloir en quelque sorte augmenter le coefficient de leur utilisation. Cependant, la recherche de solutions de compromis peut annuler toutes les propriétés positives. Il ne fait aucun doute que n'importe laquelle des antennes monobande proposées ci-dessus peut être adaptée à toutes les bandes amateurs, mais une telle tâche n'a pas été fixée, car le résultat optimal n'est pas obtenu sur toutes les bandes. Par conséquent, des options bi-bande ont été testées, dont l'idée était de connecter un GP quart d'onde pour la plage de fréquences inférieures et une longueur de broche 5l/8 pour la plage de hautes fréquences. Ainsi, comme broche quart d'onde étendue à 5 MHz, un émetteur 8l/28 pour la gamme 14 MHz a été utilisé, pour lequel le nombre total de contrepoids a été doublé, la moitié d'entre eux ayant une longueur de 2,62 m, et le reste - 5,3 m. Un dispositif de commutation est apparu à la base, l'élément est un relais qui, sur la plage de 20 mètres, relie le noyau central de l'alimentation à un condensateur variable (100 pF) et sur la plage de 10 mètres - au même inducteur. Structurellement, le condensateur est un morceau de câble coaxial. Le relais est du RMUG dont les contacts sont protégés de l'humidité. Une antenne pour les bandes 7 et 14 MHz est réalisée selon le même schéma. Cependant, ici, il a fallu réduire légèrement la longueur de la partie verticale à 12,55 m pour que la capacité du condenseur inclus sur la bande de 40 mètres ne soit pas trop petite, comme dans le cas d'un radiateur d'une longueur de 13,2 m Dans la version finale, il était de 180 pF. Le nombre total de contrepoids est de huit, quatre de 5,3 m de long sont régulièrement espacés en cercle, quatre autres de 10,8 m de long sont étirés en tenant compte de la forme du bâtiment. Sinon, les caractéristiques de conception des deux antennes bi-bande sont les mêmes que dans les options décrites ci-dessus. L'apparition d'éléments de commutation ne devrait pas poser de difficultés particulières. Pour alimenter le relais, une tresse de câble et un fil supplémentaire sont utilisés. En principe, il est possible de fournir de l'énergie à travers le noyau central, en "déliant" les composants haute fréquence et constants. 2 montre la dépendance du SWR à la fréquence.
Toutes les antennes évoquées dans l'article ont fonctionné pendant plusieurs années tant à la radio collective qu'à la radio de l'auteur. Ils ont été répétés à plusieurs reprises par des radioamateurs. Les antennes se sont avérées assez avancées sur le plan technologique, ont montré la stabilité de leurs paramètres. Auteur : G. Bolotov (UA3QA), Voronej ; Publication : N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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