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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Antenne UA6AGWv. 20-10 m. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Antennes VHF Cette antenne (Fig. 1) fonctionne dans la bande de fréquences de 14 à 29,5 MHz, qui comprend cinq bandes radioamateurs. Le système de télécommande vous permet de le configurer de manière sélective sur la plage souhaitée. L'antenne est assez compacte et peut être transportée avec le mât dans le coffre ou à l'intérieur d'une voiture. La longueur d'aucune de ses parties ne dépasse pas deux mètres et le diamètre du cadre est inférieur à un mètre. La conception de l'antenne permet son installation rapide par une seule personne sur le terrain, par exemple dans une clairière forestière, sous des arbres, dans une maison de campagne, sur une île rocheuse ou sablonneuse, ou à bord d'un petit bateau. Aucun hauban n'est requis pour l'installation, et pourtant la structure peut facilement résister aux rafales de vents, même orageux.
Le circuit électrique de l'antenne n'est pratiquement pas différent des antennes omnidirectionnelles de conception UA6AGW précédemment publiées, par exemple [1]. Les dimensions de cette version de l'antenne sont indiquées sur la Fig. 2. Pour fonctionner dans la bande de fréquences 18...29,5 MHz, la longueur des faisceaux est de 1,6 m. Pour fonctionner dans la plage de 14...18 MHz, la longueur de chaque faisceau doit être augmentée à trois mètres, et un condensateur supplémentaire doit être connecté en parallèle avec le condensateur C2 d'une capacité de 25 pF. Dans la conception de l'auteur, il est constitué d'un morceau de câble coaxial d'un diamètre de 8 mm avec une impédance caractéristique de 75 Ohms. L'utilisation d'un condensateur supplémentaire est due dans ce cas à la capacité maximale insuffisante du KPI appliqué. Compte tenu de l'accessibilité de l'antenne en conditions de terrain, ces opérations ne sont pas difficiles à réaliser.
Le cadre de l'antenne est constitué d'un câble coaxial LCF12-50J S, utilisé dans les lignes d'alimentation des stations de communication cellulaire. Son diamètre extérieur est d'environ 15 mm. Le conducteur extérieur (« tresse ») du câble est constitué d'un tuyau en cuivre ondulé d'un diamètre de 13,8 mm, le conducteur intérieur est un tuyau en cuivre d'un diamètre de 4,8 mm. L'espace entre eux est rempli de mousse de polyéthylène. La gaine PVC noire du câble a été retirée car le matériau de remplissage qu'elle contient crée des pertes importantes en haute fréquence. Le conducteur extérieur (« tresse ») doit être recouvert de plusieurs couches de vernis protecteur et un tube ondulé en plastique pour installation électrique doit être placé dessus. Chaque faisceau d'antenne est une structure télescopique composée de deux tuyaux en duralumin d'un diamètre de 14 et 18 mm et d'une longueur de 1,55 m chacun. Aux extrémités extérieures des tuyaux de plus grand diamètre, des rainures d'une longueur d'environ 100 mm et d'une largeur de 1,5...2 mm sont sciées, ce qui permet de fixer solidement les tuyaux de petit diamètre et d'assurer un bon contact électrique lors du déploiement des poutres vers le position de travail pour la gamme 14 MHz. Aux extrémités sont également installés des colliers à vis sans fin, à l'aide desquels les tuyaux internes sont serrés. Les extrémités opposées des gros tuyaux sont fixées par des charnières mobiles à une plaque en forme de U, pliée à partir d'une feuille de plastique vinyle de 3 à 4 mm d'épaisseur (Fig. 3). La plaque, le cadre d'antenne, la boucle de communication et le boîtier avec condensateurs sont montés sur une poutre en bois d'une section de 25x25 mm, qui, à son tour, est fixée au mât. À environ 100 mm des extrémités intérieures, un boulon et un écrou M4 sont montés dans chaque tuyau, qui servent à connecter un condensateur supplémentaire sur la bande 14 MHz. Le point de fixation des poutres permet de les faire pivoter soit en position de travail, soit en position de rangement. Une fois pliée, la longueur de chaque poutre est de 1,6 m, une fois dépliée elle est d'environ 3 m.
Les poutres sont reliées à la gaine extérieure du cadre de câble avec du fil de cuivre toronné nu. Étant donné que le soudage de l'aluminium est une tâche « fastidieuse », quatre pétales de contact sont rivetés avec des rivets en aluminium aux extrémités intérieures des gros tuyaux pour réduire la résistance de contact. Les fils reliant les poutres au cadre sont soudés aux quatre pétales. Les zones de rivetage et de soudure sont protégées des intempéries par plusieurs couches de ruban isolant. Condensateur C1 - K15U-1V 3,5 kV 4,7 pF 4 kvar. Le condensateur C2 est une capacité variable de type papillon faite maison, composée de six plaques de rotor et de sept plaques de stator. Dimensions du condensateur - 115x130 mm. Les plaques sont en tôle d'acier galvanisé d'une épaisseur de 0,5 mm. La superficie de chaque plaque de stator est de 24 cm2, la surface de chaque plaque de rotor est deux fois plus grande. Les pièces du condensateur sont assemblées sur des tiges filetées M5 ; les écrous M5 servent de douilles d'espacement. L'utilisation d'acier n'a pas nui aux performances de l'unité. Cependant, rien n’empêche ici d’utiliser d’autres matériaux. L'auteur a également testé une variante utilisant la norme KPE-2, dont les plaques du rotor et du stator ont été retirées par une seule. La télécommande du condensateur variable C2 est réalisée par le servomoteur du volant HiTec HS-311 de taille Standard, utilisé dans les modèles automobiles ou aéronautiques. Pour la connexion mécanique du servomoteur et du condensateur, des bascules et du fil machine standard sont utilisés (Fig. 4).
Les condensateurs C1, C2 et le mécanisme d'asservissement sont placés dans une boîte de jonction en plastique scellée de dimensions 140x200 mm pour un câblage électrique ouvert. Pour contrôler le servomoteur, utilisez un panneau de commande à distance (Fig. 5), réalisé sur la base d'un servotesteur avec un indicateur numérique [2]. Les commandes au servomoteur sont transmises via un câble UTP-4-C5e - un câble à paire torsadée 4x2 pour les réseaux informatiques. Trois paires de fils sont utilisées (deux fils connectés en parallèle).
Les chiffres sur l'indicateur du testeur de servo indiquent l'angle de rotation de l'arbre du boîtier de direction. Un tableau est fixé au corps de la télécommande indiquant quelle valeur numérique doit être réglée sur l'indicateur pour que l'antenne fonctionne sur une plage particulière et en fonction de la longueur des faisceaux (ce tableau est établi lors du processus de mise en place de l'antenne) . Sur le côté gauche du testeur de servo se trouve un bouton « Sélectionner ». Lorsqu'il est enfoncé, après avoir réglé la valeur requise sur l'indicateur, l'arbre du boîtier de direction tourne jusqu'à l'angle défini. Dans la position initiale, deux des trois câbles allant du panneau de commande à l'appareil à gouverner sont ouverts. Cela a été fait afin d'empêcher la rotation spontanée du servomoteur sous l'influence d'une tension induite. Dans le même but, un anneau de ferrite est placé sur le câble de commande à l'endroit où il se connecte au servo variateur. Lorsque vous appuyez sur le bouton « Sélectionner », les contacts se ferment et l'arbre du boîtier de direction est réglé dans la position souhaitée. Le temps nécessaire au rotor du condensateur pour tourner d'une position extrême à une autre est d'environ une seconde ; la précision de positionnement due au retour d'information est très élevée. Pour rendre plus pratique l'utilisation du servotesteur, le bouton de réglage d'angle standard a été remplacé par un bouton de plus grand diamètre. Pour alimenter le servotesteur, il faut une source de tension continue stabilisée de +4,8 à +6 V. Avec une tension d'alimentation de +6 V, le câble de commande peut avoir une longueur de 50 mètres ou plus. La boucle de communication est constituée d'un câble coaxial d'impédance caractéristique de 50 Ohms, qui alimente l'antenne. Les principales dimensions de la boucle et la méthode de fabrication sont indiquées sur la Fig. 6. À l'extrémité du câble et à un endroit éloigné de 400 mm, la gaine extérieure isolante en PVC est retirée, et au milieu de cette section, la gaine et le conducteur extérieur - tresse - sont retirés sur une longueur de 10 mm (Fig. 6). Le conducteur intérieur est soudé à l'extrémité du câble à la tresse. Cette extrémité du câble est ensuite placée sur la deuxième section avec l'isolation extérieure retirée et soudée. La boucle résultante est fixée au sommet du cadre d'antenne (voir Fig. 3), qui, à son tour, est fixé au rail à l'aide d'attaches de câble en nylon. Lors de l'installation, le sommet du mât, le point de symétrie de la boucle de communication et le point de symétrie du cadre rayonnant doivent coïncider. A la même distance à gauche et à droite des points de symétrie (environ 4...5 cm), la boucle de communication est fixée au cadre rayonnant à l'aide de serre-câbles. La symétrie à cet endroit est importante, elle permet d'éviter l'apparition de courants sur la tresse du câble d'alimentation et de travailler sans masse. L'antenne est montée sur un mât d'environ six mètres de haut. Il se compose de trois tuyaux en plastique de diamètres 42, 36 et 30 mm. L'auteur a utilisé trois sections d'un mât de huit mètres du kit « Mast-8-2u » fabriqué par R-QUAD. Dans un premier temps, l'antenne est assemblée au sol en position horizontale, après quoi elle est installée en position verticale et fixée dans la direction souhaitée à l'aide de supports, eux-mêmes fixés à l'aide de piquets métalliques enfoncés dans le sol. Ces supports de deux mètres suffisent à fixer solidement l'antenne.
Au stade du pré-réglage de l'antenne, il peut être nécessaire de modifier la forme de la boucle de communication de ronde à allongée (ovale), et vice versa, et de sélectionner la longueur des faisceaux. Le critère de réglage optimal doit être considéré comme la valeur minimale du SWR (celle de l’auteur n’est pas pire que 1,5) sur les plages indiquées. L'antenne est assez large bande et lors du réglage au milieu d'une bande amateur, aucun réglage supplémentaire n'est généralement nécessaire. Le SWR sur toute la plage ne doit pas dépasser 2, à l’exception peut-être de la plage de 10 mètres. Lors d'un fonctionnement à ses fréquences extrêmes, un réglage supplémentaire peut être nécessaire. Le diagramme de rayonnement de l'antenne dans le plan horizontal a la forme d'une ellipse, allongée longitudinalement par rapport aux rayons, et ne présente pas de creux profonds. La différence entre les niveaux de signal émis dans la direction des rayons et perpendiculairement à ceux-ci est d'environ 3 dB. Le tout premier test de l'antenne sur la portée de 10 mètres a permis de communiquer avec l'île de Tasmanie. Par la suite, de nombreux QSO ont été réalisés sur différentes bandes, et notamment sur 20 mètres. Dans tous les cas, l’antenne a montré une bonne efficacité. littérature
Auteur : Alexander Gratchev (UA6AGW)
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