Nolēmu padziļināti papētīt jautājumu par disko antenas darbību, lai saprastu, vai tā tiešām ir man vajadzīgā izvēle. Un jūs zināt, šī ir patiešām interesanta antena, kuru var izstrādāt, lai iegūtu labu potenciālu. Varbūt es iešu to ceļu, kuri projektē kompleksa tipa antenas. Bet es uzstādīšu tik sarežģītu antenu vasarnīcā, pilsētā man derēs antena ar mazākām prasībām.

Tātad, kādas ir antenas īpašības, kas mani interesē:

• Apļveida starojuma modelis,
• platjosla,
• vēja pretestība,
• zems materiālu patēriņš.

Iepriekš rakstīju, ka man bija izvēle starp log-periodisko un diska konusa antenu. Pārdomāju savu lēmumu un nonācu pie secinājuma, ka maniem specifiskajiem radio raidījumu novērošanas uzdevumiem piemērotāka ir diskona antena. Un, ņemot vērā vasarnīcas gabala īpašo atrašanās vietu, vasarnīcā man būs ērtāk uzraudzīt NOAA satelītus un tālsatiksmes caurlaides CB un desmit metru diapazonā.

Tātad, kas ir diskona antena? Kā norāda nosaukums, diska konusa antena sastāv no diska (izstarojoša elementa) un konusa (pretsvars izstarojošajam elementam). Es sākšu šīs antenas analīzi ar šo klasisko versiju.

Šī sarežģītā antenas forma rada nepareizu priekšstatu, ka diskontai antenai ir horizontāla polarizācija. Faktiski šīs antenas polarizācija ir vertikāla. Antena ir bezgalīgs skaits V-veida antenu, kas ir slīpi pret horizontu (aktīvais elements ir uz augšu un pretsvars ir uz leju). Ja daļa no diska būtu viena antenas roka, bet otra otra, tad polarizācija būtu horizontāla. Mūsu gadījumā viens plecs ir noliekts horizontāli, bet otrs leņķī no horizonta pret zemi. Rezultāts ir donut formas starojuma modelis.

Disks un konuss ir labi, taču šis dizains rada mežonīgu vēju. Tāpēc komerciālās izstrādēs disks un konuss tiek aizstāti ar stieples struktūru. Šī pieeja ļauj samazināt vēja slodzi, samazināt ražošanas procesa izmaksas, samazināt antenas ražošanas materiālu patēriņu un vienkāršot tās montāžu. Un tieši šo ceļu es eju, taisot savu antenu.

Manipulējot ar diska un konusa materiāliem un konstrukcijām, tiek radītas dažādu disku-konusu antenu masas. Viena no visizplatītākajām disko antenām ir dzelzceļa antena. Piemēram, apsveriet VIAM-RADIO antenu. Šī antena ir paredzēta darbam ar lokomotīvju radio stacijām 151-156 MHz un 307-344 MHz diapazonā. Tāpēc ka lieli ātrumi un izturības raksturlielumu prasības, antena tika izgatavota metinātas konstrukcijas veidā ar papildu elementiem, kas pastiprina konstrukciju.

Lokomotīves antena AL/23 disku-konuss

Ir alternatīvas pieejas joslas platuma palielināšanai. Diapazonā no simtiem līdz tūkstošiem megahercu diskkonusu antenu izmēri paliek pieņemami, taču, frekvencei samazinoties, izmēri kļūst neērti gan uzstādīšanai, gan projektēšanas aprēķiniem. Bet ir Alternatīva iespēja palielinot joslas platumu līdz aptuveni 25 MHz. Lai to izdarītu, diskam (vai vadītājiem, kas to aizstāj), tiek pievienota papildu tapa, tādējādi palielinot joslas platumu. Bet, ja jūs vienkārši pievienojat tapu, tā ietekme pasliktinās parametrus, un tai vajadzētu darboties tikai "savā diapazonā". Lai to izdarītu, tapa tiek nogriezta no diska, izmantojot induktivitāti.

Bet šī opcija nekavējoties pārvērš antenu par lielu, un turklāt pārraidi nevar veikt papildu diapazonā. Papildu diapazons tiek pievienots tikai uzņemšanai. Faktiski šāda antena ir ideāli piemērota skeneriem.

Tiklīdz izrēķināšu vajadzīgos izmērus, publicēšu. Tad sākšu vākt materiālus šīs antenas uzbūvēšanai.

Sveiciens kolēģiem hobijiem! Šeit ir mana iestatīšana:

Lai savienotu uztvērēju ar antenu, es nolēmu izmantot labu satelīta kabelis RG-6 Rēme. Tam bija vairāki iemesli:

1. Zemi nominālie zudumi pie 1000 MHz (apmēram 17 dB pie 100 m - viens no labākajiem rādītājiem starp koaksiālajiem)
2. Savienotāju lētums (turklāt tie bija pieejami mājās)
3. Man jau bija uzlikts kabelis uz jumta satelītantena, pašlaik tas vairs netiek izmantots

Viļņu pretestības atšķirība nebija īpaši satraucoša; 4% signāla jaudas zudums nesakritības dēļ nav nekas, salīdzinot ar iespējamiem zaudējumiem, izmantojot 50 omu kabeli ar lielākiem zudumiem.

Kad saskāros ar mana uztvērēja antenas izvēli, es izvēlējos trīs kandidātus: 6 elementu, Super un diskontu. Visas antenas bija iepriekš novērtētas 75 omi un bija diezgan precīzi izgatavotas. Es pēc kārtas testēju Franklinu, Super-J un diskokonu. Savādi, bet uzvarēja diskone antena.

Es mēģināju konfigurēt Franklin, pārvietojot savienojuma punktus uz ceturtdaļas viļņa kabeļa, taču rezultāti joprojām nebija iespaidīgi. Tas pats stāsts ir ar Super-J. Discone strādāja labāk. Šeit ir mani minējumi par šo:

1. Franklin ir simetriska antena; ja jūs tai vienkārši pievienojat asimetrisku barošanas līniju (koaksiālo kabeli), tas izkropļo tās virziena modeli, kas, protams, novedīs pie pastiprinājuma samazināšanās. Ideālā gadījumā jums papildus jāizmanto balansēšanas ierīce.
2. Teorētiskais aprēķins ir labs, taču praksē nepieciešamo koordināciju var nesasniegt daudzu faktoru ietekmes dēļ, kurus nevar ņemt vērā aprēķinā
3. Precīza ražošana. Ja jūs izveidojat antenu ar milimetru precizitāti, iespējams, tā darbosies normāli.

Lūk, kas man patika disko konusā:

1. Kompakts izmērs. Augstums ap 80 mm, platums ap 70 mm
2. Platjosla. Antenai nav nepieciešama regulēšana un tā sāk darboties uzreiz pēc montāžas.
3. Ražošanas vienkāršība. Diska konuss nav būtisks ražošanas precizitātei. Droši var kļūdīties +/- 5 mm izmērā (pārbaudīts praksē). Protams, nevajag kļūdīties centimetros.

Zīmējums ar izmēriem:

Biezais punkts diska centrā norāda vietu, kur F-savienotāja centrālā tapa ir pielodēta pie diska. Disks un pamatne ir izgatavoti no vienpusējas folijas PCB. Konusa sastāvdaļas ir izgatavotas no vara stieples ar diametru 2 milimetri. Varš ir alvēts, bet tas nav nepieciešams. Lūk, kas notika:

Eksperimentu laikā izrādījās, ka pat neliels kabeļa garuma palielinājums izraisa uztveršanas pasliktināšanos. Jo Antena jāuzstāda uz jumta un jāsavieno ar 40 metru kabeli, pastiprinātājs nav nepieciešams. Es nopirku parasto satelīta pastiprinātāju OPENMAX A04-20 pie 20 dB par 150 rubļiem. Bija arī jāpārliecinās, vai uztvērēja ieejā ir īssavienojums DC. Rezultātā radās šī shēma:

Inžektoram: Drošinātājs aizsargā barošanas avotu no iespējamiem īssavienojumiem (piemēram, ja pārtrūkst kabelis). Aizsargdiode D1 aizsargā ķēdi no zibens pārspriegumiem (redzams ķēdē satelīta uztvērējs). Kad spriegums pārsniedz 24 V, tas izlaužas un īssavieno ķēdi. Kondensators C2 ir pret traucējumiem. Droseles L1 — HF filtrs, uztīts uz toroidālas ferīta serdes (10 PEL 1.0 stieples apgriezieni)

Lai īssavienotu uztvērēja līdzstrāvas ieeju, es izmantoju ceturtdaļas viļņa īsslēguma cilpu no koaksiālā kabeļa gabala. Shēma ir sevi pierādījusi kā lielisku. Pārbaudes laikā cilpa vispār neietekmēja uztveršanas kvalitāti. Koaksiālā kabeļa segmenta garums bija 45 mm (ņemot vērā saīsināšanas koeficientu un sadalītāja F-ligzdas garumu).

Uztvērējs tika ievietots citā korpusā un pārklāts ar caurspīdīgu pleksi vāciņu. Tas ir skaistāks, un gaismas diodes ir skaidri redzamas. Vispārējā forma dizaini:

Laimīgu radarspotēšanu!

Konuss ir izgatavots raga formā no vara loksnes vai cita materiāla, ko ir viegli lodēt. Strāvas kabelis tiek ievilkts konusa iekšpusē, un tā ārējais pinums ir pielodēts pie konusa, un notīrīta iekšējā serdeņa daļa 100 mm garumā tiek pielodēta pie metāla diska. Disks tiek turēts horizontālā stāvoklī, izmantojot izolācijas balstus.

Lai izveidotu tālsatiksmes radiosakarus 144-146 MHz diapazonā un īpaši 420-425 MHz, nepieciešams koncentrēt elektromagnētiskās enerģijas starojumu šaura stara veidā un virzīt to pēc iespējas tuvāk horizontam. . Vienlaikus ar fiksētu antenu ir jāspēj arī izveidot radiosakarus ar korespondentiem, kas atrodas dažādos virzienos no radiostacijas. Šajā gadījumā antenai jābūt starojuma shēmai vertikālajā plaknē iegarena astoņnieka formā un horizontālajā plaknē - apļa formā. Līdzīgu shēmu var iegūt, projektējot bikonisku antenu (2. att.), kas sastāv no diviem metāla konusiem, no kuriem viens ir savienots ar kabeļa vidējo serdi, bet otrs - tā pinumu. Šādas antenas trūkums ir nepieciešamība pēc simetriskas ierosmes.

Platjoslas bikoniska diskkonusa antena (3. att.), kurā disks pilda augšējā konusa lomu, neprasa simetrisku ierosmi. 1. tabulā parādīti diskveida konusveida antenu izmēri, kas paredzēti darbībai amatieru joslās.

1. tabula
	Izmēri, mm
Darbības diapazons
biežums MHz

Ar izvēlētajiem antenas izmēriem darbu ieteicams veikt zemāko darbības frekvenču reģionā, jo, palielinoties darba frekvencei, palielinās leņķis starp maksimālā starojuma virzienu un horizontu. Antenu darbina kabelis ar raksturīgo pretestību aptuveni 60-70 omi bez atbilstošām ierīcēm. Disks ir izolēts no konusa, kuru var iezemēt. Lai darbotos 38-40 MHz diapazonā, konuss un disks ir izgatavoti no tapām ar diametru 3 - 5 mm (4. att.). Maksimālais attālums starp tapām nedrīkst pārsniegt 0,05L.

Literatūra:

1. K. Rothammels. Antenas. Maskavas "Enerģētika". 1979. gads
2. F. Burdeyny un citi. Shortwave Directory. No DOSAAF, Maskava. 1959. gads

Salīdzinot ar koaksiālo antenu, diska konusa antena, vienlaikus arī kam sektoru diagramma virziens un tā pati barošanas metode, ir ievērojami lielāks joslas platums. Salīdzinot ar parasto dipolu, šīs antenas pastiprinājums ir -3dB. Šim pastiprinājuma samazinājumam nevajadzētu būt pārsteidzošam, jo ​​diska konusa antenai ir pareizs starojuma modelis ļoti lielā joslas platumā. Attēlā parādītā diska konusa antenas konstrukcija. 11-40, ievērojot norādītos izmērus un tiešo barošanu, izmantojot koaksiālo kabeli ar raksturīgo pretestību 60 omi, ir caurlaides josla no 85 līdz 500 MHz.

1. att

Konuss ir izgatavots raga formā no vara loksnes vai cita materiāla, ko ir viegli lodēt. Strāvas kabelis tiek ievilkts konusa iekšpusē, un tā ārējais pinums ir pielodēts pie konusa, un notīrīta iekšējā serdeņa daļa 100 mm garumā tiek pielodēta pie metāla diska. Disks tiek turēts horizontālā stāvoklī, izmantojot izolācijas balstus.

Lai izveidotu tālsatiksmes radiosakarus 144-146 MHz diapazonā un īpaši 420-425 MHz, nepieciešams koncentrēt elektromagnētiskās enerģijas starojumu šaura stara veidā un virzīt to pēc iespējas tuvāk horizontam. . Vienlaikus ar fiksētu antenu ir jāspēj arī izveidot radiosakarus ar korespondentiem, kas atrodas dažādos virzienos no radiostacijas. Šajā gadījumā antenai jābūt starojuma shēmai vertikālajā plaknē iegarena astoņnieka formā un horizontālajā plaknē - apļa formā. Līdzīgu shēmu var iegūt, projektējot bikonisku antenu (2. att.), kas sastāv no diviem metāla konusiem, no kuriem viens ir savienots ar kabeļa vidējo serdi, bet otrs - tā pinumu. Šādas antenas trūkums ir nepieciešamība pēc simetriskas ierosmes.

2. att

Platjoslas bikoniska diskkonusa antena (3. att.), kurā disks pilda augšējā konusa lomu, neprasa simetrisku ierosmi. 1. tabulā parādīti diskveida konusveida antenu izmēri, kas paredzēti darbībai amatieru joslās.

1. tabula
	Izmēri, mm
Darbības diapazons
biežums MHz

Ar izvēlētajiem antenas izmēriem darbu ieteicams veikt zemāko darbības frekvenču reģionā, jo, palielinoties darba frekvencei, palielinās leņķis starp maksimālā starojuma virzienu un horizontu. Antenu darbina kabelis ar raksturīgo pretestību aptuveni 60-70 omi bez atbilstošām ierīcēm. Disks ir izolēts no konusa, kuru var iezemēt. Lai darbotos 38-40 MHz diapazonā, konuss un disks ir izgatavoti no tapām ar diametru 3 - 5 mm (4. att.). Maksimālais attālums starp tapām nedrīkst pārsniegt 0,05L.

Diska-konusa antena ir raksturīgs emitētājs, kas savu nosaukumu piešķir produkta kompleksā nosaukuma pirmajai daļai, kas aprīkota ar “zemi”, kas izgatavota no metāla stiegrojuma vai vienkārši konusa. Daļējā diapazonā dizains ļaus iegūt lineāru vertikālu polarizāciju, vilnim pārvietojoties starp disku un konusu. Tas ir nepieciešams radio sakariem. Turklāt mēs apsvērsim modifikāciju, kas pārvērš ierīci par cirkulāri polarizētu emitētāju virzienā, kas ir perpendikulārs diskam un pretējs zemes atrašanās vietai. Lasītāji uzzinās, kā pašiem salikt diskona antenu.

Disku-konusveida antenas

Svarīgs! HF joslā bieži tiek izmantotas daudzvirzienu disko antenas. Norādītā iemesla dēļ tie neatšķiras acīmredzamā pastiprinājumā.

Šodienas sarunas tēma ir “dari pats” diskona antena. Klīst baumas, ka pirmo patentu ar numuru 2368663 (ASV) paņēma A.G. Kandoian. Ierīces priekšrocība ir tās plašais darbības frekvenču diapazons. Protams, ieguvums ir zemāks par dipolu. Diapazonā parasti ir iespējams savienot ar kabeli bez saskaņošanas, turklāt pats dizains nav svarīgs izmēru precizitātei. Decimetra diapazonā ir jāņem ciets konuss; uz HF un metru viļņiem lielākajai daļai cilvēku ir nepieciešama skeleta forma. Disks deģenerējas vadītāja staru komplektā ar vienu centru. Tas samazina vēja slodzi; pie gariem viļņiem konusa un diska izmēri iegūst gigantisku vērtību. 6, 8 vai 12 stieņi.

Uzmanību! Disks un konuss tiek darbināti pretfāzē.

Kabeļa centrālais kodols ir savienots ar noteikta izmēra disku. Zemes lomu spēlē metāla stiegrojuma saišķis, ja nav vēlēšanās izgatavot konusu ar savām rokām. Ir skaidrs, ka starojuma shēma ir izkropļota. Azimutālā virzienā rodas nevienmērība. Un tipiskas diska konusa antenas starojuma modelis atgādina toru (donutu). Vilnis rodas starp disku un konusu. Diapazons ir atkarīgs no attāluma. Piemēram, mēs piedāvājam vietnē http://elektronika.rukodelkino.com/stati/antenni/35-disko-konusnaya-antenna.html norādīto dizainu.

Darba jēga jau ir aprakstīta, realizācija frekvencēm 85 - 500 MHz:

Ierīces raksturīgā pretestība ir 60 omi, sagatavojieties to saskaņot jebkurā ērtā veidā. Centrālais kodols ir savienots ar diska vidu no apakšas, konuss ir apvienots ar ekrānu. Tādējādi izrādās kaut kas līdzīgs atvērtam viļņvadam, kur vilnis izplatās un tiek izstarots. Pastiprinājums ir mīnus 3 dB salīdzinājumā ar pusviļņa dipolu. Tiešsaistes kalkulatori Aprēķinu nav, mēs atradīsim piemērotu metodi. Analizēsim savu dizainu. Mēs uzskatām, ka minimālajam un maksimālajam attālumam starp disku un konusu vajadzētu korelēt ar diapazona robežviļņu garumiem. Vispirms aprēķināsim izmērus:

λmin = 299 792 458 / 500 000 000 = 60 cm.

λmax = 299 792 458 / 85 000 000 = 3,53 m.

Mēs paļaujamies uz iegūtajām vērtībām. Sadalīsim abus ar četriem un skatīsimies, kas atliek. Mums ir: 15 un 88,2 cm.. Redzam, ka izmēri nav piesieti nekam. Saskaņā ar zīmējumiem un formulām:

Pēdējie divi parametri nosaka antenas augšējo robežfrekvenci, kā raksta Nīls, kura darba rezultātus tagad esam izmantojuši, discone antena uzvedas kā augstfrekvences filtrs. Ir noteikta ierobežojoša zemāka frekvence, pēc kuras tiek aprēķināta konusa mala, kur SWR ir 3. Ejot cauri robežai uz leju, SWR sāk strauji augt, kas padara ierīces lietošanu nepraktisku. Darbības robežās parametrs pakāpeniski samazinās līdz 1,5. Paņemiet konusa malas garumu nedaudz vairāk par ceturtdaļu maksimālais garums viļņi. Piebildīsim, ka diska diametrs nav atkarīgs no virsotnes leņķa, kas var atšķirties no 60 grādiem.

Salīdzināsim skaitļus ar iepriekš norādītajiem: no aprēķiniem ir skaidrs, ka sānu siena ir ņemta vienāda (!) ar minimālo viļņa garumu, kas neatbilst grāmatai. Lai pārliecinātos, mēs pārbaudām līdzību tabulu no literatūras, lai beidzot apstiprinātu vai kliedētu šaubas (vietņu īpašnieki aprēķināja, izmantojot nepareizu parametru).

Var redzēt, ka, palielinoties frekvencei, antenas izmēri lineāri samazinās. Piemēram, pie 14 MHz tas ir gandrīz divas reizes vairāk nekā pie 28 MHz. Tāpēc 85 MHz mēs atradīsim nepieciešamos parametrus pēc proporcijas (atgādiniet, ka virsotnes leņķis iepriekš sniegtajā informācijā ir 60 grādi). 85 dalīts ar 14 = 6. Tāpēc mēs dalām izmērus ar iegūto koeficientu, izrādās:

1. Virsotnes leņķis ir 60 grādi.
2. Pamatnes diametrs un sānu garums – 91 cm.
3. Diska diametrs – 61 cm.
4. Attālums starp disku un konusu ir 4 cm.

Augšējā frekvence ne vienmēr ir 500 MHz; viņi teica, ka skaitlis ir atkarīgs no konusa šķērsgriezuma diametra. Jo mazāks ir kabeļa caurums, jo augstākas frekvences darbojas antena. Tātad viņi parādīja, ka jūs nevarat uzticēties aprēķiniem no tīkla ar 100% varbūtību. Iespējams, ka tur izmantoti kādi dizaina jauninājumi ar nezināmiem datiem, taču, visticamāk, autori nogrieza konusu līdz diska izmēram. Tāpēc tas nedarbosies zemākās frekvencēs.

Mēs varam uzminēt, kā tiek aprēķināta maksimālā darba frekvence: ceturtā daļa no viļņa garuma ir vienāda ar attālumu no vietas, kur serde ir piestiprināta pie diska, līdz konusa griezumam. Tikai pēc analoģijas. Pārbaudiet faktu bez VashTechnik portāla, mēs uzskatām, ka tēze ir acīmredzama.

Disku-konusa antenas forma

Uzmanīgi lasītāji noteikti būs pamanījuši, ka ne visām atsauksmēm ir 60 grādu leņķis. Kāpēc šo parametru izvēlējās teorētiķi un pieredzējuši praktiķi. Pētījumi tika veikti 50 omu kabelim, kas skaidri parādīja, ka šis virsotnes leņķis dod visplašāko diapazonu, kur SWR nepārsniedz 2. Citos gadījumos pieauguma un samazināšanās virzienā tika konstatēti dažādi joslas maksimumi un sašaurināšanās. novērotā. Izrādās, ka 60 grādu leņķis virsotnē ir teorētiski pamatots. Ja apakšējā robeža nav svarīga, palieliniet par 10 grādiem. SWR kļūst pieņemamāks, nemainot apakšējās robežas apgabalu.

Kas attiecas uz skeleta formām cieto konusu un disku vietā, tas ievērojami samazina izstrādājuma svaru un samazina vēja slodzi. Iedomājieties milzīgus izstrādājumus no tērauda, ​​īpaši vara! Svars ir ievērojams.

Tātad, ir parādīts, ka platjoslas diska antena uzrāda mazāku pastiprinājumu nekā vibratoram. Tajā pašā laikā dizains nav tik jutīgs pret izmēru novirzēm un ir salīdzinoši sarežģīts. Citiem vārdiem sakot, pats izgatavot diskona antenu ir iespējams, taču grūti. Apkoposim:

• Galvenais ir konusa sānu izmērs, kas nosaka citu izmēru aprēķinu.
• Mēs pieņemam, ka virsotnes leņķis ir 60 grādi radio sakariem un WiFi.

Viņi solīja parādīt, kā uzlabot diskona antenu. Lūdzu! Disks tiek barots nevis no kabeļa tieši, bet caur stieples gabalu, kas veido līnijas segmentu ar bezgalīgi augstu pretestību, ejot cauri noteiktai nogriešanas frekvencei. Diska centrā tiek izgriezts caurums, caur kuru tiek piegādāts kodols papildu disks, kas atrodas augstāk, izstaro uz zenītu. Šis dizains uztver gandrīz jebkuru lineāro polarizāciju, kas izplūst no vertikāla punkta. Vajadzība autoriem nav zināma. Piemērs ņemts no literatūras.

Diskonu antenu īpatnība ir tāda, ka ir iespējams izveidot milzu struktūru, kas uztver visās frekvencēs. Galvenais ir pareizi izpildīt virsotni, kas ir atbildīga par augšējo diapazonu. Protams, tuvojoties mikroviļņu krāsnij, prasības virsmas raupjumam pieaug, gaismas stari, piemēram, atstarojas no spoguļa. Šajā gaismā ir saprotams, kāpēc par produktiem tiek izrādīta tāda interese. Pusviļņu vibrators nodrošina labu pastiprinājumu, taču ierīce nenodrošinās tik greznu joslu. Pienācīga izmēra paštaisīta diskveida konusa antena uztver gandrīz visu! No visiem virzieniem. Mēs iesakām izgatavot diskonu antenu un aprīkot konstrukciju ar labu ievades filtru.