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無線電子工学および電気工学の百科事典 144 MHz の実験用アンテナ。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
以下に説明する実験用アンテナ (EA) は、通信の電磁両立性に関する別の問題、つまり無線受信デバイスのミラー チャネルを抑制する問題を悪化させました。 都市環境で出力 2 W の EA と送信機を使用した実験中に、副周波数放射による干渉に関する専門商業組織から苦情が生じました。 その後、送信機の近くで指定された周波数範囲 (145 MHz) で受信機をスキャンしてテストしましたが、結果は得られませんでした。 同じ場所、同じ機器を使用した 2 年間の以前の作業では、苦情は発生しませんでした。違いは XNUMX つだけです - アンテナが異なっていました。事件前は「二重正方形」で、その後は記載されている EA でした。 XNUMX ワットの送信機の放射エネルギーは、アンテナ放射パターンのメイン ローブの方向に非常に集中しているため、「商用」受信機のメイン (ミラーではない) チャネルの信号とレベルが等しくなることが判明しました。 、XNUMXメートルの範囲の送信機からの信号の受信は、あたかもXNUMXFf高い周波数で送信が行われたかのように正確に可能になりました。 アマチュア無線家には、この問題に最も真剣に注意を払うようお願いします。確かに「あなたのものではない」とはいえ、それを排除する必要があります。 なぜなら、ビジネスマン (および彼らに似た人々) はこのことを気にしません。彼らは「お金を払った」ので、追加のハイパス フィルターやバンドパス フィルターを強制的に購入することはできません。 いくつかの測定を行った後、著者は（危害を避けて）EAによる実験をフィールド条件、つまりダーチャに移すことにしました。 アンテナの重量が軽く、巻き上げや展開が非常に簡単なので、持ち運びにも問題ありません。 ポータブルアンテナとして「スクエア」が選ばれた理由について一言。 まず、（素子の長さに関して）例えばダイポールアンテナの半分の長さです。 第二に（これが重要なことですが）、「スクエア」は非常に低いサスペンション高さで動作でき、周囲の物体の影響を受けません（横からアンテナに持ってくる手の影響は、150未満の距離にのみ影響します）。 ..200 mm)。 第三に、このようなアンテナは局所的なノイズとインパルス干渉をある程度抑制します。 XNUMX 番目に (著者のバージョンでは) DC クローズのアクティブ要素があります。 EAの構築の基礎は、バイブレーター間の距離が75の1オームケーブルで駆動される「ダブルスクエア」[0,2]であり（図1を参照）、その要素は（1-アクティブバイブレーター、3 -リフレクター）は、部屋の中の窓の窓2に掛けるだけでした。
同様の「窓」トラバースは、家の壁またはバルコニーの隅にあるヒンジで固定できます。 このようなアンテナの回転は、反射板の位置に応じて、120〜150°以内で可能です。 フックとループは、選択した方向に固定するために使用できます。 もちろん、そのような設計は、特定の地域の条件を考慮に入れて、通信を行うためにもテレビを受信するためにも便利である可能性があります。 説明されている EA はどのようにして始まったのでしょうか? 部屋（木造住宅の250階の部屋）には、VHFアンテナを備えた実験作業用の「スタンド」が作られました。300本の太い釣り糸が、天井から2...13 mmの距離で天井の下に張られました。お互いに。 要素は、同じ足場または巻き線からのリングを使用してそれらに吊り下げられました (図 1)。最初は 48 つ、次は 1 つ、というように最大 11 つまで続きました (これが部屋に収容できる量です)。 アクティブ バイブレータ (AV) およびリフレクタ (P) 要素の長さは、[5] の式を使用して計算され、周波数応答メーター (FCM) XI-XNUMX を使用してチェックされました。 ダイレクタ (DXNUMX ～ DXNUMX) は、後続のダイレクタが (側面ごとに) XNUMX mm ずつ減少して作成されます。 要素の製造用の材料は、三相 APV ケーブルのポリ塩化ビニル絶縁体のアルミニウム線です (銅メッキのアルミニウム線がさらに優れています)。
はんだ付けできるのと同じ絶縁体で）。 絶縁体はワイヤから取り外されていません（要素を白、黒、赤の絶縁体と交換すると便利です。チューニング操作中にそれらを混同しないようにする方が簡単です。2つの要素の後、サイズの違いがより顕著になります）。 フレームの辺の長さとフレーム間の距離を図に示します。 XNUMX（それらの周囲の値は括弧内に示されています）。 アンテナの入力インピーダンスは約45オームです。 電源には、直径50mm、長さ約4mのRK-1同軸ケーブルを使用しました（図3）。 バイブレータ1との接続点には、直径2 mmの20VChフェライト製のリング20が取り付けられており、その上にケーブル3が4回転します。-および50オームのケーブルが付いています。 調整のためにアクティブなバイブレータに対して最初のダイレクタを移動してから、残りのダイレクタを引き上げることもできます。 多数のエレメントを備えたアンテナは、剛性のある構造である必要があることに注意してください。エレメント間の距離は、動作中に変化してはなりません。 野外での実験が示しているように、森の5つのセグメントでは不十分です。そよ風のわずかな息-そしてアンテナが「遊び」始めました-要素はロープのリネンのように揺れました。 最適なオプションはリジッドトラバースですが、これはフィールド条件には望ましくないため、図に概略的に示す設計を提案します。 1：テニスラケット用に2本の釣り糸または弦をさらに3本追加します。つまり、その数を2にします。 セグメントはフレーム3の内側のコーナーで引き伸ばされ、後者は（最終調整後）、たとえば同じ線（4）を使用して、図XNUMXに従って互いに必要な距離で固定される必要があります。 XNUMX.足場セグメントの長さは、アンテナの各エッジからXNUMX〜XNUMX mが残されるように選択して、サポートなどに接続する必要があります。 信頼性を高めるために、木製のスラットで作られたフレーム 2 (図 6) を構造物の端に配置し、足場 5 のセクションの端をフレームの隅に取り付けて、次のような方法を使用してフレームを越えてアンテナを伸ばすことができます。 、ナイロン弦 3 (ここでは 1 - サポート、4 - アンテナ要素)。 一方または両方のフレーム上の木製ブロック 4 から溝を作成した場合 (図 7)、アンテナ振動子 3 と支線 2 を折り畳んだ状態のケースのようにその中に配置することができ、この形式でアンテナを設置できます。保管したり、あらゆる距離に輸送したりできます。 カバー フレーム 1 をフレーム 4 に取り付けるには、電気テープのフックまたはリングを使用できます。 この場合、電源ケーブルは、フレームの周囲にアンテナと一緒に敷設することも、取り外し可能なコネクタがある場合は切り離すこともできます。 アンテナ要素はよくまっすぐなワイヤーで作られている必要があります。 これを行う最も簡単な方法は、それを引き抜き、一方の端を万力で固定し、もう一方の端をペンチで保持することです。 ワークピースを切断するときは、ワイヤの端を接続（ねじったり溶接）したりするための余裕を与える必要があり、そのために絶縁を解除する必要があります。 撚り線の小さな「尾部」はアンテナの動作には影響しません。計算されたフレームの周長を観察することのみが重要です。 要素の接続点は、たとえば下から片側に配置することをお勧めします。 フレームの平面に歪みがあってはなりません。 これらは、互いに厳密に平行かつ「同心円状」（リフレクターの側面から見た場合）に設置する必要があります。
図に示すように、アンテナの向きを変えて、通信相手への方向を明確にすることができます。 つまり、リフレクターの後ろの木枠 8 (またはガイ 5) で保持します。この場合、オペレーターからの影響は最小限です。 ディレクター 6 の側の木製フレーム 2 に取り付けられた支線 3 をサポート 4 に結び付けることをお勧めします。 通信者への正しい方向を見つけたら、フレームの角で結ぶことをお勧めします。風によるアンテナの回転が少なくなります。 EA (垂直偏波) を使用した実験は、低地の排水された湿地で、地面に非常に近い場所で実行されました。 アンテナ素子の上部の高さは 1 m で、納屋の壁と地面に掘った小さな板を支えとしてアンテナを張り、アンテナ側をガセットで補強しました。 特派員までの距離は1,8...22 kmに達しました。 「ターゲット」EA では、堤防に沿って「ターゲット」を半分に分ける道路があり、道路まで約 24 m の距離にあり、その背後には 200 ～ 350 m の森がありました (状況は概略的に描かれています)図500）。 EAの慎重な製造と堅固な設計により、放射パターンのメインローブ（0,7のレベル）によって輪郭が描かれる「スポット」は25〜30°です。 要素のファジーインストールでは、「スポット」がぼやけ、ゲインが低下します。 マルチエレメントアンテナの機械的安定性（XNUMXつのセグメントでは、EAの足場は非常に剛性が高い）とその製造の十分な精度を確保できない場合は、XNUMXつまたはXNUMXつのエレメントに制限して、それらの製造のためのより大きな直径のワイヤー。 この場合、メインビームの広がりによるアンテナ付近の地上反射を避けるために、アンテナを高く上げる必要があります。 ただし、要素をかなりしっかりと固定する必要があります。
森林内で作業する場合 (特に垂直偏波の場合)、通信相手に向かってまばらな場所または開けた場所 (さらに良いのは高い場所) を選択し、木が存在しないように木や支柱の間にアンテナを吊るす必要があります。アンテナの「ターゲット」を近くに置きます。 したがって、説明されている EA は、高調波のふいごのように折りたたんだり展開したりできます。 これは、転がしたり、運んだり、すぐに広げたりするのに便利ですが、比較的ゆっくりと回転する場合にのみ適しています。 ただし、事前にすべてを準備しておけば（固定用のフックなど）、アンテナを 13 人で 145,5 秒以内に回転させることができ、路上での「フィールドデー」競技会で使用することができます。 15 素子の EA は、16 MHz の周波数で動作するように設計されました。 少し調整するだけで、または調整しなくても、アンテナは 30 メートルのアマチュア帯域全体で使用できます。 EA ゲイン - 0,7 ～ 45 dBd 以上。 垂直面と水平面の両方における放射パターンのメイン ローブの幅は 145,5° 以下です (レベル 50 で)。 入力インピーダンス - RK-3 同軸ケーブルと図に示す整合器を使用した場合、周波数 1,8 MHz での SWR は約 XNUMX オームです。 XNUMX、-XNUMX。 著者がアンテナの品質を評価するために使用した方法は素人的で近似的なものです。 実験では、IC-706、FT-11、FT-270 という外国の機器が使用されました。 低く吊り下げられたEAと24 Wの出力で25...0,3 kmの距離で、特派員は利用可能なSメーターのスケールで3〜4ポイントの最大評価を与えました。 比較のために：彼らの機器では、ノイズサプレッサーが「開いて」「ホールド」され、Sメーターがまったく表示しないときの信号レベルでの信号明瞭度は100%です。 しかし、聴覚テストでは1点が受信不能を意味することが知られているため、このような低電力でも市内の信号レベルはかなり大きいことが判明しました。 4 W に増やすと、最大定格は 59、59+10、さらには 59+20 dB になりました。 確かに、最後の「デシベル」が「点滅」することがありました。 実験はFMモードで行いました。 市内での受信には、垂直ダイポール、XNUMX 素子コリニア アンテナ、垂直 XNUMX 素子「ウェーブ チャネル」が使用され、家の屋根と市の (EA からの) 遠端に設置されました。 「波のチャンネル」は「わずかに横向き」に立っていた。 地面近くの信号伝送に対する湿った地面と植生の影響が注目された。 雨が降り、太陽が見えるとすぐに、信号の強さは2ポイント低下しました。 F-11「ラバーバンド」の規格とEAの間の信号レベルの比率は推定されました：「ノイズスペクトルの変更-受信は不可能」のみ-デシベルで59に、これは明らかにEAを支持しています。 そのような低高度でのアンテナ「波チャネル」は、絶望的に動揺するでしょう。 このようなアンテナの要素の大きな直線寸法は、操作に細心の注意を払い、サスペンションの高さを大きくする必要がありますが、これは常に可能であるとは限りません。 歩くときは、例えば[2]のように、「八木」を折りたたんだ状態で運ぶ方が便利かもしれません。 上記のように、VHFアンテナの実験は、森の10つの引き伸ばされたセグメントの「スタンド」で可能です。 たとえば、ダイポールアンテナの要素は、単に上に配置され、チューニング中に相互に相対的に移動します。 偶発的な移動から、それらは任意のクリップ、例えば、カット付きのプラスチック洗濯ばさみで固定することができます。 モデルとして、放射パターンのメインローブの中央にあるアンテナの「サイト」に設置された「ビーコン」[З]の信号を、少なくともXNUMXトラバース長（距離リフレクターから最後のディレクターまで）。
アクティブバイブレーターからのケーブルは受信機の入力に接続されており、設定は「ビーコン」の最大信号に従って実行されます。 同様に、信頼性の高い受信ゾーンを超えてテレビ信号を受信するための指向性アンテナを「作成」できます。 この場合、アンテナからのケーブルをテレビに接続し、画面上のコントラストを最大にしてノイズ（モアレ）を最小にする設定、あるいはAGC電圧を制御するなどの設定を行います。 設定手順は以下の通りです。 まず、足場トラバースがテレビセンターの方向に引っ張られ、アクティブバイブレータが吊り下げられ、テレビに接続されます。 次に、リフレクターがバイブレーターの後ろに設置され、可能な最大の信号レベルが得られるまでトラバースに沿って移動します (おそらく、これはオーディオ チャンネルのノイズが増加するだけでしょう)。 見つかった位置に反射板を固定したら、最初のダイレクターを取り付け、同様の方法でさらに信号を増加させ、次に XNUMX 番目というように最後のダイレクターまで設置します。 次に、リフレクターの側面からトラバースを回してテレビの中心への方向を指定します。その後、すべてのアンテナ要素の位置が受信信号の最大値に再度修正されます。 同様の方法で、著者はカラチャイ・チェルケシアの山で放送を受信するためのXNUMX番目のテレビチャンネル用にXNUMXエレメントのアンテナを作成しました（山から反射された信号を受信しました）。 適切な材料が不足しているため、アクティブバイブレーターをジュラルミンのシートから切り取る必要がありました（Pistohlkorsバイブレーター）。 電源ケーブルをアクティブバイブレーターに接続する方法について少し説明します。 その中間部分のブレークポイントには、同軸ケーブルまたは着脱可能なコネクタの同軸ソケットが固定される誘電体インサートが取り付けられています。 アンテナを迅速に製造するために、著者が使用したオプションも可能です。アクティブなバイブレータのワイヤの端を直角に曲げ、ケーブルの固定を良くするために平らにし、その後、それらを重ねて置きます（絶縁体の上に絶縁体）、耐久性のあるナイロン、ラブサン、または通常の「過酷な」アスファルト含浸糸で作られた包帯で固定します（ワイヤーで作られた包帯は電磁界に寄生共鳴を引き起こすため、ワイヤーを使用することはお勧めできません）アンテナ）。 この場合、フレームは多少変形しますが、これは大したことではありません。唯一重要なことは、バイブレーターの作動周囲が計算された周囲と等しいことです。 振動子の端には、あらかじめ外径 20 ～ 16 mm のフェライト (HF20) リングを通した同軸ケーブルの編組と中心芯が包帯で振動子の端に取り付けられています。単芯錫メッキ線の使用（図3）。 ケーブルの他端には、ラジオ局のアンテナソケットに接続するための同軸コネクタプラグが取り付けられています。
アクティブバイブレータのみを90°回転させるだけで、アンテナの偏波を簡単に変更できます(他の要素に触れる必要はありません)。 この設計におけるいくつかの不都合は、垂直偏波に対するケーブル重量補償が欠如していることです。 長さが短い場合は問題ありません。ケーブルが長い場合は、オペレータが自分でケーブルを持ちます。 この長さは、アクティブなバイブレーターの近くの地面に突き刺さった追加のスリングショットでサポートする必要があります。 ケーブルを側面に対して垂直に配置することをお勧めします (垂直偏波の場合は、厳密に水平に配置する必要があります)。 著者は、最良の RF アンプが優れたアンテナであることが知られているため、説明した EA の設計と製造が簡単であることにより、アマチュア無線家が自分でアンテナ技術を実験することを奨励することを望んでいます。 このようなアンテナを使用すると、ハイキングやダーチャなど、長距離 (VHF および QRP 規格による) で信頼性の高い低電力通信を提供する必要がある場所で、より自信を持って使用できるようになります。 結局のところ、低電力とは、機器自体の寸法が小さく、そして最も重要なことに、その電源が小さいことを意味します。 上記のテスト結果を思い出してください。出力電力 4 W でのラジオ局の標準アンテナに対するノイズ スペクトルの変化と、3 W での「粗い」S メーターの 4 ～ 0,3 ポイントのみです。その差は顕著です。 ！ このアンテナは実験的と呼ばれます。アマチュア無線家自身が、入手可能な材料から最適なアンテナを作成する方法を決定します。 旅行用バージョン (木製フレームまたはケースとケーブルなし) では、重量が 150 キログラム未満で、持ち運びが簡単です。アンテナとバッグ (バイブレーター フレーム内の) の両方を片手で持ち運ぶことができ、アンテナの端も持ち運ぶことができます。トラバースは簡単に束ねて、PVC リング絶縁テープまたは KLT で一時的に固定できます。 アンテナは最大 200 ～ 1 mm の距離で隣 (側面) に配置できるため、短いケーブル長を使用できます。 同様に重要なのは、サスペンションの高さが低い場合でも正常に動作することです (ただし、状況が許せば、より高い高さでも問題はありません)。 実際には、バイブレーターの上端は地面から少なくとも 1,5 m (できれば 2 ～ XNUMX m) の高さにある必要があります。 バイブレーター間の距離は、覚えやすさを考慮して選択されます。これにより、必要に応じて (即興で) アンテナを製造することが簡単になります。また、バイブレーターが誤ってずれた場合に位置を調整する必要があるかどうかも考慮して選択されます。 フレームの製造に不均一な（位置合わせされていない）ワイヤを使用すると、要素の周囲の伸びで表されるエラーが発生することに注意してください。 より太いワイヤーを使用すると、フレームの自己容量が増加し、それに対応して周囲長を小さくする必要があります。 大まかに言って、フレーム導体（テープの形を含む）の直径の増加とともに増加する帯域幅F（メガヘルツ）は、[1]で与えられた式を使用して計算できます。 たとえば、アクティブバイブレータの場合、F-Рmax-Fmin-304635/Рmin-304635/Рmaxです。ここで、FmaxとFminは、最小および最大のフレーム周囲長に対応する通過帯域の上限および下限カットオフ周波数です（図10）。 テープバイブレーターは、複数のワイヤーを電気的に接続することでモデル化でき（図10、b）、ジグザグテレビアンテナの製造に長い間使用されてきました。 説明に従ってアンテナを作成する場合、要素のワイヤの直径をわずかに大きくして、通過帯域に「残り」、アンテナのゲインを少し失う方がよい場合があります。 この場を借りて、実験において著者に（自発的または無意識的に）ご協力をいただいたRA9LO、RA9LZ、RA9LE、UA9LFJ、RA9LT、UA9LAJ.UA9LP、UA9LDG、RA9LYの方々に感謝の意を表したいと思います。 UA9LAC、UA9LR、RA9LAP、UA9LBG、そして中継器 (IARU R1 チャンネル 145025 kHz - TX/145625 kHz - RX) を設置し、この冒険に取り組むよう私に励ましてくれたスヴェルドロフスク地域のアマチュア無線家たちに感謝します。 EA を使った実験中、長い間警戒した後でも、S2 QSB リピーターから不明瞭な信号を検出することができました。 しかし、当然のことながら、中継器を開くための送信（QRB 300 km）には1343ワットでは不十分でした。 周波数 9 Hz、帯域幅 2.067.064 Hz (Kama-S 無線局の仕様によると SHYXNUMX) の電気機械 AF フィルターを使用して、正弦波振動のサウンド ジェネレーターを作成する必要がありました。スヴェルドロフスク局によって「開設」された場合、音声信号の背景で弱い電信が「通過」する可能性がありました。 しかし、それはありませんでした。 たとえば、1996年XNUMX月に世界選手権がリピーターなしでスヴェルドロフスクチームと直接協力したときのように、「年にXNUMX回だけ」発生する時間と優れた通過が必要です。 その間、FM電信を使って声帯を押すと、私は「会社」にしか叫ぶことができませんでした。 私の信号のレベル（エカテリンブルクの方向、および実験中の他の方向）がXNUMXメートルのアマチュアバンドの周波数の抑制を補償したので、彼らは私のEAの品質を正しく評価し、Gossvyaenadzorコントロールポイントと呼びました。それらの受信機の入力回路（ミラーチャネルの抑制）。 実験を中止しなければなりませんでした。 ループアンテナを使った他の実験について少しお話します。 1 素子の「ダブルスクエア」のテストでは、都市内の通信には送信電力 5 ～ 9 W の垂直偏波の「全方向性」アンテナとして適していることが示されています。 屋根の上の高い位置に設置されているため、受信時も送信時もどの方向からでも「地面に直接届きます」（UAXNUMXLFJを使用した著者の実験）。 アンテナによる全方向性特性の獲得は、建物、電線、金属柱、その他の構造物からの再放射と反射によって説明されます。
都市の端でこのようなアンテナを使用すると、その指向性パターンが有効になります。これは、かなり広い（60のレベルで約0,7°）メインローブと約8 dBdのゲイン（リフレクターがバイブレータから0,2の距離、75オームの入力インピーダンス）。 このおかげで、アンテナを回す必要はなく、都市に向けるだけで十分です。 都市から離れるにつれて、都市は地平線上でますます小さな角度を占め、信号レベルは距離のXNUMX乗に比例して低下します。これは、放射パターンのより狭いメインローブ（より高いゲイン）に対応します。要素の数が増えたアンテナ。 木製の小屋の中にある40要素のEAもテストされました。 メインローブの幅は約12°で、ゲインは約XNUMXdBdでした。 結局のところ、300番目以降のダイレクタからのアクティブエレメントのチューニングへの影響（共振周波数と入力抵抗の観点から）は無視でき、必要に応じてそれらの数を選択できます。 同時に、取締役の数が多いと、エネルギーを小さな「スポット」に集中させることは可能ですが、それは長くはなく、方位角と標高で。 同時に、マルチエレメントアンテナはより低い高度で動作することができます。 EAが最初の高さからわずかXNUMXmm上昇したときに、信号がXNUMXポイント増加したことがわかりました。 偏波が水平に変化すると（対応する場合は垂直）、信号強度はXNUMXポイント低下します。 ケーブルに沿ってフェライトリングを動かすことにより、フィーダーとアンテナのより正確なマッチングを実現できます。 EA の中央の要素をいくらか下げ、最後のディレクターを高くする (足場からのトラバースのたるみによる) だけでなく、要素の上側を同じレベル (非同心) で吊り下げることにより、EA の追加の条件が作成されます。放射パターンのメインローブのわずかな上昇。 これにより、アンテナ近くの集中した RF エネルギーの反射や散乱の危険を冒さずに、地面から低く吊るすことも容易になります。 同時に、このエネルギーが地球の表面全体に分布する条件は、メインローブの開口部内に残ります。 文学
著者：ビクターベセディン（UA9LAQ）、チュメニ; 出版物：cxem.net
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