6.2. Виготовлення параболічної антени
6.2. Виготовлення параболічної антени
У промислових умовах параболоїд витягується із дюралюмінієвого або сталевого листа за допомогою потужних гідравлічних пресів. До іншого різновиду відносяться параболоїди, виготовлені з пластичних мас методом лиття з наступною металізацією поверхні напиленням. У аматорських умовах використовувати обидва методи
практично неможливо. Однак у спеціальній літературі неодноразово були описані досить прості технології виготовлення саморобних параболоїдів методом виклеювання склотканиною за шаблоном з подальшим обклеюванням металевою фольгою. У тих джерелах наведені готові таблиці обчислених координат параболи одного певного параметра, що дозволяє позбутися нескладного, але громіздкого розрахунку. Якщо доцільно використовувати параболу з іншим значенням параметра, такий розрахунок можна виконати за формулою (6.1).
Можна довірити розрахунок параболоїда та електронно-обчислювальної машини (ЕОМ). У табл. 6.1 наведено результат розрахунку найвигіднішої форми параболоїда, зроблений за допомогою ЕОМ. Тут значення абсциси Х (відповідно до рис. 6.9) задані через 5 мм в інтервалі 0. 1000 мм. Відповідно до значень Х у середній колонці наведено значення ординат Y. Результати розрахунків параболоїда Yinv за значеннями Х та Y наведені у правій колонці. Розрахунок зроблено для фокусної відстані 750 мм, яка зазвичай вибирається в межах 0,2. 0,4 від діаметра параболоїда.
За координатами (табл. 6.1) із сталевого листа завтовшки 4.5 мм виготовляється лекало-шаблон (рис. 6.10). До нього прикручуються косинці (ребра) жорсткості. Приварювати їх до шаблону за допомогою зварювання небажано, тому що при охолодженні металу можуть порушитись розміри лекала.
Лекало закріплюється у точці А потужному поворотному пристрої (рис. 6.11) на конічних підшипниках. Одна обойма підшипника закріплюється до підлоги (6), а інша - до стелі (3). З'єднуються вони за допомогою осі, у центрі якої встановлено лекало. Воно знаходиться на відстані 70.80 мм від підлоги (якщо шаблон розмістити нижче, то незручно буде працювати).
Простір від підлоги до лекала заповнюється цеглою або камінням, а верхній шар виготовляється з армованого сталевим дротом бетону.
Повертаючи шаблон, вирівнюють верхній шар розчину. Додають трохи сильного розчину, що складається з цементу та дрібного гравію з піском (1:1). Перед змішуванням пісок бажано просівати через сито. У міру усадки нижнього шару періодично додають новий розчин. Бетонна брила має зворотну форму параболи, тому вона має бути зроблена з точністю до 0,5 мм.
Через один-два тижні поверхню брили шліфують наждачним папером і покривають парафіном, усуваючи невеликі нерівності. Потім всю поверхню обмазують воском або олією та легко полірують. Після такої обробки форма готова для формування першої антени-параболи.
Виготовляти форму-брилу з гіпсу небажано, тому що він дуже швидко застигає. Форму можна робити з дерева (фанерних шайб), але це більш трудомістко. Підготувавши форму, лекало та вісь видаляють із центру. Наступний етап – наклейка антени.
Як арматуру для антени використовують склотканину або іншу щільну і гладку тканину. Парабола клеїться епоксидною або поліефірною смолою або синтетичним столярним клеєм. Клеючу речовину наносять тонким шаром на бетонну форму за допомогою пензлика або пульверизатора. При цьому епоксидна смоламає бути перемішана з затверджувачем. У цей розчин бажано додати заповнювач, який запобігає стіканню смоли (наприклад, дрібно нарізаний порошок пінопласту). Потім на бетонну форму накладають перший шар тканини (краще цілісний шматок на всю поверхню). Знову намазують клей і накладають другий шар, але вже з грубішої тканини. Так, не даючи засохнути нижнім шарам, накладають 3. 5 шарів тканини.
Потім приступають до виготовлення восьми радіальних та двох окружних ребер жорсткості. Перше окружне роблять по краю антени, друге (діаметром приблизно 1000 мм) накладають посередині. Ребра жорсткості роблять із пінопластових пластин, ширина і висота яких дорівнює 100 мм, довжина — 300 мм. Шматки пінопласту приклеюють по колу та радіусам. Через окружне ребро твердості загортають зайві краї тканини і тим самим формують гарний борт антени.
Радіальні та центральні ребра жорсткості обклеюють двома-трьома шарами склотканини. У перехрестях радіальних ребер із центровим необхідно вклеїти шматочки дерева розміром 50х50х50 мм. На наступному етапі до них кріпитиметься антена з майданчиком поворотного механізму.
Металеві деталі та ребра жорсткості заклеювати в конструкцію антени небажано, тому що у металу та епоксидної смоли різні коефіцієнти розширення. Після затвердіння клею, через добу-дві, антену знімають з форми, знежирюють поверхню і починають найвідповідальнішу операцію - обклеювання фольгою поверхні, що відбиває. Дзеркало параболи виготовляють зі смужок алюмінієвої фольги, яку приклеюють лише клеєм БФ-2, що повільно засихає. Ширину фольги добирають експериментально. Наклеювати смужки потрібно дуже акуратно: чим менше складок, тим краще буде відображення сигналу. У процесі клейки фольги слід бутиобережним, оскільки можна порізати пальці.
У фокусі осесиметричної антени встановлюють конвертер. Щоб нерухомо підтримувати його в цій точці, конструкції антени передбачають додатковий пристрій (рис. 6.12). Пристосування для кріплення головки виготовляють із трьох дюралюмінієвих трубок, які прикручують до металевої шайби з отвором у центрі для головки. По краях параболічної антени трубки закріплюють куточками. Точки кріплення дюралюмінієвих трубок розміщують через 120° поверхнею антени.
Необхідно точно обчислити і потім позначити хрестиком параболоїдний центр. Параболоїд встановлюють строго горизонтально і схилом центрують центр фокусної шайби на трьох дюралюмінієвих трубках. Шайба повинна бути за фокусом на відстані 3. 5 см від дійсного фокусу. Це необхідно для вільного руху конвертера, налаштування на найбільший сигнал.
Форму для виклеювання параболічних антен меншого діаметра (1,0..Л,2 м) можна зробити іншим способом. Рекомендується така послідовність виготовлення форми.
Зі сталевого дроту діаметром 4. 5 мм роблять каркас (рис. 6.13: точками позначені місця зварювання елементів каркасу). Меридіональні (подовжні) ребра каркаса попередньо згинають за найпростішим шаблоном з товстої фанери. Криву для виго-
товлення шаблону можна побудувати на міліметровому папері як еквідистанту (рівновіддаленому) із зазором 20. 25 мм щодо профілю парабоїду, розрахованого по формулі (6.1) при фокусній відстані F = 450 мм. Потім каркас обтягують дрібної сіткою, закріпивши її дротом.
Далі виготовляють лекало-шаблон (рис. 6.14) з листового дюралю мінію або сталі товщиною 4. 5 мм;
вісь з латуніабо дюралюмінію; втулку — зі сталі. Отвір у втулці та вісь шаблону виготовляють з допуском, що забезпечує ковзну посадку по другому-третьому класу. Наприклад, при діаметрі осі 30 мм допуски для втулки та осі рівні відповідно +0,021 і - 0,021 мм.
Перед заливкою гірки в каркас вставляють співвісно та фіксують втулку шаблону (рис. 6.15). Каркас заливають розчином з малоусадочного цементу або сумішшю піску з рідким склом. При цьому необхідно дати можливість схопитись нижнім шарам розчину. Товщина купола готової форми повинна перевищувати 20. 25 мм, інакше вона довго сохнути. Верхній шар бані формують, зіскоблюючи шаблоном зайвий, не зовсім застиглий розчин (рис. 6.16).
Після висихання форми протягом кількох днів на її поверхні можуть з'явитися тре
щини. Їх замазують розчином епоксидної смоли із наповнювачем і знову вирівнюють шаблоном. Після повного висихання поверхню зачищають дрібним наждачним папером.