Ков - Антена Музиченка

Антена Музиченка

А Ви ноктюрн зіграти змогли б на флейті водостічних труб? (В.Маяковський)

Авіадіапазон включає частоти від 118МГц до 136МГц. Щоб для потрібної частоти розрахувати довжину хвилі, ділимо 300 (швидкість світла тисячах кілометрів) на частоту в мегагерцах. Наприклад, для 118МГц довжина хвилі становитиме 2,54 метра.

Як показали мої попередні дослідження, довжина хвилі авіаційного діапазону пропорційна елементам крила – тросам, розтяжкам труб. Тому виготовлення антени для дельталета з прийнятною діаграмою спрямованості (бажано кругової) є непростим завданням.

Моя попередня конструкція антени типу чвертьхвильовий штир, непогано працювала на прийом, але на передачу працювала незадовільно через великий КСВН (коефіцієнт стоячої хвилі за напругою).

Крім правильного розміщення антени та її геометрії окремим завданням є також узгодження лінії від антени до радіостанції.

У пошуках розумних варіантів Данило Денисов (DeDan69) залучив спеціаліста в галузі антенобудування Юрія Музиченка, який зміг не лише розрахувати антену, а й запропонував варіант її узгодження з лінією.

Подібними дослідженнями в цей момент займався і я, але якщо геометрію та точку розташування антени я зрозумів як розрахувати, то питання узгодження з лінією досі залишилося для мене відкритим – не знайшов методики розрахунку узгоджуючого ВЧ-трансформатора.

Для розрахунку геометрії використовувалася програма MMANA-GAL, в яку і Музиченку і мені довелося увігнати труби каркаса та троса крила (робили паралельно та незалежно).

В результаті розрахунків Юрій Музиченко запропонував варіант вертикального диполя, що закріплюється на щоглі крила вертикально. Тільки такийваріант дає прийнятну, з урахуванням спотворень, що вносяться залізом крила, діаграму спрямованості. А у ролі узгоджуючого ВЧ-трансформатора запропонував використовувати відрізок кабелю, що проходить усередині трубки антени.

Розрахунковий КСВ антени не перевищує 2,5 у більшій частині діапазону. Діаграма спрямованості за рахунок спотворень конструкцій дельталета, що привносяться, хоч і далека від ідеальної кулі, але все ж, цілком стерпна щодо інших конструкцій і місць розташування антени.

Так ми антену і вирішили назвати на честь розробника Юрія Музиченка – антена Музиченка. Нехай автору буде приємно.

Конструкція

Конструктивно антена виготовлена із відрізка металопластової водопровідної труби 1/2 дюйма. Металопластова труба складається з 3-х шарів – ізолюючого зовнішнього шару білого пластику, шару товстої алюмінієвої фольги та внутрішнього шару пластику.

Як елементи антени використовується якраз алюмінієва фольга такої труби. Конструкція на малюнку зображена так, що нижня половина труби антени та ізолююче кільце показані в розрізі.

Для виготовлення антени потрібні:

Відрізок металопластової водопровідної труби 1/2 дюйма довжиною 550+550+15=1115мм.
Відрізок ВЧ-кабелю РК-50 чи подібного.
Роз'єм BNC (байонет) корпусний (тобто з різьбленням під гайку, яким цей роз'єм кріпиться до корпусу приладу).
Флюс для паяння алюмінію, паяльник 40Вт, припій.
Клейовий пістолет (Мається на увазі пістолет, який розігріває пластикові палички, що заправляються в нього, до розплавленого стану. Цей пластик пізніше знову застигає на повітрі).
Дриль, свердло, ніж.
Акуратність та 1 година часу.

Виготовлення

Послідовність операцій звиготовлення наступна:

Вирівняйте по довжині і відпиліть відрізок труби довжиною 1115мм.
Намітьте його середину і відступивши від середини по 15-16мм в обидві сторони, зніміть кільце зовнішнього шару пластику до алюмінієвої фольги. (Я знімав вручну ножем, але це нудотне заняття і можливо на наждаку було б швидше). Алюмінієву фольгу намагайтеся не зашкодити.
Знову намітте середину відрізка труби і відзначивши по 7,5мм від нього в обидві сторони зніміть кільце з шару фольги, намагаючись не пошкодити внутрішній шар пластику (Я акуратно знімав ножем).
Знову намітте середину відрізка труби і на ньому просвердліть у внутрішньому пластику отвір діаметром ізоляції кабелю РК-50.
Пропустіть кабель через просвердлений отвір і протягніть його через будь-яку половину відрізка труби.
Розділіть кабель і припаяйте його внутрішню жилу до центрального штиря гнізда BNC, а обплетення до корпусу гнізда.
Вклейте роз'єм у корпус труби за допомогою клейового пістолета так, щоб корпус роз'єму був ізольований від алюмінієвого шару фольги в торці трубки. Для надійності можна використовувати окреме кільце, що ізолює, показане на малюнку блакитним кольором, але я обійшовся акуратним вклеюванням, т.к. застиглий пластик перетворюється на чудовий ізолятор.
Підтягніть кабель через отвір, обріжте і обробіть його так, щоб можна було припаятися до кільця оголеної алюмінієвої фольги.
Механічно зачистіть фольгу в місці паяння і за допомогою флюсу для алюмінію припаяйте екран кабелю до частини труби, в яку вклеєний роз'єм, а центральну жилу до іншої частини (це важливо не переплутати). Намагайтеся паяти швидко та трубу не перегрівати.
Змийте флюс, продзвоніть тестером антену торкаючись алюмінієвої щупомфольги – центральний штрирок BNC-роз'єму повинен продзвонюватися з частиною далекою від роз'єму, а корпус роз'єму повинен продзвонюватися на ближню до роз'єму частину антени.
За допомогою клейового пістолета акуратно покрийте кільцем центральну частину зі знятим шаром зовнішнього білого пластику шаром нового пластику з пістолета. (Тим самим буде досягнуто захисту від вологи металевих частин, приклеєний кабель та механічні властивості пошкодженої труби так само покращаться).

Знову ж таки за допомогою клейового пістолета залийте пластиком отвір у торці труби де не варто роз'єм виготовивши тим самим у торці пластикову заглушку від вологи. Фольга так само має бути залита пластиком заглушки.

Власне, антена готова. Антену подібної конструкції можна спорудити з будь-яких підручних матеріалів. Головне дотримуватися геометрії і пропустити провід від антени до роз'єму всередині труби не забуваючи про те, що це не просто провід, а трансформатор, що узгоджує ВЧ.

Кріплення антени.

Антену слід розташувати так, щоб кінець із заглушкою стирчав вище за щоглу крила, а кінець із роз'ємом був закріплений до щогли. Як кріплення я використовував два звичайні металеві хомути.

У тому випадку, якщо з будь-яких причин (в габарит ангара не лізе крило з антеною) неможливо закріпити антену так, щоб весь кінець від торцевої заглушки до місця паяння стирчав над щоглою, допускається змістити антену нижче (на мінімально можливу відстань, не більше) 15-20см). При цьому дещо піде резонансна частота і збільшиться КСВ, але особливого фаталізму немає.

Вимірювання за допомогою КСВ-метра, люб'язно наданого Дмитром Волгіним (d_v), на моєму крилі показали КСВ=1,3 при зміщенні антени нижче за щоглою на 10см, на крилі Данила КСВ=1,5 при зміщенні нижчена 20 см. (на частоті 123.45).

Антена була випробувана Данилою на зв'язку з Ватуліно 125.50 (чудовий прийом-передача на відстань до 60км), так само ми перевірили роботу на зв'язку між нашими бортами в повітрі на маршруті.

Я відчув, що труба антени зберігає жорсткість і не деформується при швидкостях до 150 км/год на пілотажі.

При вимірюваннях за допомогою КСВ-метра додатково було виявлено, що вкрай бажано при виготовленні антени та при виготовленні лінії від антени до рації використовувати кабель однієї марки. Принаймні мені довелося кабель від антени до рації переробляти.