Russian hamradio - петльові вібратори для хвильових каналів

При виготовленні антени постає питання, як самому виготовити петлевий вібратор для УКХ антени з алюмінієвої трубки? Які розміри є критичними? [1].

Дивно, але єдиним критичним розміром є повна довжина вібратора (рис.1). Іншим найбільш важливим розміром може виявитися діаметр трубки. Але обидва ці розміру менш критичні, ніж у випадку зі звичайним розрізним вібратором. Відстань між верхньою і нижньою частиною петлевого вібратора може змінюватися в досить широких межах, що є безсумнівним плюсом при виготовленні антени в домашніх умовах.

З огляду на такий запас по допуску, постарайтеся просто точніше дотримуватися розмірів, даних під час розрахунків по антені. Діаметр трубки для діапазонів 2 м і 70 см зазвичай вибирають від 6 до 8-9 мм. Саморобний пристрій для виготовлення петльових вібраторів. Для формування радіуса вигину може підійти простий відрізок труби. Шків з канавкою може бути кращим варіантом, але в цьому випадку буде потрібно точно виставити висоту розташування трубки.

Хорошим рішенням є використання в якості болванки шківа у вигляді особливої ​​форми. Для цього підійде, наприклад, обід необхідного діаметра з віддаленої гумою. Змінюючи товщину регульованого підстави (рис.2), можна виставити необхідний діаметр згину з високою точністю. Якщо ви вирішите використовувати в якості болванки шматок товстої труби, то рішення буде ніяк не гірше наведеного вище. Необхідно лише все міцно закріпити на підставі цього механізму.

Задня опора служить для щільного притискання трубки вібратора до болванці, а також для запобігання вигину прямої частини петлевого вібратора. У разі використання форми-шківа, тобто направляє форми у вигляді колеса з виїмкою, регульоване підставу також має мати жорстку конструкцію. Корисно закруглити краю підстави, щоб в разі необхідності отримати легкий доступ до вигину і трохи постукати по згинається трубці дерев'яним молоточком. В такому випадку ви переконаєтеся, що трубка щільно огинає круглу форму.

Трубки з деяких алюмінієвих сплавів дуже легко зігнути. Однак, через таку м'якості матеріалу вся конструкція виявляється не дуже жорсткою. Якщо у вас є з чого вибирати, то візьміть твердий сплав алюмінію (Д16Т, наприклад) і зігніть його в потрібному місці відповідно до запропонованої методики термічної обробки. Без термообробки трубка або лопне, або перегне. Відомий спосіб, коли трубку попередньо набивають піском, також мало прийнятний, так як трубка з піском стає ще жорсткіше, тому є ймовірність, що зламається, повірте, вже сам верстат.

Суть методу полягає в тому, що за допомогою процесу нагрівання змінюють властивості металу. Місця, що підлягають згинанню, стають більш м'якими, а інші частини вібратора зберігає свою первісну твердість. Перед початком обробки потрібно відзначити на трубці зону нагріву з невеликим допуском. Потім за допомогою паяльної лампи зазначену ділянку вібратора розігрівається до того моменту, коли метал придбає шукані еластичні властивості.

Слід сказати, що все не так просто, як здається на перший погляд. Всю поверхню потрібно нагрівати рівномірно і строго до певної температури. Добре зарекомендував себе метод визначення температури, коли поверхня алюмінію попередньо натирають милом. Температура визначається за ступенем потемніння поверхні під час нагрівання. Але навіть і при такому способі слід бути дуже уважним щодо температури нагріву. Найменший перегрів тягне за собою облом трубки. У разі недогріву метал не набуває необхідної пластичності.

Розрахуйте і відзначте на трубці точне місце згину. Потім закріпіть трубку на верстаті. За допомогою задньої опори затисніть пряму сторону трубки і починайте плавно обводити трубку навколо болванки. Після термічної обробки навіть досить товстостінні трубки легко згинаються. У разі необхідності використовуйте киянку, щоб трубка щільно облягли форму болванки. Це особливо важливо для заключного відрізка вигину.

В процесі згинання слід враховувати пружний ефект. Після вигину трубка трохи розпрямляється, трохи збільшуючи повну габаритну довжину вібратора. З цієї причини важливо точно визначити місце другого вигину, щоб розрахункова довжина вібратора не змінилася. Не рекомендується здійснювати дану операцію на око. Обов'язково потрібен точний розрахунок. Справа в тому, що в разі розбіжності довжини вібратора дуже трубно провести операцію перезагіба трубки. Зробивши перший вигин потрібного розміру, зафіксуйте його цвяхом на протилежному боці верстата, як показано на малюнку (рис.2). В такому випадку забезпечується необхідна точність розмірів для інших однотипних вібраторів.

Коли ви зробите другий вигин, перевірте, що площину отриманого вібратора рівномірна. Якщо є які-небудь перекоси сторін, то вони легко усуваються шляхом підгинання і скручування трубки в потрібних частинах. Так як процес виготовлення вібратора по домашньої технології є неідеальним, то бажано включати в розмір допуск, при якому вільні кінці вібратора після згину накладаються один на одного.

Визначивши точну середину по мітках на верстаті (рис.2), ви просто відріже зайву частину трубки. І це краще, ніж переробляти вібратор з нової заготовки. Після декількох спроб ви навчитеся виготовляти петльові вібратори з похибкою не перевищує 3 мм. Такий точності досить для виготовлення антен аж до УКХ діапазону 430-440 Мгц.

Кріплення вібратора до буму

Свого часу, коли широко використовувалося ефірне мовлення (мається на увазі, що в даний час більшість населення користується кабельним телебаченням - прим.), Можна було легко знайти спеціальні пластмасові корпусу для розподільних коробок ТВ антен. Їх і зараз можна дістати, однак, це вже представляє труднощі. Такий корпус, маючи всі технологічні отвори для кріплення вібратора, може виявитися невідповідним за розмірами.

Іноді в такому корпусі не вміщується согласующее коліно, а іноді діаметр отворів під трубку виявляється занадто великим і вібратор не може бути міцно закріплений. Краще використовувати подібний корпус, але більш товстостінний і великих розмірів, а для жорсткого кріплення вібратора застосувати спеціальні герметичні втулки (рис.3). Подібний варіант пропонується в одній з конструкцій DUBUS by PE1DAB. Центр вібратора має низький імпеданс, тому марка пластмаси покриває трубку не має значення.

Не обов'язково надавати додаткову жорсткість конструкції шляхом закріплення протилежного боку вібратора. У разі використання герметичних пластикових втулок жорсткість конструкції вже матиме необхідну величину, особливо, якщо ви виготовляєте вібратор на 430 Мгц. Для більш низькочастотного діапазону потрібне додаткове посилення жорсткості. Не намагайтеся свердлити трубку для кріплення до пластмасового підстави, так як це, навпаки, різко знизить механічну міцність конструкції. Краще використовувати затиски, притискають трубку до основи, яке в свою чергу кріпиться до буму за допомогою гвинтового з'єднання (рис.4).

Не намагайтеся з'єднати (заземлити) середину вібратора з металевим бумом. Це обов'язково призведе до появи паразитного ВЧ струму уздовж буму. Єдине з'єднання з бумом відбувається через сімметрірующее пристрій в місці, де живиться вібратор.

На кресленні видно (рис.4), що металевий бум проходить через площину петлевого вібратора. Однак на параметри вібратора це практично не впливає. У проекції антени, як вона показана на малюнку 4, видно, що інші елементи антени розташовані симетрично щодо вібратора. В інших конструкціях хвильових каналів ви можете побачити, що ці елементи розташовуються або вздовж верхньої сторони петлевого вібратора, або нижній, де він живиться. Ще раз слід підкреслити, що вибір тієї чи іншої конфігурації не призводить до значних змін параметрів антени.

Але в тому випадку, коли перший директор розташований дуже близько до вібратора як, наприклад, в антенах, розроблених за типом DL6WU, мінімальна зміна в розмірах і взаиморасположении елементів може привести до достатньої розладі антени, що суперечить висловленій вище твердженням. Однак зміна параметрів легко компенсувати, трохи загинаючи кінці першого директора (наближаючи або видаляючи) по відношенню до вібратора.

Вологоізоляція вібратора - річ спірна. Можна або повністю ізолювати систему, або просвердлити в корпусі вентиляційний отвір. Безсумнівно, що повна гідроізоляція є перевагою. Але навіть при невеликих малопомітних дефектах це перевага втрачається. Кількість вологи, вбирає через мікротріщини через природні температурних циклів, буде постійно збільшуватися. Що стосується другого варіанту, то конденсат тут не накопичується. Проте, в цьому випадку існує повільна атмосферна корозія, що є наслідком наявності вологи і різнорідних металів.

Ідея, звичайно, хороша, але на практиці виявляється практично неможливим повністю виключити потрапляння вологи в коробку. Краще вивести живить відрізок кабелю через вищеописані герметичні втулки і використовувати стандартний кабельний роз'єм, який після з'єднання з лінією живлення дуже легко ізолювати від вологи за допомогою термоусадочної трубки і намотаною зверху звичайної ПВХ ізоляційної стрічки.