Два квадрата на 145 мгц: ДВОЙНОЙ КВАДРАТ НА 144…146 МГЦ

Содержание

Чем интересен «двойной квадрат»? — Радиолюбительские статьи — Другие статьи — Каталог статей

Опрос многих «DX-асов» мира в конце 60-х годов 20 века, выявил единодушное мнение, что наиболее эффективной антенной для дальних связей является «двойной квадрат».

Широкому распространению «двойного квадрата», кроме высокой эффективности, способствует также простота конструкции и доступность в изготовлении. При горизонтальной поляризации эта антенна излучает большую часть энергии под малым углом к горизонту, что имеет очень большое значение для DX связей. К преимуществам «двойного квадрата» следует отнести и относительно малую зависимость электрических характеристик антенны от высоты.

Распространение получили два конструктивных варианта антенны: обычный вариант (стороны квадрата параллельны и перпендикулярны плоскости Земли) и вариант «форма алмаза» (стороны расположены к плоскости Земли под углом 45°). Несмотря на незначительные конструктивные различия между ними, формы лепестков излучения отличаются друг от друга. У обычного варианта узлы тока удалены от точек питания на расстояние 0,25λ, у варианта «форма алмаза» — на 0,36λ. Так как антенна является двухэтажной системой, а оптимальное расстояние между этажами лежит в пределах 0,5-0,7λ, последний вариант имеет в вертикальной плоскости более сжатый лепесток основного излучения. На практике, однако, это различие почти незаметно.

Всё сказанное относится к антенне с горизонтальной поляризацией. При вертикальной поляризации диаграмма направленности находится в большой зависимости от высоты антенны и особенностей грунта.

Последние исследования показали, что для достижения резонанса длинна излучающего элемента должна быть 1,02λ для обоих конструктивных вариантов. По последним данным для «двойного квадрата» с расстоянием между элементами 0,1λ входное сопротивление равно 60 Ом, а с расстоянием  0,2λ — 110 Ом. При удалении антенны от земли на большую высоту входное сопротивление увеличивается.

До последнего времени имелось много самых противоречивых данных об усилительных свойствах этой антенны. Наиболее достоверные результаты получены при измерениях, проведенных на антенне с резонансной частотой 145 мГц. Установлено, что ее усиление изменяется от 5 до 8 дБ относительно полуволнового диполя при изменении расстояния между элементами соответственно от 0,1λ до 0,2λ.

Таким образом, усиление «двойного квадрата» примерно равно усилению трехэлементного «волнового канала».

Нельзя также не учитывать, что различные типы антенн имеют различные свойства, проявляющиеся при работе на различных расстояниях. Действительно, результаты, полученные при сравнении   «двойного квадрата» и трехэлементного «волнового канала» на ближних и средних дистанциях примерно одинаковы, а на дальних — преимущество «двойного квадрата» не вызыфвает сомнений. Это можно объяснить особенностью распространения коротких волн. «Двойной квадрат» имеет сжатый в вертикальной плоскости основной лепесток излучения, вследствие этого уменьшено отражение от земной поверхности. Антенна «волновой канал» имеет слабо выраженную направленность в вертикальной плоскости. Вследствие отражения радиоволн от земли, прямая и отраженная волны оказываются в противофазе, что приводит к отклонению основного излучения вверх, то есть к увеличению угла излучения. Величина этого угла поэтому сильно зависит от высоты антенны и проводимости почвы.

Подводя итог, можно сказать: «двойной квадрат» имеет такое же усиление, как и трехэлементный «волновой канал», но обладает значительным преимуществом для проведения DX связей. Эффективность этой антенны наряду с простотой конструкции позволяют назвать ее с полным правом «королевой DX антенн».

Двойной квадрат на 144 мгц

Антенна «Швейцарский квадрат» имеет усиление 6-7 дб и КСВ во всем диапазоне не более 1,2. Конструкция антенны и ее отдельных элементов понятна из рисунка.

  1. OK2BJH: ,,Schweizer Quad» fur 144 MHz, Amaterske Radio 17 (1968), H.4

Антенна RV6LQ 9 квадратов на 144

Внимание коллег-радиолюбителей! Удивлять и впечатлять этой публикацией мы никого не собирались. Хочу просто рассказать небольшую историю.

Много лет назад, как и все мы, родившиеся в Советском Союзе, с удовольствием прочел в числе десятков произведений «Поднятую целину» и «Тихий Дон». Места, описанные в произведениях очень живописны и по- своему уникальны. Никогда не думал и не гадал, что судьба занесёт меня в Ростовскую область, где я живу всей семьей и работаю теперь уже седьмой год. Обстоятельства сложились так, что появилась возможность попасть на север области в станицу Вёшенскую и посетить музей-заповедник Михаила Александровича Шолохова. Вспомнил, что много раз приглашал меня в гости один из опытных радиолюбителей-«укавистов» Ростовской области Леонид (RV6LQ) из станицы Вёшенской Ростовской области. Созвонились с RV6LQ накануне поездки. Добрались семейством до станицы. Леонид встретил радушно и согласился быть нашим гидом на своей машине по родным для него местам. Привел нас буквально за руку в музей-заповедник и «сдал» персоналу музея. С удовольствием купив билет, мы тут же получили экскурсовода и с интересом окунулись в историю. Посмотреть действительно было на что.

После осмотра экспозиции, вернулись к автомобилю Леонида. Вместе проехали в местечко, известное местным жителям и тем кто там уже побывал как «Дуб Петра I». Занятное название дуб получил за события, очевидцем которого он стал (но это – другая история). Отдохнув под тень гиганта-дуба, проехали на Донское Крутоярье – место, описанное в «Тихом Доне» и показанное в одноименной картине по мотивам шолоховского произведения. Напоследок побывали у Леонида в его доме.

Внимание привлекли две антенны висевшие под потолком. Оказались они девятью квадратами на трехметровой траверсе. Одна из 4-х антенн была для экспериментов установлена на 14 метровой мачте рядом с домом. Я с удовольствием «подергал» УКВ-репитер, находящийся в 60-ти км. от Вешенской, убедившись, что разница между сигналом, принимаемым девятью квадратами от репитера в направлении прямо на репитер и под 90 градусов к нему, различаются на 33 дБ по S-метру автомобильного трансивера Kenwood TK-261. Интересным оказались хомуты, изготовленные Леонидом для фиксации каждого квадрата на дюралиевой траверсе. Интересно его решение и по материалу квадратов – сталистый 2,5 диаметра провод, применяемый для прокладки телефонных и радиотрансляционных линий.

Многим может показаться, что конструкция квадратов не достаточно жесткая. Однако хочется заметить, что жесткости элементам хватает, а некоторое «подгуливание» элементов не влияет на существенно характеристики антенны и несколько «смягчает» динамические удары ветра по антенне, стоящей в местах с существенной ветровой нагрузкой. Антенна при таком конструктиве имеет хорошую аэродинамику и ветровая нагрузка на нее незначительна, да и вес антенны, несмотря на применение сталистой проволоки, не существенен.

У всех у нас разные возможности, разный опыт изготовления антенн и разное сырье для изготовления нашего радиолюбительского оборудования. Будем считать, что нам повезло, так как Леонид с удовольствием разрешил опубликовать свою уже на практике «обкатанную» конструкцию. Уверен, что уже очень скоро, радиолюбители Ростовской и соседних областей, будут слышат позывной RV6LQ очень достойно. И если кому то эта публикация поможет на практике, будем считать, что все это написано не зря, ведь в том и смысл радиолюбителя – делится своим опытом с коллегами. Успеха всем заинтересовавшимся в изготовлении антенны по эскизу RV6LQ!

С уважением к RV6LQ Леониду и всем любителям доброго эфира, Костюченко Александр (RW6MHM, г. Волгодонск)

К.Каллемаа (UR2BU), г. Тарту.

Все снова и снова ультракоротковолновики спрашивают у своих старших коллег: «Какую антенну. выбрать?» Точно ответить на этот вопрос невозможно, так как все зависит от того, для какой цели строится антенна. Если предполагаются связи во всех направлениях, например внутри города, то. очень удобны антенны с круговой диаграммой, которые часто позволяют работать при расстояниях между станциями, равных 50-100 км. Для дальних связей более подходят направленные антенны. В «густозаселенных» ультракоротковолновиками районах или в случаях, когда с некоторых направлений идут помехи, несомненно, лучше использовать антенны остронаправленные.

Этих немногих примеров достаточно, чтобы понять, что антенны, одинаково годной на все случаи, нет. Радиолюбитель должен сам выбрать антенну, отвечающую основным его требованиям. А еще лучше построить две-три антенны и использо-вать их по мере необходимости.

Начинающему ультракоротковолновику неразумно выбирать своей первой антенной какую-либо громоздкую и сложную конструкцию, в процессе постройки которой он по неопытности может наделать множество ошибок. Следует начинать с постройки простейших антенн и по мере роста опыта и знаний переходить к более сложным системам.

При выборе типа антенны нужно учитывать и то, какие основные материалы имеются в распоряжении конструктора. Если нельзя приобрести трубы или прутки для антенных элементов, то можно выбрать, например, «двойной квадрат», при постройке которого требуется лишь провод, деревянные рейки и небольшое количество изоляционного материала. Существенно также, как будет выполнена Питающая линия — из коаксиального или, ленточного кабеля, либо просто в виде двухпроводной линии.

Нельзя упускать из вида и то, нужны ли при постройке антенны какие-либо измерения. Начинающему, к тому же не располагающему измерительной аппаратурой, лучше выбрать антенну, которая наверняка станет хорошо работать без настройки.

Рассмотрим ряд типов антенн. Среди них есть простые конструкции, доступные для повторения каждым новичком, и сложные, в том числе антенные системы, которые могут заинтересовать более опытных «охотников» за DX. Так как большая часть наших ультракоротковолновиков работает в диапазоне 144 МГц, размеры антенн Приведены именно для этого диапазона.

Читатель заметит, что ни для одной из антенн не приводятся технические подробности конструкции. Но это не должно помешать постройке, так как приемы работы и многие детали описаны в любом справочнике радиолюбителя.

АНТЕННЫ КРУГОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Крестообразный диполь. Антенна состоит из двух полуволновых вибраторов 1, расположенных под углом 90° друг к другу (рис. 1). Диаграмма излучения этой антенны- далеко не идеальный круг, но практически она дает вполне хорошее круговое излучение. Так как волновое сопротивление одного диполя равно примерно 70 Ом, при параллельном включении двух диполей волновое сопротивление составляет около 35 Ом. Такого коаксиального кабеля в нашем распоряжении нет, поэтому лучше всего питать антенну через четвертьволновый трансформатор 3, изготовленный из 50-омного кабеля. От трансформатора до аппаратуры идет 75-омный кабель 4. Из такого же кабеля выполнено симметрирующее U-колено 2.

рис. 1

Вертикальная антенна (Ground Plane). Излучатель 1 (рис. 2) и радиальные .проводники 2 обеспечивают круговую диаграмму в горизонтальной, плоскости. Угол между радиальными проводниками и излучателем определяет волновое сопротивление антенны.

рис. 2

При угле 90° волновое сопротивление равно примерно 30 Ом, при угле 180°- 70 Ом. Обычно выбирают угол 145°, что позволяет питать антенну 50-ом-ным кабелем. Кабель подключают к разъему 3, укрепленному на металлической пластине, к которой электрически присоединены радиальные проводники. Излучатель, к которому подключают центральный проводник кабеля, установлен на изоляторе 4.

«Двойной квадрат». Эта популярнейшая направленная KB антенна употребима и на УКВ (рис. 3,а). Коэффициент ее усиления (по сравнению с полуволновым вибратором) достигает 5,7 дБ, соотношение излучения вперед/назад — 25 дБ.

рис. 3

Расстояние между активным вибратором 1 и рефлектором 2 выбрано равным 0,15 лямбда, что позволяет питать антенну 75-омным коаксиальным кабелем 3. Опыт показал, что питаемая таким образом антенна работает вполне удовлетворительно. Настраивать антенну можно с помощью короткозамкнутого шлейфа, включенного в разрыв рамки рефлектора.

Для симметрирования антенны можно применить четвертьволновый стакан (рис. 3, б), подключив его к концам активного вибратора 1. Стакан состоит из металлического цилиндра 4 с двумя крышками — металлической 5 и диэлектрической 6. Внутри стакана проходит кабель 3, оплетка кабеля подключена к крышке 5. Диаметр стакана должен быть в 3-4 раза больше диаметра кабеля.

Для изготовления элементов антенны можно использовать медную или алюминиевую трубку, ленту или провод самого различного диаметра. «Двойной квадрат» занимает очень мало места, конструктивно прост. Эта антенна имеет сравнительно хорошие характеристики. Заслуживает внимания возможность размещения антенн разных диапазонов на тех же крестообразных рейках.

Треугольная антенна (Delta Loop) принадлежит к тому же семейству, что и «квадрат», так как периметр активного вибратора приблизительно равен длине волны. Особенностью этой антенны является то, что все элементы ее конструкции — металлические. Автор антенны советовал питать ее 50-омным коаксиальным кабелем, но для этой цели успешно используют и 75-омный кабель. Простейшая треугольная антенна показана на рис. 4. Активный вибратор 1 настраивают с помощью гамма-согласующего устройства, к которому подключен кабель 3. В зависимости от наличия измерительных приборов настройку ведут по минимуму КСВ или по максимальной силе сигнала. Рефлектор 2 для упрощения можно сделать нерегулируемым.

рис. 4

С треугольной антенной много экспериментировал UA1WW. Он советует применять 5-и 9-элементные варианты. Последний, благодаря малому горизонтальному углу излучения, особенно подходит для проведения дальних связей. Чертеж 5-эле-ментной антенны приведен на рис. 5. Здесь 1 — активный вибратор, 2 — рефлектор, 3-5 — директоры. Так как это — совершенно новая для наших ультракоротковолновиков антенна, приводим некоторые конструктивные данные.

рис. 5

Для несущей траверсы больше всего подходит 4-гранная дюралюминиевая труба со стороной квадрата 18-20 мм, на ней гораздо удобнее крепить элементы, чем на круглой трубе (см. рис. 6).

рис. 6

Элементы антенны изготовляют из медной или алюминиевой трубки или прутка диаметром 6 мм, горизонтальную сторону -из провода диаметром 3 мм. Размеры элементов (в соответствии с рис. 6) таковы:

Эффективные антенны диапазона 144 мгц

Последующая проверка сканирующим приемником в указанном диапазоне частот (145 МГц) вблизи передатчика результата не дала. Предшествующая работа в течение двух лет на том же месте и с той же аппаратурой нареканий не вызывала, а разница была лишь одна — другая антенна: до инцидента — «двойной квадрат», затем — описываемая ЭА. Излученная энергия двухваттного передатчика оказалась настолько сконцентрированной в направлении главного лепестка диаграммы направленности антенны, что сравнялась по уровню с сигналом в основном (не зеркаль- . ном) канале «коммерческого» приемника, где прием сигнала передатчика двухметрового ди-апазона стал возможен точно так, как если бы передача велась на частоте на 2Fпч выше.

Прошу радиолюбителей обратить самое серьезное внимание на эту проблему: хотя она, действительно, и «не ваша», устранять ее придется вам. так как коммерсантам (и иже с ними) до этого дела нет: они «заплатили деньги» и раскошелиться на дополнительный фильтр верхних частот или полосовой фильтр вы их не сможете заставить.

Проведя некоторые измерения, автор (от греха подальше) решил перенести эксперименты с ЭА в полевые условия — на дачу. Поскольку антенна весит немного и очень легко свертывается и развертывается, проблем с транспортировкой не возникает. Несколько слов о том, почему именно «квадрат» выбран в качестве переносной антенны. Во-первых, он вдвое короче, например, дипольной антенны (в плане длины элементов). Во-вторых (и это — главное), «квадрат» может эксплуатироваться при очень небольших высотах подвески и малочувствителен к окружающим предметам (влияние руки, поднесенной к антенне сбоку, сказывается только на расстоянии, меньшем 150…200 мм). В-третьих, такая антенна до известной степени подавляет местные шумовые и импульсные помехи. В четвертых (в авторском варианте), имеет замкнутый по постоянному току активный элемент.

Базой для постройки ЭА явился питаемый 75-омным кабелем «двойной квадрат» [ 1 ] с расстоянием между вибраторами 0,2 (см. рис. 1), элементы которого (1 — активный вибратор, 3 — рефлектор) были просто-подвешены на оконной форточке 2 внутри комнаты.

Подобную «форточку»-траверсу можно закрепить с помощью шарниров на стене дома или углу балкона. Поворот такой антенны в зависимости от расположения рефлектора возможен в пределах 120…150°. Для крепления в выбранном направлении можно применить крючки и петли. Такая конструкция, конечно, с учетом конкретных местных условий, может быть удобна как для проведения связей, так и для приема телевидения.

С чего начиналась описываемая ЭА? В помещении (комната на втором этаже деревянного дома) был изготовлен «стенд» для экспериментальной работы с УКВ антеннами: под потолком натянуты два отрезка толстой рыболовной лесы на расстоянии 250…300 мм один от другого. К ним с помощью колечек из той же лесы или обмоточного провода подвешивались элементы (рис. 2): сначала два, затем — три и так далее до 13 (столько вместила комната). Длины элементов активного вибратора (АВ) и рефлектора (Р) рассчитывались по формулам из [ 1 ], после чего проверялись с помощью прибора измерителя частотных характеристик (ИЧХ) XI -48. Директоры (Д1 -Д11) выполнены с уменьшением у каждого последующего (в расчете на одну сторону) на 5 мм. Материал для изготовления элементов — алюминиевый провод в поливинилхлоридной изоляции от трехфазного кабеля АПВ (еще лучше — омедненный алюминиевый провод

Рис. 3

в такой же изоляции, который можно паять). Изоляция с провода не снималась(элементы с изоляцией белого, черного и красного цветов удобно чередовать — легче не путать их при настроечных операциях: через два элемента разница в размерах становится более заметной). Длины сторон рамок и расстояния между ними указаны на рис. 2 (в скобках приведены значения их периметров).

Входное сопротивление антенны — около 45 Ом. Для питания автор применил отрезок коаксиального кабеля РК-50 диаметром 4 мм и длиной примерно 1 м (рис. 3). В месте подключения к вибратору 1 установлено кольцо 2 диаметром 20 мм из феррита 20ВЧ, на котором сделан один виток кабелем 3. Можно применить и гамма-согласование (рис. 4), которое позволит согласовать антенну более точно и, на выбор, как с 50-, так и с 75-омным кабелем. Можно также для согласования подвигать первый директор относительно активного вибратора, а затем подтянуть остальные директоры.

Следует отметить, что антенны с большим числом элементов должны иметь жесткую конструкцию — расстояния между элементами в процессе эксплуатации не должны изменяться. Как показали эксперименты в полевых условиях, двух отрезков лесы недостаточно: малейшее дуновение ветерка — и антенна начинала «играть» — элементы раскачивались подобно белью на веревке. Наилучший вариант — жесткая траверса, но для походных условий это нежелательно, поэтому предлагаю конструкцию, схематично показанную на рис. 5: добавить еще два отрезка 1 рыболовной лесы или струны для теннисных ракеток, т. е. довести их число до четырех. Отрезки следует растянуть по углам внутри рамок 2 и закрепить последние (после окончательной настройки), например, с помощью той же лесы (3), на требуемом расстоянии одна от другой в соответствии с рис. 2. Длину отрезков лесы необходимо выбрать с таким расчетом, чтобы с каждого края антенны осталось по 3…4 м для привязывания к опорам, например, к деревьям.

Для увеличения надежности можно по краям конструкции поместить рамки 2 (рис. 6), изготовленные из деревянных реек, прикрепить к ним по углам концы отрезков лесы 5, а уж за рамки растягивать антенну с помощью, например, капроновых бечевок 3 (здесь 1 — опоры, 4 — элементы антенны). Если на одной или на обеих рамках сделать желоб из деревянных брусков 4 (рис. 7), то вибраторы антенны 3 и растяжки 2 можно будет укладывать в них как в футляр в свернутом состоянии и в таком виде хранить антенну и транспортировать на любое расстояние. Для крепления рамки-крышки 1 к рамке 4 можно использовать крючки или колечки изо-ленты. Питающий кабель при этом может быть уложен вместе с антенной по периметру рамок или отключен (при наличии разъемного соединителя).

Элементы антенны следует изготавливать из хорошо отрихтованного провода. Проще всего это сделать путем его вытягивания, закрепив один из концов в тисках и зажав другой в плоскогубцах. Отрезая заготовки, необходимо предусмотреть припуск на соединение (скрутку или сварку) концов провода, для чего их следует освободить от изоляции. Небольшой «хвостик» из скрученных проводов на работу антенны не влияет, важно лишь, чтобы были соблюдены расчетные периметры рамок. Места соединений элементов лучше расположить с одной стороны, например, снизу. В плоскости рамок не должно быть пе рекосов. Устанавливать их относительно одна другой следует строго параллельно и «концен трически» (при взгляде со стороны рефлекто ра). Ориентировать антенну для уточнения на правления на корреспондента можно так, как показано на рис. 8, т. е. удерживая ее за

деревянную рамку 5 (или оттяжку 6) за рефлектором — в этом случае влияние на нее со стороны оператора минимальное. Растяжку 2, закрепленную на деревянной рамке 3 со стороны директоров 4 желательно привязать к опорам 1. Найдя правильное направление на корреспондента, рамку лучше перевязать за углы — антенна будет меньше крутиться при ветре. Эксперимент с ЭА (при вертикальной поляризации) проводился в непосредственной близости от земли, в осушенной болотистой местности, в низине. Верхние части элементов антенны находились на высоте 1,8 м. ЭА была растянута между стенкой сарая и небольшой доской, врытой в землю в качестве опоры и усиленной со стороны антенны косынкой. Расстояние до корреспондентов достигало 22…24 км. В «створе» ЭА находилась дорога, проходящая по насыпи и делящая «створ» пополам, до дороги примерно 200 м, а за ней — лес 350…500 м (ситуация, схематически изображенная на рис. 9).

При тщательном изготовлении и жесткой конструкции ЭА»пятно», очерчиваемое главным лепестком диаграммы направленности (по уровню 0,7) — 25…30°. При нечеткой установке элементов «пятно» размывается, а усиление падает. Если нет возможности обеспечить механическую стабильность многоэлементной антенны (на четырех отрезках лесы ЭА достаточно жестка) и достаточную точность ее изготовления, лучше ограничиться четырьмя-пятью элементами, а для их изготовления взять провод большего диаметра. В этом случае антенну придется поднимать выше во избежание отражения от земли вблизи антенны из-за расширения главного лепестка диаграммы направленности. Однако крепить элементы все равно придется достаточно жестко.

При работе в лесу (особенно при вертикальной поляризации) следует выбирать разреженные или открытые в сторону корреспондента места (еще лучше — возвышенные), подвешивая антенну между деревьями или опорами с таким расчетом, чтобы избежать присутствия деревьев в «створе» антенны вблизи от нее. Итак, описываемая ЭА может складываться и раскладываться подобно мехам гармоники. Это удобно при свертывании, переноске и последующем быстром развертывании, но годится лишь для сравнительно медленного поворачивания. Впрочем, если все подготовить заранее (крючки для крепления, например), то антенну можно повернуть вдвоем за десяток секунд, что позволяет использовать ее в соревнованиях «Полевой день» на выезде. 13-элементная ЭА рассчитывалась для

Рис.7

работы на частоте 145,5 МГц. При небольшой корректировке и даже без нее антенну можно использовать во всем двухметровом любительском диапазоне. Усиление ЭА — не менее 15. ..16 dBd. Ширина основного лепестка диаграммы направленности как в вертикальной, так и горизонтальной плоскости — не более 30° (по уровню 0,7). Входное сопротивление — около 45 Ом, КСВ на частоте 145,5 МГц при использовании коаксиального кабеля РК-50 и согласующего устройства, показанного на рис. 3, — 1,8.

Использованные автором методы оценки качества антенны — любительские, приблизительные. При экспериментах применялась зарубежная аппаратура: IC-706, FT-11, FT-270. На расстоянии 24…25 км при низко подвешенной ЭА и мощности 0,3 Вт корреспонденты давали максимальные оценки 3—4 балла по шкалам имеющихся S-метров. Для сравнения: в их аппаратуре «открывается» и «держит» шумоподавитель и разборчивость сигнала равна 100 % при уровнях сигнала, когда S-метр вообще ничего не показывает. А ведь известно, при слуховом контроле 1 балл — прием невозможен, так что уровень сигнала в городе оказался значительным даже при такой малой мощности. При увеличении же ее до 4 Вт максимальные оценки были 59, 59+10 и даже 59+20 дБ! Правда, последние «децибелы» порой «подмаргивали». Эксперимент проводился в ЧМ режиме. Для приема в городе использовались вертикальный диполь, четырехэлементная коллинеарная антенна и вертикальный пятиэлементный «волновой канал» расположенные на крышах домов, причем в дальнем (от ЭА) конце города и «волновой канал» стоял «чуть боком».

Замечено влияние влажной земной поверхности и растительности на прохождение сигнала у земли. Стоило пройти дождю и выглянуть солнцу, как сила сигналов падала на 2 балла. Оценено соотношение уровней сигналов между штатной для F-11 «резинкой» и ЭА: только «изменение спектра шумов — прием невозможен» — к 59 с децибелами, что явно говорит в пользу ЭА.

Антенна «волновой канал» на такой небольшой высоте была бы безнадежно расстроена. Большие линейные размеры элементов такой антенны требуют большей тщательности в эксплуатации и большей высоты подвеса, что не всегда возможно. Хотя при ходьбе, наверное,переносить»Yagi» в свернутом состоянии удобнее, например.

Экспериментировать с УКВ антеннами, как говорилось выше, можно на «стенде» из двух натянутых отрезков лесы. Элементы ди-польных антенн, например, просто кладут сверху и перемещают друг относительно друга при настройке. От случайного смещения их можно закрепить какими-либо зажимами, например, пластмассовыми бельевыми прищепками с пропилами. В качестве образцового можно использовать сигнал «маячка» [З], установленного в «створе» антенны в центре основного лепестка диаграммы направленности на расстоянии не менее 10 длин траверсы (расстояние от рефлектора до последнего директора). Кабель от активного вибратора подключают к входу приемника, настройку ведут по максимуму сигнала «маячка». Таким же образом можно «отработать» направленную антенну для приема сигналов телевидения за зоной уверенного приема. Кабель от антенны в этом случае подключают к телевизору, а настройку ведут, добиваясь

максимальной контрастности и минимума шумов (муара) на экране, а лучше, контролируя напряжение АРУ. Последовательность настройки такая. Сначала натягивают лесы-траверсы в направлении на телецентр, подвешивают активный вибратор и подключают его к телевизору. Затем позади вибратора устанавливают рефлектор и перемещают его по траверсам до получения максимально возможного уровня сигнала (возможно, это будет всего лишь увеличение шумов в канале звукового сопровождения). Закрепив рефлектор в найденном положении, устанавливают первый директор и таким же образом добиваются дальнейшего увеличения сигнала, затем второй и т. д. до последнего директора.

Далее уточняют направление на телецентр, поворачивая траверсы со стороны рефлектора, после чего еще раз корректируют положение всех элементов антенны по максимуму принимаемого сигнала. Подобным образом автором была выполнена десятиэлементная антенна на шестой телевизионный канал для приема передач в горах Карачаево-Черкессии (принимался отраженный от горы сигнал). За неимением подходящего материала активный вибратор пришлось вырубить из листа дюралюминия (вибратор Пистолькор-са).

монтируют вилку коаксиального разъема для подсоединения к антенному гнезду радиостанции.

Поляризацию антенны легко сменить, развернув на 90° только активный вибратор (остальные элементы трогать не нужно). Некоторое неудобство в данной конструкции доставляет отсутствие компенсации веса кабеля при вертикальной поляризации. При небольшой его длине проблем не возникает — оператор сам держит кабель, при большой же. длине приходится поддерживать его дополнительной рогаткой, воткнутой в землю вблизи активного вибратора. Кабель желательно расположить перпендикулярно его стороне (при вертикальной поляризации он должен располагаться строго горизонтально). Автор надеется, что простота конструкции и изготовления описанной ЭА подвигнут радиолюбителей на собственные эксперименты с антенной техникой, ведь известно, что лучший усилитель РЧ — хорошая антенна. Такая антенна позволит чувствовать себя значительно увереннее в походе, на даче, одним словом, везде, где нужно обеспечить надежную связь малой мощностью на большие (по «меркам» УКВ и QRP) расстояния. Ведь малая мощность — малые габариты самой аппаратуры и, главное, источников ее питания. Вспомните результаты испытаний, приведенные выше: только изменение спектра шумов на штатную антенну радиостанции при выходной мощности 4 Вт и 3—4 балла по «загруб-ленному» S-метру при 0,3 Вт — разница существенная!

Антенна названа экспериментальной — радиолюбитель сам решит, как лучше ее изготовить из имеющихся материалов. В походном варианте (без деревянных рамок или футляра и кабеля) она весит меньше килограмма, удобна в переноске — одной рукой можно нести и антенну и сумку (внутри рамок-вибраторов), а концы лес-траверс нетрудно собрать в пучок и временно закрепить колечками ПХВ изоленты или КЛТ. Антенна допускает находиться рядом с ней (сбоку) на расстоянии до 150…200 мм, что, в свою очередь, позволяет использовать кабель небольшой длины. Не менее важно и то, что она нормально работает при малых высотах подвеса (хотя большая высота, если позволяют обстоятельства, нисколько не помешает). На практике верхний край вибраторов должен находиться на высоте не менее 1 м (лучше — 1,5…2м) от земли. Расстояния между вибраторами выбраны с учетом их легкого запоминания, что упрощает изготовление антенны по мере надобности (экспромтом), а также в случае необходимости корректировки положения вибраторов при их случайном смещении.

Следует учесть, что при использовании для изготовления рамок неровного (неотрих-тованного) провода возникает ошибка, выражающаяся в удлиннении периметра элементов. Применение более толстого провода ведет к увеличению собственной емкости рамок, что требует соответствующего уменьшения их периметра. Ориентировочно полосу пропускания F (в мегагерцах), которая растет с увеличением диаметра проводника рамки (в том числе и в виде ленты), можно вычислить, пользуясь формулой, приведеной в [I]. Например, для активного вибратора F — Рmax — Fmin — 304635/Рmin — 304635/Рmax, где Fmax и Fmin — верхняя и нижняя граничные частоты полосы пропускания, соответствующие минимальному и максимальному периметрам рамки (рис. 10).

Ленточный вибратор можно смоделировать из нескольких проводов, электрически соединив их друг с другом (рис. 10, б), чем давно и успешно пользуются при изготовлении зигзагообразных телевизионных антенн. Порой, изготавливая антенну по описанию, лучше несколько увеличить диаметр проводов элементов, и, таким образом, «остаться» в полосе пропускания, несколько потеряв в усилении антенны.

Пользуясь случаем, хочу выразить благодарность оказавшим автору (вольно или невольно) помощь в эксперименте: RA9LO, RA9LZ, RA9LE, UA9LFJ, RA9LT, UA9LAJ. UA9LP, UA9LDG, RA9LY. UA9LAC, UA9LR, RA9LAP, UA9LBG, а также радиолюбителям Свердловской области, устано вившим ретранслятор (канал IARU R1 145025 кГц — ТХ/145625 кГц — RX) и побудившим меня к этой затее. После долгих бдений во время экспериментов с ЭА мне все же удалось обнаружить нечеткие сигналы с S2 QSB ретранслятора. Но на передачу, естественно, двух ватт не хватило (QRB 300 км), чтобы открыть ретранслятор. Пришлось изготовить звуковой генератор синусоидальных колебаний на электромеханическом фильтре ЗЧ с частотой 1343 Гц и полосой пропускания 9 Гц (ШЫ2.067.064 по ТУ радиостанции «Кама-С»), чтобы при «открыва-нии» репитера свердловскими станциями на фоне голоса мог «пролезть» слабый телеграфный сигнал.

Но не тут-то было. Нужно время и отличное прохождение, которое бывает «только раз в году», например, как в ноябре 1996 г., когда со свердловчанами работали ЧМ напрямую, без ретрансляторов. Пока же, применяя ЧМ телеграфию и нажимая на голосовые связки, я смог докричаться только до наших «фирм». Они по достоинству оценили качество моей ЭА и позвонили на контрольный пункт Госсвяэьнадзора, так как уровень моего сигнала (в направлении на Екатеринбург, а при экспериментах — ив других направлениях) скомпенсировал подавление частот двухметрового любительского диапазона входной цепью их приемника (подавление зеркального канала). Эксперимент пришлось прекратить.

Несколько слов о других экспериментах с рамочными антеннами. Испытания двухэлементного «двойного квадрата» показали, что для связи внутри города он подходит в качестве «ненаправленной» антенны с вертикальной поляризацией при мощности передатчика 1…5 Вт. Будучи установленным повыше над крышей, он «достает до самой земли» в любом направлении как при приеме, так и при передаче (эксперименты автора с UA9LFJ). Приобретение антенной ненаправленных свойств объясняется переизлучениями, отражениями, например, от зданий, проводов, металлических столбов и других конструкций.

При использовании такой антенны на краю города вступает в силу ее диаграмма направленности, имеющая довольно широкий (примерно 60° по уровню 0,7) основной лепесток и усиление около 8 dBd (при расположении рефлектора на расстоянии 0,2 от вибратора и входном сопротивлении 75 Ом). Благодаря этому поворачивать антенну не нужно, достаточно направить ее на город.

При удалении от города последний занимает все меньший и меньший угол на горизонте, а уровень сигналов падает пропорционально квадрату расстояния, что соответствует более узкому основному лепестку диаграммы направленности (большему коэффициенту усиления) у антенн с повышенным числом элементов.

Испытывалась и семиэлементная ЭА, расположенная внутри деревянного сарая. Ширина ее главного лепестка оказалась равной примерно 40°, а усиление — около 12 dBd.

Как выяснилось, влияние на настройку активного элемента (в плане резонансной частоты и входного сопротивления) со стороны четвертого и последующих директоров можно не учитывать и число их выбирать по потребности. При этом не следует забывать, что при большом числе директоров хотя и можно сконцентрировать энергию до малого «пятна», но недолго и «промазать» в направлении на корреспондента как по азимуту, так и по углу места. В то же время многоэлементные антенны способны работать на меньшей высоте. Отмечено увеличение сигнала на один балл при поднятии ЭА от первоначальной высоты всего на 300 мм. При смене поляризации на горизонтальную (у корреспондента — вертикальная) сила сигнала падает на четыре балла. Более точного согласования фидера с антенной можно достичь перемещением ферритового кольца по кабелю.

Некоторое опускание средних элементов ЭА и подъем последних директоров (из-за провисания траверс из лесы), а также подвеска верхних сторон элементов на одном уровне (аконцентрично) создает дополнительные условия к небольшому поднятию основного лепестка диаграммы направленности. Это также способствует возможности низкой подвески над поверхностью земли без риска отражения и рассеяния сконцентрированной РЧ энергии вблизи антенны. Вместе с тем условия распространения этой энергии над самой поверхностью земли остаются в пределах раскрыва главного лепестка,

Литература

1. Ротхаммель К, Антенны. М.: Энергия, 1979. С. 267, 268.
2. Ротхаммель К. Антенны. М.: Энергия, 1979. С. 232,233.
3. Беседин В. УКВ Маячок. — KB журнал, 1998,N 2,с.46,47.
4. Беседин В. Адаптация радиостанций промышленного применения к любительским условиям. — Радиолюбитель. KB и УКВ., 1996, N 6, с. 26.

Вертикальные излучатели длиной полволны с несимметричным питанием, расположенные над небольшим металлическим экраном, находящимся вблизи земной поверхности, обладают лучшими параметрами, чем излучатели длиной четверть волны. Хотелось проверить на практике, насколько существенна эта разница при проведении местных радиосвязей в УКВ диапазоне.

Ко мне вместе с другими автомобильными антеннами CB диапазона (27 МГц) попала антенна с торговым названием «Cobra», которая и послужила основой для конструкции УКВ антенны диапазона 144…146 МГц. Её излучатель отличался повышенной упругостью, да и длина больше подходила к расчётной. Измерения, проведённые с целью обнаружить какой-либо резонанс антенны с приемлемым КСВ в диапазоне от 26 до 175 МГц, результатов не дали. Эта и аналогичные ей антенны «Hustler» несмотря на относительно низкую стоимость не пользуются большим спросом. Из-за малой площади магнита крепления они плохо держатся на корпусе автомобиля и при сильном ветре или резких толчках падают. К тому же водители, стараясь не поцарапать свой автомобиль, дополнительно наклеивают на основание антенны скотч или ткань. А так как через основание осуществляется ёмкостная связь антенного согласующего устройства (АСУ) с корпусом автомобиля, это приводит к изменению резонансной частоты АСУ и потере мощности сигнала при передаче и приёме.

После несложной доработки антенна пригодна для работы в диапазоне 2 метра. Так как длина её излучателя, вес и парусность уменьшаются, антенна обладает достаточной механической устойчивостью. Конструкция антенны понятна из рис. 1.

Длина излучателя уточнялась в процессе настройки. Схема и конструкция согласующего устройства антенны показаны на рис. 2 и рис. 3

Монтаж выполнен на штатном гетинаксовом каркасе диаметром 16 и длиной 23 мм. Катушка L1 намотана проводом ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Шаг намотки — 3 мм, число витков — 3-4 (уточняется в процессе настройки). В торцах каркаса 1 запрессованы бронзовые резьбовые шпильки 2 с резьбой М8 (рис. 3), которые служат для крепления излучателя и магнитного основания антенны. Эти шпильки имеют дополнительные крепления в каркасе в виде бронзовых поперечных шпилек, к которым припаивают выводы элементов АСУ. На боковой поверхности каркаса имеется дополнительный изолированный опорный контакт, также служащий для монтажа элементов.

Ёмкость конденсатора С1 подбиралась экспериментально. Вначале был установлен переменный конденсатор малой ёмкости с воздушным диэлектриком, который впоследствии был заменён постоянным керамическим. Подойдут конденсаторы КД-1 или КТ-1 и им подобные с малым или нулевым ТКЕ и номинальным напряжением не менее 250 В. Это необходимо даже при использовании УКВ радиостанций с выходной мощностью передатчика не более 10 Вт.

После окончательной настройки АСУ следует прочно закрепить выводы катушки на каркасе, хорошо пропаять все места соединений деталей и питающего кабеля. Конденсатор необходимо покрыть слоем хорошего влагостойкого лака, а также обеспечить хорошую защиту деталей всего устройства от проникновения влаги.

На рис. 4 приведён график КСВ антенны в зависимости от частоты, на рис. 5 — фрагмент её внешнего вида.

Антенна более двух лет используется с подвижной автомобильной УКВ радиостанцией. При первичной проверке её работы было установлено несколько десятков двусторонних радиосвязей с корреспондентами, находящимися в разных пунктах нашего региона, на различных расстояниях и высоте относительно выбранного для эксперимента места. Большинство корреспондентов отметили повышение уровня сигнала около одного балла (по показаниям S-метра) в сравнении с четвертьволновой GP-антенной, использованной в этом эксперименте.

Подобную антенну можно изготовить самостоятельно, имея в наличии подходящий кольцевой магнит и металлическую пружинящую проволоку подходящего диаметра с хорошими проводящими свойствами для изготовления излучателя. Металлическое основание можно выточить на токарном станке, просверлив в его центре осевое отверстие для крепления АСУ.

Антенна конструкции UA9GL хорошо зарекомендовала себя и соперничает даже с более сложными антеннами при проведении радиосвязей, как через троппо, аврору так и через ЕМЕ. Антенна имеет усиление порядка 17-18 dB по отношению к диполю и считается одной из самых хороших антенн.

Антенна легка в постройке практически не требует каких то дополнительных затрат и все хорошо ясно из рисунков. Материалы, что применяются здесь можно заменить на аналогичные с соблюдением естественно рекомендованных размеров. Кабель питания к данной антенне применен распостраненный на 75 ом. Все размеры антенны показаны на рис1. В верху даны размеры длин элементов антенны, а внизу расстояния между ними.

На рис2 приведены размеры активного вибратора основное требование к вибратору отношение диаметров верхнего к нижнему должно быть равно 3.

В нашем приведенном варианте верх = 6 мм, а низ = 2 мм. Концы проволоки должны быть вставлены во внутрь и хорошо там закреплены, пропаяны, опресованы для получения надежного контакта. Материал для изготовления может быть любой от дюраля до меди, латуни все зависит от возможностей на местах.

На рис3 показан узел крепления активного вибратора и крепление его на буме антенны и соединение его с антенным кабелем. Вибратор изолирован от антенного бума. Материал для изготовления изолятора может быть любой от фторопласта до текстолита.

На рис4 показан узел крепления всех пассивных вибраторов антенны и рефлектора. После надежного закрепления винтом М3 вибратора в теле изолятора, необходимо головку винта М3 спилить Материал для изготовления рефлектора и пассивных вибраторов антенны может любой, чем указан на рисунке, но диаметр при этом должен оставаться какой указан — 4 мм.

На рис 5 приведено правильное подключение 75омного кабеля с

U — коленом длина которого равна — 680 мм.

Если вы хотите работать через Луну и т.д., где потребуется иметь прижатый лепесток к горизонту то необходимо воспользоватся рис6. На рисунке приведены размеры при согласовании антенн расположенных в 2 этажа. Везде применен кабель 75 ом, за единственным исключением, чтобы согласовать питающий 75омный кабель и точку соединения верхнего и нижнего этажей необходим трансформатор роль которого и играет отрезок 50омного кабеля длиной равного 337 мм. Расстояние между антеннами должно быть равно от 3,6 до 4,0 метра.

Но если вы хотите создать более хорошую антенну то вам следует обратить внимание на рис7, где приведена схема соединения из таких антенн по схеме 2х2. В данном варианте весь питающий антенну кабель равен 75 омам.

Расстояние между соседними рядами равно 4,0 метра, а между этажами от 3,6 до 4,0 метра.

В любом варианте изготовление одинарная антенна или они будут соединены в группы необходимо обеспечить ветровую жесткость конструкции.

На рис8 приведен пример как обеспечить при одинарном варианте изготовления жесткость за счет растяжек из тросика разбитого орешковывми изоляторами в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Удачи вам изготовлении данной антенны и до встречи на 144МГц.

Антенны
АНТЕННА НА 144 МГЦ

Развитие локальных ЧМ сетей в диапазоне 144 МГц и все большее распространение ретрансляторов привело к повышенному интересу радиолюбителей к всенаправленным антеннам с вертикальной поляризацией. Помимо классического четвертьволнового штыря (GP) очень часто применяется антенна с длиной излучателя 5/8 L. У такой антенны диаграмма направленности в вертикальной плоскости прижата к земле, что способствует приросту дальности связи. Более того, по сравнению с GP антенна 5/8L имеет усиление 3 дБ.

В корейском журнале KARL Monthly (1996, April, p. 55-56) было опубликовано краткое описание УКВ антенны, которая представляет собой синфазный излучатель, составленный из двух антенн 5/8L.

Из общих соображений можно утверждать, что такая антенна при совершенно приемлемых размерах (полная высота с мачтой приблизительно 3 м) имеет ещё большее усиление чем одинарная 5/8L по сравнению с GP. Описанная версия антенны используется ВМФ Соедененные(ых) Штаты(ах) Америки (USN STAR GP ANTENNA VHF) и имеет полосу рабочих частот 120…158 МГц при КСВ не более 1,3.

Схематически антенна показана на рис.
1.
Верхний вертикальный излучатель питается через фазосдвигающую линию. Под углом 45″ к нижнему вертикальному излучателю подключены два дополнительных излучателя, которые расширяют рабочую полосу частот. Два противовеса также расположены под углом 45° к вертикальным излучателям и имеют длину примерно 5/8L. Элемент согласования антенны с 50-омным фидером — контур L1C1.

Конструктивное исполнение антенны показано на рис.
2.
Верхний и нижний излучатели соединены диэлектрической вставкой, на которую наматывают фазосдвигающую линию. Фазосдвигающая линия выполнена из медного провода в изоляции. Диаметр провода в статье не указан, но из общих соображений он должен быть как можно большим (лишь бы линия поместилась на каркас). Треугольная форма позволяет ее намотать на диэлектрический каркас виток к витку. Между нижним концом нижнего излучателя и металлической мачтой длиной 1 м также имеется диэлектрическая вставка (противовесы с мачтой электрически не соединены).

ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Противовесы и диэлектрическая вставка зажаты между трехлепестковыми деталями (см. рис. 2). Дополнительные нижние излучатели и противовесы составные. К трехлепестковыми деталям прикреплены отрезки труб с зажимами, в которые входят излучатели и противовесы, которые изготовлены из труб меньшего диаметра. Это дает вероятность изменять их длину в процессе настройки антенны. Катушка бескаркасная. Она выполнена из медного голого провода диаметром 1,5 мм и имеет два витка с внутренним диаметром 16 мм. Емкость конденсатора С1 5…10 пф.

Поскольку антенна заводского изготовления, то вертикальные излучатели имеют переменный диаметр. У нижней трубы он, в частности, изменяется от 19 до 16 мм (см. рис. 2). В любительской конструкции можно, конечно, использовать обычную трубу с постоянным диаметром.

Чем интересен двойной квадрат?

Опрос многих «DX-асов» мира в конце 60-х годов 20 века, выявил единодушное мнение, что наиболее эффективной антенной для дальних связей является «двойной квадрат».

Широкому распространению «двойного квадрата», кроме высокой эффективности, способствует также простота конструкции и доступность в изготовлении. При горизонтальной поляризации эта антенна излучает большую часть энергии под малым углом к горизонту, что имеет очень большое значение для DX связей. К преимуществам «двойного квадрата» следует отнести и относительно малую зависимость электрических характеристик антенны от высоты.

Распространение получили два конструктивных варианта антенны: обычный вариант (стороны квадрата параллельны и перпендикулярны плоскости Земли) и вариант «форма алмаза» (стороны расположены к плоскости Земли под углом 45°). Несмотря на незначительные конструктивные различия между ними, формы лепестков излучения отличаются друг от друга. У обычного варианта узлы тока удалены от точек питания на расстояние 0,25?, у варианта «форма алмаза» — на 0,36?. Так как антенна является двухэтажной системой, а оптимальное расстояние между этажами лежит в пределах 0,5-0,7?, последний вариант имеет в вертикальной плоскости более сжатый лепесток основного излучения. На практике, однако, это различие почти незаметно.

Всё сказанное относится к антенне с горизонтальной поляризацией. При вертикальной поляризации диаграмма направленности находится в большой зависимости от высоты антенны и особенностей грунта.

Последние исследования показали, что для достижения резонанса длинна излучающего элемента должна быть 1,02? для обоих конструктивных вариантов. По последним данным для «двойного квадрата» с расстоянием между элементами 0,1? входное сопротивление равно 60 Ом, а с расстоянием 0,2? — 110 Ом. При удалении антенны от земли на большую высоту входное сопротивление увеличивается.

До последнего времени имелось много самых противоречивых данных об усилительных свойствах этой антенны. Наиболее достоверные результаты получены при измерениях, проведенных на антенне с резонансной частотой 145 мГц. Установлено, что ее усиление изменяется от 5 до 8 дБ относительно полуволнового диполя при изменении расстояния между элементами соответственно от 0,1? до 0,2?.

Таким образом, усиление «двойного квадрата» примерно равно усилению трехэлементного «волнового канала».

Нельзя также не учитывать, что различные типы антенн имеют различные свойства, проявляющиеся при работе на различных расстояниях. Действительно, результаты, полученные при сравнении «двойного квадрата» и трехэлементного «волнового канала» на ближних и средних дистанциях примерно одинаковы, а на дальних — преимущество «двойного квадрата» не вызыфвает сомнений. Это можно объяснить особенностью распространения коротких волн. «Двойной квадрат» имеет сжатый в вертикальной плоскости основной лепесток излучения, вследствие этого уменьшено отражение от земной поверхности. Антенна «волновой канал» имеет слабо выраженную направленность в вертикальной плоскости. Вследствие отражения радиоволн от земли, прямая и отраженная волны оказываются в противофазе, что приводит к отклонению основного излучения вверх, то есть к увеличению угла излучения. Величина этого угла поэтому сильно зависит от высоты антенны и проводимости почвы.

Подводя итог, можно сказать: «двойной квадрат» имеет такое же усиление, как и трехэлементный «волновой канал», но обладает значительным преимуществом для проведения DX связей. Эффективность этой антенны наряду с простотой конструкции позволяют назвать ее с полным правом «королевой DX антенн».

«Funkamateur», 1966, №8

11.5 Антенны горизонтальной поляризации

Поиск по сайту


Симметричный вибратор.
Симметричный вибратор можно представить как длинную линию, разомкнутую на конце,
провода которой развернуты на 180 градусов. Простейшей, часто употребляемой
антенной является полуволновый вибратор. Симметричный полуволновый вибратор
показан на рис. 11. 9. Симметричный полуволновый вибратор требует симметричного
питания. К нему может быть подключена несимметричная фидерная линия в виде коаксиального
кабеля, но только через симметрирующее устройство, о котором будет рассказано
в параграфе 11. 7.

Питание полуволнового вибратора
производится в пучности тока (геометрическом центре) и входное сопротивление
равно сопротивлению излучения. Теоретически входное сопротивление полуволнового
вибратора равно 73 Ом, но это значение определено в предположении, что проводник
антенны бесконечно тонкий и антенна расположена бесконечно высоко над Землей.
На рис. 11. 10, а. дана диаграмма направленности полуволнового вибратора в горизонтальной
плоскости. Она представляет восьмерку. Перпендикулярно к антенне два максимума
излучения, а вдоль оси вибратора к 90-му и 270-му градусу — два минимума. С
этих сторон не будет ни приема, ни излучения при передаче. В литературе обычно
приводятся значения ослабления в этих направлениях, которые
достигают 38-40 дБ, что
составляет ослабление в 80-100 раз. Угол излучения в вертикальной плоскости
зависит от высоты подвеса антенны над Землей. При высоте расположения антенны
L/4 (рис. 11.10,6.) излучение будет вертикально вверх, а при высоте L/2 (рис.
11.10,в.) излучение будет под углом 30 градусов к горизонту. Такая высота подвеса
антенны является наилучшей. Увеличивая высоту расположения антенны до 1L,
получим два лепестка, как на диаграмме рис. 2.

В диапазоне KB и УКВ диаметр
провода полуволнового вибратора редко бывает меньше 2 мм, при этом входное сопротивление
антенны находится в интервале от 60 до 65 Ом. По графику (рис. 11.11) можно
определить входное сопротивление RBX полуволнового вибратора в зависимости от
отношения L/d. Обе величины берутся в одинаковых единицах, в метрах или сантиметрах.

Определяя геометрические
размеры полуволнового вибратора, рассмотрим различие между «электрической»
и «геометрической» длинами вибратора. Фактически электрическая и геометрическая
длины вибратора равны только в том случае, когда проводник антенны становится
бесконечно тонким. С помощью графика определяется коэффициент укорочения вибратора
в зависимости от отношения L/d.

Антенна может быть выполнена
не только из тонкого провода диаметром 2 — 4 мм, но и из медных или дюралюминиевых
труб различного диаметра. При меньшем диаметре проводника антенны она более
узкополосна, а при большем диаметре ее полоса пропускания увеличивается. Это
необходимо учесть, когда диапазон перекрытия велик. Например, для диапазона
28,0 — 29,7 МГц или на УКВ участках 144 — 146 Мгц и 430 — 440 МГц.

Пример. Необходимо найти
геометрическую длину полуволнового вибратора для частоты 145 МГц для трубки
диаметром 20 мм, из которой будет изготовлена антенна. Для частоты 145 МГц,
L = 206 см. Получаем соотношение L/d206:2,0= 103 По графику находим К =0,91
(на графике обозначено пунктиром ). Тогда требуемая длина полуволнового вибратора
равна:  L/2 х К = 103 х 0,91 =
93,7 см. Антенны для диапазонов 160, 80, 40 и 30 метров, имеющие большую длину,
можно изготовить из биметалла, который широко используется в проводном радиовещании.
Стальная жила такого провода покрыта толстым слоем меди и провод имеет большую
прочность. Такой провод бывает диаметром 3-4 мм. В Таблице 11.1 приведены размеры
полуволновых вибраторов.

Таблица.
11. 1 Размеры полуволновых вибраторов

У полуволновых антенн с
питанием в середине (рис. 11. 9) на концах вибратора образуются пучности напляжения
U и минимумы тока I. Это свидетельствует о том, что на концах полуволнового
вибратора большое сопротивление. При питании полуволнового вибратора с конца
надо избрать другую схему питания. Антенна включается через согласующее устройство.
В качестве согласующего устройства следует избрать П- образный контур, входное
сопротивление которого может быть равно волновому сопротивлению коаксиального
кабеля, т.е. 60 — 75 Ом. На рис. 11.13 приведена такая схема включения антенны.

В современном градостроении
большей частью сооружаются дома повышенной этажности. Это можно использовать
при сооружении антенного хозяйства радиолюбителя.

Для установки антенны на
крыше дома необходимо получить разрешение от соответствующих служб.

Антенна для диапазона
160 метров.

На рис. 11.12 изображены две антенны типа полуволновый вибратор,
расположенные под углом 90 градусов. Переключая эти антенны, можно охватить
все направления. Антенны А и Б имеют одинаковую длину.

Их длина по таблице 11.1
составляет 75,79 метров. Для согласования высокоомного входа полуволнового вибратора,
питаемого с конца, с фидером, выполненным из коаксиального кабеля с волновым
сопротивлением 60 — 75 Ом, необходимо построить согласующее устройство в виде
П-образного контура, настроенного на среднюю частоту этого диапазона. П-образный
контур размещается в металлической водонепроницаемой коробке, на которой устанавливаются:
высокочастотный коаксиальный разъем для подключения коаксиального кабеля фидера,
два или три высокочастотных проходных изолятора, рассчитанных на большое ВЧ
напряжение, и клемма для подключения «противовеса», выполненного в
виде прямоугольника по периметру крыши — Г. Его длина некритична. Фидер Д можно
разместить в вентиляционном канале, идущем в вашу квартиру. На Рис. 11.13 изображена
схема согласующего устройства. В металлической коробке размещаются: ВЧ дроссель,
реле Р1, Р2, конденсаторы С1, С2, катушка L и диоды Д1, Д2. Реле постоянного
тока низковольтное, любого типа, но его переключающие контакты должны быть высокочастотными,
рассчитанными на коммутацию высокого напряжения. Такие реле использовались в
радиостанциях РСБ-5 или другого типа. Питание реле осуществляется по коаксиальному
кабелю. При подаче положительного напряжения включается реле Р1, а отрицательного
-Р2. Реле Р2 можно использовать для подключения еще одной антенны, причем ее
входное сопротивление должно быть низкоомным. Например, полуволнового вибратора
с питанием в середине или четвертьволновой вертикальной антенны. Конденсатор
С1 для диапазона 160 м — 1700 пФ, рассчитанный на соответствующую реактивную
мощность. Конденсатор С2 — переменной емкости — до 300-350 пФ. Он должен иметь
большой зазор между пластинами, так как между ними будет большое ВЧ напряжение.
Ось конденсатора выводится за пределы коробки для удобства настройки согласующего
устройства. Катушка индуктивности L — 20 мкГн. ВЧ дроссели намотаны на керамических
каркасах диаметром 20 мм, проводом ПЭЛШО 0,3 — 0,35 мм. Длина намотки 120 мм
виток к витку. Со стороны подключаемой к ВЧ линии на длине 10-12 мм витки
дросселя разрежены для уменьшения межвитковой емкости. Катушка L содержит 30
витков провода ПЭВ 2,0, намотанных на каркасе 100 мм из высокочастотного материала.

Настройка согласующего
устройства производится следующим образом. На вход устройства от передатчика
подводится мощность 8-10 Вт. Настройкой конденсатора С2 добиваются резонанса.
Контроль можно осуществлять с помощью индикатора поля или по свечению неоновой
лампы. Следует учесть, что настройка может быть на гармонику, т.е. на 80-метровый
диапазон. Лучше всего контроль настройки вести с помощью гетеродинного измерителя
резонанса (ГИРа), тогда ошибка сводится к минимуму.

Подобная антенна может
быть выполнена и для других диапазонов, и не только полуволновой. Она может
представлять собой гармониковую антенну. В таком случае ее длина должна быть
равной некоторому количеству полуволн, что рассчитывается по формуле:

Из приведенного примера
видно, что антенна 160-метрового диапазона может использоваться и как гармониковая
антенна для других диапазонов, если установить дополнительный П-образный контур,
настроенный на выбранный диапазон.

Антенны для диапазонов
80 и 40 метров.

Уже многие годы у радиолюбителей популярна антенна Inverted
Vee (перевернутая V) рис. 11.14.

Она может быть однодиапазонной
или двухдиапазонной. При двухдиапазонном варианте она имеет два преимущества.
Требуется только одна мачта и в отличие от диаграммы излучения полуволнового
вибратора, расположенного горизонтально, имеет еще излучение и вдоль оси антенны
с вертикальной поляризацией, поскольку наклонена к Земле.

Каждая из антенн является
симметричным полуволновым вибратором и при питании их несимметричным коаксиальным
кабелем требуется симметрирующее устройство. При его отсутствии диаграмма излучения
искажается, КСВ становится большим, что свидетельствует о больших потерях в
фидере и, кроме того, внешняя оплетка кабеля начинает излучать и создавать помехи
TV. Обе антенны можно соединить параллельно, но лучшим вариантом является раздельное
питание через реле, как в описании антенны для 160 — метрового диапазона. Части
А и Б антенны 80 — метрового диапазона по 18,72 м, а В и Г по 9,65 м. Симметрирующий
элемент Д располагается ближе к месту подключения фидера
к антеннам, там же могут размещаться и коммутирующие реле. Мачта имеет высоту
16 м, а расстояние между точками крепления оттяжек 80-метрового диполя указаны
на рисунке. Желательно чтобы концы диполя находились на высоте не менее 1,5
м над поверхностью. Симметрирующий элемент изображен на рис. 11.27,в.

Для этих диапазонов и более
высокочастотных может быть рекомендована многодиапазонная антенна, созданная
радиолюбителем W3DZZ. Эта антенна является резонансным, симметричным вибратором
на 80 и 40 м. В связи с тем, что любительские диапазоны кратны один другому,
эта антенна возбуждается и на гармониках, т.е. на 20, 15 и 10 м диапазонах.
Она простая, не очень большой длины и обеспечивает работу на всех любительских
диапазонах, начиная с 80 м. Ее вид изображен на рис. 11.15. Индуктивность катушек
L1 и L2 — 8,3 мкГн, а емкость конденсаторов — 60 пф. Контура L1 С1 и L2 С2 являются
фильтр-пробками, настроенными на частоту 7050 кГц. Катушки L1 и L2 имеют диаметр
50 мм, намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 2 мм, и содержат 19 витков на длине
80 мм. Измерение резонансной частоты этих контуров можно проконтролировать с
помощью ГИРа. Рабочее напряжение конденсаторов должно быть 3….5 киловольт.
Роль фильтра-пробки заключается в том, что на частоте резонанса реактивное сопротивление
контура составляет несколько килоом. Контур, включенный в разрыв провода антенны
при работе на 40-метровом диапазоне, возбуждается и создает очень большое сопротивление,
что как бы отключает часть антенны. В результате, рабочими участками остаются
две половины вибратора по 10,07 м, что равно L/2 этого диапазона. На рис. 11.15,а.
дана конструкция контура с самодельным высоковольтным конденсатором. Он состоит
из дюралюминиевой трубки диаметром 30 мм и длиной 120 мм, являющейся первой
обкладкой конденсатора, и стержня 4 диаметром 8 мм, имеющим на концах резьбу
М8 мм. Изоляционные втулки 3 изготовляются из полистирола или фторопласта. С
одной стороны на трубку надевается кольцо 5 из дюралюминия, к которому крепится
один конец катушки L. Второй конец этой же катушки крепится к фланцу 2, соединяющемуся
со стержнем 4. Стержень 4 стягивает втулки 3 и является второй обкладкой конденсатора.
Зазор между фланцем 2 и торцом трубки должен быть большим 8-9 мм, т.к. между
ними будет большое высокочастотное напряжение. Скоба 1 увеличивает расстояние
между проводником антенны А и торцом стержня Б во избежании пробоя. Симметрирующий
элемент В рассмотрен в параграфе 11.7. После завершения изготовления контура
необходимо его настроить на частоту 7050 кГц. Это осуществляется растяжением
или сжатием катушки L. Резонансные частоты антенны W3DZZ 3,7; 7,05; 14,1; 21,2 и 28,4 МГц.
Для питания антенны используется коаксиальный кабель
с волновым сопротивлением
75 Ом соответствующего типа, с учетом мощности передатчика.

Рис. 11.
16 Антенна АБВ и диаграммы излучения.

Антенна бегущей волны.

Радиолюбителями мало уделяется внимания антенне бегущей волны (Бевереджа) рис.
11.16. Эта антенна имеет и другое название — АБВ.

Она относится к числу малошумящих
антенн направленного излучения. АБВ — антенну хорошо использовать в сельской
местности, где имеется большая площадь для ее размещения. Антенна имеет длину
300 м. С небольшим ухудшением параметров на 160-м диапазоне ее можно укоротить
до 200 м, а на 80 — метровом диапазоне до 100 — 120 м. В конце она нагружается
на резистор сопротивлением 600 Ом соответствующей мощности. Высота подвеса 3
— 4 м. Противовес-заземление закапывается на небольшую глубину под антенной.
Она может работать на всех любительских диапазонах. Входное сопротивление антенны
600 Ом. Ее подключают к передатчику непосредственно, а при использовании коаксиального
кабеля — через согласующее устройство, как например при питании антенны 60 —
метрового диапазона (рис. 11.13). В таблице 11.2 даны значения Cl C2 и индуктивности
L для диапазонов 160 и 80 метров, на которых выгодно иметь направленное излучение
для связи с DX кореспондентами.

При работе на эту антенну
необходимо соблюдать осторожность, т.к. провод антенны находится под высоким
высокочастотным напряжением. Диаграмма рис. 11.16,6. показывает угол излучения
в горизонтальной, а рис. 11.16,в. в вертикальной плоскости.

Рамочные антенны.

Переходя к рассмотрению рамочных антенн, остановимся на том, что представляют
собой эти антенны. До этого было рассказано об однопроводных, одноэтажных антеннах.
Диаграмма излучения в горизонтальной плоскости полуволнового вибратора изображена
на рис. 11.17,в.(пунктиром).Теперь рассмотрим вариант, когда два полуволновых
вибратора расположены один над другим на расстоянии L/4, которым подадим питание
синфазно.

Таблица
11.2



В результате
чего получим диаграмму направленности в горизонтальной плоскости более вытянутую
рис. 11.17,в., чем у одиночного вибратора Таким образом, усиление двух синфазных
антенн больше. Диаграмма направленности этих синфазных антенн в вертикальной
плоскости будет иметь меньший угол излучения (заштрихованные лепестки на рис.
11.17,г) , чем при одном вибраторе, у которого угол излучения равен 30 градусов.
Преобразуем эти две антенны в квадрат, соединив концы полуволновых вибраторов,
как на рис. 11.17,6. Параметры этой новой антенны повторяют двухэтажную синфазную
антенну. Для нее характерно высокое усиление при малом угле излучения к горизонту,
что обеспечит DX связи. На рис. 11.17, д. приведена модификации рамочной антенны.
Она отличается только геометрическими формами и расположением в пространстве.
Входное сопротивление рамочных антенн 110-120 Ом. Отдельно следует сказать о
рамочной антенне, изображенной на рис. 11.17,е. Эта антенна обладает всеми параметрами,
о которых было сказано, но отличается тем, что располагается не вертикально,
а под углом 45 градусов к поверхности. Такой вариант расположения рамочной антенны
может быть рекомендован для диапазонов 160, 80 и 40 метров. За счет наклона
один из лепестков диаграммы больше прижимается к горизонту, и в том направлении,
куда наклонена антенна, можно проводить DX связи. При расчете рамочных антенн
их периметр равен: l=Lх1,02 Пример. Рассчитать периметр рамочной антенны для
F = 3,65 МГц. L = 300000 : 3650 кГц = 82,19 м. l=82.19 м. х 1.02=83,83 м.

В радиолюбительской литературе
была опубликована рамочная антенна английского радиолюбителя G3AQS для диапазона
80 метров, на частоту 3,8 МГц. На рис. 11.18 приведена такая антенна, пересчитанная
на частоту 3,65 МГц. Ее размеры даны на рисунке. Симметрирующий широкополосный
трансформатор имеет следующие данные.

На каркасе 60 мм из высокочастотного
материала намотана катушка виток к витку в два провода диаметром 1,8 мм с второпластовой
изоляцией. Количество витков 7. В симметрирующем трансформаторе выводы 1 и 3
-начало обмотки, 2 и 4 — концы.

Статичная многоэлементная
антенна.

Такую антенну можно установить, если расположение зданий удобно
для этого. На рис. 11.19 изображена
семиэлементная проволочная
антенна «волновой канал». В качестве активного элемента может быть
выбран петлевой вибратор. Ее размеры на 40 — метровый диапазон: А — 21,91м;
Б — 19,91м; В,Г,Д -по 18,38м; Е,Ж — по 17,91м. Расстояние между элементами:
АБ — 8,51м, а между остальными по 5,1м. Симметрирующий элемент — С изображен
на рис. 11.27 в. Активный вибратор может быть и другой конструкции,например,
как на рис. 11.13. Тогда согласующее устройство будет иметь следующие параметры: конденсатор С1 — 250 пф,
индуктивность катушки L — 5,2 мкГн, конденсатор С2 — до 120-150 пФ. Противовес
— заземление опускается вниз вдоль стены здания. В земле укладывается металлическая
труба или лист металла, к которой и подсоединяется противовес-заземление. Такая
антенна имеет коэффициент усиления 11-12 дБ, что значительно увеличит возможности
связей с DX корреспондентами.

Антенны высокочастотных
диапазонов.

К ним относятся коротковолновые антенны для диапазонов 20,15,
11 и 10 м, а также любительские УКВ антенны. Антенны этих диапазонов имеют такие
размеры, которые позволяют создавать вращающие антенны направленного излучения.
Антенны вообще, а для высокочастотных диапазонов особенно, должны быть резонансными.
Широкодиапазонные антенны UW4НW-«морковки», диполи Надененко и другие,
которые были опубликованы в литературе, неэффективны. Они трудно согласуемы
с фидером и имеют низкий КПД. Лучшим вариантом могут служить антенны направленного
излучения. Они могут быть вращающимися или статичными с переключением диаграммы
направленности.

Для получения направленного
излучения в технике коротких и ультракоротких радиоволн используют системы пассивных
элементов, определенным образом расположенных друг относительно друга. Токи
в них протекают либо в фазе, либо в противофазе. Если провода, несущие противофазные
токи, разнести на расстояние, соизмеримое с длиной волны, система станет излучающей.
Однонаправленное излучение получается, когда в излучателях, расположенных на
расстоянии в четверть волны друг от друга, токи сдвинуты по фазе один относительно
другого на четверть периода. Пассивный вибратор может играть роль зеркала (рефлектор),
либо наоборот, направлять излучение на себя. В этом случае пассивный элемент
называют директором. Волна, излученная антенной и падающая на рефлектор, наводит
в нем значительные токи. Если наведенный ток будет опережать по фазе на 90 градусов
ток в антенне, то рефлектор будет выполнять свои функции, не требуя самостоятельного
питания. Нужный сдвиг фаз всегда можно установить соответствующей настройкой
рефлектора, заключающейся в подборе его длины. При этом рефлектор может представлять
для наведенных токов активное, емкостное или индуктивное сопротивления, в результате
чего токи в нем окажутся на тот или иной угол сдвинуты по фазе по отношению
к возбуждающей волне. Однако вследствие того, что ток, наведенный в рефлекторе,
всегда меньше тока в антенне, полной компенсации излучения назад достигнуть
не удается. Поэтому диаграмма направленности антенны с таким рефлектором всегда
будет несколько хуже диаграммы антенны с питаемым рефлектором.

Однодиапазонная многоэлементная
антенна.

Простейшая 3 — элементная антенна «волновой канал» изображена
на рис. 11.20. Ее коэффициент усиления равен 8 дБ, а входное сопротивление —
75 Ом. Для того чтобы иметь такое входное сопротивление, удобное для согласования
с коаксиальным кабелем такого же волнового сопротивления, потребовалось применение
петлевого вибратора. Для некоторых диапазонов размеры даны в таблице 11.3.

Трехдиапазонная
многоэлементная антенна.

Эта антенна была предложена литовским радиолюбителем,
бывшим UP2NK. Она работает на 20- 15-и 10-метровом диапазонах. Эта антенна чуть
меньше полноразмерной. Общий вид антенны изображен на рис. 11.21:1,2,3 — элементы
15 — и 20 — метровых диапазонов; 4,5,6 — элементы 10 — метрового диапазона;
7 — траверса антенны; 8 — вертикальные стойки; А — у (гамма) согласующие элементы;
Б, В — оттяжки; 9 -орешковые изоляторы; 10- двухпроводные линии; 11- конденсаторы
у элементов; 12 — изоляторы; L — контур. Антенна на каждом диапазоне имеет по
3 элемента. Элементы 1, 2 и 3 (рис. 11.21,а.) представляют собой директор, вибратор
и рефлектор диапазонов 20 и 15 метров. Директор 10 — метрового диапазона 4,
активный вибратор 5 и рефлектор 6 размещены на траверсе отдельно. Каждая из
антенн питается по отдельному кабелю с волновым сопротивлением 50-75 Ом.

Таблица.11.3
Размеры антенн «волновой канал»


У основания мачты устанавливается релейный переключатель, позволяющий подключать
одну из антенн к общему фидеру, идущему к радиостанции. Конструкция активных
элементов диапазонов 20 и 15 метров изображена на рис. 11.22,а. На траверсе
в центре элементов 1,2 из рис. 11.21,а. устанавливаются вертикальные стойки
8 высотой 950 мм. Они предназначены для крепления оттяжек Б, В, которые выполнены
из биметалла или медного провода диаметром 4-5 мм. Эти оттяжки являются частью
элементов 20 — метрового диапазона. К стойкам директора и рефлектора оттяжки
крепятся через орешковые изоляторы 9. Оттяжки Б и В на директоре и рефлекторе
около изоляторов образуют двухпроводную линию длинной 300 мм с расстоянием между
проводами 50 мм. В конце линии располагается перемычка 10, с помощью которой
осуществляется настройка директора и рефлектора 20 — метрового диапазона. На
активном элементе в верхней части стойки укрепляется площадка из изоляционного
материала, на которой устанавливается катушка L, имеющая 7 витков диаметром
35 мм, намотанная проводом ПЭВ-2 диаметром 3 мм. Средний виток этой катушки
заземлен. Центральная жила коаксиального кабеля этого диапазона подключается
к концу катушки, а экран к стойке. Таким образом, активный элемент 20-метрового
диапазона состоит из двух оттяжек, к концам которых подсоединены два отрезка
длиной по 950 мм, выполненных из трубки диаметром 8 мм, и удлиняющей катушки
L.

Активный элемент 15-метрового диапазона выполнен из дюралюминиевой трубки диаметром
20 мм. На концах вибратора укреплены изоляторы 12, изготовленные из текстолита.
Их размер указан на рис. 11.22,а. Антенна этого диапазона подключена к фидеру
через у согласующий элемент, размеры которого указаны на рис. 11.22.
Конденсатор переменной емкости, с помощью которого осуществляется согласование
фидера с антенной, должен быть помещен во влагонепроницаемую коробку. Таблица
на рис. 11.22,г. показывает размеры директора и рефлектора 15-метрового диапазона.
Размеры элементов 10-метрового диапазона указаны на рис. 11.22,в. Антенна этого
диапазона подключается к фидеру также через у согласующий элемент А.
Он выполнен из трубки диаметром 12 мм.

Траверса антенны изготовлена
из дюралюминиевой трубы диаметром 50…70 мм. Установочные размеры элементов
на траверсе указаны на рис. 11.21,6. Элементы 10- метрового диапазона обозначены
Д’- директор, В’-активный вибратор, Р’- рефлектор.

По данным автора, коэффициент
усиления антенны на 20 м — 7 дБ, на 15 м -7,5 дБ, на 10 м — 9 дБ. Отношение
вперед — назад (front to back) на 20 м — 17 дБ, на 15 м — 19 дБ, на 10 м — 23
дБ. КСВ на всех диапазонах не хуже 1,2. Ширина диаграммы в горизонтальной плоскости
50-70 градусов.

Трехдиапазонная антенна
«Двойной квадрат».

Одной из «дальнобойных» рамочных
направленных антенн является антенна «Двойной квадрат» (рис. 11.23).
Она представляет собой двухэтажную синфазную антенну. Одна рамка этой антенны
является активным вибратором, на которую подается питание, а вторая рамка —
пассивный рефлектор. Автор этого раздела в течение нескольких десятилетий использовал
такую антенну. В отличии от многих подобных конструкций предлагаемая антенна
целиком выполнена из металла. Для антенны создаются два крестообразных основания.
Вертикальная часть креста цельнометаллическая из дюралюминиевых труб диаметром
25 мм, а горизонтальная состоит из отдельных частей, выполненных из таких же
труб,
соединенных между собой через текстолитовые изоляторы 4, внутри которых
вставлены стальные стержни 16 диаметром 10 мм, создающие прочность этих
изоляторов.

Концы горизонтальных труб
в середине креста крепятся к фланцам 6 через изоляционные вставки 5, изготовленные
из текстолита. Фланцы 6 сделаны из твердого дюралюминия толщиной 10-12 мм и
имеют размеры 300х300 мм, в центре устанавливаются цилиндрические бужи, которыми
крепится фланец к траверсе. Разделение на части горизонтальных элементов конструкции
необходимо для того, чтобы в поле горизонтальной поляризации не находились элементы
конструкции, электрические длины которых близки к L/2 и L/4 выбранных диапазонов,
т. к. нахождение таких величин в поле излучателей ухудшит диаграмму
направленности, коэффициент усиления и отношение излучения вперед — назад.

Таблица
11.4 Размеры трехдиапазонной антенны «Двойной квадрат»

На рис. 11.23 приведены некоторые конструктивные данные этой
антенны, а размеры рамок и установочные данные размещения изоляторов указаны
в таблице 11.4. Приведенные в таблице размеры идентичны для всех сторон, т.к.
A-А»=А»-Е, ОВ»=ОВ’ и т.д. Диаметр трубы траверсы 70 мм. Расстояние
между рамками 2,54 метра, т.е. на 20-метровом диапазоне 0,12L, на 15 метровом
0,18L, на 10 метровом 0,24L. Рамки антенн выполнены из биметалла диаметром 3
мм. Опорные изоляторы фарфоровые. Они используются на электрических силовых
щитах. Концевые изоляторы самодельные, изготовленные из оргстекла толщиной 10-12
мм. На этих изоляционных площадках устанавливаются болты М8. Изоляционные площадки
крепятся к трубе через выравнивающие М-образные подставки 14, изготовленные
из дюралюминия, которые обеспечивают большую устойчивость этих площадок в момент
ветровых нагрузок. Данная конструкция работала в течение 22 лет без профилактик
и ремонтов. Антенна располагалась на мачте 11 высотой 5 м на крыше многоэтажного
дома. К мачте прикреплены латунные подшипники скольжения 7. К вращающейся части
мачты 18 крепится траверса антенны. Редуктор 8 находился у основания мачты и
передавал вращение через шарнирное соединение 9. Около редуктора был установлены
сельсин- датчик и ограничитель поворота антенны, который позволял совершать
только один оборот антенны. Вал редуктора имел скорость 2 оборота в минуту.
К каждой активной рамке подходит свой 75-омный коаксиальный фидер. Элементы
настойки рефлектора (Л1,Л2,ЛЗ) представляют собой двухпроводную линию, выполненную
из медного прохода диаметром 2 мм. Элемент настройки рефлектора 13 — это две
медных пластины, перемыкающие двухпроводную линию. Они имеют направляющие канавки
и соединены между собой пружинящими болтами. Эти направляющие позволяют перемещать
замыкающую пластину вдоль линии. На пластинах имеется щелеобразная прорезь,
в которую входит ключ, расположенный на конце настроечной штанги. С помощью
такого устройства быстро осуществляется настройка рефлектора по лучшему отношению
излучения вперед-назад. Процесс настройки будет изложен в главе измерения. Мачта
имеет два яруса оттяжек с 4 сторон. Четырехстороннее расположение оттяжек облегчает
подъем антенны. У основания мачты имеется шарнирное устройство .

УКВ антенны направленного
излучения.

На УКВ диапазонах мощность передатчиков невелика и, чтобы связь
была надежной, необходимо излучаемую мощность направить на нужного корреспондента.
Эту задачу позволяют решить направленные антенны с высоким коэффициентом усиления.
Рассмотрим несколько антенн подобного типа. На рис.11.24,а. изображена 6-элементная
антенна «волновой канал» для диапазона 145 МГц.. Активный вибратор
и рефлектор выполнены в виде двойного квадрата. Эта антенна хорошо согласуется
с 75-омным фидером без симметрирующего элемента. Экран кабеля подключается к
точке А, а центральная жила к точке Б. Коэффициент усиления этой антенны 12
дБ, а входное сопротивление 75 Ом. Отношение вперед-назад более 30 дБ.

На рис.11.24,г,д. приведены
некоторые размеры 14- элементной антенны «волновой канал» на частоту
435 МГц. Размеры элементов и расстояния между ними даны в таблице 11.5.

Она отличается от предыдущей
тем, что в качестве активного элемента применен петлевой полуволновый вибратор.
На рис. 11.24,г. показано включение симметрирующего элемента. Коэффициент усиления
антенны 16 дБ. Входное сопротивление 75 Ом. Симметрирующее устройство представляет
собой четвертьволновый цилиндр диаметром 30-40 мм. Его лучше изготовить из латуни
или меди, но в крайнем случае можно применить тонкостенную дюралюминиевую трубку.
Особое внимание следует уделить соединению цилиндра с оплеткой кабеля (А). Рефлектор
может быть выполнен в виде изогнутого экрана рис.11.24,д. Это даст лучшие параметры
отношения излучения вперед-назад. Крепление элементов этих антенн к траверсе
можно осуществить, используя дюралюминиевые кубики (рис. 11.24,6).

Персональный сайт — Направленные антены

Антена на 145,500 Часто в эфире можно услышать полемику на тему»А какую антену выбрать начинающему укависту, Яги,но какую,два или три элемента, четыре или более? А почему бы не поставить вертикальную антенну, популярную сейчас коллинеарную 2-5/8, 3-5/8 ? Не смотря на споры в данной статье речь пойдет о 2-элементной ЯГИ

     
 
Многоэлементные антенны имеют увеличенный размер ближней зоны, он возрастает с числом элементов самой антенны. Поэтому направленные антенны более чувствительны к поглощающим предметам (земля, дома, деревья) и должны быть отодвинуты от них дальше, чем более простые антенны.

До этого у меня стояли 4 эл. и 6 эл. Яги. Промышленного производства (тангента.ру). Сами по себе антенны замечательно работают, только тогда когда они стоят на своем месте, на открытой местности, каковой является к примеру, крыша. Но, мы рассматриваем именно «балконные условия жизни». Где преимущественно нет возможности вынести антенну дальше 1-1,5 метров за балкон. И только это и явилось обстоятельством для поиска антенны для таких «жестких» условий эксплуатации, потом хочешь чего-то большего, выход один, только установка антенн на крыше, балкон есть балкон, и городить здесь огород не к чему. Даже если умудриться и поставить что-то «серьёзное», многоэлементное, на лоджию, оно совсем не обязано будет работать находясь в «металлической клетке».

Так при близком расположении антенны (до одного метра), чувствовался эффект типа «лесенка». Когда на одной частоте принимаешь 59, через 25 кГц 58, снова через 25 кГц 59. И тем больше чувствовался этот эффект, чем более многоэлементная антенна. Плюс уровень усиления Ga антенн, чем более многоэлементная антенна, тем дальше приходилось выносить эту антенну по сравнению с более простой. Теория вышеизложенная не уходила далеко от практики. Там где двухэлементная работает в метре от стены, четырехэлементная к слову, так же будет работать только, в полутора от оной.

Второй вопрос, почему все же не коллинеарная вертикальная, а направленная? Отвечаю: перво-наперво более шумный он вертикал, а второе, переотраженные сигналы, приходящие от других высотных домов, и ещё не пойми откуда, сигнал приходит к Вашей антенне от корреспондента по прямому пути, от стоящего рядом дома, плюс отразившись от вашего собственного. В итоге сигнал от одной станции, вертикальная антенна улавливается сразу с трех сторон света (это как минимум), ессно ничего хорошего не получится и как результат сигнал основной, ослабляется двумя другими.

По усилению два эл. Яги выигрывает у таких антенн как 5/8, 2-5/8, и 3-5/8. Причем, стоит заметить, тем сильнее выигрывает она у коллинеарных антенн, чем больше дистанция между Вами и корреспондентом. А теперь представьте себе 2 эл. Яги в габаритах 1м х 40см. и коллинеар самый ближайший к ней по усилению это 3-5/8, длинной 5 метров. Что проще на балконе установить?

По сравнению с тремя элементами Яги, двухэлементная в усилении проигрывает только в 1дБд, что при реальных условиях не заметно, зато проигрывая в 1 децибел двухэлементная имеет в два раза меньшую траверсу, а это уже важно при стесненных условиях балкона.

Почему именно вариация вибратор-рефлектор, потому, что в отличии от вибратор-директор, данная компоновка имеет большее усиление вперед, но меньшее подавление фронт-тыл. Тогда как вибратор-директор с точностью наоборот.

Конструкция.

Антенна выполнена из алюминиевых труб диаметром 10 мм. И Алюминиевой траверсы квадратного профиля 20х20 мм. Активный элемент «заточен» под 50 Ом, т.е. кабель подключается напрямую, желательно вблизи подключения кабеля к вибратору надеть пару ферритовых колец, на сам кабель.

Вибратор разрезной имеет длину 928 мм. Рефлектор длиной 994мм, расстояние между элементами 426 мм.

Вибратор полностью изолирован от траверсы. Для лучшей прочности, я в своей конструкции между элементами и бумом поставил пластиковые диэлектрики. Которые сделаны из пластиковой водопроводной трубки внешним диаметром 20 мм. Отпиливаем от нее отрезок длинной 70 мм, и распиливаем его вдоль по всей длине. У нас получиться две полукруглые половинки, одна для вибратора другая для рефлектора. Для активного элемента, одно отверстие сверлим точно по середине нашего изолятора, с помощью него вибратор будет крепиться к буму. А каждую половинку разрезного вибратора крепим с помощью пластиковых стяжек к самому изолятору. Рефлектор электрически соединен с бумом антенны. Через винт крепления к траверсе расположенный точно в середине элемента. Хотя для того чтобы получить антенну с более стабильными характеристиками, советую и его изолировать. Так как элементы из алюминия,

подключение кабеля к вибратору выполнено с помощью лепестков, которые привинчены винтами к вибратору. Если нет под рукой алюминиевого квадратного профиля для траверсы, его с успехом можно заменить на что-нибудь диэлектрическое, например, деревянной рейкой.

Вот и все, конструкция антенны очень простая, эксплуатирую я её уже более двух лет, правда ранее антенна была выполнена из проволоки би-металла 3мм. При этом антенна имела чуть меньшее усиление (сама проволока была окислена и царапана). Заменой элементов на Al трубки решило проблему, плюс антенна стала заметно широкополоснее. У меня антенна установлена с помощью кронштейна длинной 1,5 метра от окна. Было проведено много дальних QSO из Москвы с Тверью, Иваново, Рязанью, Липецком, Орлом, Тулой, Смоленском, Украиной и Беларусией, FM при мощности 5 Ватт.

Автор Евгений (RW3AC)
Думаю, у каждого после мысли: ” А не сделать ли мне антенну на диапазон….. по образцу…….” — возникает куча вопросов по материалам, размерам, технологии изготовления, подъема, вращения, согласования и т.п. Это касается всех без исключения антенн и порой, отсутствие информации здорово тормозит или даже делает невозможной реализацию идеи.

Так случилось, что возникла мысль о хороших УКВ антеннах на 2 м, 70 и 23 см. Начитавшись книжек, полазив по интернету и послушав советы «бывалых» остановился на классике – конструкциях DJ9BV на 70 см и DK7ZB на 2 метра. Антенны разные по конструкции, но обладают хорошими показателями и используются большим количеством радиолюбителей как для обычных связей так и при работе в Полевых днях и через Луну.
Антенны на 2 метра были уже сделаны когда возникла идея написать эту статью, чтобы поделиться с коллегами и новичками процессом воплощения идеи в практику….

Сначала делаем станок 
В качестве шаблона изгиба вначале была взята труба диаметром 45 мм — для «прицеливания».
  

Трубка пустая, фен надо искать, но хочется попробовать…
Результат сгибания трубки без песка, фена и второпях : сразу виден залом трубки.
  

С трубой 45 мм получилось так, что внутренние размеры вибратора на 3 мм больше положенных (красный цвет – размеры петлевого вибратора) и хотя это расстояние мало влияет на параметры диполя захотелось сделать лучше.

  
Труба для изгиба диаметром 45 мм была заменена на 42 мм. Чтобы было меньше обрезков (экономия материала) нужно измерить длину первого правильно изготовленного элемента, дать припуск и – вперед!!!
Трубка будущего вибратора уже забита мелким сухим хорошо утрамбованным песком, закрыта с двух сторон деревянными пробками и уложена посередине станка.

Вначале феном (температура до 500 градусов С) хорошо прогреваем начало изгиба и осторожно начинаем гнуть трубку.

   

Двигаясь по окружности греем и гнем…

  

…гнем…

 

согнули!
  

Переворачиваем вибратор и фиксируем готовый изгиб гвоздиком. Качество изгиба и точность выдержки размеров налицо!!!

  

Далее греем и гнем другую сторону.
  
Это наделано за 2 часа.
    
Следующая задача – обеспечить соединение и согласование вибратора с линией питания. Для герметичности взята пластиковая электрическая коробка, в которую
через уплотнители заведены концы петлевого вибратора. Внутрь трубки (диаметр 6 мм) предварительно вставлены отрезки алюминиевого прутка (5. 5 мм), трубка обжата клещами для обжимки оплетки кабеля. Нарезана резьба М3 для крепления контактных лепестков – такая конструкция позволяет накрепко притянутъ их к элементу не боясь сорвать резьбу.
  
В качестве элементов антенны использован силовой кабель с алюминиевой жилой диаметром 5.5 мм. Диаметр по изоляции 8.5 мм
  
Размеры элементов антенны на 70 см должны быть выдержаны с точностью до 0.5 мм или даже лучше. Потратив немного времени на изготовление небольшого приспособления Вы сэкономите в дальнейшем массу времени, тем более,что элементов надо нарезать довольно много – я резал 100 штук !!!
  
С такой штукой можно получить достаточную точность изготовления элементов, однако, при использовании старой металической (ГОСТовской) линейки её длина оказалась от 0 до 500 мм и от 500 мм до 1000 мм с разницей в 1.5 мм !!!

Для подгонки размеров элементов использовалась ленточная шлифовальная машинка положенная на бок. Фаску с концов элементов снимаем карандашной точилкой – идея — http://www. ifwtech.co.uk/g3sek/diy-yagi/dipoles.htm

В буме (использовался квадрат 25Х25Х1.5) строго вертикально (можно использовать стационарный сверлильный станок или специальный штатив для дрели – при сверлении вручную элементы могут расположиться веером) просверлено отверстие 8.0 мм, в которое вставлен отрезок длиной 35 мм от изоляции кабеля (диаметром 8.5 мм). Элемент с небольшим усилием вставлен в этот отрезок, выровнен по центру и с двух сторон зафиксирован термоусадочной трубкой с первоначальным диаметром 9 мм.
   
Вот такая YAGI будет на 432 мГц !!!
   
Это была всего лишь тренировка…перед изготовлением 4х стрел по 5.84 метра, а на самом деле они получились такие (пока без вибраторов).

Бумы антенн — из двух половин по 3 метра скрепленных двумя пластинами 23х100мм из алюминия толщиной 6 мм. С одной стороны пластины накрепко приклепаны к буму вытяжными заклепками 5Х10 мм ( по 3 шт. на сторону), с другой – 3мя 4 мм винтами. Для перевозки хорошо: располовинил антенну, кинул на багажник и вперед. Для изготовления тоже – 6ти метровую «палку» дома не очень то развернешь.

                                         ВОЛНОВОЙ КАНАЛ

На УКВ диапазонах мощность передатчиков невелика и, чтобы связь была надежной, необходимо излучаемую мощность направить на нужного корреспондента. Эту задачу позволяют решить направленные антенны с высоким коэффициентом усиления. Рассмотрим несколько антенн подобного типа. На рис.11.24,а. изображена 6-элементная антенна “волновой канал” для диапазона 145 МГц.. Активный вибратор и рефлектор выполнены в виде двойного квадрата. Эта антенна хорошо согласуется с 75-омным фидером без симметрирующего элемента. Экран кабеля подключается к точке А, а центральная жила к точке Б. Коэффициент усиления этой антенны 12 дБ, а входное сопротивление 75 Ом. Отношение вперед-назад более 30 дБ.
На рис.11.24,г,д. приведены некоторые размеры 14- элементной антенны “волновой канал” на частоту 435 МГц. Размеры элементов и расстояния между ними даны в таблице 11. 5.
 
Она отличается от предыдущей тем, что в качестве активного элемента применен петлевой полуволновый вибратор. На рис. 11.24,г. показано включение симметрирующего элемента. Коэффициент усиления антенны 16 дБ. Входное сопротивление 75 Ом. Симметрирующее устройство представляет собой четвертьволновый цилиндр диаметром 30-40 мм. Его лучше изготовить из латуни или меди, но в крайнем случае можно применить тонкостенную дюралюминиевую трубку. Особое внимание следует уделить соединению цилиндра с оплеткой кабеля (А). Рефлектор может быть выполнен в виде изогнутого экрана рис.11.24,д. Это даст лучшие параметры отношения излучения вперед-назад. Крепление элементов этих антенн к траверсе можно осуществить, используя дюралюминиевые кубики (рис. 11.24,6).    

                         Конструкция антенны из лыжной палки на 145,5 МГц

Данная антенна была описана немцем-DK7ZB.Мною эта конструкция была опробована в лыжной мини экспедиции по окрестностям родного края.  

Принципиальная схема антенны показана на Рис.1
  
Рис.1 Траверса: 1,16 м
Рефлектор: 1,039 м
Вибратор: 0,962 м
1 Директор: 0,918 м
2 Директор: 0,9 м

Расстояние между рефлектором и вибратором 0,265 м, между вибратором и 1 директором 0,41,
между 1 директором и вторым 0,485 м.

Все расчеты были выполнены в программе MMANA. 
Рис.2.  
Моя конструкция была сделана на лыжных палках. Одна лыжная палка играет роль траверсы вторая же роль мачты. Оригинальность этой конструкции заключается в том, что элементы в походном состоянии складываются вдоль лыжной палки и абсолютно не мешают передвижению. Сами элементы крепятся к палке с помощью петли, которая прикручивается металлической пластиной с другой стороны. В роле такой петли можно использовать петлю от дверной щеколды. Элементы удобнее делать из пластичного метала: алюминия или меди, можно из мягкой стали. 

От сорта металла параметры антенны сильно не изменяются. Кончик элемента загибается, как показано на Рис. 2, и крепится вместе с петлей в роле шайбы. Для вибратора делается пластина из изоляционного материала. Мачта и траверса крепятся друг к другу аналогичным способом. Для согласования антенны делается четвертьволновая петля.

Антенна использовалась в горной местности, и показала превосходные результаты. С самодельным аппаратом (0,25 ватт) и небольшим блоком питания связь устанавливалась на расстояние 30км.   
© Каманцев Иван, RX9TC
Email — rx9tc(dog)qsl.net

 Quagi   

Антенна представляет собой гибрид «Воднового канала» и «Квадрата».Входное сопротивление составляет 50 Ом,кабель подсоединяется в разрыв рамки вибратора без согласующих устройств.По мнению авторва данной антенны,радиолюбителя K6YNB,дополнительные потери в симетрирующем устройстве часто превышают выигрыш от семитрирования питаюей линии.                               Рефлекторная рамка имеет периметр 2200 мм (711 мм),а активная 2083 мм (676 мм).Размеры в скобках указаны для диапазона 430 МГц.

Обе рамки изготовлены из медного провода диаметром 2,5-3 мм и закреплены на несущей траверсе  с помощью полосок из органического стекла.Несущая траверса имеет длину 420 см (140 см) и изготовлена из деревянного, лучше соснового бруса сечением 2,5-8 см (1,2-5 см).Директоры антенны изготовлены из алюминиевой или медной проволоки диаметром 3 мм.При формировании антенн в «Решетки» расстояние между соседними рядами и этажами должно состовлять 3,35 м (1,09 м)

Необычная антенна на УКВ. — Антенны и ЭМВ-ны

Страницы: [1] 2 3   Вниз

Автор
Тема: Необычная антенна на УКВ.  (Прочитано 7891 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

ex UA0SNM

Хочу предложить антенну на УКВ диапазон, которая имеет необычные параметры и не имеет аналогов.

В чём же её необычные свойства? Эта антенна может излучать ЭМВ как с вертикальной так и с горизонтальной поляризацией, одновременно, но может переключать поляризацию и это иногда очень нужное свойство для антенн.

Также имеет очень большое усиление по отношению к количеству элементов. Если обычная антенна типа квадрат в три элемента имеет усиление всего 7,5дб, то эти три элемента имеют усиление в 11дб, что равно шести элементов обычных квадратов.

С ней можно сравнить только спиральную антенну, но спиральная антенна имеет некоторые недостатки и тем самым не получила большого распространение среди радиолюбителей.

Вот ссылка, где можно увидеть её схемное решение и фото её конструктивного исполнения.

http://www.antentop.org/017/files/all_metal_017.pdf

В следующем сообщении расскажу о ней подробней.


ex UA0SNM

Почему же можно назвать такую антенну необычной?

Все антенны имеют определённое количество возможностей, а именно. Только один вид излучения поляризации, вертикальную или горизонтальную. Определённое  (равное) усиление при сравнивание с подобными антеннами.

Если сравнивать такую антенну с зигзагообразной антенной, то антенна зиг-заг не имеет возможности применять один,  два и более директоров и повышение усиления может происходить лишь при создании нескольких активных вибраторов на общем рефлекторе, что делает такую антенну очень громоздкой и затратной в изготовлении.

Эта же антенна может иметь директоров сколько угодно и каждый директор прибавляет усиление гораздо больше, чем директор в обычной антенне.

И это мы видим при сравнении, если три элемента такой антенны имеет 11дб, то с ней сравнима лишь антенна типа квадрат в 6 элементов, где в обеих случаях будет по 11дб усиления.

А теперь посмотрим и на размеры, если три элемента такой антенны и антенны обычных квадратов в три элемента между элементами должно быть по 0,2 лямбды, то 6 элементов обычных квадратов, так же должны иметь расстояние между элементами примерно по 0,2 лямбды.

Видите, какая огромная антенна должна быть построена, что бы сравниться с этой антенной. Ну для эффекта приведу сравнение на 14 мГц. Если 3 элемента новой антенны будут иметь бум (траверзу) в пределах восьми метров (минимум 7м), то антенна в 6 элементов должна быть в пределах 20 метров, конечно можно длину бума уменьшить до 15м, но тогда можно немного потерять в усилении и не получить нужные 11дб.

А теперь представьте, высота мачты 15-20 метров и бум в 20м. Это огромная антенна и пугающая соседей. Когда то я делал обычные квадраты в 5 элементов и ЯГУ в 8 элементов, так это были настолько громоздкие антенны, что соседи по огороду боялись под ними полоть свои растения.

А когда я перешёл на такую антенну, на фото видно и антенну на 14 мГц и на 144 мГц, то эти квадраты не выходили за пределы моей территории. Но при этом получил массу преимуществ по параметрам. 

Если же сравнить её со спиральной антенной, которая излучает круговую поляризацию, то и она уступает этой антенне и вот как.

Спиральная антенна исполняется лишь на УКВ диапазонах и чаще всего выше 200 мГц, так как ниже её размеры тоже внушительные.

Чем отличается спиральная антенна от обычных квадратов, а тем, что она должна иметь рефлектор как очень сложную  конструкцию. И иметь особый вид соединения и согласования с кабелем.  Сами ветки должны на что то крепиться и иметь устойчивую конструкцию и в целом эта конструкция боится сильных ветров. (смотрите у Ротхаммеля «Антенны» Москва 1967г стр 222)

В эфире встречал людей, кто делал такую антенну на 144 мГц и потом через год от неё отказывались. И её свойства, как круговая поляризация, тоже уступает такой антенне, когда поляризация может переключаться.

Если использовать новую антенну на УКВ, то часто респонденты имеют и вертикальные носимые, возимые варианты, то начав работу с таким респондентом, можно перейти только лишь на вертикальную или на горизонтальную поляризацию, если у респондента горизонтальная поляризация, что немного усилит сигнал.

Дело в том, что и на УКВ более низких частот, работает атмосферное усиление и при работе лишь на вертикальную поляризацию, дальность связи понижается.

Поэтому все ТВ антенны и ретрансляторы применяют на 98% горизонтальную поляризацию. (и в редких случаях, вертикальную, по техническим причинам)

В следующем сообщении напишу ещё некоторые подробности об этой антенне.

Я отношусь к Вам с уважением, будьте взаимны.
Валерий Иванович.


ex UA0SNM

Эту антенну может легко рассчитать любой любитель, даже в уме.

Принцип этой антенны в том, что эта антенна состоит из квадрата, который делится на две равные половины. Когда то такую антенну предложил UA1CC И. Жученко  и вариант такой антенны был логопериодический и перекрывал диапазоны от 14 мГц, до 29 мГц.

Там было 5 элементов, но в работе на каждом диапазоне участвовало всего три элемента и усиление такой антенны на каждом диапазоне было по 11дб. (такой вариант антенны опубликован в последующих книгах Ротхаммеля)

Видите и у него три элемента имели усиление по 11дб, как и в моём варианте. Но такая антенна имела неудобную и сложную конструкцию и поэтому не получила большого внимания у радиолюбителей.

В ней квадрат делился пополам из стороны в сторону, но вариант, который я Вам представил, делит квадрат из одного угла в другой угол, где общая сторона образовавшихся треугольников являются общей стороной и могут изготавливаться из металлических трубок, что недопустимо в обычных квадратах.

Тем самым конструкция становится легко повторяемой и совершенно имеет одинаковые параметры, если сравнивать с вариантом UA1CC.

Как же её рассчитать? Каждый треугольник, созданный в этом квадрате, должен иметь периметр равный длине волны, то есть на 14 мГц равен (примерно 20м — 21м) и на 144 мГц равен 2 метрам.

Директор должен иметь чуть меньше периметр, теоретически на 5% , а рефлектор должен быть больше на 5%. относительно активного вибратора.

Почему я сказал теоретически, потому, что при точной настройки это может быть и 4,7% и 4,8%, но для любительской практике это не столь значительно.

Вот сначала рассмотрим размеры на 14мГц, это важно для некоторых нюансов.

Дело в том, что если подобную антенну делать и на 14 мГц, то длина стороны квадрата зависит от диаметра и количества жил в антенном канатике. Тоже и на 144мГц.

Первоначально у меня был необычный канатик, диаметром в 5мм и жил в нём (тонких) аж 200 шт)  и поэтому длина стороны вибратора была 620см, а гипотенуза, которая делила квадрат по диагонали прерывалась и имели размер 880см, то есть два отрезка по 440см.

Теперь немного математики. 620+620+880= 2120см. То есть ровна периметру обычных квадратов на 14 мГц.

И рефлектор: сторона 650см и два отрезка гипотенузы по 460см.  650+650+920=2220см.

К рефлектору больших претензий  не требуется, поэтому могут изготавливаться хоть из алюминиевой проволоки, хоть из медной. И размер при разных материалах может быть всегда таким.

А вот при изготовлении активного вибратора, стороны могут иметь чуть больше или меньше свою длину и зависит от особенностей антенного канатика.

В следующем сообщении напишу как изготавливать и настраивать такую (такие) антенну.

Я отношусь к Вам с уважением, будьте взаимны.
Валерий Иванович.


ex UA0SNM

При изготовлении такой антенны на 144 мГц, я указал размеры именно начиная с частоты в 144мГц, на 145 мГц размеры должны быть немного меньше.

Почему я привёл именно эти размеры, дело в том, что иногда применяют частоты не только на 145 мГц, поэтому это классика и каждый в на своём месте может рассчитать ту частоту, на которой он будет работать.

Активный вибратор нужно изготовлять из медной трубки диаметр не меньше 6мм, что бы рамка сама держала себя, но можно и на крестовине из дерева или распорки из любого металла, но вдоль них пропустить медный канатик и всё паять.

Директор и рефлектор можно также или из алюминиевых прутков, я изготовил из алюминиевых прутков диаметром в 10мм. (но если из обычного металла, то вдоль них нужно пропустить медный или алюминиевый провод.)

Диагонали (гипотенузы) у директора и рефлектора должны быть сплошными, а у вибратора разрезной и расстояние в разрыве 8-10см.

При указанном расстоянии между элементами, КСВ-1 будет от 144 мГц до 144,500 мГц. выше и ниже КСВ будет расти. Кабель должен быть 50 Ом и диаметром 10мм.

При других  кабелях КСВ будет большим. Антенна имеет при двух элемента 75 Ом,(точнее ближе к 80 Омам)  а при трёх элемента 50 Ом. (точно 50 Ом)

Но когда использовать два элемента, то просто нужно подогнать размер сторон и расстояние между элементами до сопротивления в 75-80 Ом.

Я второй вариант на 14 мГц сделал крестовину из китайских удилищ и вдоль них проложил антенный канатик и подгонял КСВ-1 на частоте в 14100-14200. (сделал указанные размеры и потом проворачивая крестовину по кругу, на удилищах скручивал (укорачивал) длину сторон, но только на тех распорках, где была подключена диагональ (гипотенуза), укорачивая именно в этой точке укорачивались сразу три провода, две стороны и диагональ)

При тех параметрах, КСВ-1 с обычным канатиком, было на 13,8 — 14мГц.

Пишу такие детали для двух антенн, что бы потом не писать отдельно, если кто то заинтересуется и на 14 мГц. То на 14 мГц  тоже лучше делать из 3 элементов, тогда кабель будет 50 Ом и не нужно согласовывать на входе трансивера.

При работе на 144 мГц кабель — антенна. кабель — трансивер никаких согласований не требовалось и на частоте в 144 мГц — 144,500 мГц КСВ-1 без всякого тюнера.

Вот посмотрите второй вариант, где уже применяю китайские удилища.

Думаю, что всё описал, если будут вопросы, отвечу.


ur5ick

 Назовите, будьте добры, источник выражения : «…на УКВ более низких частот, работает атмосферное усиление».. Может это опечатка?


ex UA0SNM

Может это опечатка?

Нет, не опечатка, я могу написать опечатку лишь в слове, так как уже старенький и внимание немного рассеянное.

Я хотел написать об атмосферном усилении в теме об антеннах, но могу коротко и тут описать этот физический процесс.

Дело в том, что если бы этого явления не было, то тогда бы невозможно было бы на многих частотах проводить такие длинные радиосвязи.

Как это происходит? Дело в том, что на КВ диапазоне и на низких частотах УКВ диапазона происходит не полное отражение ЭМВ от ионизированных слоёв, так как они имеют разную толщину и расположены на разных высотах.

Ну сначала о КВ диапазоне, если бы ЭМВ частотой в 14 мГц смог  отразить один единственный такой слой, то не было бы на этом диапазоне мёртвых зон и сигнал бы слышали всегда по уменьшению его силы с удаляющим расстоянии до респондента, но на самом деле такой сигнал можно слышать вот как.

Если излучать ЭМВ из Иркутска, то в Кемерово слышали бы на 9 баллов, в Красноярске на 8 баллов, в Омске на 7 баллов и так далее, но на самом деле может быть наоборот, в Кемерово на 5 баллов, в Новосибирске на 9 баллов, в Омске на 9+10, в Орле на 3 балла, а в Киеве на 9+20дб.

И это именно потому, что вступает так называемое атмосферное усиление. Есть такое мнение, что иногда ЭМВ попадает в коридор двух мощных (толстых) ионизированных слоёв, что эта ЭМВ может в нём сделать несколько оборотов вокруг Земли и где то выскочить из него (из этого коридора) и тогда в этом месте могут принимать сигнал с характерным повторением, так называемое эхо.

Ошибочное мнение, что эхо, это многократное прохождение  ЭМВ вокруг Земли, отражаясь от земли и ионизированных слоёв, то это неправильное понимания этого явления, потом в теме об антеннах я расскажу об этом подробней.

Что происходит с ЭМВ, она не может полностью отражаться от первого же слоя и часть фотонного пучка проникает выше, где снова часть фотонов отразится, а часть снова проникнет выше и так может быть несколько раз.

И теперь мы видим, что от источника, до приёмника приходят несколько отражений с разных высот, то есть например с высоты в 100км и с высоты 120км и так с разных высот 150км, 180км, 200км, 230км . ……

Но и это лишь иногда и не всегда так и чему это обязано, расскажу в другой теме.

А теперь про УКВ на более низких частотах. Если бы на УКВ не было бы такого же явления, то телевизоры мы могли бы принимать ТВ сигнал лишь в прямой видимости. То есть в зависимости от рельефа Земли и это может 10км, 15км, 20км  и ВСЁ!

А так мы можем видит и за 50км и даже за 160км. Как можно увидеть ТВ сигнал на равнине за 160км?

Вот мы жили в 70х несколько лет недалеко от Черемхово. И я, имея хорошие знания построение антенн, смог смотреть там одну программу прямо из Иркутска.

Конечно мачта была где то 10 метров и когда соседи узнали, что я смотрю ТВ из Иркутска, сильно удивлялись. Так как я мог видеть ТВ сигнал, когда уже нет примой видимости?

А потому, что все ТЦ всего мира используют на 98% передающие антенны с горизонтальной поляризацией и она может частично отражаться от ионизированных слоёв, что и позволяла мне это делать и принцип отражения именно такой же как и на КВ.

Многослойное прохождения ЭМВ через несколько слоёв и позволяло в мой телевизор с разных углов отражения приходить несколько векторов ЭМВны.

Так как любая антенна излучает не узкий пучок фотонов, а в каждый мм пространства излучается множество ЭМВ под разным углом. И так же в точке приёма приходят с разных углов этот ТВ сигнал.

Если бы этого не было, то не было бы смысла делать сложную многоканальную антенну с горизонтальной поляризацией, делали  бы все антенны с вертикальной поляризацией, которая проще в изготовлении и более универсальна.

А так все антенны на ТВ имеют горизонтальную поляризацию и лишь в некоторых случаях вертикальную, что бы развязать по мощности в 40дб рядом находящиеся ТЦ.

Например в Иркутске главный ТЦ имеет горизонтальную поляризацию, а Усолье-Сибирское имеет вертикальную антенну и это за 80км от Иркутска. Зачем? Ведь это уже за горизонтом.

Это коротко.

PS. Да и сами любители проводят УКВ связи на 144 мГц на расстояние много превосходящие прямую видимость. И тут им помогает это пресловутое атмосферное усиление и оно не постоянное, а причину этому расскажу в теме об антеннах.

Нет, лучше в теме о радиофизике.


ua4alw

Назовите, будьте добры, источник выражения : «…на УКВ более низких частот, работает атмосферное усиление».. Может это опечатка?

Не кормите троля, запишет до смерти.


ex UA0SNM

Не кормите троля, запишет до смерти.

Вы путаете понятие тролль и дискуссию, это Вы являетесь троллем.

Если Вы считаете, что я написал что то не так, пишите свои контраргументы, а не стройте умное лицо при совершенном незнании материала.

1000ный раз пишу, что такие же тролли писали на «знаменитых» форумах и смеялись гомерическим смехом, когда я писал там, что их антенны излучают ЭМВ, то есть фотонный пучок.

Теперь вроде бы почитали ссылки, которые я там писал и уже не смеются над тем, что ЭМВ это фотонный пучок. Ну наберитесь смелости и возьмите любую мою строчку и опровергните своими знаниями.

Ну покажите, что Вы не тролль, а знающий человек в разделе радиофизике и я извинюсь перед Вами.

Ох уж эти завистники, сколько я писал уже на подобные высказывания народные мудрости.

Китайская мудрость: Величие башни определяет отбрасываемая ею тень, а величие человека, количество его завистников.

Ну вряд ли на любительских форумах может кто то сравнится со мной по количеству моих недругов и критиков. Китайцы видимо правы.

И вот ещё: Я столько о Вас читал плохого, что мне кажется Вы интересный человек, рад буду с Вами познакомиться.

Это слова одного учёного, написанные другому учёному.

Ну как, Вы будете опровергать то, что я пишу или как все мои критики пишут, что не хотят продолжать со мной разговаривать. Ну конечно не хотят, ведь тогда нужно как то писать о том, что я озвучил, а знаний то и не хватает.

И мне часто пишут, что я в хвастливой форме пишу, так это меня Вы и вынуждаете, как ещё Вас вызвать на дискуссию.

Я уже писал и на тех форумах, когда вот такую антенну я предложил любителям на тех форумах, так сколько было смеху и критики, а когда я обнародовал то, что эту антенну запатентовали на кафедре университета, где именно изучают антенные системы, то немного поутихли.

Почему же никто не извинился, все разбежались как крысы и снова продолжают исподтишка лить на меня грязь.

Вот этот патент:  http://bd.patent.su/2399000-2399999/pat/servl/servletce65.html

Так почему  эти учёные не послушали вас и без моего согласия, просто запатентовали в 2009 году, а я на ней уже работал в 2003г и как в эфире, так и в интернете о ней много говорил.

Ну что скажите, критик Вы мой злосчастный. (извините за грубость, уже достали)

Я отношусь к Вам с уважением, будьте взаимны.
Валерий Иванович.


ur5ick

Вы рассуждаете нестандартно, но не факт, что Вы неправы. ..Мы как то приучены делать ссылки на теорию, проверенную практикой и стараемся быть точными в применении терминов и названий. Потому, что если нет рисунка, то трудно понять как это…»Диагонали (гипотенузы) у директора и рефлектора…. Общепринятые названия или ссылка на рисунок, где названные элементы указаны…..


ex UA0SNM

Удивительно, но я разместил ссылку, где есть и фото этой антенны, чертёж и её размеры. Эту антенну уже много раз размещали и  на иностранных форумах. Мне друг из Германии об этом рассказывал.

Посмотрите самое первое сообщение, где эта ссылка показывает всё, что Вам необходимо сделать.

Из моего текста легко можно понять, как выглядит антенна, читаем:

Принцип этой антенны в том, что эта антенна состоит из квадрата, который делится на две равные половины.

В ней квадрат делился пополам из стороны в сторону, но вариант, который я Вам представил, делит квадрат из одного угла в другой угол, где общая сторона образовавшихся треугольников являются общей стороной и могут изготавливаться из металлических трубок, что недопустимо в обычных квадратах.

Разве трудно понять, как изготавливается сама рамка антенны?

Диагонали (гипотенузы) у директора и рефлектора должны быть сплошными, а у вибратора разрезной и расстояние в разрыве 8-10см.

Диагональ, это провод, который делит квадрат пополам по ДИАГОНАЛИ. Гипотенуза, это общая сторона двух треугольников, так как треугольник состоит из двух катетов и одной гипотенузы.

Я и так стараюсь сокращать свои сообщения, так как непрерывно меня критикуют, что я их пишу очень большими. Ну в моём тексте, если его читать внимательно, всё понятно.

Так я и так стараюсь максимально просто излагать свои тексты.

Вы рассуждаете нестандартно, но не факт, что Вы неправы. ..

Нет, я пишу стандартно, но в большей степени неизвестные вещи, которые не знают радиолюбители.

Ну как можно назвать нестандартным то, что у радиолюбителей их антенна излучает ЭМВ (фотонный пучок). Или то, что на КВ диапазоне практически нельзя изготовить антенну с КПД даже в 98%. Но когда я сказал, что не бывает  антенн с КПД в 100% почему то я оказывается рассуждаю нестандартно.

Так пишут в справочниках, так как эти измерения очень сложные и трудно найти разницу в 98% и 100% Вот и пишут так, а моя задача на любительских форумах,  доносить то, в чём заблуждаются любители.

Или люди верят, что могут добиться в УМ 85% — 90% КПД от радиолампы. А я пишу, что синусоидальный сигнал не может быть получен при однотактном оконечном каскаде более 50% и при двухтактном оконечном каскаде более 80%.

И вот за все эти мои пояснения, приписывают мне нестандартное мышление, но это истина, которая преподаётся в радиотехнических ВУЗах.  Ничего тут нестандартного нет.

Есть очень маленький круг вопросов, где я опровергаю официальную науку, но в моих рассуждениях, это всё объясняется. Просто я много лет это изучал и делал выводы и видел то, что никому это не бросалось в глаза.

PS.

В виде лирического отступления напишу, что это видимо у меня от природы, так как я даже учась в младших классах, уже видел такие неточности и ошибочные понятия.

Опять мои критики это обратят против меня, но я напишу. Вряд ли кто из Вас, когда учился в школе мог над этим задуматься, а дело вот в чём.

Когда нам стали преподавать умножение на десятичную дробь, то я задумался, почему это называют умножение и начал доказывать учителю, что это не умножение и нужно этому действию дать другое название.

Например контр-умножение или как то иначе. И приводил ей их же принятые значения, как:

Прибавление — это увеличение чего либо НА столько то раз.

Умножение — это увеличение чего либо ВО столько то раз.

Где же будет увеличение (умножение), если мы пишем 4*0,5= 2.   То есть я будучи школьником в начальных классах уже видел несоответствие. И так в любом возрасте я настолько скрупулёзно всегда относился к научным догмам, что часто в них мог увидеть такие несоответствия.

Будет нескромно  сказать, но все Коперник, Галилей, Бруно видимо так же всю жизнь сомневались в том, что все окружающие понимают это так, а на самом деле это всё иначе.

Ох, я этим сообщением дал пищу для своих оппонентов снова писать в мой адрес разные гадости, но ещё и ещё раз скажу, что моя задача посещая любительские форумы, доносить то, что не является истиной, а не тратить свои последние годы жизни на пустые разговоры о том, что можно и без меня найти в любой книги или в интернете.

И это сообщение написал в такой форме, что бы донести до тех, кто читает мои сообщения, знали, в физике и во многих научных догмах есть так много ошибочного и это нужно знать.

Я же писал тут, что и Эйнштейн в конце своей карьеры пришёл к такому же выводу. Неужели молодым, умным ребятам лучше заблуждаться и верить в разную глупость, чем знать истинные вещи, хотя они на сегодня и противоречат официальной науке.

Ещё раз прошу прощение за столь большое сообщение, но может кто то из Вас примет мои наставления и начнёт мыслить нестандартно и вникать в такие мелочи. Только такие люди двигают науку.


Страницы: [1] 2 3   Вверх

 

Практическая антенна_VHF_ant

Вертикальные антенны

UR0GT V- Антенна для
145 МГц

5/8 Лямбда
Антенна VHF / UHF

Антенна
X200.145-МГц

145-
J- Антенна без ВЧ-тока на мачте

Бутылка
Антенна, 145 МГц,

Fuchs
Антенна для 2-х метрового диапазона

Короткий
«Резиновая утка» для ручных УКВ / УВЧ

RA3AAE Антенна для
10- и 2-метровые диапазоны

Автоантенны

Преобразование автоматической CB-антенны
HUSTLER-1C-100 к антенне 2-метрового диапазона

Широкополосные антенны для
Диапазон 145 МГц

Две широкополосные антенны
для диапазона 145 МГц

Горизонтальная антенна с
Вертикальная поляризация для 2-метрового диапазона

Двойная антенна типа «треугольник»
для 2-метрового диапазона

UB5UG Змеиная антенна

Антенны Discone

Дискон
Антенна двухметрового диапазона

Спутниковые антенны

144 МГц
Антенна для спутниковой связи

Двухдиапазонный 50 / 145-
Антенны МГц

Двойной крест
Вертикальная антенна для диапазона 6 и 2 метров

End Fed 6-метровый Zepp
Антенна с резонансом в 2-метровом диапазоне

Простой
Вертикальная антенна для диапазона 6 и 2 метров

Заглушка вертикальная
Антенна для 6- и 2-метрового диапазона

UR0GT Антенна для
диапазоны 145 и 50 МГц

Двухдиапазонный 145 / 435-
Антенны МГц

Антенна для 2-х метрового диапазона,
LPD (433), диапазон 70 см и для RMR (446)

Двойной
Полоса по вертикали для 145 и 430 МГц

RW4HFN Антенна с зажимом
для 145 и 435 МГц

RW4HFN Простой 145 / 430-
Антенна

МГц

UR0GT Широкополосная авиационная антенна
Изменено RW4HFN

Антенны AVIA

Широкополосный
Авиационная антенна (DEWD)

Наземный самолет
для AVIA Band

UR0GT Широкополосная авиационная антенна
Изменено RW4HFN

Исторический VHF / UHF
Антенны

Русский
Военные антенны. Некоторые данные. Часть I

Русский
Военные антенны. Некоторые данные. Часть II

Направленная УКВ
Антенны

3-элементный широкополосный доступ
Антенна для диапазона 145 МГц

4-
Направленная широкополосная авиационная антенна Elements

Цельнометаллический трехэлементный
Антенны для диапазона 145 МГц

Антенна
для двухметрового диапазона с направленностью кардиоидной диаграммы

Пять
Элементы УКВ антенны РН1НЗ на 145 МГц

Складной
145-МГц 3-el YAGI для гор

Четыре элемента
Антенна для стека для диапазона 145 МГц

RN3DEK 3-элементный
Стрелочно-направленная антенна для диапазона 145 МГц

RN3DEK 4-элементный
Антенна для диапазона 145 МГц

РН3ДЭК 4-
Элементная антенна для диапазона 145 МГц с функцией Gamma Match

Простые три элемента
Вертикальная антенна для 2-х метрового диапазона

Простой
Антенна выходного дня для 145 МГц

Три элемента Яги
Антенна на 145 МГц с прямоугольным отражателем

Трехэлементная антенна Яги
для 145 МГц с квадратным отражателем

Дельта-петля Twins
для 145 МГц

Твин Дельта
Направленная антенна для диапазона 145 МГц

Два
Элементы YAGI для 145 МГц: Balcony Project

UR0GT Chireix-Mesny
Направленная антенна для диапазона 145 МГц

UR0GT Направленный DEWD
Антенна для диапазона 145 МГц

ЯГИ
за 145. 5- МГц

Полезное

Гистерезис
на коаксиальном кабеле на УКВ-диапазонах

Ручной / Автомобиль / Грузовик / Дом.
27 и 145 МГц Связь

Простой
Способы увеличения дальности связи портативной радиостанции

Общие правила для соревнований ARRL на частотах выше 50 МГц

1.Общие правила для всех соревнований ARRL с частотой выше 50 МГц:

1. 1. См. Общие правила для всех соревнований ARRL.

1.2. Участники и станции могут принимать участие только в одном конкурсе.

1.3. Передатчик, приемник или антенна, используемые для связи с одной или несколькими станциями, не могут впоследствии использоваться ни для каких других вызовов в течение периода конкурса, за исключением случаев, предусмотренных в Общих правилах для всех конкурсов ARRL номер 3.5.

1.4. Станции могут работать за кредит только один раз на полосу из любого заданного квадрата сетки, независимо от режима. Это не запрещает работу станции из более чем одного квадрата сетки с одним и тем же позывным (например, ровер).

1.5. Межполосные QSO не учитываются.

1,6. Авиационные мобильные контакты не в счет.

1,7. Повторная передача одной или обеих станций, использование частот ретранслятора для завершения контакта или использование частот ретранслятора в соответствии с Правилом 1. 16 вопреки желанию владельца ретранслятора не допускается.

1,8. Хотя минимальное расстояние для контактов не указано, оборудование должно обеспечивать связь на расстоянии не менее 1 км.

1.9. Станция, расположенная точно на разделительной линии между квадратами сетки, должна выбрать только одну в качестве местоположения для целей обмена. Невозможно задать другой множитель квадрата сетки без перемещения всей станции (включая антенны) минимум на 100 метров.

1.10. На частотах выше 300 ГГц контакты разрешены для конкурса только между лицензированными любителями, использующими источники монохроматического сигнала (например, лазер и светодиод) и использующие по крайней мере один этап электронного обнаружения при приеме. Использование лазера ограничено ANSI Z136 Class I, II, IIa и IIIa (т.е. выходная мощность составляет менее 5 мВт).

1.11. Заявки Marine Mobile (и Maritime) будут указаны отдельно как «Marine Mobile» в списках и будут соревноваться за награды отдельно.

1.12. Напоминаем участникам, что сегмент 50,100–50,125 МГц должен использоваться только для межконтинентальных QSO, используя 50,125 МГц в качестве частоты вызова, а затем QSY после установления контакта.

1,13. Общая выходная мощность передатчика для любой заявки с высокой мощностью в любой категории для конкурса ARRL составляет либо 1500 Вт PEP, либо максимально допустимый уровень мощности, установленный национальным органом лицензирования вашей страны, в зависимости от того, что ниже.

1.14. Всем участникам, независимо от категории, разрешается использовать средства помощи при обнаружении или сети, включая, помимо прочего, сети оповещения DX, интернет-чаты, APRS и другие пакеты, сети обратных радиомаяков и ретрансляторы для идентификации станций, доступных для контактов и для объявить (самообъявление) их доступность для контактов. Объявления должны быть ограничены позывным, местоположением, полосой или частотой, режимом и, если применимо, последовательностью передачи и направлением прослушивания. Эти методы помощи в обнаружении могут также использоваться для согласования пика антенны до начала контакта и для объяснения правил соревнований, таких как требуемый обмен, для тех, кто нуждается в разъяснении.Такая помощь не может использоваться для облегчения завершения любого контакта после того, как контакт начался. Это означает, что такая помощь не может использоваться для сообщения о получении или неполучении любого необходимого элемента контакта или для запроса повторения любого необходимого элемента контакта.

1,15. Каждый заявленный контакт должен включать одновременное прямое инициирование оператором с обеих сторон контакта. Инициирование контакта может происходить как локально, так и удаленно.

2. Категории заявок: Следующие категории определены для соревнований ARRL на диапазонах выше 50 МГц. См. Правила для каждого конкурса, чтобы определить, какие категории применяются и существуют ли дополнительные категории для этого конкурса. Уровень мощности передачи измеряется на выходе конечного каскада усиления.

2.1. Один оператор: Один человек выполняет все функции передачи, приема, обнаружения и регистрации, а также настройку оборудования и антенны. Только один передаваемый сигнал на полосу разрешен в любой момент времени; чередование CQ на двух или более частотах с использованием одного и того же диапазона и режима запрещено.Действия без установления контакта, описанные в Правиле 1.16, не считаются передаваемыми сигналами для целей применения этого правила.

2.1.1. Низкое энергопотребление для одного оператора:

2.1.1.1. Выходная мощность на любом диапазоне не может превышать:

2.1.1.1.1. 50 МГц и 144 МГц — 200 Вт PEP.

2.1.1.1.2. 222 МГц и 432 МГц — 100 Вт PEP.

2.1.1.1.3. 902 МГц и выше — 50 Вт PEP.

2.1.2. Высокая мощность для одного оператора: Максимально допустимая выходная мощность может использоваться на любом диапазоне.

2.1.3. Станции высокой и малой мощности с одним оператором соревнуются за все диапазоны и однополосные станции.

2.1.4. Победители в абсолютном и одиночном разрядах признаются как в рейтингах QST , так и в предлагаемых наградах.

2.2. Портативный для одного оператора:

2.2.1. Десять (10) Вт выходной мощности PEP или меньше.

2.2.2. Портативный источник питания.

2.2.3. Переносное оборудование и антенны.

2.2.4. Переносные станции с одним оператором должны работать не из постоянного местоположения.

2.2.5. Переносные станции с одним оператором не могут меняться в течение периода соревнований за пределами разрешенного круга диаметром 500 метров.

2.3. Один оператор, 3 диапазона: (недоступно для августовского конкурса УВЧ)

2. 3.1. Ограничено частотами 50, 144 и 432 МГц.

2.3.2. Пределы мощности: 100 Вт в PEP на 50 и 144 МГц, 50 Вт PEP на 432 МГц.

2.4. Один оператор, только FM (недоступно для августовского конкурса УВЧ)

2.4.1. Все QSO должны проводиться с использованием частотной модуляции (FM).

2.4.2. Ограничено частотами 50, 144, 222 и 440 МГц.

2.4. Предел мощности 100 Вт на всех диапазонах.

2.5. Ровер: Ровер состоит не более чем из двух операторов, которые перемещаются между двумя или более квадратами сетки в течение соревнования. Оператор может выполнять любую или все функции ровера, но функция водителя ограничивается управлением транспортным средством. Водители могут быть отключены во время мероприятия. Разрешено также любое количество наблюдателей, однако наблюдатели не могут выполнять какие-либо функции ровера в любое время. Автомобили-вездеходы с одним пассажиром могут выполнять все перечисленные выше функции.

2.5.1. Ровер может транспортировать только одну станцию ​​с одним позывным. Исключение предусмотрено в «Общих правилах для всех соревнований ARRL» № 3.5 (Семейное правило).

2.5.2. Ровер не может работать с более чем одним позывным.

2.5.3. Автомобили Rover должны перевозить все оборудование, источники питания и антенны, используемые на каждом рабочем месте.

2.5.4. Роверы ДОЛЖНЫ подписывать «ровер» на телефоне и / R на CW и цифровыми видами после своего позывного.

2.5.5. Всем роверам рекомендуется применять методы работы, которые позволяют как можно большему количеству станций связываться с ними.

2.5.6. Операторы ровера могут отправлять отдельные журналы для одного оператора (фиксированной станции) в дополнение к своим записям ровера. Роверы, отправляющие результат для включения в клубное соревнование, должны также включать дополнительный сводный лист, в котором указывается, какая часть результата засчитывается для клубного счета, если любое из представленных QSO проводится за пределами территории их клуба.

2.5.7. Ровер не может проводить более 100 QSO с любым другим ровером.

2.6. Limited Rover. То же, что и класс «Ровер», приведенный выше, но соревнуется, используя только четыре нижних диапазона, доступных для любого данного конкурса (6M — 432 МГц для соревнований VHF +, 222MHz — 1,2 ГГц для августовских UHF). Пределы выходной мощности должны быть такими же, как те, которые определены для категории малой мощности для одного оператора (2.1.1)

2.7. Безлимитный ровер. То же, что и класс «Ровер» выше, но безлимитные роверы могут использовать более двух операторов и освобождены от правил 2.5.3 и 2.5.7.

2.7.1. Неограниченное количество очков Rover НЕ МОЖЕТ быть применено к клубному счету для клубных соревнований.

2,8. Мультиоператор:

2.8.1. Multioperator (Unlimited): Станции отправляют журналы с более чем четырьмя используемыми полосами.

2.8.2. Limited Multioperator: Станции отправляют журналы с использованием максимум четырех диапазонов. (Журналы дополнительных используемых полос, если таковые имеются, должны быть включены в качестве контрольных журналов.)

Сентябрь УКВ

1.Объект: Для работы как можно большего количества любительских станций в как можно большем количестве различных квадратов сетки 2 градуса X 1 градус, используя разрешенные частоты выше 50 МГц. Зарубежные станции работают только с любителями.

2. Дата и период проведения конкурса: Вторые полные выходные сентября. Начинается 18:00 UTC субботы и заканчивается понедельником 0259 UTC ( 12-14 сентября 2020 г. ) .

3. Категории записей :

3. 1. Один оператор: Один человек выполняет все функции передачи, приема, обнаружения и регистрации, а также настройку оборудования и антенны.Только один передаваемый сигнал на полосу разрешен в любой момент времени; чередование CQ на двух или более частотах с использованием одного и того же диапазона и режима запрещено. Действия, не вызывающие контакта, как описано в правиле 6.1, не считаются передаваемыми сигналами для целей применения этого правила.

3.1.1. Низкое энергопотребление для одного оператора:

3.1.1.1. Пределы мощности на любом диапазоне не могут превышать следующего:

3.1.1.1.1. 50 МГц и 144 МГц — 200 Вт PEP.

3.1.1.1.2. 222 МГц и 432 МГц — 100 Вт PEP.

3.1.1.1.3. 902 МГц и выше — 50 Вт PEP.

3.1.2. Single Operator High Power : Пределы мощности на любом диапазоне превышают пределы для Single Operator Low Power.

3.1.3. Станции высокой и малой мощности с одним оператором соревнуются за все диапазоны и однополосные станции.

3.1.4. Победители в абсолютном и одиночном разрядах признаются в предлагаемых наградах.

3.2. Портативный для одного оператора:

3.2.1. Десять (10) Вт выходной мощности PEP или меньше.

3.2.2. Портативный источник питания.

3.2.3. Переносное оборудование и антенны.

3.2.4. Переносные станции с одним оператором должны работать не из постоянного места.

3.2.5. Переносные станции с одним оператором не могут меняться в течение периода соревнований за пределами разрешенного круга диаметром 500 метров.

3.3. Один оператор, 3 диапазона:

3.3.1. Ограничено частотами 50, 144 и 432 МГц.

3.3.2. Пределы мощности: 100 Вт PEP на 50 и 144 МГц, 50 Вт PEP на 432 МГц.

3.4. Один оператор, только FM:

3.4.1. Все QSO должны проводиться с использованием частотной модуляции (FM).

3. 4.2. Ограничено частотами 50, 144, 222 и 440 МГц.

3.4.3 Предел мощности 100 Вт на всех диапазонах.

3.5. Ровер: Ровер состоит не более чем из двух операторов, которые перемещаются между двумя или более квадратами сетки в течение соревнования. Оператор может выполнять любую или все функции ровера, но функция водителя ограничивается управлением транспортным средством. Водители могут быть отключены во время мероприятия. Разрешено также любое количество наблюдателей, однако наблюдатели не могут выполнять какие-либо функции ровера в любое время. Автомобили-вездеходы с одним пассажиром могут выполнять все перечисленные выше функции.

3.5.1. Ровер может перевозить только одну станцию ​​с одним позывным. Исключение предусмотрено в «Общих правилах для всех соревнований ARRL» № 3.5 (Семейное правило).

3.5.2. Ровер не может работать с более чем одним позывным.

3.5.3. Автомобили Rover должны перевозить все оборудование, источники питания и антенны, используемые на каждой рабочей площадке.

3.5.4. Роверы ДОЛЖНЫ подписывать «ровер» на телефоне и / R на CW и цифровыми видами после своего позывного.

3.5.5. Всем роверам рекомендуется применять методы работы, которые позволяют как можно большему количеству станций связываться с ними.

3.5.6. Операторы ровера могут отправлять отдельные журналы для одного оператора (фиксированной станции) в дополнение к своим записям ровера. Роверы, отправляющие результат для включения в клубное соревнование, должны также включать дополнительный сводный лист, в котором указывается, какая часть результата засчитывается для клубного счета, если любое из представленных QSO проводится за пределами территории их клуба.

3.5.7. Ровер не может проводить более 100 QSO с любым другим ровером.

3.6. Limited Rover. То же, что и класс «Ровер» выше, но соревнуется с использованием только четырех нижних диапазонов, доступных для любого данного конкурса (6M — 432 МГц для конкурсов VHF +, 222MHz — 1,2 ГГц для августовских UHF). Пределы выходной мощности должны быть такими же, как те, которые определены для категории малой мощности для одного оператора (3.1.1)

3,7. Безлимитный ровер. То же, что и класс «Ровер» выше, но безлимитные роверы могут использовать более двух операторов и не подпадают под действие правила 3.5.3 и 3.5.7.

3.7.1. Неограниченное количество очков Rover НЕ МОЖЕТ быть применено к клубному счету для клубных соревнований.

3.8. Мультиоператор :

3.8.1. Мультиоператор (без ограничений): Станции представляют журналы с более чем четырьмя используемыми полосами.

3.8.2. Limited Multioperator: Станции отправляют журналы с использованием максимум четырех диапазонов. (Журналы дополнительных используемых полос, если таковые имеются, должны быть включены в качестве контрольных журналов.)

4.Биржа: локатор квадратов Maidenhead (см. Www.arrl.org/grid-squares)

4.1. Требуется замена квадрата сетки. Обмен сигнальным отчетом не является обязательным.

5. Подсчет очков:

5.1. очков за QSO:

5.1.1. Считайте одно очко за каждое полное QSO на 50 или 144 МГц.

5.1.2. Подсчитайте два очка за каждое QSO на 222 или 432 МГц.

5.1.3. Подсчитайте три очка за каждое QSO на частоте 902 или 1296 МГц.

5.1.4. Подсчитайте четыре очка за каждое QSO на частоте 2,3 ГГц (или выше).

5.2. Множитель: Общее количество различных квадратов сетки, обработанных на полосу. Каждый квадрат сетки размером 2 градуса на 1 градус считается одним множителем на каждой полосе, с которой он работает.

5,3 . Итоговый счет: Умножьте общее количество очков за QSO со всех диапазонов на общее количество множителей для окончательного результата.

5.4. Только роверы: Окончательный результат складывается из общего количества очков за QSO со всех диапазонов, умноженного на сумму уникальных множителей (квадратов сетки), проработанных на каждом диапазоне (независимо от того, в каком квадрате сетки они были сделаны) плюс один дополнительный множитель для каждого квадрата сетки активирован (установил контакт с).

5.4.1. роверов занесены в списки результатов соревнований по Дивизиону, в котором было проведено наибольшее количество QSO.

5.4.2. Роверы, представляющие результаты для клубных соревнований, должны предоставить отдельный сводный лист и журнал с указанием QSO и набрать очков, если они устанавливают какие-либо контакты за пределами территории клуба. Сводный лист должен иметь четкую пометку «только для клубных соревнований» и должен быть отправлен отдельно по электронной почте [email protected]

6.Разное:

6,1 Всем участникам, независимо от категории, разрешается использовать помощь или сети обнаружения, включая, помимо прочего, сети оповещения о DX, интернет-чаты, APRS и другие пакеты, сети обратных радиомаяков и ретрансляторы для идентификации станций, доступных для контактов и объявить (самообъявление) их доступность для контактов. Объявления должны быть ограничены позывным, местоположением, полосой или частотой, режимом и, если применимо, последовательностью передачи и направлением прослушивания. Эти методы помощи в обнаружении могут также использоваться для согласования пика антенны до начала контакта и для объяснения правил соревнований, таких как требуемый обмен, для тех, кто нуждается в разъяснении. Такая помощь не может использоваться для облегчения завершения любого контакта после того, как контакт начался. Это означает, что такая помощь не может использоваться для сообщения о получении или неполучении любого необходимого элемента контакта или для запроса повторения любого необходимого элемента контакта.

6.2. Станции могут работать за кредит только один раз на полосу из любого заданного квадрата сетки, независимо от режима. Это не запрещает работу станции из более чем одного квадрата сетки с одним и тем же позывным (например, ровер).

6.3. В любой момент времени разрешен только один передаваемый сигнал на полосу (6, 2, 1-1 / 4 и т. Д.); чередование CQ на двух или более частотах с использованием одного и того же диапазона и режима запрещено.

6.4. Станции с несколькими операторами не могут проводить QSO со своими операторами, за исключением частот выше 2.3 ГГц. Даже в этом случае для каждого QSO, проведенного в этих условиях, должна существовать полная, другая станция (передатчик, приемник и антенна).

6.5. Каждый заявленный контакт должен включать одновременное прямое инициирование оператором с обеих сторон контакта. Инициирование контакта может происходить как локально, так и удаленно.

7. Награды:

7.1. сертификатов будут вручены в следующих категориях.

7.1.1. Top Single Operator High и Single Operator Low power в каждой секции ARRL / RAC.

7.1.2. Top Single Operator High и Single Operator Low power на каждом диапазоне (50, 144, 222, 432, 902, 1296 и 2304 и выше) в каждой секции ARRL / RAC, где очевидны значительные усилия или конкуренция. (Примечание: так как наивысший балл для каждого диапазона будет обладателем награды для этого диапазона, участник может выиграть сертификат с дополнительными одобрениями для одного диапазона. ) Например, если KA1RWY имеет наивысший балл для одного оператора малой мощности во всех диапазонах в секции CT и ее оценки на 50 и 222 МГц выше, чем у любого другого оператора CT, работающего с одним оператором, она получит сертификат за то, что она является лидером секции с одним оператором, и подтверждения для частот 50 и 222 МГц.

7.1.3. Top Single Operator Portable в каждой секции ARRL / RAC, где очевидны значительные усилия или конкуренция. (Переносные записи для одного оператора не имеют права на получение однополосных наград.)

7.1.4. Лучший марсоход в каждом дивизионе ARRL и Канаде, где очевидны значительные усилия или конкуренция. (Роверы не имеют права на получение однополосных наград.)

7.1.5. Наивысший балл с участием нескольких операторов в каждой секции ARRL / RAC, где очевидны значительные усилия или конкуренция.(Работы с несколькими операторами не имеют права на получение однополосных наград.)

Максимально ограниченное количество операторов в каждой секции ARRL / RAC, где очевидны значительные усилия или конкуренция. (Ограниченные заявки с несколькими операторами не имеют права на получение однополосных наград.)

7.1.6. Клуб, набравший наибольшее количество очков в каждой категории клубных соревнований, будет награжден молотком.

См. «Общие правила для всех соревнований ARRL » для получения информации о клубных соревнованиях.

8. Представление:

8.1. Все материалы должны быть загружены на или на с почтовым штемпелем в течение 10 дней после завершения мероприятия — до 0259 UTC 24 сентября 2020 года. Журналы, отправленные по почте или загруженные после крайнего срока подачи, могут быть обозначены как контрольные журналы.

8.2. Станции, использующие компьютеры для ведения журнала, должны отправить электронный журнал в формате файла Cabrillo для ввода в результаты. Бумажная распечатка журнала, созданного в электронном виде, не может заменить требуемый файл журнала.

8. 3. Заявки, отправленные в электронном виде, считаются подписанными.

8.4. Все бумажные записи должны включать полностью заполненный сводный лист и полный журнал контактов, установленных с использованием текущей сводной формы, со страницами журнала для события. Отчеты в бумажном виде следует отправлять по адресу: ARRL — Sept VHF Contest, 225 Main St, Newington, CT 06111 USA

.

9. Прочие:

9.1. См. «Общие правила для всех соревнований ARRL» и «Общие правила для соревнований ARRL на диапазонах выше 50 МГц (VHF)».«

9.1.1 Есть вопросы? Свяжитесь с [email protected] или (860) 594-0232.

Пределы быстрых радиопереговоров на 145 МГц с artemis, программным сервером реального времени | Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества

112″ data-legacy-id=»sec1″> ВВЕДЕНИЕ

Радиоастрономия с высоким временным разрешением вступает в новую эру благодаря двум разработкам. Во-первых, строятся новые радиотелескопы, сочетающие очень высокую мгновенную чувствительность с широким полем зрения, что требуется для слепого поиска кратковременных событий переходного радиоизлучения. Во-вторых, высокопроизводительные вычисления (HPC) позволяют нам обрабатывать данные чрезвычайно быстро, предоставляя возможность обнаруживать такие события и реагировать на них, обеспечивая локализацию и классификацию.

Наше стремление исследовать динамическую природу радионеба основано на понимании того, что яркие кратковременные радиовсплески должны возникать в результате экстремальных физических процессов, происходящих вокруг компактных источников. Нейтронные звезды являются яркими примерами таких явлений, являясь надежными источниками кратковременных (обычно 50 мс или меньше) радиоимпульсов (Lorimer & Kramer 2004).Эти сигналы наблюдаются один раз за период вращения для большинства обычных пульсаров, но могут быть столь же редкими, как несколько импульсов в день в случае вращающихся радиотранзиентов (RRATS; McLaughlin et al. 2006). Помимо нейтронных звезд, в радиоастрономии высокого разрешения был идентифицирован новый класс необычных источников, что подчеркивает важность обработки данных в реальном времени. Первый из этих источников — которые теперь стали известны как быстрые радиовсплески (FRB) — был открыт Лоримером и др.(2007), которые сообщили об обнаружении вспышки с помощью радиотелескопа Паркса с доказательствами, подтверждающими большое внегалактическое расстояние. После этого открытия было обнаружено больше таких всплесков (Кин и др. 2012; Торнтон и др. 2013; Берк-Сполаор и Баннистер 2014; Спитлер и др. 2014; Петрофф и др. 2015; Рави, Шеннон и Джеймсон 2015). Подчеркнем, что все эти события, кроме Petroff et al. (2015) были обнаружены в результате автономной обработки записанных данных, поэтому немедленные последующие наблюдения для их локализации были невозможны.Происхождение FRB неясно. Предлагаемые объяснения включают вспыхивающие магнетары (Попов и Постнов, 2013), слияния двойных нейтронных звезд (Тотани, 2013), гравитационный коллапс нейтронных звезд в черные дыры (Falcke & Rezzolla, 2014), выбросы спутников внегалактических пульсаров (Mottez & Zarka, 2014) и по крайней мере, одно галактическое предположение в виде близких вспыхивающих звезд (Loeb, Shvartzvald & Maoz, 2014). Эти ассоциации можно усилить или ослабить, сравнивая частоту этих событий с наблюдаемой частотой FRB.Текущие наилучшие пределы наблюдаемых FRB даны Thornton et al. (2013) как 10 4 sky −1 d −1 , или объемная скорость 10 −3 галлонов −1 лет −1 .

В общем случае FRB будет рассредоточен за счет содержания свободных электронов в среде, в которой он распространяется. В результате низкочастотные компоненты широкополосного всплеска прибывают позже, чем их высокочастотные аналоги, причем задержка на заданной частоте ν пропорциональна линейному интегралу от плотности электронного столбца вдоль луча зрения (известная как мера дисперсии — DM) и ν −2 .Есть некоторые свидетельства того, что DM одного из вышеупомянутых FRB — Keane et al. (2012) — можно объяснить галактическим распределением электронов (Bannister & Madsen 2014). Если FRB действительно имеют внегалактическое происхождение, их можно использовать для количественной оценки ионизированного вещества в межгалактической среде (IGM), тем самым позволяя нам определить барионное содержание Вселенной. Это могло бы помочь решить давнюю «проблему недостающих барионов» в космологии, когда существует несоответствие между наблюдаемым и ожидаемым количеством барионов (Persic & Salucci 1992; McQuinn 2014).Ответ на этот вопрос — одна из научных задач массива квадратных километров (SKA; Macquart et al. 2015).

Ожидается, что астрофизические всплески будут излучать в широком диапазоне радиочастот. Наблюдаемое отношение сигнал / шум FRB может быть максимизировано путем корректировки задержек, вызванных дисперсией в полосе частот телескопа, в хорошо установленном процессе из астрономии пульсаров, называемом дедисперсией. В конкретном контексте слепого поиска FRB, когда DM не известен, основная проблема заключается в выполнении некогерентного преобразования автоматического выделения данных.Под этим мы подразумеваем процесс получения из временных рядов полной мощности в большом количестве узких частотных каналов, временных рядов полной мощности в большом диапазоне значений DM, выявляющих потенциальных кандидатов FRB. Это дорогостоящая в вычислительном отношении задача, и для ее выполнения в реальном времени требуется специализированное программное обеспечение, работающее на высокопроизводительных компьютерах с ускоренным оборудованием. В последние несколько лет появились реализации ускоренного преобразования деисперсии, способные обрабатывать типичные потоки данных в реальном времени (Magro et al.2011; Armor et al. 2012; Barsdell et al. 2012) и постепенно применяются к опросам.

Исчерпывающие аргументы в пользу поиска отдельных ярких и рассеянных импульсов присутствуют в литературе и уже много лет применяются на практике (см., Например, McLaughlin & Cordes 2003). Тем не менее, несмотря на упомянутые выше открытия, мы все еще находимся на ранних этапах построения полной картины динамической природы радионеба. Самые последние на сегодняшний день ограничения для быстрых переходных источников на частоте 150 МГц можно найти в Coenen et al.\ альфа,
\ end {уравнение}

(1) где S (ν) — плотность потока всплеска как функция частоты ν, α — спектральный индекс. Низкочастотные исследования FRB также проводятся на Murchison Widefield Array (MWA), низкочастотной дипольной решетке, расположенной в Западной Австралии и работающей в диапазоне от 80 до 300 МГц. Trott, Tingay & Wayth (2013) предлагают несколько ожидаемых FRB за неделю наблюдений, обеспечивая четкую основу для оценки частоты FRB в зависимости от их собственного спектрального индекса и свойств рассеяния.В настоящее время в литературе нет опубликованных сведений об обнаружении FRB от MWA.

Низкочастотная антенная решетка LOFAR в настоящее время является самым чувствительным радиотелескопом в мире на частотах от 30 до 250 МГц. Это прототип «радиотелескопа нового поколения» и путеводитель по направлению к СКА. Телескоп подробно описан у van Haarlem et al. (2013). Открытие пульсаров и быстрых транзиентов является одной из ключевых научных целей LOFAR, как указано в Stappers et al.(2011). Мы представляем здесь детали и первые результаты программы по использованию одной международной станции LOFAR для поиска FRB, чтобы охарактеризовать динамическую природу радионеба на частотах LOFAR. В этой статье мы описываем систему, разработанную для проведения быстрых переходных исследований, и результаты первого обзора.

Эта статья организована следующим образом. В Разделе 2 мы описываем проект, включая детали аппаратного и программного обеспечения, а также алгоритмы обработки сигналов, а в Разделе 3 мы описываем наше исследование быстрых переходных процессов с использованием Advanced Radio Transient Event Monitor and Identification System (artemis), прежде чем заключить в разделе 4.

123″ data-legacy-id=»sec2-1″> Техническое описание

Мы используем высокочастотные антенны (HBA) одной международной станции LOFAR, которая состоит из 96 антенн с двойной поляризацией, охватывающих диапазон частот от 110 до 250 МГц.В настоящее время установка artemis использует четыре 12-ядерных сервера, каждый из которых оснащен одной видеокартой Fermi NVIDIA GPU, расположенной на объекте Rawlings Array в Великобритании (аналогичная установка существует на международной станции LOFAR в Нансе, Франция, и сервером artemis для автономной обработки данных пульсаров существует в Юлихе, Германия). Серверы получают данные через широкополосный (10 Гбит / с) коммутатор, который также отвечает за отправку данных обратно на коррелятор LOFAR в Нидерландах для нормальной работы Международного телескопа LOFAR (ILT).Каждая станция LOFAR генерирует в общей сложности 3,2 Гбит / с данных с формированием диаграммы направленности, что соответствует полосе частот неба примерно 48 МГц с использованием 16-битной выборки. Формирователь луча станции формирует в общей сложности 244 бимлета, каждый с разрешением по частоте и времени, указанным в таблице 1. Также приведены расчетные значения эквивалентного шума системы для наблюдения с общей полосой пропускания 6 МГц и временным разрешением 327,68 мкс. масштабирование значений чувствительности, как указано в таблице B.3. Ван Харлема и др.(2013) для источника со склонением 30 ° к вышеупомянутой полосе пропускания и времени выборки. Значение чувствительности, указанное для 150 МГц, хорошо согласуется со значением из обзора LPPS (Coenen et al. 2014) с использованием некалиброванных станций LOFAR, масштабированных для этого обзора. {\ circ} \\
\ mbox {Максимальное количество бимлетов:} & 244 \\
\ mbox {Максимальная общая пропускная способность неба:} & 47.{-1} \\
\ mbox {Разрешение по частоте луча:} & 195.3125 \; {\ rm or} \; 156.25 \; {\ rm kHz} \\
\ mbox {Временное разрешение луча:} & 5.12 \; {\ rm or} \; 6.4 \; \ mu {\ rm s} \\
\ end {array}} $

Частота
.
Балка FWHM
.
Чувствительность
.
(МГц)
.
(°)
.
(Ян, Δν = 6 МГц, δ t = 327.{-1} \\
\ mbox {Разрешение по частоте луча:} & 195.3125 \; {\ rm or} \; 156.25 \; {\ rm kHz} \\
\ mbox {Временное разрешение луча:} & 5.12 \; {\ rm or} \; 6.4 \; \ mu {\ rm s} \\
\ end {array}} $

Таблица 1.

Технические характеристики международной станции LOFAR.

Частота
.
Балка FWHM
. {\ circ} \\
\ mbox {Максимальное количество бимлетов:} & 244 \\
\ mbox {Максимальная общая пропускная способность неба:} & 47.{-1} \\
\ mbox {Разрешение по частоте луча:} & 195.3125 \; {\ rm or} \; 156.25 \; {\ rm kHz} \\
\ mbox {Временное разрешение луча:} & 5.12 \; {\ rm or} \; 6.4 \; \ mu {\ rm s} \\
\ end {array}} $

Частота
.
Балка FWHM
.
Чувствительность
.
(МГц)
.
(°)
.
(Ян, Δν = 6 МГц, δ t = 327.{-1} \\
\ mbox {Разрешение по частоте луча:} & 195.3125 \; {\ rm or} \; 156.25 \; {\ rm kHz} \\
\ mbox {Временное разрешение луча:} & 5.12 \; {\ rm or} \; 6.4 \; \ mu {\ rm s} \\
\ end {array}} $

Для этого обзора группы из 30 и 31 бимлета направлены в одном направлении по небу, покрывая смежные частотные каналы, чтобы сформировать в общей сложности восемь широкополосных (∼6 МГц) ) балки. Они могут быть сформированы внутри круга, примерно в 10 раз превышающего полную ширину бимлета на полувысоте (FWHM) из-за аналогового мозаичного формирования луча массивов LOFAR HBA, описанного в Stappers et al.(2011).

Каждый сервер artemis принимает и обрабатывает два из восьми сформированных лучей, что соответствует четверти общей полосы пропускания. В дополнение к обнаружению FRB, обработка в реальном времени может использоваться для снижения скорости передачи данных с 400 МБ с -1 до управляемых скоростей как для хранения, так и для дальнейшей обработки, что полезно для других научных целей.

131″ data-legacy-id=»sec2-3″> Спектральная обработка и удаление RFI

В апертурных решетках, таких как LOFAR, формирование луча может потребовать, чтобы спектральные каналы формировались в необработанных цифровых данных (Mol & Romein 2011). Это достигается перед формированием диаграммы направленности с помощью многофазного фильтра, за которым следует быстрое преобразование Фурье, которое создает ряд частотных поддиапазонов необработанных данных. Требования к формированию каналов для формирователя луча обычно отличаются от требований к преобразованию без дисперсии, поэтому в программном обеспечении необходим дополнительный этап формирования каналов. Некогерентная диспергия не может устранить внутриканальную дисперсию. В результате ширина полосы канала не должна превышать определенный предел, продиктованный максимальным DM поиска и минимальной продолжительностью поиска FRB. Определение этого предела является стандартной практикой при поиске пульсаров и быстрых переходных процессов (например,г. Keith et al. 2010).

Мы разработали модуль многопоточного многофазного набора фильтров для ampp, который эффективно генерирует 2 n спектральных канала для каждого входного поддиапазона. Количество выходных каналов, функция управления окнами, количество ответвлений для фильтра и количество потоков обработки, выделенных для модуля, являются настраиваемыми параметрами. В наших поисках до сих пор мы использовали фильтр, который обеспечивает частотные каналы с полосой пропускания 3,0518 кГц, разделяя каждый поддиапазон входящих необработанных данных на 64 канала. *),
\ end {массив}
\ end {Equation}

(2) где * относится к комплексно сопряженным. В описанном здесь поиске дисперсии FRB используется только Stokes- I (полная мощность). Однако программное обеспечение предоставляет возможность буферизовать все четыре параметра Стокса.

RFI, как известно, приводит к большому количеству ложных срабатываний при поиске пульсаров (Eatough, Keane & Lyne 2009). Преобразование равномерного распределения интегрирует полную мощность по частоте, тем самым удаляя всю информацию с частотным разрешением.Это налагает требование очищать данные от RFI перед повторным диспергированием. Примеры методов удаления RFI для поиска FRB описаны в Hogden et al. (2012). В нашем обзоре удаление RFI в реальном времени накладывает определенные ограничения как на алгоритм (доступна только информация из прошлых данных), так и на обработку. Алгоритм адаптивного определения порога, который мы разработали для ampp, выполняет следующие шаги.

  • Перед любым наблюдением спектральная полоса пропускания записывается с использованием узких частотных каналов. Отдельные яркие каналы отклоняются посредством итеративного процесса отклонения, а чистая полоса пропускания моделируется с помощью полинома низкого порядка. Регистрируется среднеквадратичное значение (СКЗ) полосового шума.

  • Поиск начинается.

  • В ampp данные полной мощности обрабатываются модулем RFI по одной выборке за раз, обычно состоящей из большого количества спектральных каналов.

  • Вычисляется медиана каждого временного спектра выборки, которая нечувствительна к выбросам, и модель полосы пропускания настраивается на этот уровень (коэффициент нулевого порядка устанавливается равным значению среднего спектра).

  • Мощность в каждом частотном канале сравнивается с моделью на этой частоте. Если он превышает порог T ch , ему присваивается небольшой вес (в текущих реализациях мы устанавливаем вес равным нулю). T ch обычно устанавливается в шесть раз больше среднеквадратичного значения текущего полосового шума.

  • Среднее и среднеквадратичное значение этого «очищенного» спектра хранятся в циклическом буфере истории, который может хранить значения, расширенные до продолжительности, намного большей, чем самый длинный FRB, который искали.

  • Текущее среднее значение буфера истории вычисляется как для среднего модельного, так и для среднеквадратичного, гарантируя, что модель остается актуальной при сравнении со следующим наблюдаемым спектром, без влияния краткосрочной изменчивости .

  • Если медианное значение входящего спектра выявляет большое расхождение между моделью и спектром, то есть произошел скачок в входящих спектрах из-за широкополосного сигнала, всему спектру присваивается низкий вес.Пороговое значение T sp также обычно устанавливается в шесть раз больше вычисленного среднеквадратичного значения медианы.

  • Если количество последовательных спектров, которые не согласуются с моделью, равно размеру буфера истории, алгоритм принимает, что модель полосы пропускания больше не имеет отношения к данным, и устанавливает среднее и среднеквадратичное значение для значения последнего наблюдаемого спектра.

  • Наконец, для поиска FRB модель полосы пропускания удаляется из каждого отмеченного спектра.В ampp есть параметр конфигурации, который позволяет масштабировать каждый спектр для поддержания равномерного среднеквадратичного значения в пост-фильтрованных данных, что очень полезно для преобразования с выделением дисперсии.

На рис. 2 показано влияние алгоритма исключения RFI на 1,3 с данных набора фильтров из массива Rawlings. Описанный выше алгоритм эффективно отмечает широкополосные сигналы, которые увеличивают среднее значение спектра. В этом примере помеченные данные заменены гауссовым шумом, соответствующим модели полосы пропускания, используемой для сравнения.Однако для поиска FRB в реальном времени мы устанавливаем вес этих данных равным нулю и заменяем их во входных данных модуля дедисперсии шумом из распределения хи-квадрат с четырьмя степенями свободы. Узкополосный (и в данном случае с разверткой по частоте) сигнал помех также помечается, показывая два рассеянных импульса PSR B0329 + 54 в обработанных данных набора фильтров справа. Модуль удаления RFI также может быть настроен на удаление среднего значения каждого спектра, эффективно удаляя сигналы при 0 DM (Eatough et al.2009 г.).

Рис. 2.

Данные Filterbank из массива Rawlings. Центральные изображения показывают зависимость полной мощности от времени и частоты. На нижней панели показаны временные ряды полной мощности, интегрированной по частоте, а на панели справа показана полоса пропускания, усредненная по времени. В полосе пропускания серии параллельных горизонтальных линий отмечают границы поддиапазонов LOFAR, которые были дополнительно разделены на каналы в усилителях. На рисунке слева показаны данные до модуля удаления RFI, включая узкополосные помехи на ~ 145 МГц, которые вспыхивают и распространяются в узком частотном диапазоне вокруг временного интервала 680, и широкополосный сигнал вокруг временного интервала 200.На рисунке справа показаны те же данные после фильтра RFI. Широкополосный сигнал во временном интервале 200 был помечен и в этом случае заменен шумом. Узкополосные помехи были полностью исключены, и были обнаружены два рассеянных ярких импульса от PSR B0329 + 54, изначально скрытых в шуме.

Рис. 2.

Данные Filterbank из массива Rawlings. Центральные изображения показывают зависимость полной мощности от времени и частоты. На нижней панели показаны временные ряды полной мощности, интегрированной по частоте, а на панели справа показана полоса пропускания, усредненная по времени.В полосе пропускания серии параллельных горизонтальных линий отмечают границы поддиапазонов LOFAR, которые были дополнительно разделены на каналы в усилителях. На рисунке слева показаны данные до модуля удаления RFI, включая узкополосные помехи на ~ 145 МГц, которые вспыхивают и распространяются в узком частотном диапазоне вокруг временного интервала 680, и широкополосный сигнал вокруг временного интервала 200. Рисунок справа показывает те же данные после фильтра RFI. Широкополосный сигнал во временном интервале 200 был помечен и в этом случае заменен шумом. Узкополосные помехи были полностью исключены, и были обнаружены два рассеянных ярких импульса от PSR B0329 + 54, изначально скрытых в шуме.

148″ data-legacy-id=»sec3″> FRB ПОИСКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ RAWLINGS ARRAY

На данный момент мы завершили 1522 часа наблюдений с дрейфовым сканированием с использованием массива Роулингса. {\ circ} $ | 9 в ширину, а общее мгновенное покрытие неба составляет 24 градуса 2 . Наша чувствительность выражается формулой

\ begin {уравнение}
S _ {\ rm min} = 24,7 {\ rm Jy} \ left (\ frac {10} {\ sqrt {D}} \ right),
\ end {Equation}

(6) где 24,7 Ян — среднеквадратичное значение шума в каждой выборке, усредненное по полосе. Это вычислено путем корректировки значения, приведенного в таблице 1, на среднюю высоту наших лучей (58 °). Кроме того, 10 — это пороговое отношение сигнал / шум, которое мы использовали, а D — коэффициент децимации по сравнению с исходным 327.Временное разрешение 68 мкс. Это делает нас чувствительными к пиковой плотности потока 62 Ян для импульсов длительностью 5 мс. Это соответствует плотности потока энергии, то есть энергии, содержащейся в импульсе, равной 310 Ян мс. Обратите внимание, что с учетом других факторов децимации, которые мы искали, в нашем обзоре есть несколько пределов плотности энергии: от 81 Ян мс для D = 1 (длительность импульса 327 мкс) и 650 Ян мс для D = 64 (длительность импульса 21 мс).

В ходе исследования проводился поиск FRB размером до 320 см −3 пк, охватывая объем 1.15 × 10 8 Mpc 3 , который был вычислен следующим образом. Используя модель плотности электронов в Галактике NE2001 (Cordes & Lazio, 2002) и делая простое предположение, что потенциальная родительская галактика вносит постоянную DM в 100 см −3 пк, мы можем оценить избыточную DM из-за IGM в каждое из наших указаний. На рис. 4 показаны точки обзора в галактических координатах. Не зондированные точки за пределами Галактики (в плоскости Галактики, отмечены красными маркерами на рис.4) были исключены из расчета объема. Затем, вслед за Lorimer et al. (2007) мы использовали результаты Ioka (2003) и Inoue (2004) для оценки красного смещения, соответствующего IGM-компоненту DM. Есть значительная неопределенность в отношении отношения между красным смещением и DM. Признавая это, мы продолжаем принимать DM = 1200 z см −3 пк. Предполагая плоскую Вселенную, мы вычисляем сопутствующее расстояние для каждого из указателей и объем, покрываемый лучом на это расстояние. Объемы, соответствующие каждому внегалактическому наведению, затем суммируются, чтобы получить общий объем. При сделанных выше предположениях максимальное красное смещение, исследованное в этом обзоре, составило 0,17, а среднее красное смещение среди всех наших указаний — 0,13. Мы еще раз подчеркиваем связанные с этим большие неопределенности.

Рис. 4.

Направления восьми лучей сканирования смещения. Красные маркеры представляют собой места, где плоскость Галактики скрывает внегалактические источники, а зеленые маркеры представляют собой указатели, которые исследовали за пределами Галактики.Размер и форма маркеров не соответствуют масштабу.

Рис. 4.

Направления восьми лучей съемки с дрейфовым сканированием. Красные маркеры представляют собой места, где плоскость Галактики скрывает внегалактические источники, а зеленые маркеры представляют собой указатели, которые исследовали за пределами Галактики. Размер и форма маркеров не соответствуют масштабу.

Средняя галактическая DM всех указателей, исследующих внегалактическое пространство, составляет 61. 6 см −3 пк, что, учитывая наши соображения о родительской галактике DM, оправдывает наш интервал DM равный 0.1 см −3 шт (рис. 3). Учитывая оценки расширения рассеяния, связанного с этими значениями DM в пульсарах (Bhat et al. 2004), и сравнительно небольшое межгалактическое рассеяние (Lorimer et al. 2013), мы априори не ожидаем, что рассеяние сделает FRB необнаруживаемыми на частоте и в диапазон DM нашего обзора.

Предполагая, что FRB являются стандартными свечами с широкополосным излучением, объем, выбранный в ходе обзора, может зависеть от их спектрального индекса, а не от максимального DM. Это можно понять следующим образом.Источники при заданном максимальном красном смещении должны быть достаточно яркими на частоте наблюдения, чтобы их можно было обнаружить. Следуя Lorimer et al. (2013), мы можем переоценить объем в нашем обзоре, если спектральный индекс источников положительный, как показано на рис. 5, где уравнение 9 из Lorimer et al. (2013) построен для различных значений спектрального индекса. На рис. 5 показано соотношение пиковой плотности потока 5 мс FRB как функции красного смещения и спектрального индекса. Линии разного спектрального индекса — 0.2, 0,1, -0,1, -0,2 — нанесены на график. Горизонтальная линия помещается на границе чувствительности обзора ARTEMIS. Для данного максимального красного смещения минимальный спектральный индекс обнаруживаемых FRB — это тот, который приводит к кривой, которая пересекает линию чувствительности при этом красном смещении.

Рис. 5.

Связь между наблюдаемой пиковой плотностью потока для импульсов длительностью 5 мс и красным смещением источника, основанная на рассмотрении FRB как стандартных свечей (Lorimer et al. 2013), для различных значений спектрального индекса α.Черная горизонтальная пунктирная линия — предел чувствительности обзора ARTEMIS для всплесков длительностью 5 мс. Вертикальные линии имеют такое же красное смещение, что и вертикальные пунктирные линии на рис. 6, и помогают обеспечить пределы оценочного спектрального индекса α = 0,1, как подробно описано в тексте.

Рис. 5.

Связь между наблюдаемой пиковой плотностью потока для импульсов длительностью 5 мс и красным смещением источника, основанная на рассмотрении FRB как стандартных свечей (Lorimer et al. 2013), для различных значений спектрального индекса α.Черная горизонтальная пунктирная линия — предел чувствительности обзора ARTEMIS для всплесков длительностью 5 мс. Вертикальные линии имеют такое же красное смещение, что и вертикальные пунктирные линии на рис. 6, и помогают обеспечить пределы оценочного спектрального индекса α = 0,1, как подробно описано в тексте.

На рис. 4 показано покрытие неба во время обзора. Из всех указаний в обзоре около 5% указаний были ограничены пределами Галактики из-за ограничения DM. Мы исключили эти указатели, что привело к полному покрытию неба в нашем обзоре 4193 градуса 2 .Общая продолжительность обзора по чувствительности к внегалактическим всплескам сокращается до 1446 часов. Одиночная горизонтальная линия чувствительности на рис. 5 оправдана тем, что большинство наших указаний находится на высоких галактических широтах (> 20 °), где температура неба существенно не меняется.

167″ data-legacy-id=»sec4″> ОБСУЖДЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Мы разработали artemis, систему быстрого обнаружения переходных процессов в реальном времени на базе графического процессора, которая работает с отдельными станциями LOFAR. Мы использовали развертывание в массиве Rawlings, чтобы продемонстрировать функциональность и производительность системы с использованием известных пульсаров. Мы провели съемку с дрейфовым сканированием за 1446 часов для FRB с поиском пространства DM до 320 см −3 пк. С рядом аргументов, касающихся чувствительности и собственных спектров FRB, а также с некоторыми простыми предположениями об их природе, мы оцениваем, что мы изучили том из 3.3 × 10 7 Мпк 3 .

Не было обнаружено FRB при съемке на массиве Роулингса или на станции Нансай, и мы получили верхний предел в 29 FRB sky −1 d −1 в рамках параметров нашего поиска. Необнаружение может быть вызвано одной или несколькими из следующих причин. Недостаточный объем обследованных для достаточного времени, межзвездного и межгалактического рассеяния и собственных спектров FRB.

Предполагая последнее, мы попытались ограничить спектральный индекс FRB до | $ \ alpha \ gtrsim 0.{+0.1} _ {- 0.2} $ | ⁠, принимая стандартную модель свечи. Физическая значимость этого результата смягчается тем фактом, что мы не можем исключить другие причины необнаружения на частоте нашего обзора, включая возможность того, что FRB являются локальными событиями для телескопов, которые их обнаружили. Предполагая, что необнаружение действительно связано с внутренней формой спектров FRB, наш результат ограничен чувствительностью массива Роулингса.

Эта работа имеет значение для будущих низкочастотных исследований FRB.Во-первых, на частотах около 145 МГц более длительные исследования с повышенной чувствительностью телескопа могут позволить дополнительные ограничения спектрального индекса до еще более высоких значений или обнаружение FRB. Однако довольно сложно отобрать существенно больший объем Вселенной, не столкнувшись с большими потенциальными эффектами рассеяния. Во-вторых, увеличение частоты в 2 раза и увеличение чувствительности на два порядка, что в конечном итоге будет интересно для низкочастотной составляющей SKA, может позволить съемкам исследовать красные смещения вверх до z = 1.Предполагая, что расширение рассеяния в основном связано с распространением в родительской галактике и в нашей Галактике, есть разумные основания полагать, что это не повлияет на эти предсказания. Это говорит о том, что будущие высокочувствительные исследования на частоте 300 МГц должны привести к разумному количеству новых FRB и решить вопрос о спектральном индексе.

Для artemis мы разрабатываем комменсальную систему реального времени в сотрудничестве с Исследовательским центром SETI в Беркли для радиотелескопа Аресибо. Эта система, получившая название ALFABURST, будет использовать семилучевое излучение L телескопа Аресибо для выполнения съемок FRB, потенциально увеличивая размер выборки. В этой системе мы стремимся включить подавление многолучевых совпадений, что уменьшит количество ложных тревог, и автоматический запуск, который будет предупреждать низкочастотные телескопы в случае обнаружения FRB. Аналогичные системы готовятся для южноафриканских следопытов SKA (KAT-7 и MeerKAT) и для пучков с привязанной решеткой международного телескопа LOFAR, которые обеспечивают повышение чувствительности на порядок.

Мы хотели бы поблагодарить доктора Алекса Крауса и сотрудников Effelsberg Radiotelescope за то, что они принимали нас и наши машины во время ранней разработки Artemis.AK, WA и JC хотели бы поблагодарить Leverhulme Trust за поддержку этой работы. Массив Роулингса находится в ведении LOFAR-UK как часть ILT и финансируется LOFAR-UK и STFC. SO поддерживается Фондом Александра фон Гумбольдта.

(PDF) Ограничения на быстрые всплески радиосигнала на частоте 145 МГц с ARTEMIS, серверной частью программного обеспечения реального времени

8Karastergiou et al.

3.1 Результаты

Наше 1446-часовое исследование не привело к обнаружению FRB. Рис.

ure 7 показывает пример записанных событий во время сеанса обслуживания ob-

19 сентября 2014 года.Они состоят из

единичных импульсов от известных пульсаров и источников радиопомех. Во время опроса

программа обработки в реальном времени обнаружила отдельные

импульсов от всех ожидаемых ярких пульсаров, включая B0950 + 08,

B1919 + 21, B1133 + 16, B0525 + 21, B0531 + 21 (пульсар Краб

sar), B2016 + 28, B2020 + 28 и B1237 + 25. Это

продемонстрировало функциональные возможности системы, включая способность

обрабатывать большое количество DM в реальном времени.Мы,

, также случайно обнаружили сигналы от HAMSAT, спутника с низкой околоземной орбитой

, чьи сигналы появляются на низких, ненулевых

DM. Несмотря на сложный адаптивный алгоритм удаления RFI-

ритм, небольшое количество ложных событий было зарегистрировано за

эпоху, и все они оценивались на глаз. Для разрешения 5 мс,

, общее количество таких событий составляет приблизительно

10-4 от общего пространства искомых параметров в DM и времени,

, и поэтому им можно пренебречь во всех расчетах.

На основе покрытия неба и времени съемки, и

при условии изотропного распределения источников и полноты обзора (предостережения см. В Burke-Spolaor & Bannis-

ter 2014; Keane & Petro ff 2015 ), мы получаем верхний предел

для частоты FRB на 145 МГц, из 29 небо-1 день-1 для

событий длительностью 5 мс выше 62 Ян.

Необнаружение FRB на низких частотах и ​​их

низкие числа на 1.4 ГГц затрудняет определение природы этих

источников. Учитывая предполагаемый объем обзора, мы могли бы наблюдать FRB от 1,15 × 106 галактик-звезд, как-

, при плотности галактик 10-2 Мпк-3. Однако промежуток времени

, в течение которого каждая из этих галактик была покрыта лучом

, составляет ∼10−3yr, учитывая размер и склонение

лучей. Предполагая, что объемная скорость FRB в Thornton

et al. (2013) 10-3 Гал-1 год-1, что оставляет нам единственное

потенциальное событие FRB в нашем обзоре.Таким образом, мы должны принять во внимание возможность того, что FRB не возник во время исследования.

Учитывая неопределенность во взаимосвязи между DM и красным смещением

и неопределенность объемных скоростей

FRB в настоящее время, полезно рассмотреть другие

возможные причины необнаружения, такие как спектральный

индекс излучения FRB.

Как показано на Рисунке 5, где ур. 9 из Lorimer et al.

(2013) построено для различных значений спектрального индекса

α, и, как упоминалось в предыдущем разделе, спектральный индекс

влияет на исследуемый объем.Для значений α менее -0,2

исследуемый объем определяется пределом DM. Для этих

значений α, следуя стандартной модели свечи, мы ожидаем, что

увидят все всплески до z≈0,13.

Рисунок 6 воспроизводит центральную панель рисунка 2 из

Lorimer et al. (2013) до z = 1, где показана небесная частота

всплеска, заключенных в заданный объем. Торн-

тонна и др. (2013) ставка отмечена белым крестиком. Наш верхний предел скорости

, 29 всплесков небо-1 день-1, находится ниже

кривой и отмечен красной стрелкой.Предполагая, что

, что FRB произошли во время нашего обзора, и с учетом оговорок

, упомянутых выше, наш нулевой результат можно объяснить тем, что

наиболее удаленных FRB были слишком слабыми для наблюдения из-за их спектра

. Это приводит к пониманию того, что максимальное красное смещение

устанавливается не по соображениям DM, а скорее по спектральному индексу

. Чтобы оценить новое максимальное красное смещение, мы

заметим, что наша частота неба совместима с Thornton

et al.(2013) при более низком максимальном красном смещении 0,09 + 0,02

-0,01.

Это красное смещение, при котором кривая масштабированного расхода Thorn-

тонна на Рисунке 6 также становится 29 sky − 1day − 1. Рис. 5

позволяет нам связать спектральный индекс с новым максимумом

исследованного красного смещения, а ошибки этого спектрального индекса основаны на

ошибках максимального красного смещения. При чтении рисунка 5,

этот образ мышления позволяет нам установить нижний предел спектрального индекса

, равный 0.1 + 0,1

-0,2.

Мы должны отметить, что эта линия рассуждений также приводит к уменьшению эффективного объема обзора до 3,3 × 107 Мпк3,

оставляя примерно одну треть родительских галактик, с которыми мы начали работать,

, которые могут содержать FRB. Если, однако, истинная причина отсутствия обнаружения

кроется в спектральных свойствах —

связи, а не в объемной скорости, то подразумевается, что спектральный индекс

FRB отличается от такового у большинства пульсаров.

В случае пульсаров крутой (отрицательный) спектральный индекс составляет

, что считается показателем процесса когерентного излучения. Отсутствие у

такого крутого спектра в FRB могло бы послужить ключом к разгадке

природы их эмиссионного процесса, который может быть по своей природе более узкополосным, чем пульсары, или характеризоваться

частотно-зависимым излучением. геометрия. Не стоит —

, что два из опубликованных FRB в это время имели положительный спектральный индекс в диапазоне

наблюдений: наиболее вероятное значение α между 7 и 11, со-

рассматривая частотно-зависимую диаграмму направленности луча телескопа, в

Spitler et al.(2014) и 1,3 ± 1,6 дюйма Рави, Шеннон и Джейм-

сын (2015). Оценка спектральных индексов в наблюдаемом диапазоне

затруднена из-за эффектов мерцания и изменения коэффициента усиления, зависящего от частоты

, в луче телескопа. Этот последний эффект

с большей вероятностью приведет к тому, что наблюдаемый спектр

будет иметь более отрицательный наклон, чем его собственный наклон. Таким образом, несмотря на небольшую совокупность FRB с положительным спектральным индексом

, может возникнуть непротиворечивая картина.

При оценке спектрального индекса FRB из нашего обзора

мы предположили, что FRB являются внегалактическими стандартными баллончиками

dles с широкополосным радиоизлучением. Мы также неявно предположили, что объемная скорость FRB, которая отражает скорость

на галактику в год, постоянна с красным смещением. У нас есть

, не проверенная гипотеза стандартной свечи, тогда как объемная скорость

мкм может быть функцией красного смещения, аналогично скорости звездообразования

, зависящей от красного смещения.

4 ОБСУЖДЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Мы разработали ARTEMIS, систему быстрого обнаружения переходных процессов в реальном времени

на базе графического процессора, которая работает с отдельными станциями LO-

FAR. Мы использовали развертывание в массиве Rawlings

, чтобы продемонстрировать функциональность и производительность системы

, использующей известные пульсары. Мы провели 1446-часовую съемку с дрейфовым сканированием

для FRB, обыскав пространство DM до

320 см-3пк. С рядом аргументов, связанных с чувствительностью

и собственными спектрами FRB, а также с некоторыми простыми предположениями об их природе

, мы оцениваем, что у нас есть

обследованных тома из 3.3 × 107Мпк3.

Не было обнаружено FRB в обзоре на массиве Rawlings

или, действительно, на станции Нансай, и мы получаем up-

на лимит в 29 FRB небо-1 день-1 с параметрами

нашего поиска. Необнаружение могло быть связано с одной или несколькими

из следующих причин: недостаточный объем обследованных для

достаточного времени, межзвездное и межгалактическое рассеяние, и

собственные спектры FRB.

c

0000 RAS, MNRAS 000, 1–10

Как далеко могут поддерживать двустороннюю радиосвязь

Один из наиболее распространенных вопросов, которые люди задают, когда ищут двустороннюю радиосвязь или беспроводной домофон как далеко они общаются? К сожалению, этот вопрос похож на вопрос: «Как далеко впереди?». Здесь задействовано множество переменных, и нет простого однозначного ответа. Краткий урок по передаче радиосигнала необходим, чтобы понять всю проблему дальности действия.

Если вы достаточно взрослые, чтобы помнить, когда радио AM было популярно, возможно, вы слышали радиостанции, которые находились за сотни миль от вас. Для частот ниже 2 мегагерц (МГц) эти сигналы следуют за кривизной Земли, потому что они отражаются от атмосферы. Таким образом, радиосигналы AM в малошумной среде могут приниматься радиостанциями, находящимися далеко за горизонтом за сотни миль.

Двусторонние радиостанции и домофоны, доступные для покупки, обычно находятся в диапазоне частот от 150 до 900 МГц. В отличие от AM-радиоволн, радиоволны на этих частотах распространяются по прямым линиям и, как правило, не могут распространяться за горизонт или за твердые препятствия.

Но, как и во всех общих правилах, есть исключения из правил. Несмотря на то, что эти частоты проходят по путям «прямой видимости», радиосигналы могут проходить через многие неметаллические объекты и улавливаться сквозь стены или другие препятствия.Несмотря на то, что мы не можем видеть между антеннами передатчика и приемника, это по-прежнему считается прямой видимостью радиоприемников. Кроме того, радиоволны могут отражаться или отражаться от поверхностей, поэтому прямая линия между радиоприемниками не всегда может быть такой прямой.

Зная, что наши радиоволны распространяются по прямым линиям, чтобы вычислить их максимальную дальность действия для двусторонней радиосвязи, мы должны учитывать кривизну Земли. Когда вы стоите на Земле и нажимаете кнопку разговора на своем радио, радиоволны идут прямо, и в конечном итоге они просто уйдут прямо в космос, как только пройдут горизонт.Таким образом, расстояние до горизонта технически является максимальной дальностью связи для двусторонней радиосвязи. Но вы также должны учитывать высоту антенны.

Чтобы найти линию расстояния до горизонта для данной высоты антенны, мы можем использовать эту формулу: горизонт в километрах = 3,569, умноженный на квадратный корень из высоты антенны в метрах. Рисунок 1 иллюстрирует эту формулу.

Итак, если высота антенны радиоприемника составляет 6 футов или 1,82880 метра, горизонт находится на расстоянии 4,83 км или 2,99 мили, что соответствует точке B на рисунке.Конечно, этот расчет предполагает, что приемная антенна лежит прямо на земле, поэтому ее повышение приведет к увеличению линии участка.

Точка C на иллюстрации показывает другой радиоприемник с антенной на высоте 6 футов, так что теоретически вы должны иметь возможность общаться почти на 6 миль. На самом деле, для двух человек, несущих портативную радиостанцию ​​двусторонней связи, максимальное расстояние связи на ровной поверхности без препятствий составляет от 4 до 6 миль.

Итак, вам может быть интересно, почему вы видите радиостанции с заявленной дальностью 25 миль или выше. Технически они могли общаться так далеко. Точка D на рисунке 1 показывает башню на вершине горы. Если вы стоите на вершине этой башни, то теперь высота вашей антенны преодолевает большую часть кривизны Земли, и вы можете общаться намного дальше.

Есть и другие факторы, которые влияют на дальность действия двусторонней радиосвязи, такие как погода, точная используемая частота и препятствия. Выходная мощность радио тоже имеет значение.

Еще одним важным фактором, определяющим расстояние, на котором будет осуществляться двусторонняя радиосвязь, является ее выходная мощность.Эта выходная мощность измеряется в ваттах. Вы, вероятно, слышали, как одна из FM-радиостанций передает мощность 50 000 или 100 000 Вт. Ну, портативная рация двусторонней связи бизнес-типа обычно вещает на 1-5 Вт. Автомобильное мобильное радио может передавать от 5 до 100 Вт. Чем больше ватт у радио, тем дальше оно может передавать.

Почему это? Когда вода движется по трубе, она по пути теряет давление. Когда электричество течет по проводу, он теряет ток. Когда объект катится, он в конечном итоге перестает катиться из-за трения.Радиоволны действуют по тем же законам физики, что и все остальное, поэтому по пути будет потеря сигнала. Но если вы примените большее давление воды, больше электрического тока или заставите катящийся объект двигаться быстрее, вы получите большее расстояние от всех них. То же самое и с радиосигналом. Увеличение мощности в ваттах у источника помогает преодолеть любое «сопротивление» в пути.

Имейте в виду, что для портативных радиостанций с батарейным питанием большая мощность — не всегда хорошо. Чем выше мощность, тем быстрее разрядятся ваши батареи.

Еще одним фактором, определяющим дальность связи двухсторонней радиостанции, является частота, которую она использует, и среда, в которой она используется.

Есть два основных формата для большинства двусторонних радиостанций. Это сверхвысокочастотное (UHF) радио и очень высокочастотное (VHF) радио. Ни одна из полос частот по своей сути не лучше другой. У каждого из них есть свои плюсы и минусы. Оба формата являются эффективными способами общения с другим человеком, поэтому выбор подходящего радио зависит от вашего приложения.

Двусторонние радиостанции обмениваются данными друг с другом с помощью радиоволн. Радиоволны имеют разные частоты, и, настроив радиоприемник на определенную частоту, вы можете уловить определенный сигнал.

Радиоволны передаются серией циклов, один за другим. Вы всегда будете видеть аббревиатуру «Hz», используемую для обозначения частоты радио. Герц равен одному циклу в секунду.

Радиоволны измеряются в килогерцах (кГц), что равно 1000 циклов в секунду, или в мегагерцах (МГц), что равно 1000000 циклов в секунду — или 1000 кГц.Соотношение между этими единицами такое: 1000000 герц = 1000 килогерц = 1 мегагерц.

Вы ​​также можете услышать термин «длина волны», когда слышите о радиоволнах. Этот термин появился на заре радио, когда частоты измерялись как расстояние между пиками двух последовательных циклов радиоволны, а не количество циклов в секунду. Более низкие частоты производят более длинную волну (ширина каждого цикла увеличивается на более низких частотах).

Что важно в длине волны для двусторонней радиосвязи, так это то, что она влияет на дальность передачи при определенных условиях.Большая длина волны, соответствующая более низкой частоте, как правило, позволяет радиосигналу проходить на большее расстояние.

Более низкие частоты или более длинные волны также обладают большей проникающей способностью. Это одна из причин, по которой они используются для связи с подводными лодками. Радиоволны VLF (очень низкие частоты) (330 кГц) используются для проникновения в морскую воду на глубину примерно 20 метров. Таким образом, подводная лодка на небольшой глубине может использовать эти частоты.

Итак, из того, что вы прочитали выше, вы можете подумать, что VHF всегда является лучшим выбором для двусторонней радиосвязи независимо от того, где вы ее используете, поскольку она имеет более низкую частоту, чем UHF, и сигнал может распространяться на большее расстояние. Это не обязательно правда. Несмотря на то, что VHF имеет лучшую проникающую способность и может путешествовать дальше, это не обязательно делает его лучшим выбором для использования в зданиях. Помните разговор о длине волны выше? Длина волны имеет большое влияние на дальность передачи.

Чтобы объяснить это, предположим, что мы общаемся от одной стороны металлического коммерческого здания к другой. Между этими двумя точками находится металлическая стена с трехфутовым дверным проемом. Металл — враг радиоволн, и они обычно не проходят сквозь него.

Для нашего примера предположим, что длина волны УВЧ, которую использует радиостанция, составляет около полутора футов в ширину, а аналогичная радиостанция УКВ имеет ширину около пяти футов. Это примерно их нормальные длины волн.

Когда радиомодуль UHF передает свой сигнал, полторы волны шириной ступни проходят через дверь, так как дверь шире, чем длина волны. УКВ сигнал будет полностью отражен, так как он шире, чем дверной проем.

Ваша микроволновая печь является примером этого.Стеклянная входная дверь имеет металлическую сетку с очень маленькими отверстиями. Микроволны, являющиеся чрезвычайно высокой частотой, имеют длину волны всего несколько дюймов. Сетка удерживает микроволны в духовке, но позволяет заглядывать внутрь, потому что световые волны имеют микроскопическую длину волны.

Только представьте, что вы идете по зданию с шестом шириной пять футов. Вы столкнетесь с теми же проблемами, что и сигнал VHF. А теперь представьте, что вы идете по зданию с шестом шириной всего в полторы фута, как волна УВЧ.Намного меньше дверных проемов, через которые нельзя пройти.

Единственное предостережение: беспроводные сигналы будут проникать через гипсокартон, кирпичную кладку, человеческие тела, мебель, стеновые панели и другие твердые объекты. Однако все эти объекты уменьшат силу сигнала. Чем плотнее объект, тем сильнее он ослабляет сигнал. VHF преодолеет эти препятствия лучше, чем UHF, но это не обязательно означает, что VHF лучше для использования внутри помещений, поскольку мы продолжаем обсуждать причины этого в разделе UHF ниже.

В нашем примере выше мы предположили, что у вас металлическая стена с проемом. Если вы перевернете это, и у вас будет металлический предмет высотой в метр перед передающей станцией, тогда VHF выиграет. Поскольку объект шириной три фута, он полностью блокирует UHF-сигнал, тогда как VHF-сигнал обходит его. Более низкие частоты, такие как VHF, легче рассеиваются вокруг больших гладких препятствий, а также легче проходят сквозь кирпич и камень.

Для большинства приложений более низкие радиочастоты лучше для большего радиуса действия.Об этом свидетельствует радиовещательная телекомпания. Типичная УКВ-станция работает с мощностью около 100 000 Вт и имеет радиус действия около 60 миль. Радиостанция УВЧ с радиусом охвата 60 миль требует передачи 3 000 000 Вт.

Так что нет однозначного выбора, что лучше, VHF или UHF. В радиотехнологиях много «черной магии», поэтому не всегда легко сказать, какая из них лучше подойдет для вашего приложения. Чтобы помочь вам выбрать лучшую технологию, ниже приводится более подробная информация о каждой из них.

Радиодиапазон UHF для коммерческих радиостанций составляет от 400 до 512 МГц. До недавнего времени он не использовался широко. Теперь радиочастота UHF используется для двусторонней радиосвязи, GPS, Bluetooth, беспроводных телефонов и Wi-Fi.

Существует больше доступных каналов с УВЧ, поэтому в более густонаселенных районах УВЧ может быть менее подвержено помехам от других систем. Дальность действия УВЧ также не так велика, как УКВ в большинстве случаев, но этот уменьшенный диапазон может быть положительным в некоторых случаях. Поскольку диапазон УВЧ меньше, вероятность того, что удаленные радиостанции будут мешать вашему сигналу, меньше.

Хотя УКВ может лучше преодолевать физические преграды, такие как стены, это не означает, что он обеспечит большую зону покрытия в здании. Более короткая длина волны УВЧ означает, что он может проникнуть через большее количество помещений в вашем здании, как мы обсуждали выше. В примере с шестом, который мы вам показали, сигнал УВЧ имеет меньше препятствий, которые полностью его блокируют.

Чтобы подчеркнуть различия в радиусе действия внутри помещений, ниже приведен отрывок из брошюры ведущего производителя двусторонней радиосвязи о прогнозируемой дальности одной из их линий портативных двусторонних радиостанций VHF и UHF:

«Оценка покрытия: На полной мощности, в прямой видимости, без препятствий дальность действия составляет примерно 4+ мили.Покрытие внутри помещений на УКВ составляет примерно 270 000 кв. Футов и 300 000 кв. Футов в УВЧ. Ожидайте около 20 этажей вертикального покрытия на ОВЧ и до 30 этажей на УВЧ. Примечание: дальность действия и зона покрытия являются приблизительными и не гарантируются ».

Большая длина волны VHF затрудняет прохождение ею сквозь стены, здания и неровный ландшафт. Поэтому дальность действия VHF-радиостанций в этих условиях будет уменьшена. Это не обязательно может быть проблемой, если необходимая дальность действия составляет всего несколько сотен футов.Вы также можете добавить внешнюю антенну к базовой станции VHF в помещении, которая уменьшит или устранит некоторые из возникающих проблем.

Одним из недостатков UHF является то, что FCC требует, чтобы вы получили лицензию на работу на этих частотах, хотя многие частоты в бизнес-диапазоне VHF также требуют лицензии. Если вы выберете радиостанцию ​​на частотах VHF MURS, вы сможете использовать ее без лицензии (см. Ниже).

Еще одно преимущество короткой длины волны, создаваемой более высокой частотой УВЧ, заключается в том, что антенна радиоприемника может быть короче, чем эквивалентная радиостанция ОВЧ.Это может сделать его более удобным для переноски в качестве портативного радиоприемника, хотя большинство производителей находят способ сделать антенны короче на своих портативных УКВ радиостанциях.

FM-радио, двусторонняя радиосвязь и телевизионные передачи работают с использованием VHF. Диапазон VHF, специально предназначенный для коммерческих радиостанций, составляет 130–174 МГц.

Радиостанции UHF и VHF подвержены влиянию факторов прямой видимости, а VHF — немного в большей степени. Волны проходят сквозь деревья и скалистые ландшафты, но не всегда так хорошо, как это делают частоты УВЧ. Однако, если волна VHF и волна UHF будут переданы через область без барьеров, волна VHF будет проходить почти вдвое дальше. Это упрощает передачу УКВ на большие расстояния.

Если вы работаете в основном на открытом воздухе, возможно, лучшим выбором будет УКВ-радио, особенно если вы используете радиостанцию ​​базовой станции в помещении и добавляете внешнюю антенну. Чем выше вы можете разместить антенну, тем дальше вы сможете передавать и принимать. Единственным исключением из использования УКВ-радио на открытом воздухе является использование его в густо лесистой местности.В этих условиях УВЧ-радио может лучше передавать сигнал сквозь деревья.

Радиостанции VHF также имеют меньшее количество доступных частот. Вероятность возникновения проблем с другими радиоприемниками может быть выше. Однако FCC недавно уменьшила эту проблему, когда открыла двусторонний радиочастотный спектр, названный услугой MURS. MURS расшифровывается как Multi-Use Radio Service. Эта услуга предназначена для использования в США и некоторых странах, которые соблюдают правила FCC. Это маломощная служба ближнего действия в радиочастотном диапазоне УКВ 150 МГц.На частотах MURS есть 5 каналов с 38 кодами конфиденциальности под каждым, что позволяет вам принимать разговоры только с радиостанций, передающих ваш код. FCC не требует, чтобы пользователи продуктов для MURS были лицензированы.

С MURS вы можете добавить большую или внешнюю антенну для увеличения дальности действия. Если вы хотите установить антенну на крыше вашего здания или башни, вы можете сделать это с помощью MURS. Некоторые производители антенн заявляют, что внешняя антенна может увеличить эффективную излучаемую мощность передатчика в 4 раза.Эти домофоны MURS могут передавать до нескольких миль, а может быть и больше с внешней антенной, в зависимости от местности и высоты антенны (может быть до 60 футов над землей).

Одним из преимуществ беспроводных радиостанций VHF является то, что срок службы батареи почти всегда лучше, чем у аналогичных устройств UHF. Для портативных раций это плюс.

Таким образом, если вы планируете использовать свои двусторонние радиостанции в основном внутри зданий, то UHF, вероятно, является лучшим решением для вас, но во многих приложениях VHF все еще может работать нормально, поскольку ему не нужно передавать далеко .Если вы в основном используете двустороннюю радиосвязь для связи на улице, тогда УКВ будет хорошим выбором, если только область, которую вы покрываете, не покрыта густым лесом или на пути радиосигнала есть много зданий.

Любая радиотехнология может сработать для вас, если у вас действительно нет большого радиуса действия. Вы также можете установить ретрансляторы, которые передают сигнал УВЧ, но это обычно очень сложно сделать. Вы можете найти в своем городе ретранслятор, который сделает это за вас за ежемесячную плату.Для большинства приложений ретранслятор не нужен, и радиостанции VHF или UHF сами по себе сделают свое дело.

Об авторе:

Дэвид Онслоу — директор по маркетингу и технологиям на сайте www.IntercomsOnline.com. Они продают рации двусторонней связи, беспроводные домофоны и другие устройства связи.

СРН-55

← Мягкое кресло

CIA

NRP

Антенны

Направленная антенна поста прослушивания 1500 МГц

СРН-55 представлял собой компактный широкополосный направленный сверхвысокочастотный (СВЧ)
антенна, разработанная примерно в 1970 г.
Голландская радиолокационная лаборатория (NRP)
для США
Центральное разведывательное управление (ЦРУ),
в рамках долгосрочного исследовательского проекта под названием
Кресло.Антенна охватывает диапазон частот от 1300 до 1950 МГц,
и обычно использовался как часть секретного сообщения для прослушивания (LP).

Антенна состоит из двух квадратных печатных плат (PCB),
каждый из которых содержит фидер с несколькими псевдоконическими элементами,
которые вместе образуют фазированную антенную решетку, которая покрывает всю полосу частот 1300-1950 МГц
частотный диапазон, обеспечивая при этом отличное усиление ~ 17 дБ [1].

Антенна SRN-55 обычно использовалась как часть поста прослушивания (LP) для
прием скрытого подслушивающего устройства (жучка), работающего с 13:00
и 1600 МГц, например
СРТ-107.В этом случае понижающий преобразователь SRR-145
и SRR-56
или приёмник SRR-91A.

На изображении выше показана типичная направленная антенна SRN-55, если смотреть сзади.
Он заключен в защитный кремовый корпус из полиэстера с N-образным
гнездо антенны в точке питания справа.Собственно печатные платы антенны находятся на другой стороне.
(здесь не видно) и окрашены в белый цвет.
Металлический каркас
в центре дает дополнительную силу
и позволяет устанавливать на штатив. Это вообще было размещено
по горизонтали, чтобы соответствовать вертикальной поляризации
Антенна СРН-58
передатчик.

На схеме ниже примерно показано расположение антенны СРН-55.
Поскольку это набор синфазных диполей, сложенных в стопку, направление
излучение находится под углом 90 ° от поверхности, как показано стрелкой
Маркировка Нормальная .Чем больше диполей используется, тем уже будет ширина луча.
быть.

Фактическая ширина луча показана здесь двумя фиолетовыми плоскостями и варьируется
от 10 до 17 градусов во всем частотном диапазоне. Угол
весь луч (как видно из Нормального) также отклоняется с частотой
от -25 до + 15 °. Этот угол известен как Squint .
[4].

Антенна была оптимизирована для диапазона 1300 — 1950 МГц, но ее
характеристики ни в коем случае не являются постоянными в этом диапазоне.Следующие четыре
диаграммы напечатаны на этикетке на задней стороне антенны, так что ее
поведение на определенной частоте легко предсказать.

Коэффициент усиления составляет от 14 до 17,5 дБ во всем диапазоне, с наилучшим
производительность между 1500 и 1800 МГц и пиковая около 1700 МГц. Относительно
высокий коэффициент усиления обусловлен тем, что ширина луча довольно мала,
результат сложенных диполей.Обратите внимание, что антенна используется сбоку,
для получения вертикальной поляризации, которая выполняется для согласования
передатчик.

Радиоприемник на стоячей волне напряжения (КСВН) является мерой импеданса
рассогласование антенны и линии передачи [2].
Значение 1,0 указывает на оптимальное соответствие импеданса, при котором
никакая сила не теряется. КСВН ниже 1,5 будет приемлемым для
данный частотный диапазон.Схема выше показывает
измеренный КСВ СРН-55 во всем диапазоне частот,
что никогда не бывает хуже, чем 1: 1.6 .
Наилучшая производительность достигается в диапазоне от 1400 до 1850 МГц.

Ширина луча уменьшается почти линейно с увеличением частоты.
На практике это будет между 10 ° и 17 ° с самым узким лучом (10 °).
происходит на частоте 1900 МГц. Узкий луч частично отвечает за
относительно высокий коэффициент усиления этой антенны во всем диапазоне частот.

Антенна состоит из ряда уложенных друг на друга диполей, которые
соединены линией передачи фиксированной длины. Эта линия фиксированной длины
можно рассматривать как неизменяемый фазовращатель (φ).
В идеале мы хотим, чтобы все диполи
быть синфазным, но это произойдет только на одной конкретной частоте (1500
МГц в данном случае). На других частотах (нежелательный) фазовый сдвиг) вызывает
виртуальный наклон луча, известный как Squint [4].Поскольку СРН-55 обычно размещается горизонтально
(как показано на схеме вверху страницы),
Squint добавляет лучу виртуальное вращение.

Все ссылки, показанные красным, в настоящее время недоступны.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2021 © Все права защищены.