А.Щербаков
 

Антенна Музыченко

А Вы ноктюрн сыграть смогли бы-
На флейте водосточных труб?
(В.Маяковский)

Авиадиапазон включает частоты от 118МГц до 136МГц.
Чтобы для нужной частоты высчитать длину волны, делим 300 (скорость света в тысячах километров) на частоту в мегагерцах. Например, для 118МГц длина волны будет составлять 2,54метра.

Как показали мои предыдущие изыскания, длина волны авиационного диапазона соразмерна элементам крыла – тросам, растяжкам трубам. Поэтому изготовление антенны для дельталёта с приемлемой диаграммой направленности (желательно круговой) является непростой задачей.

Моя предыдущая конструкция антенны типа четвертьволновой штырь, неплохо работала на приём, но на передачу работала неудовлетворительно из за большого КСВН (коэффициент стоячей волны по напряжению).

Кроме правильного размещения антенны и её геометрии отдельной задачей является так же согласование линии от антенны до радиостанции.

В поисках разумных вариантов Данила Денисов (DeDan69) привлёк специалиста в области антенностроения Юрия Музыченко, который смог не только рассчитать антенну, но и предложил вариант её согласования с линией.

Подобными изысканиями в этот момент занимался и я, но если геометрию и точку расположения антенны я понял как рассчитать, то вопрос согласования с линией до сих пор остался для меня открытым – не нашел методику расчета согласующего ВЧ-трансформатора.

Для расчета геометрии использовалась программа MMANA-GAL, в которую и Музыченко и мне пришлось вогнать трубы каркаса и троса крыла (делали параллельно и независимо). В результате расчетов  Юрий Музыченко предложил вариант вертикального диполя, закрепляемого на мачте крыла вертикально. Только такой вариант даёт приемлемую, с учетом искажений вносимых железом крыла, диаграмму направленности. А в роли согласующего ВЧ-трансформатора предложил использовать отрезок кабеля, проходящий внутри трубки антенны.

Расчетный КСВ антенны не превышает 2,5 в большей части диапазона. Диаграмма направленности за счет искажений привносимых конструкцией дельталёта хоть и далека от идеального шара, но всё же, вполне сносна относительно других конструкций  и мест расположений антенны.

Так мы антенну и решили назвать в честь разработчика Юрия Музыченко – антенна Музыченко. Пусть создателю будет приятно.

Конструкция

Конструктивно антенна изготовлена из отрезка металлопластовой водопроводной трубы 1/2 дюйма. Металлопластовая труба состоит из 3-х слоёв – изолирующего внешнего слоя белого пластика, слоя толстой алюминиевой фольги и внутреннего слоя пластика.

В качестве элементов антенны используется как раз алюминиевая фольга такой трубы.
Конструкция на рисунке изображена так, что нижняя половина трубы антенны и изолирующее кольцо показаны в разрезе.

Для изготовления антенны необходимы:

• Отрезок металлопластовой водопроводной трубы 1/2 дюйма длинной 550+550+15=1115мм.
• Отрезок ВЧ-кабеля РК-50 или подобного.
• Разъем BNC (байонет) корпусной (т.е. с резьбой под гайку, которой данный разъем крепится к корпусу прибора).
• Флюс для пайки алюминия, паяльник 40Вт, припой.
• Клеевой пистолет (Имеется ввиду пистолет, который разогревает заправляемые в него пластиковые палочки до расплавленного состояния. Этот пластик позже опять застывает на воздухе).
• Дрель, свёрло, нож.
• Аккуратность и 1час времени.

Изготовление

Последовательность операций по изготовлению следующая:

1. Выровняйте по длине и ровно отпилите отрезок трубы длиной 1115мм.
2. Наметьте его середину и отступив от середины по 15-16мм в обе стороны снимите кольцо внешнего слоя пластика до алюминиевой фольги. (Я снимал вручную ножом, но это муторное занятие и возможно на наждаке было бы быстрее). Алюминиевую фольгу старайтесь не повредить.
3. Опять наметьте середину отрезка трубы и отметив по 7,5мм от него в обе стороны снимите кольцо из слоя фольги стараясь не повредить внутренний слой пластика (Я аккуратно снимал ножом).
4. Опять наметьте середину отрезка трубы и на нём просверлите во внутреннем пластике отверстие по диаметру изоляции кабеля РК-50.
5. Пропустите кабель через просверленное отверстие и протащите его через какую либо из половинок отрезка трубы.
6. Разделайте кабель и припаяйте его внутреннюю жилу к центральному штырьку разъема BNC, а оплётку к корпусу этого разъема.

7. Вклейте разъем в корпус трубы с помощью клеевого пистолета так, чтобы корпус разъема был ИЗОЛИРОВАН от алюминиевого слоя фольги в торце трубки. Для надёжности можно использовать отдельное изолирующее кольцо, показанное на рисунке голубым цветом, но я обошелся аккуратным вклеиванием, т.к. застывший пластик превращается в прекрасный изолятор.
8. Подтяните кабель через отверстие, обрежте и разделайте его так, чтобы можно было бы припаяться к кольцам оголённой алюминиевой фольги.
9. Механически зачистите фольгу в месте пайки и с помощью флюса для алюминия припаяйте экран кабеля к части трубы в которую вклеен разъём, а центральную жилу к другой части (это важно не перепутать). Старайтесь паять быстро и трубу не перегревать.
10. Смойте флюс, прозвоните тестером антенну касаясь щупом алюминиевой фольги – центральный штрырёк BNC-разъема должен прозваниваться с частью дальней от разъёма, а корпус разъема должен прозваниваться на ближнюю к разъему часть антенны.
11. С помощью клеевого пистолета аккуратно покройте кольцом центральную часть со снятыми слоем внешнего белого пластика слоем нового пластика из пистолета. (Тем самым будет достигнута защита от влаги металлических частей, приклеен кабель и механические свойства поврежденной трубы так же улучшатся).

Опять же с помощью клеевого пистолета залейте пластиком отверстие в торце трубы где не стоит разъем изготовив тем самым в торце пластиковую заглушку от влаги. Фольга так же должна быть залита пластиком заглушки.

Собственно всё, антенна готова.
Антенну подобной конструкции можно соорудить из любых подручных материалов. Главное соблюдать геометрию и пропустить провод от антенны к разьёму внутри трубы не забывая о том, что это не просто провод, а согласующий ВЧ трансформатор.

Крепление антенны.

Антенну следует расположить так, чтобы конец с заглушкой торчал выше мачты крыла, а конец с разьемом был закреплён к мачте. В качестве креплений я использовал два обычных металлических хомута.

В том случае, если по каким-либо причинам (в габарит ангара не лезет крыло с антенной) невозможно закрепить антенну так, чтобы весь конец от торцевой заглушки до места пайки торчал над мачтой, допускается сместить антенну ниже (на минимально возможное расстояние, не более 15-20см). При этом несколько уйдёт резонансная частота и увеличится КСВ, но особого фатализма нет.

Испытания

Измерения с помощью КСВ-метра, любезно предоставленного Дмитрием Волгиным (d_v), на моём крыле показали КСВ=1,3 при смещении антенны ниже по мачте на 10см, на крыле Данилы КСВ=1,5 при смещении ниже на 20 см. (На частоте 123.45).

Антенна была испытана Данилой на связи с Ватулино 125.50 (великолепные приём-передача на расстояние до 60км), так же мы проверили работу на связи между нашими бортами в воздухе на маршруте.

Я испытал, что труба антенны сохраняет жесткость и не деформируется при скоростях до 150км/ч на пилотаже.

При измерениях с помощью КСВ-метра дополнительно было выявлено, что крайне желательно при изготовлении антенны и при изготовлении линии от антенны к рации использовать кабель одной марки. По крайней мере, мне пришлось кабель от антенны к рации переделывать.

назад