Говард Sodja, W6SHP w6shp@amsat.org на
основе статей, ранее опубликованных в The AMSAT Journal июля 1990 года и
ноябрь-декабрь 1991 года и OSCAR Новости Август 1989 года и июне 1991 года.
Проблемы обслуживания с моей системе спутникового луча из-за его интенсивного использования на Microsats побудило меня экспериментировать с всенаправленные антенны. Моя первая попытка была с 70см плоскости земли. Результаты были неутешительными. Печать не был на 100%, пока птицы не было 10 градусов над горизонтом, да и то глубокие исчезает, когда птицы были высокого оставил меня с несколькими периодами отсутствия печати на каждом проходе. J-полюс и дискоконусная пользователи антенна Я говорил с были так же разочарованы.
Как я часто менял поляризацию на моих спутниковых лучей, чтобы сохранить уровень сигнала нисходящей линии связи, я рассуждал решением было бы пара отключаемым левой и правой рукой с круговой поляризацией всенаправленные антенны. В поисках любительский антенны литературу только круговой поляризации всенаправленные антенны я нашел, были в Справочнике Satellite экспериментатора . Простота конструкции и настройки сделаны Lindenblad антенна естественным выбором.
Из справочника спутника экспериментатора. Не в масштабе.
Как можно видеть на рисунке 1 выше, антенна Lindenblad состоит из четырех полуволны сложенном диполей наклонена на 30 градусов к горизонту, ориентированных на 90 градусов друг к другу по азимуту, разнесены друг от друга на 0,3 длины волны. Они связаны между собой четырьмя половиной волна 300 Ом twinlead линий, которые разделяют импеданс петлевой вибратор путем четырех, где они подключаются к коаксиальному магистраль (см. рисунок 2 ниже). Удаленный коаксиальный реле переключатель выбирает либо RHCP (Right Hand круговой поляризацией) или LHCP (Левая рука круговой поляризацией) антенна, которая затем идет на предусилитель GaAs FET.
Из справочника спутника экспериментатора. См. таблицы 1 и 2 для размеров. Не в масштабе.
Мои 70см Lindenblads доставлен сигнал, который дал мне твердую печать, когда 1200 бод PSK Microsats были 5 градусов над горизонтом, до тех пор, как я изменил поляризацию во глубоких исчезает. Я часто получал прерывистый печать ниже 5 градусов. Накладные расходы нуль показано на рисунке 1 (B) компенсируется увеличением мощности сигнала, как птицы становятся выше. Навеселе от производительности этих антенн, я отстрелил статью для AMSAT Journal ( примечание 2), чтобы поделиться своим открытием с другими разочарованных всенаправленных пользователей антенн.
Неизвестный мне, моя статья содержит ошибку, что смещение ошибки экспериментаторы Руководства Satellite, давая мне 1,1:1 КСВ, когда он появился у меня должна была несоответствие ( сноску 3). Справочник неправильно указано сложить дипольный точке питания в Lindenblad находится в 300 Ом. При расчете сопротивления для моей коаксиальный соответствующий раздел, я сделал ключевую ошибку ввода калькулятора. Мой 93 Ом коаксиальный соответствия раздел должен быть 61 Ом. Как я получил КСВ я ожидал, я никогда не перепроверить свой соответствующий расчет раздел импеданса.
Стю, WD4ECK / 7, предпринял углубленное теоретическое исследование этой очевидной аномалии с MININEC ( сноска 4), мощный программы анализа антенны. Его исследования показала, что близко перекрытия расстояние добавил индуктивный компонент для каждого петлевой вибратор в точке питания Z, поднимая мое от ожидаемых 300 Ом до 573,5 + j431.1. Когда подается через моих фазирующих линий этот неожиданно высоким Z соответствовало моему теоретически слишком высокую 93 Ом соответствия раздел, давая мне мой низкий КСВ. Стю показали, что несоответствие реактивная составляющая в моем "интуитивной прозорливости" матч дает мне низкого КСВ на счет хранения некоторую власть в ближнем поле моего антенны ( сноска 5).
Для получения нереакционноспособный резистивный точке питания сопротивление сложенные диполи в Lindenblad должен быть сокращен с их "свободное пространство" резонансных длин. Эти укороченные размеры сложной функцией диаметра петлевой вибратор к длине соотношений дистанционирующих. Это соотношение не может быть сведена к простой формуле. Использование MININEC, Стю построены таблицы 1 и 2 , которые дают размеры и в результате сопротивления для сложенными диполей в конфигурации Lindenblad для 2м и 70см спутниковых диапазонах.
Стю затем проверяется теорию, построив MININEC-образцу 70см Lindenblad выступавшую как предсказано. Затем я построил LHCP и RHCP 2 метра MININEC моделируется пару Lindenblads и также подтвердил свои выводы. Мой КСВ для обеих антенн как предсказано MININEC, 1,35 к 1. Коаксиальный балун четверть волны (сноска 6), настроенный с погружной метра и на расстоянии 7/8 дюйма от коаксиального фидера, соединяет сбалансированный фазирующий строку в моей коаксиальный.Без балун мой КСВ было почти 1,5 к 1.
Играя с различными MININEC конфигураций Стю решил построить еще один Lindenblad с размерами для КСВ 1:1. MININEC указано, что он есть 200 Ом точке питания с сложенными диполей длиной 29,5 см с 1/4 дюйма в диаметре нижнего элемента и № 14 провод Верхний элемент расстоянии 1,3 см. Это приведет к идеальной 50 Ом матча после параллельных линий, разделенных фазирования это на четыре.
Но Стью 200 Ом "Линди" был 1,3:1 КСВ на частоте дизайна. Примерно в это время Рон, W6XY присоединились наши усилия по созданию идеального Lindenblad, но с использованием другого подхода ( примечание 7). Он тоже нашел 1:01 КСВ неуловимым. Как мы экспериментировали и испытаны различные конфигурации Lindenblad несколько точек стало ясно.
Как мы и подозревали, мой комментарий в июле 1990 AMSAT Journal экспериментировать с маршрутизацией фазировани линий, пока вы не получили самый низкий КСВ был в действительности меняется электрическую длину фазировани линий, которая изменила импеданс видел по коаксиальному магистраль 50 Ом . Некоторые строители сообщили необходимости слегка сократить свои фазировкой линии, чтобы получить их КСВ ниже 1,5:1.
Стю и Рон попытался с помощью коаксиального фазировкой линии, чтобы избежать этого, подозреваемых twinlead проблемы взаимодействия поля. Стю использовал коаксиальный рукав балун на каждом элементе точке питания и Рон не сделал. Но это 1:01 КСВ-прежнему ускользает от нас. Тесты показали, что на 437 МГц изменение мм в длину в 50 Ом коаксиальный фазовых линий сделал заметную разницу, больше, чем с 300 Ом twinlead фазирующих линий.
Примерно в это время QST опубликовал статью, объясняющую некоторые из ограничений MININEC в ( сноска 8). Стю также установил контакт с профессиональной антенной дизайнерской фирмы, которые раньше MININEC. Он узнал, что даже профессионалы должны обрезать и тонкой настройки их MININEC смоделированные антенны для учета «реального мира» факторов. Стю и Рон были фактически в "реального мира" диапазоне и следовало ожидать. Стю обнаружил, что его резонансные частоты, чтобы быть постоянно в диапазоне от 1 до 2 процентов выше, чем ожидалось, в то время как Рон нашел его, будет ниже, на ту же сумму, с использованием различных строительных материалов и конструкций.
Некоторые из переменных, которые были найдены, чтобы осуществить полное сопротивление, не приходится на MININEC являются
Наша борьба за золотой КСВ 1:1 был больше из-за нашего пытается быть дизайн пуристы и проверки MININEC, а не из необходимости. КСВ строители сообщают в оперативном незначительным, поскольку даже 1,5:1 КСВ только приводит к 5 процентов (0,2 дБ) потери мощности в линии без потерь ( сноска 9). С низких линий потери мы сталкиваемся с нашими спутниковых антенн, ваша потеря сигнала КСВ должен быть менее 1 дБ (меньше, чем человеческое ухо может воспринимать). Немного суетиться с маршрутизацией постепенное линии и, возможно, их длины должны вознаградить вас с КСВ ниже 1,5:1.
Нисходящем канале 1200 бод Microsats "является RHCP при использовании обычного PSK и LHCP при использовании косинусоидальным. Это потому, что турникет фазовые линии меняются, когда различные транспондеры используются. Но когда есть глубокие QSB вы должны переключиться поляризации взять с собой сигнал обратно для поддержания твердого печать. Поэтому очень важно, чтобы вы были в состоянии переключиться Lindenblads (поляризации) во время прохода.
Я также использую пару 2 метра Lindenblads для моей линии связи и считают, что они превосходят мою линейные (groundplane) антенны. Определить, какие восходящей линии поляризацию использовать, наблюдая, если количество байт PG отображает увеличивается с каждой передающей всплеска.
Как быть организованным и перемещение над проектом часто является наиболее трудоемким часть, я рекомендую строить как RHCP и LHCP антенн в то же время. Вы найдете все, что вы делаете на второй антенны займет часть времени он сделал на первой. И в моем случае второе было построено лучше. Практика делает совершенным.
Я использовал некоторые лом четверть дюйма толщиной плексиглас для моего 70 см Lindenblad (см. рисунки 3 и 4). Дерево или любой другой непроводящей материал будет работать нормально.
LHCP 70см Lindenblad антенны
Схема сокращений, сделанных на 1/4 дюйма пластика 8 1/8 х 8 1/8 квадратных дюймов. Дрель четыре 1/4 дюйма диам. Угловой радиус отверстия в первую очередь.Затем вырежьте в сторону отверстия. Дрель 1/16 дюйма диам. петлевой вибратор отверстия крепления, чтобы соответствовать сложенные диполи после дипольных крепления сделаны. Петля № 20 автобус провод вокруг петлевой вибратор и через монтажные отверстия и крутить тугой на другой стороне, чтобы обеспечить.
Примечание 1: Монтажные отверстия для петлевым вибратором. 1/16 диаметра ».
Примечание 2: Дипольные крепления присоединяются с 1/2 "на 1/2" угловой скобки или другие средства, чтобы положить конец каждого плеча, сверху конце рукояти, как показано. Все вершины наклон в одном направлении.
См. Рисунок 5 для элементов крепления деталей.
Дипольные крепления крепятся к основанию с 1/2 дюйма квадратных угловых скобках, вырезанных из экструдированного алюминия и крепится с помощью аппаратных латуни. Вы можете приклеить или винт дипольных крепления к основанию, если позволяют ваши материалы. Элементы привязаны к монтирует с голого провода и закреплены с помощью пайки.
Для моего 2-х метровой линии связи "Линди" (см. рисунок 6) я использовал 3/4 дюймовые белые ПВХ труб, армированных деревянных дюбелей связанных внутри с ПВХ цемента. Это усиление имеет важное значение, где вы будете зажима или бурения. Используйте длину дюбеля усиленный ПВХ (или другой непроводящей мачты материал) для поддержки "X" бум, который выходит за рамки, где ваши фазирующие линии соединяют вместе на ваш коаксиальный. См. рисунки 7 и 8 для деталей.
LHCP и RHCP 2 метра Lindenblads
Фитингов из ПВХ 'T' с плоскими заглушками предоставляет поверхность для болтов пластиковые шайбы. Элементы крепятся к распорок с проводом большого избыточного.
2 метра балун Lindenblad и фаза деталь крепления линии. SWR будет варьироваться в ветреную погоду, если они не прикреплены к прокладками или мачты.
Я рекомендую делать джигу с дюбелями (или других круглых объектов) установлен на борту или на рабочем месте для формирования ваши элементы. Дополнительное время делает джигу будет платить за себя, когда вы делаете ваши 8 сложенные диполи. Заполнение 1/4 дюйма трубки с песком при изгибе это позволит свести к минимуму деформацию трубы или коллапс. Я использовал твердую 1/4 дюйма алюминиевый стержень, чтобы избежать этой проблемы.
АМСАТ Журнальная статья Рона описывает его использование на открытом воздухе электроэнергетической поле для центральной ступицы его 70 см "Линди", с коаксиальных фазовых линий внутри четыре 1/2 дюйма ПВХ труб бумов, которые поддерживают сложенные диполи. Сложенные диполи, изготовленные из ТВ twinlead запечатаны внутри труб из ПВХ и прикреплен к концам штанг из ПВХ с ПВХ "Т" арматуры. Это дает аккуратный прочный непогоды структуру ( примечание 7).
Я решил остаться с twinlead фазирующих линий, поскольку они легко построить и простой в использовании для настройки. Также хочу передать, а также получать на моих "Lindys". Клифф, W6HDO сообщил дым от его RG-58 / U коаксиальный рукав балун, когда он кормил мощностью 100 Вт на его Lindenblad.
На рисунке 9 показано подход, используемый Lindenblads ФАУ. Параллельные стержни служат как бумов поддержки элемент и линий электропередачи Открытая линия.Этот подход может обойти проблемы взаимодействия, рассмотренных выше.
Lindenblads на верхней части Федерального агентства авиации управления Аэропорт башня в Мерсед Калифорнии
Ваш поляризация будет RHCP (по часовой стрелке) или LHCP (против часовой стрелки) с точки зрения просмотра градусов склоны 30 от центра основания. Рисунок 1 (А) LHCP.
Размеры делителя мощности поэтапному односпальные линии свинца в таблицах 1 и 2 рассчитаны на обычного 300 Ом ТВ двойной свинца с коэффициентом в 0,82 скорости. Если вы используете линию передачи с другим фактором скорости, настроить эти длины по формуле:
14998,7 х коэффициент укорочения
1/2 длины волны (см) = -------------------------
Частота. в МГц
Маршрутизация из 4 полволна поэтапного линий влияет на общий канал Z, где они соединяются с коаксиального кабеля. Эксперимент с маршрутизацией ваших фазовых линий, пока вы не получите самую низкую КСВ, сохраняя все 4 линии, как симметричная и разделены, как практично. Возможно, вам придется немного сократить эти строки, чтобы получить хороший матч.
Для непогоды балун коаксиальный четверть волны и магистраль подачи я свернул небольшие кусочки COAX-SEAL (TM) в липких нитей, чтобы обернуть вокруг все открытые экранирование и провода. Тогда я формованных их пальцами, чтобы сформировать хорошие аккуратные твердых влагоизолирующие уплотнения. Будьте осторожны, используя кремний, как я могу засвидетельствовать коррозионного воздействия это оказывает на коаксиальных щитов.
Мне очень хотелось, чтобы проверить мои 70см Lindenblads, как только я закончил строительство их так я прикрепил их к пара старых метлах и закреплены их хомутами к балкам в моем чердаке восемь футов друг от друга. Их выступление было настолько хорошим, я решил оставить их там от разрушительного действия на погоду и крупных пернатых птиц.
Я получил твердую печать на 1200 бод PSK Microsats когда S метр моего FT-726R, указанный по меньшей мере 1,5 (мой уровень шума является S1). Всякий раз, когда счетчик S снижается до S2 или 3 я перейти Lindenblads (поляризации). Это всегда приводит сигнал обратно до целых 6 единиц S тех пор, пока птицы выше 5 градусов. Я обнаружил, что я обычно нужно переключиться вблизи горизонта и когда птицы находятся рядом накладных расходов. Если я не слышу птицу на AOS времени, изменение поляризации принесет его из шума.
К сожалению, ни Omni антенны не даст приемлемого отношения сигнал-шум для широких полосы 9600 бод ФСК спутников. Я был в состоянии держать мой каталог обновляется, но скачивание файлов было крайне медленным, и непрактично, как вы можете получить более высокую пропускную способность на 1200 бод PSK Microsats.Попадая в очереди трудно из-за более низкой ЭИИМ. Станции, расположенные в районах с низким отчета утверждение восходящего лучших результатов на 9600 бод ФСК спутников.
Когда я попытался работать мощностью 100 Вт с моими 2 метра всенаправленных антенн, тяжелая desense заблокировали мой 70см нисходящей линии приемник. Я отделил мои восходящей и нисходящей линий всенаправленные антенны на 30 футов, что снизило мою режим JA desense. Я был удивлен, что я мог еще больше сократить свой desense, указывая свои отключенные лучи 2m/70cm под прямым углом к моим Lindenblads.
Выходные провел создания в полости desense фильтр Режим J ( примечание 10), что я, расположенный между дистанционным поляризации переключения реле коаксиальный и предусилитель близко к антеннам устранены оставшиеся проблемы desense. Там не было заметно вносимые потери (менее 0,5 дБ), но два метра восходящей линии связи, затухает в течение 50 дБ на выходе фильтра. Вы не можете передавать через этот фильтр, поэтому он должен быть удалены или отключены для передачи на 70 см. Конструктивные особенности доступны.
При сравнении мой 2м и 70см Lindenblads с моим 2м и 70см наземных самолетов и дискоконусная (как для восходящей и нисходящей линий), никогда не были, ГП или дискоконусная сильнее самый сильный из Lindenblads на Microsats, ФЛ-20, АО-21 , RS-10 или RS-12. Lindenblad обычно лучше. Но часто GP и дискоконусная были сильнее слабого Lindenblad. Поэтому вам нужно построить как в LHCP и RHCP пару с удаленным реле коаксиального так что вы всегда можете иметь самую сильную Lindenblad на линии.
Я сравнил мою Lindenblad переключение поляризации с моим KLM пересекли Яги, чтобы увидеть, если некоторые Lindenblad исчезает, что я предполагал, были изменения поляризации были, возможно, на самом деле обнуляет в диаграммы в Lindenblad в. Мой Яги последовательно подтвердил это были реальные изменения поляризации как показано Lindenblads. Как распечатать является твердой, когда PSK Microsats выше 5 градусов, любые нули Lindenblad являются оперативно незначительным.
Использование Lindenblads как для восходящей и нисходящей линий на FO-20 (режим JA) я могу начать копировать себя, когда птица достигает 5 градусов мощностью 100 Вт ЭИИМ. Высшее в проходе только 10 ватт необходимы. Я также могу digipeat через Microsats выше 5 градусов.
Мой эксперимент на режим JA FO-20 показывает изменения поляризации непредсказуемы. У меня было до 14 изменения поляризации на один проход, без видимых корреляции между восходящей и изменений поляризационных нисходящей линии связи. После перевала с 14 изменений, которые я контролироваться 10 метров и нашел его широко открыты для Японии, Австралии, Южной Америке и СССР. Другие проходит было гораздо меньше изменений поляризации. Только один проход не было изменения от AOS в Лос-. Эти предварительные тесты показывают, ионосферы и / или геомагнитный поляризацию условия эффект. Более эксперименты необходимы, чтобы увидеть то, что может быть причиной этого явления ( примечание 11).
Для наземного приема 2 метра FM мой GP и дискоконусная, как правило, превосходит любой Lindenblad. Ожидается, что это, как большинство станций вертикальную поляризацию. Но Lindenblad часто превосходит мою GP и дискоконусная если станции находятся на расстоянии, а не прямой видимости.
Этот проект является немного сложнее, чем другие точечные источники антенн для спутникового использования, но это намного проще и дешевле, чем стандартный башни, установленной с круговой поляризацией азимута и угла места вращающийся балочной системы. Они идеально подходят для портативного или квартиры операции, где балки непрактичны. И Lindenblads определенно превосходит более простые всенаправленные антенны, плюс они практически не требуют обслуживания.
Обратная связь от других строителей Lindenblad подтверждает мои наблюдения. Некоторые производители сообщили хорошую производительность без балунов, что упрощает конструкцию. Для изменения КСВ упомянутой исключением ранее я не мог обнаружить любую эксплуатационную улучшение, когда я добавил свои балунов.Конечно, «теория» говорит, что вы должны использовать балун кормить сбалансированной нагрузки уговорить.
Lindenblad зарекомендовала себя, чтобы превзойти линейной поляризации всенаправленные антенны на всех активных низким спутников Земли орбиты. После того, как слово выходит я ожидаю, что "Линди" станет антенна выбора для всенаправленных спутниковых антенн.
146 МГц Lindenblad Характеристики антенны:
Размеры даны в сантиметрах, импедансы в Ом.
# 12 Провод 1/4 дюйма диам.
----------------------------------
Расстояние Длина Сопротивление Длина Сопротивление
-------------------------------------
4 87,3 299,3 84,9 288,1
5 86,4 296,3 84,1 284,8
6 85,6 293,5 83,3 281,5
7 84,7 289,9 82,5 278,0
8 83,8 286,0 81,5 273,3
9 82,9 281,9 80,5 268,4
10 82,0 277,5 78,8 265,0
15 77,2 251,5 74,8 238,5
20 71,8 219,8 69,2 207,7
Фаза линия длиной twinlead (0,82 VF) 84,2
0,3 элемент волна расстояние 61,6
437 МГц Lindenblad Характеристики антенны:
Размеры даны в сантиметрах, импедансы в Ом.
# 12 Провод 1/4 дюйма диам.
----------------------------------
Расстояние Длина Сопротивление Длина Сопротивление
-------------------------------------
2 27,9 282,4 26,7 264,0
3 27,0 269,3
4 26,0 252,8 24,9 231,9
5 25.0 235.4
6 24,0 217,7 22,7 193,5
7 22,7 195,8
Фаза линия длиной twinlead (0,82 VF) 28.1
0,3 элемент волна расстояние 20,6