Увага ртутні антени!. Частина друга.

Вчора в инете знайшов цю статтю. Адреса: http://rw6afn.chat.ru/r_./2408201012000046.htm . Це з приводу авторських прав.
Наприкінці ніби як написано – далі буде і далі повна тиша. Звичайно багато чого, вірніше ВСЕ в цій стстье чутки. Тим часом я вже років десять (або дев'ять? ..) Користуюся антеною на основі червоної ртуті.
Але все по порядку. Тут наводиться повний текст вищеназваної статті.

На жаль програма і керування здійснюється від старого-старого "Сінклера". З IBM-мовской платформою я так і не освоївся

Діаграма спрямованості антени зберігається в діапазоні частот з перекриттям f max /f min = 2. 2,5 Характеристика спрямованості антени симетрична відносно площини розташування її провідників.

Для збільшення спрямованості даної антени застосовують спеціальну програму управління плинністю червоної ртуті, що дозволяє сфазіровать падаючу на нього частину енергії в сторону першого детектора поля. У площині "полотна" антени фаза напруженості поля повинна бути близька до фази поля, випромінюваного самим полотном, тоді складання синфазних полів випромінюваного і відбитого сигналів збільшує коефіцієнт спрямованої дії (КНД) антени в десятки разів! Фаза відбитого поля залежить від форми і розмірів "стовпчиків" червоної ртуті, але, головним чином, і від відстані між ним і полотном антени, вірніше, що одне і теж – перпендикулярів між "стовпчиками".

Так, напімер, в діапазонах частот 890 … 960 МГц для GSM-900 антена має коефіцієнт біжучої хвилі (КБВ) не гірше 0,97 і КНД не гірше 47 дБ в порівнянні з напівхвильового диполів. У діапазоні частот 1710 … 1880 МГц КБВ антени не гірше 0,95, а КНД – не гірше 46 дБ.

Жучки в кабінеті Фіделя Кастро ми не почуємо, але зону покриття стільникового зв'язку в 3 … 4 рази одержуємо вільно.

Конструкція антени ясна з малюнка.

Антена складається з 12 однакових порожнистих герметичних U-образних диполів, об'єднаних в сотувую структуру. Всередині цих диполів залита червона ртуть. Зважаючи на її надплинності достатньо 5 … 10 мг на диполь. Бажано повітря всередині диполів замінити інертним газом або просто азотом. Але я цього відразу не зробив. і поки все працює, нічого не окислитися.

По центру U-образних диполів розташовані скління, що працюють у НВЧ діаппазоне, білізком до гармоніка резонансних частот молекул червоної ртуті.

Як відомо червона ртуть – це, в основному розчин фосфористий сполук у ртуті. Завдяки активності фосфору і плинності ртуті ця речовина має дуже велику силу поверхневого натягу (приблизно 10 000 … 20 000 разів більш, ніж у води) і, отже, легко розтікається аж до товщини шару в 200 … 300 молекул (!!!), тобто практично невидимого шару.

На цьому і заснований принцип дії ртутної антени. Підібравши амплітуди напруги генератора накачування ми можемо регулювати довжину стовпа в герметичних колінах U-образних диполів Встановивши двотактний генератор накачування і регулюючи фазовий значення його амплітуди можна регулювати з дуже великою точністю висоту стовпів червоної ртуті незалежно в кажом з колін U-подібного диполя.

U-образний диполь виготовляється з листового полікарбонату завтовшки 2 мм.

Листовий полікарбонат – найміцніший зі всіх замінників скла. Полікарбонат – прозорий пластик, легкий і в 200 разів більш міцний, ніж скло, і в 8 разів міцніше ПВХ і акрилового пластику. Полікарбонат має низьку теплопровідність. Хороші оптичні властивості полікарбонату при повній Радіопрозрачні, панелі якого мають високу светопроводімостью і не дають спотворення при проходженні радіохвиль, роблять даний матеріал оптимальним для використання в конструкціях антен. Антени з полікарбонату більш довговічні, хоча й дорожче, ніж продукція з аналогічних матеріалів. Лист полікарбонату важить набагато менше, ніж аналогічний лист з акрилу або ПВХ. Він легко обробляється за допомогою термопістолети.

Всю конструкцію U-подібного диполя можна розділити на три елементи – дві стійки і підстава коліна. Для виготовлення виточують три оправки з легкообрабативаемого металу, наприклад алюмінію. Далі, нагріваючи листовий полікарбонат тепловим пістолетом формують на оправці відповідний елемент. Після формування початок і кінець зварюють в трубу. місце зварювання ретельно зачищають і потім зашліфовивают.

Нижче наведені креслення одного U-подібного диполя


Єдина складність полягає в калібрування такого U-подібного диполя. Її доводиться робити окремо для кожного диполя. При цьому напруга на вході генератора накачування і на вході фазового управління має витримуватися з точністю до 1 .. 5 мВ в широкому діаппазоне навантажень і температур. Ну так про джерело живлення я напишу окремо, він схоже самий трудомісткий у виготовленні, так як його внутрішнє сопратівленіе повинен наближатися до нуля.

Далі все просто. Беремо книгу Зіновія Шера "Антени решітки і стільникові антенні структури в формулах" тупо здираємо звідти формулу розрахунку діаграми спрямованості потрійний счетверенной U-образної антеною решітки та забиваємо в програму Сінклера. 48К цілком вистачає для управління антеною в будь-якому діаппазоне стільникового зв'язку.

Програма наведена нижче:

Антенна решітка фокусує сигнал на звичайну антену.

Основний розрахунковий параметр визначає робочу частоту антени. Для потрійний счетверенной U-образної антеною решітки коефіцієнт спрямованої дії – КНД виявляється максимальним при \ / \ / = 0,4.

Максимальний КБВ = 0,98 досягається при відносинах \ / \ / = 0,25 … 0,5. КБВ становить величину не менше 0,9. Тому для середньої частоти робочого діапазону антени була обрана величина L = 80 мм, при це = L / / \ ~ 0.37.

Крім L, на величину КБВ впливають ширина вібраторів антени d і відстань від полотна антени до певого детектора. Зазвичай рекомендується вибирати d = 0,033 / \. Max,, де / \. Max – максимальна довжина хвилі робочого діапазону антени.

У нашому випадку d – 10 мм. З точки зору підвищення КНД антени відстань до рефлектора бажано зменшувати, а з точки зору узгодження – збільшувати. У даній конструкції воно становить 45 мм, що забезпечує зазначені вище характеристики антени.

Полотно антени 1 і перший детектор 2 виготовлені з односторонньо фольгованого фторопласту марки ФФ-1 товщиною 1 … 1,5 мм.

Полотно антени утворено двома симетричними квадратними осередками, які вирізаються з фольгованого фторопласту із зовнішнього боку по контуру антени. Внутрішній контур зигзагоподібної антени процарапивается різаком з боку фольги, після чого фольга зсередини контуру антени видаляється.

Для полегшення процесу видалення фольги її можна попередньо прогріти потужним паяльником. При бажанні можна видалити і більшу частину діелектрика усередині контуру антени.

Антена харчується коаксіальним кабелем з хвильовим опором 50 Ом. До точці Б припаюють центральний провідник кабелю, звільнений від екранує обплетення, а до точки А – оплетку (екран).

Кабель прокладають уздовж вібраторів, що утворюють одну зі сторін осередку антени, і виводять через точку нульового потенціалу антенного полотна П. Для кріплення кабелю застосовують розплавлений полікарбонат. Далі кабель закріплюють на стійці і виводять через отвір. До кінця фідера припаюють роз'єм FME 740, до якого пригвинчується перехідник (антенний адаптер, його можна придбати а салонах стільникового зв'язку) під роз'єм зовнішньої антени стільникового телефону.

Слід зазначити, що величина КБВ сильно залежить від типу застосовуваного коаксіального кабелю. Як правило, чим тонше кабель, тим більше його загасання, що погіршує характеристики антени. У той же час тонкий кабель при підключенні його до телефонного апарату менше сковує руху абонента, такий кабель зручніше підключати до антенного адаптера. У загальному випадку, якщо відстань від точки, в якій антена забезпечує прийнятну якість сигналу, до місця розташування телефонного апарата становить не більше 2 … 4 м (наприклад, антена розташовується усередині приміщення біля вікна), то можна використовувати більш тонкий кабель з поліетиленовим діелектриком (наприклад РК 50-1,5-11).

Для роботи з антеною, перед подачею напруги живлення, антену направляють вертикально вгору, щоб вся червона ртуть скла вниз до генераторів накачування. Далі включають напруга живлення і дають прогрітися системі 5 … 10 секунд. корисно на всяк випадок легко струсити антену.

Після цього вмикають комп'ютер і перевертають антену в робоче положення. Для більш чіткого визначення напрямку в основі антени укріплений компас.

Частина третя. Методика настроювання і роботи ртутної антени та фотографії

Далі я розповім про властивості червоної ртуті. Варто її виготовлення недорого. отримати її теж досить неважко. Єдина проблемми – її зберігання. За рахунок надтекучості і підвищених сілповерхностного натягу відомі випадки протікання крізь пори хімічної керамічного посуду. Ну про це далі.

Частина четверта. Властивості, використання та отримання червоної ртуті