Антенны

Внешняя антенна (Харченко) для 3G интернета

Друзья попросили как то помочь с интернетом в загородном доме. Тактическая обстановка такова – частный сектор, окраина маленького городка. Рядом высокие деревья. Двухэтажный бревенчатый домик с железной крышей. 3 G сеть есть только в одной точке дома, не всегда и чуть-чуть. Словом, не десятки километров до вышек сотовой связи, как это бывает совсем за городом, а где то совсем рядом, почти, что за стеной. Понятно, что нужна внешняя застенная антенна, пусть и с небольшим усилением. Поскребя по сусекам обнаружил остатки своих собственных антенных экспериментов. Железки были разной степени комплектности, поперекладывав и поприкладывав их друг к другу пришел к выводу, что самым простым способом для меня будет восстановить антенну Харченко в 3G исполнении. От сдвоенной антенны отпаял одну из восьмерок-вибраторов со стойками, в обрезках фольгированного текстолита нашел и основание-отражатель от проволочного варианта из двухстороннего материала. Порядок – антенна, имеющая невысокое, но усиление, направленная. Сделан простейший аналог шарнира с двумя степенями свободы, для ориентации антенны в пространстве.

Что понадобилось для работы

Набор инструментов для мелкой слесарной работы, набор инструментов для электромонтажа. Небольшая горелка для пайки крупной железки, фен строительный или специальный, для работы с термотрубками. Лобзик с принадлежностями, для выпиливания вибратора и креплений, удобнее и точнее получается ювелирным с крупнозубой пилкой, например №0.

Используемые материалы[i][/i] – фольгированный текстолит или стеклотекстолит, обрезок квадратной трубы 20х20 мм, коаксиальный кабель, кусок монтажного провода, термотрубки, шлифовальная шкурка разных номеров, ЛКМ, ветошь, мелочи.

Итак, приступим. Здесь нашелся уже готовый вибратор от прошлых конструкций. Мне гораздо больше нравится вариант, выпиливаемый из листового материала. По сравнению с гнушечками из проволоки он позволяет гораздо точнее соблюсти спроектированную геометрию, симметрию конструкции, хотя и требует несколько больше возни. Вибратор можно выпилить из нетонкой листовой меди или латуни ювелирным лобзиком. Вариант для более распространенного лобзика по дереву со штатными пилками – фольгированный материал – заготовки для изготовления печатных плат. Из него же можно сделать и основание-экран. При этом стойки-изоляторы удобно сделать из нетолстых полосок того же фольгированного материала и собрать всю конструкцию пайкой.

Размеры антенны на эскизе. Для изготовления вибратора удобно действовать так — вибратор-восьмерку вычерчиваем в Автокаде и распечатываем в масштабе 1:1. Подбираем подходящий кусок стеклотекстолита (текстолита) без изъянов со стороны фольги.

Если найдется заготовка с двухсторонним фольгированием, не горе – с обратной ненужной стороны фольга без труда удаляется с нагреванием (для размягчения клея). Удобно нагревать строительным феном. В подобных случаях действовал так – заготовку клал на кусок ровной дощечки и за край (заготовки) прижимал к краю стола струбциной. Фен включал на вторую передачу и нагревал свободный край. Периодически пробовал поддеть ножом край фольги на углу заготовки. Когда клей размягчается это легко удается. Дальше, нагреваем отрываемые участки, а край фольги зажимаем и наматываем на пинцет.

Бумажный эскиз в масштабе 1:1 прикладываем к заготовке со стороны фольги и слегка накерниваем углы рисунка. Лучше не полениться и закрепить рисунок на текстолите, чтобы случайно не сместить его во время процедуры. Ну хотя бы бумажным скотчем или любой другой липкой лентой. Отрываем, в смысле – аккуратно отклеиваем эскиз и сверяясь с рисунком по точкам вычерчиваем созвездие. Удобно применять слесарный разметочный карандаш с острым твердосплавным наконечником. Он оставляет тонкую хорошо заметную царапину, в отличие от простого карандаша или фломастера не стирающуюся пальцами.

Выпиливание. Как уже говорилось, здесь лучше применить лобзик ювелирный. Я уже говорил, что это мой любимый инструмент? Пилки для него имеют свой номер в зависимости от толщины и крупности зуба. Пилки №0 (для ювелирного применения довольно крупные), раз в пять тоньше обычных пилок для дерева. Пилят стеклотекстолит хорошо, мало тупятся этим весьма абразивным материалом, срез чистый и точный, радиус поворота тоже весьма мал. Единственный момент – обычный ювелирный лобзик не сможет выпилить некоторые внутренние места этого вибратора, нужен лобзик с рамкой увеличенной глубины.

Некоторые неровности спилов лучше бы выровнять – удобно применить кусок шлифовальной шкурки положенной на тонкое плоское основание, например, на кусок листового металла или хотя бы фанеры, ДВП. Образующаяся тонкая пыль вредна – работать с проветриванием, а лучше на улице.

Медный слой вибратора нужно зачистить мелкой шкуркой, лучше «нулевкой» — крупностью 1500, 2000. Если медная фольга не слишком окислена, хорошо работают канцелярские резинки. Пройтись по фольге несколько раз сменяя направление зачистки на перпендикулярное. В конце, предохранить работу слоем нитролака.

Стойки вибратора. В принципе, в углах вибратора (120 ̊) при симметричном его изготовлении, находятся пучности тока, потенциал там нулевой. В этих местах можно применить металлические стойки. Однако, таких мест 2, а для прочности (ветроустойчивости относительно парусной легкой рамки) лучше бы применить не менее трех. Кроме того, тонкий фольгированный стеклотекстолит не всегда идеально ровен, особенно, в тонких деталях из него. Используя несколько точек крепления этот недостаток можно нейтрализовать или уменьшить до приемлемого.

В таком случае, это должны быть стойки-изоляторы. Для изготовления таких стоек удобно использовать тот же фольгированный стеклотекстолит. Стойки будут представлять собой неширокие (~10мм) пластинки с тонкими полосками фольги на концах. Проще и аккуратнее всего их получить способом травления, подобно печатным платам. Участки фольги которые следует оставить покрывают лаком (например, битумным), или защищают иным способом, остальная фольга растворяется в травильном растворе. Удобнее всего использовать водный раствор хлорного железа. После травления, детали промывают водой, сушат, защитный лак удаляют растворителем, медные участки лудят.

Для удобного травления, в середине каждой стойки просверлено отверстие. Деталь нанизывается на медную проволочку (старый обмоточный провод, он в лаковой изоляции). За эту проволочку детали периодически извлекаются для осмотра.

Установка стоек на вибратор. Сборка, коль скоро у нас тут собрались медные детали, делается пайкой. Для точной (и одинаковой) высоты каждой стойки воспользовался простейшей оснасткой – деревянным кубиком с плоскопараллельными торцами (спил сделал на торцевой маятниковой пиле) высотой 36 мм. На него кладется вибратор, сбоку прикладывается стойка. Предварительно вибратор размечается для однотипного и симметричного размещения стоек, места паек очищаются от лака и лудятся. Сборка получается удобной и точной.

Подготавливаем (выпиливаем, притупляем острые кромки, размечаем отверстия и места для пайки стоек) основание. Сделал его из подходящего кусочка двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Также от предыдущих опытов. С электричеством.

Конструкция в сборе получается очень жесткой и прочной.

Траверса антенны сделана из обрезка стальной квадратной трубы 20х20 мм. Первым делом сделал прямоугольный спил на одном из концов заготовки. Небольшой УШМ с тонким абразивным диском. Некоторую погрешность нейтрализовал подгонкой на электроточиле. Заготовку зачистил от окислов, покрыл нитролаком. Прямой конец трубы зачистил и залудил с кислотным флюсом, отмыл его остатки, высушил.

Пайку к обратной стороне основания антенны можно делать уже нейтральным флюсом. Место пайки зачищено и залужено. Отверстие для коаксиального кабеля находится внутри трубы, кабель пропускается через нее. Для пайки можно использовать мощный паяльник. Здесь применил небольшую газовую горелку. Грел только стальную трубу рядом с местом пайки. При пайке открытым пламенем нужно пользоваться неорганическими негорючими флюсами – канифольные загораются. Место пайки при этом оказывается в копоти, его приходится подготавливать заново.

На трубе, перпендикулярно длинной оси симметрии просверлил два сквозных отверстия. Ближнее к антенне – ось вращения, второе для фиксации в выбранном положении.

Коаксиальный кабель пропустил через элементы конструкции, предварительно разделанный конец подключил к соответсвующим точкам вибратора. Зафиксировал кабель от выдергивания несколькими кольцами термотрубки (лучше применить с клеящим слоем) и капроновыми стяжками.

Работа антенны предполагалась с разными устройствами, посему оснастил ее кабель бесконтактным подключением – петлей связи из отрезка мягкого медного монтажного провода, сечением около 0.5 мм2. Длина отрезка около 20 см. Он включается между центральной жилой и оплеткой свободного конца кабеля. Внутрь входит даже довольно большой прибор (телефон), для работы с USB модемом петлю связи удобно скрутить восьмеркой и сложить вдвое.

Антенна показала хорошую работоспособность.

Babay Mazay, апрель, 2020 г.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть