Вузли закріплення пасивних елементів антени

У цьому матеріалі пропонуємо Вам для ознайомлення вузли для закріплення пасивних елементів для спрямованих УКХ антен «хвилевий канал» на діапазони 144 і 432 МГц.

 

 

Це виконання вузла закріплення є, по суті справи, типовим рішенням для подібних конструкцій антен і передусім продиктовано сукупністю рішень з вибору конструкційних матеріалів для траверси антени, її розмірів, необхідної міцності і довговічності конструкції від дії вітрових навантажень, температурних та інших погодних умов. Важливою у виборі конструкції є наявність необхідних матеріалів, технологічного інструментарію і досвіду роботи з подібними конструкціями.

Траверсою цих антен, за сукупними умовами, були вибрані легкі труби круглого перерізу з дюралюмінію: на 144 МГц – діаметром 30 мм, а для 432 МГц – 22 мм.

Пасивні елементи антен виготовлені з легкого дюралюмінієвого прутка діаметром 4,5 мм на 144 МГц і діаметром 3 мм – на 432 МГц, але можна використати відповідні трубки, за наявності.

Однією з важливих умов конструктивного виконання цього вузла є електрична ізоляція пасивного елемента від металевої траверси антени. Ця ізоляція виконується конструктивно, для чого використовується листовий склотекстоліт СТЭФ-У-5 ТУ 16-89И79.0066.002ТУ, завтовшки 5 мм для 144 МГц і 4 мм – для 432 МГц.

  

Рисунок 1  Вузол антени на 144 МГц.                                  Рисунок 2  Вузол антени на 432 МГц.

На рисунках 3 і 4 показані складові елементи вузлів антени на 144 МГц та 432 МГц відповідно.

 

Рисунок 3   Складові елементи вузла антени на 144 МГц.

 Рисунок 4  Склад вузла антени на 432 МГц.

            де:  поз. 1 - пластина-ізолятор; поз. 2 - пасивний елемент антени; поз. 3 - підкладка; поз. 4 - U-подібний болт; 5 - гайка; 6 - шайба, А і Б - базові поверхні.

При виготовленні деталей вузла необхідно звернути увагу на точність виконання деталей, що входять в нього, а також на необхідність виготовлення спеціальних пристосувань для окремих деталей. 

  1. Пластина-ізолятор. Ці деталі праві і ліві.

Зовнішні розміри пластин-ізоляторів для вузлів різні:

-  144 МГц: 60 х 25 ± 0,1 мм, діаметр двох отворів 4,5 ± 0,2 мм, ширина паза: 4,5+0,5 мм, глибина паза: 2-0,25 мм. Базова поверхня для свердління отворів в пластинах-ізоляторах - А, розмір від бази до осьової лінії отворів – 7 ± 0,25 мм; розмір між отворами на осьовій лінії симетричний по довжині пластини-ізолятора і визначається по уточненому діаметру труби траверси конкретного виконання, дві товщини підкладки, діаметру прутка U-подібного болта і має допуск не співвісності ± 0,25 мм. Базова поверхня для виконання паза - Б, розмір від бази до осьової лінії паза - 7 ± 0,25 мм;

-   432 МГц: 40 х 25 ± 0,1 мм, діаметр двох отворів: 3,2 ± 0,2 мм, ширина паза: 3,0+0,2 мм, глибина паза: 1,4-0,2 мм. Базова поверхня для свердління отворів в пластинах-ізоляторах - А, розмір від бази до осьової лінії отворів - 8 ± 0,25 мм; розмір між отворами на осьовій лінії симетричний по довжині пластини-ізолятора і визначається по уточненому діаметру труби траверси конкретного виконання, дві товщини підкладки, діаметру прутка U-подібного болта і має допуск неспіввісності: ± 0,25 мм. Базова поверхня для виконання паза - Б, розмір від бази до осьової лінії паза - 7 ± 0,25 мм.

  1. Виготовлення U-подібних болтів виконується слюсарним способом, для чого необхідно виготовити спеціальне циліндричне пристосування, окремо для антени на 144 МГц (великого розміру) і 432 МГц, на токарному верстаті. Пристосування показані на рисунку 5.     

Рисунок 5  Пристосування для виготовлення U-подібних болтів і підкладок.

Вони виконані як ступінчасті циліндри. Менший діаметр кожного пристосування відповідає діаметрам труб траверс антен, на  більшому діаметрі передбачені по дві проточки, в яких формуються U-подібні болти. Внутрішні діаметри проточок відповідають діаметру застосованої труби траверси, плюс дві товщини підкладки, а зовнішній (більший) діаметр дорівнює діаметру застосованої труби траверси, плюс дві товщини підкладки і плюс два діаметри відповідного U-подібного болта.

Ширина проточок – діаметр прутка U-подібного болта плюс 0,5 мм.

Одна з проточок на кожному пристосуванні виконана діаметром, рівним діаметру застосованої труби траверси.

При виготовленні заготівки U-подібного болта її довжина визначається з урахуванням діаметра труби траверси, подвійної товщини пластини-ізолятора і двох комплектів метизів (шайба пласка і по дві гайки). Довжина заготівки під U-подібний болт на діаметр труби 30 мм і під U-подібний болт на діаметр 22 мм – 138 мм і 105 мм відповідно.

Довжина нарізі на U-подібних болтах становить 18 мм і 14 мм відповідно. Виконують нарізь на заготівці U-подібного болта відповідною леркою (плашкою) на токарному верстаті або слюсарним методом вручну, затиснувши заготівку в лещатах.

Для зручності в роботі, при використанні слюсарного методу, радимо виконати попередній технологічний вигин заготівки.

Для цього необхідно:

- встановити заготівку в проточку циліндричного пристосування;

- торкаючись центром заготівки до проточки, зігнути її під кутом 110÷120 градусів;

- закріпити заготівку в лещатах і виконати нарізь з одного боку заготівки;

- переустановити заготівку іншою стороною і виконати нарізь з іншого боку заготівки.

Після нарізання нарізі на U-подібних болтах потрібно зігнути їх до необхідної форми. Зручно це виконувати в циліндричному пристосуванні, закріпленому в лещатах, використовуючи дерев'яний або гумовий молоток.

 

  1. Підкладка.

Виготовляється з листа м'якого алюмінію завтовшки 0,5 мм і шириною 20 мм для 144 МГц і 15 мм – для 432 МГц. Довжина заготівки 78 і 53 мм відповідно.  Згинання кутиків, що утворюють отвори для U-подібних болтів, виконують слюсарним способом з використанням оправки – відрізка прутка пасивного елемента антени відповідного діаметра. Остаточне згинання до необхідної форми виконують у відповідному циліндричному пристосуванні.

Найскладнішою деталлю в цьому вузлі є пластина-ізолятор. Від точності її виготовлення залежить механічна якість усього вузла. Для свердління отворів спочатку необхідно виготовити два прості пристосування-кондуктори. На рисунку 6 показано кондуктор для свердління отворів у пластині-ізоляторі вузла антени на 432 МГц.

Рисунок 6  Груповий кондуктор для свердління отворів у пластині-ізоляторі.

Аналогічно виконаний кондуктор для вузла антени 144 МГц.

На рисунку 7 зображений кондуктор зі сторони закладання пластин-ізоляторів.

Рисунок 7  Вид на кондуктор  зі сторони закладання деталей.

Місткість кондуктора – чотири пластини (див. рисунок 6). Розміри місткості для закладання деталей виконані по оптимальних розмірах пластин, що дозволяє встановити чотири деталі одну над іншою, за трьома базовими площинами пристосування досить точно в полі допуску, і зафіксувати деталі болтом. Корпус кондуктора виготовлений методом зварювання.

Потрібно звернути увагу на виконання базових стінок місткості для закладання деталей. У кутах є вертикальні щілини, по яких необхідно точно пакетувати деталі (див. рисунок 6). При виготовленні кондуктора наявність цих щілин дозволяє доопрацьовувати малими напилками внутрішні розміри місткості для закладання деталей.

Свердління отворів має виконуватися на вертикально-свердлувальному верстаті або дрилем в штативі. Послідовно виконують два отвори в деталях через кондукторні отвори верхньої плити пристосування. Вихід свердла після свердління забезпечується через отвори в основі кондуктора, що розташовується на площині столу верстата. За основу кондуктор утримується рукою на столі.

Важливою операцією при виготовленні пластини-ізолятора є фрезерування паза для закріплення пасивного елемента антени. Його краще виконувати на вертикально-фрезерному верстаті пальчиковою фрезою відповідного діаметра.

При цьому можливі два типи паза.

  1. Прямокутний паз. Пальчиковою фрезою фрезерують паз під кутом 90 градусів до площини деталі, на глибину трохи меншу половини діаметра прутка елемента (2-0,25мм). При складанні вузла повинен утворитися проміжок між двома пластинами. Цей проміжок має бути в межах від 0,5 мм до 1 мм. При цьому пасивний елемент повинен надійно фіксуватися U-подібним болтом у складеному стані.
  2. Трикутний паз. Пальчиковою фрезою фрезерують паз під кутом 45 градусів до площини деталі (у перерізі виходить трикутний паз!). При цьому діаметр фрези може бути 10–15 мм. Глибина трикутного паза має бути такою, щоб при встановленні пасивного елемента утворювався проміжок між двома пластинами. Цей проміжок має бути в межах від 0,5 мм до 1 мм. При цьому пасивний елемент повинен надійно фіксуватися U-подібним болтом у складеному стані.

Існує ще один спосіб виготовлення паза на пластині-ізоляторі. Це ручний слюсарний спосіб, яким найпростіше виконати трикутний паз, але якість виготовлення паза суттєво залежить від кваліфікації виконавця.

Спочатку за розміткою ручною ножівкою по металу виконують проріз по центру майбутнього паза, при цьому глибина прорізу задається установкою (затиском) в лещатах пластини-ізолятора, а глибина різу обмежується губками лещат. Далі, спочатку тригранним лицьовим напилком, акуратно паз розпилюють під кут 60 градусів, а потім – чотиригранним лицьовим напилком – під кут 90 градусів і на остаточну ширину, яка визначається натурними промірами при установці в паз відрізка прутка пасивного елемента антени.

Критерій для перевірки – проміжок між двома пластинами-ізоляторами з елементом антени має бути в межах від 0,5 мм до 1 мм, поздовжня вісь пазів двох деталей, що сполучаються, повинна співпадати і паз має бути строго паралельний більшій стороні пластини, а глибина паза має бути однакова по усій його довжині! Виготовляти треба спільно пару пластин: ліву і праву, та надалі виконувати селективне складання вузла, позначаючи пари пластин. Цей спосіб вимагає  від виконавця високої кваліфікації!

Попереднє складання кожного вузла двох антен необхідно виконувати в циліндричному пристосуванні. На рисунках 8 і 9 показані складені вузли. Тут наявно видно проміжок між пластинами ізоляторів. Цим забезпечується утримання пасивного елемента у вузлі.

   

      Рисунок 8  Вузол антени 432 МГц.                                            Рисунок 9  Вузол антени 144 МГц.

Після складання антени, розпаювання і фіксації кабелю фідера зазвичай  перевіряють працездатність антени, вимір усіх її основних електричних і механічних характеристик. В цей час, за необхідності, можна зробити деяке  налаштовування параметрів антени.

За допомогою описаних вузлів можна змінити положення пасивних елементів на траверсі для поліпшення основних параметрів антени і остаточно закріпити їх на ній. Остаточну фіксацію бажано виконати за допомогою епоксидної смоли, яку необхідно розташувати в пазах пластин-ізоляторів та в проміжку, що утворився, між пластинами-ізоляторами, між трубою траверси і підкладкою, а також в місцях торкання пластини-ізолятора і труби траверси.

Необхідно пам'ятати, що бажано застосовувати епоксидну смолу, стійку до ультрафіолетового випромінювання сонця, при цьому смолу необхідно готувати за рецептурою, вказаною в інструкції з її застосування. Перед нанесенням смоли на поверхні деталей їх необхідно ретельно знежирити.

Наносити смолу необхідно в достатніх кількостях, прибираючи надлишки ганчір’ям.

Пам'ятайте про важливість дотримання техніки безпеки під час виконання всіх робіт!

Наприкінці необхідно зауважити, що ця конструкція вузлів кріплення пасивних елементів УКХ антени «хвилевий канал» з круглою, легкою трубою-траверсою, є однією з найбільш оптимальних, виходячи з сукупності конструкційно-технологічних чинників. Вона може бути реалізована без зайвих труднощів радіоаматором середньої кваліфікації.

 

 

Ігнатов Г. С., UT1HT.

 

Переклад українською мовою Зюков А. А. і Даниш П. Д.  

 

 

Останнє редагування Понеділок, 18 травня 2020 15:21
Детальніше в цій категорії: Датчик кута повороту антени »