Одна из наиболее продвинутых систем поиска ракеты это пеленг по радиомаяку, наподобие известной "охоты на лис". Такая система не может обойтись без направленной антенны, т.е. антенны имеющей узконаправленную характеристику приема радиоизлучения, проще говоря, хорошо принимающей только в определенном направлении.

Наиболее удобный по волновым свойствам диапазон радиоизлучения для маячковой системы поиска 433-435МГц. Наиболее проста, доступная для самостоятельного изготовления и очень приличная по возможностям антенна для этой системы - антенна типа "волновой канал" или "яга", от английского Yagi.

Честно говоря, я хреновый специалист в антенной теории, но на практике мне, всеми правдами и неправдами, даже без спецоборудования, удалось сделать неплохую 4-х элементную ягу для маяка с частотой 433,1 МГц.

Поскольку я сделал две таких антенны и их характеристики оказались идентичными, могу утверждать, что конструкция достаточно отработана и вполне годится для повторения.

Материалы

Материалы для антенны недорогие и не дефицитные, но хочу обратить внимание, что надо как можно точнее выполнить все рекомендации по размерам и материалам. Иначе за результат не гарантирую. Антенна - дело тонкое.

Прежде всего, нам понадобятся медные прутки диаметром 4,4 мм. Именно медные и именно такого диаметра. На крайняк 4,5мм. Для этого на строительном рынке находим в электротоварах кабель с медными жилами нужного диаметра. Будем делать из него рабочие элементы антенны.

Затем надо купить в сантехнике дюймовую ПВХ трубу. Диаметр примерно 25 мм. Метра будет достаточно.

Важным элементом антенны является высокочастотный кабель. Нужен кабель с сопротивлением 50 Ом, например RG58. Я, правда, в первом варианте антенны использовал обычный телевизионный кабель (75 Ом), и особых проблем не испытал. Оптимальная длина кабеля 60 см, но можно и поварьировать из соображений удобства.

Обязательно надо продумать соединение антенны с рацией, т.е. кабеля с рацией. Модель разъема зависит от рации, к которой подключается антенна. Я использую китайскую рацию Baofeng. Для нее нужен разъем типа SMA. Его можно приобрести на Алиэкспрессе, только не надо путать с RP-SMA. Очень хорошее решение, которое я применил во втором варианте антенны, купить на Алиэкспрессе кабель с уже пристыкованным разъемом. Такие по 50 см длинной тоже продаются на Алиэкспрессе.

Кабели и разъемы можно поискать на радиорынках. Разъем можно и сколхозить, но в современных условиях в этом нет необходимости.

Понадобятся еще кое-какие мелочи, будет ясно по ходу, ну и чтобы попаять, посверлить, попилить.

Изготовление

Собираем антенну согласно схеме на рис.1.

Нарезаем из медной жилы элементы антенны с максимально доступной точностью.

Отрезаем для несущей части, бума, кусок пластиковой трубы. Чтобы элементы антенны были расположены в одной плоскости, применяем хитрый способ сверления. Сначала по краям бума просверливаем отверстия для пары гвоздей, диаметром в районе 3 мм. Гвозди должны плотно входить в отверстия без люфта. Отверстия должны быть примерно в одном направлении. Прибиваем этими гвоздями бум к ровному деревянному бруску. Так мы жестко фиксируем бум и получаем четкую опору для сверления. Теперь, разметив положения отверстий для элементов антенны, засверливаем сверлом 4,2 мм на сверлильном станке, оперев на столик станка брусок с бумом. Если сверлите дрелью, то нужен станочек для дрели. Отверстия получаются строго в одной плоскости и в одном направлении.

Теперь вставляем элементы антенны в соответствующие отверстия согласно схеме. Вставляются они в натяг и хорошо держатся. При желании можно подмазать суперклеем стыки элементов с бумом. Предварительно, конечно надо все отцентровать. Чтобы вставить вибратор придется проявить некоторую сноровку и сообразительность, но главное - надо предварительно залудить припоем торцы вибратора, дабы облегчить припайку кабеля в перспективе. И еще, прежде чем вставлять вибратор, надо просверлить в стенке бума отверстие 12 мм в районе размыкания кольца вибратора, т.е. нулевой точки. Это отверстие делается, естественно, перпендикулярно направлению отверстий под элементы и нужно для доступа к торцам вибратора для подпайки кабеля.

Как пишут спецы, просто подсоединить кабель к вибратору будет неправильно. Надо организовать согласование кабеля с вибратором. Наиболее удобным способом согласования, на мой взгляд, является, так называемый, четвертьволновой стакан. Делается он очень просто. Со стороны контакта кабеля с вибратором на расстоянии 120 мм от края снимаем узкую полоску изоляции кабеля, обнажая полоску оплетки примерно 5 мм шириной. Далее берем полосу пищевой фольги шириной 120мм и обматываем крайний участок кабеля этой фольгой с заходом на оголенную оплетку. Тонкой проволокой прижимаем фольгу в районе оголенной оплетки, обеспечивая контакт фольги с оплеткой. Можно это место пропаять. Вместо фольги можно взять кусок оплетки с другого кабеля. Длина стакана получается 115 мм.

Теперь можно закрепить фольгу термоусадочной трубкой. Для фиксации кабеля в буме я надел на кабель пробку из пористой резины. Если к кабелю уже присоединен разъем для рации, то можно его паять к вибратору. Паяем через окошко 12 мм, которое мы подготовили - оплетку к одному торцу вибратора, центральную жилу к другому. Зафиксировав кабель резиновой пробкой от болтанки и смещения, мы завершаем изготовление антенны.

Использование

Антенна используется с рацией в качестве приемной. Принимается сигнал от радиомаяка, установленного на ракете. Дальность приема зависит от многих факторов. Я на практике получал 600-800м. Это при обычных условиях - ровное поле и маяк лежит на земле.

Направление на ракету определяется по максимуму громкости принимаемого рацией сигнала, который должен соответствовать прямому направлению антенны на ракету. Чем острее диаграмма направленности антенны, тем по идее проще определить направление. Расчет в программе MMANA-GAL дает диаграмму, как показано на фото. Практическую диаграмму можно получить с помощью самодельного индикатора излучения.

На практике все получается несколько сложнее. На современных рациях вмешивается аппаратная компенсация силы сигнала от источника. Это очень мешает нахождению максимума сигнала. Я применил обходной маневр, который дал очень неплохой результат. Сначала определял примерное направление на ракету. Затем определял минимум сигнала при отклонении антенны влево, минимум при отклонении вправо и брал результирующее направление по биссектрисе. Такой способ дал очень хороший результат как в полевых испытаниях антенны, так и в конкретном поиске ракеты Эврика-1, пуск от 22.07.2014. /15.08.2016 kia-soft/

Модификация 5-ти элементная

Создав 4-х элементную антенну, естественно захотелось поэкспериментировать с увеличением количества элементов. Очень много элементов делать проблематично, но один директор добавить не проблема. Спецы, конечно, скажут, что тут надо пересчитывать всю схему по новой. Возможно, я не прав, но пошел по простому пути - добавил к существующей компоновке дополнительный директор №3.

Схема представлена на рис.2. Технология и материалы все те же. Кабель 50 ом. Разъемчик к рации типа SMA с Алиэкспресса.

Естественно, размеры дополнительного директора брались не с потолка, а просчитывались в программе MMANA-GAL. Расчет показал возможность увеличения усиления антенны, хотя и не большое. Форма диаграммы направленности не супер вытянутая, но есть один существенный нюанс - заметно возросло отношение максимального и минимального сигнала.

Полевые испытания очень обнадежили. Если 4-х элементка уже затыкалась на 800м, то 5-ти элементная модификация ловила на 800м очень уверенно. К сожалению, проверить полную рабочую дальность не хватило расстояния поля, но думаю на 1000м работать должна. Это в условиях прямой видимости, когда маяк лежит на земле. От маяка тоже зависит, я работал с Rockwell-B7+ от Слона. Его мощность 100мВт.

При испытаниях выяснилась одна любопытная вещь. Я выше упоминал, что значительно увеличилось отношение максимального и минимального сигнала. Это оказалось очень полезным при поиске по минимуму сигнала. Т.е. мы поворачиваем антенну до максимального ухудшения сигнала в обе стороны, а направление поиска получаем по биссектрисе этих двух направлений. В условиах современных раций с АРУ это наиболее надежный способ. Так вот в данном случае у 5-ти элементной антенны получилось очень четкое падение сигнала на определенном угле, что сильно облегчило задачу определения направления поиска.

В общем, модификация оказалась весьма полезной. Антенна успешно была использована при запуске ракеты Круиз-1М. /20.08.2017 kia-soft/

***