6.2. Изготовление параболической антенны

6.2. Изготовление параболической антенны

В промышленных условиях параболоид вытягивается из дюралюминиевого или стального листа с помощью мощных гидравлических прессов. К другой разновидности относятся параболоиды, изготовленные из пластических масс методом литья с последующей металлизацией поверхности напылением. В любительских условиях использовать оба метода

практически невозможно. Однако в специальной литературе неоднократно были описаны достаточно простые технологии изготовления самодельных параболоидов методом выклейки стеклотканью по шаблону с последующей оклейкой металлической фольгой. В тех же источниках приведены готовые таблицы вычисленных координат параболы одного определенного параметра, что позволяет избавиться от несложного, но громоздкого расчета. Если окажется, что целесообразно использовать параболу с другим значением параметра, такой расчет можно выполнить по формуле (6.1).

Можно доверить расчет параболоида и электронно-вычислительной машине (ЭВМ). В табл. 6.1 приведен результат расчета самой выгодной формы параболоида, сделанный с помощью ЭВМ. Здесь значения абсциссы Х (согласно рис. 6.9) заданы через 5 мм в интервале 0...1000 мм. Соответственно значениям Х в средней колонке приведены значения ординат Y. Результаты расчетов параболоида Yinv по значениям Х и Y приведены в правой колонке. Расчет сделан для фокусного расстояния 750 мм, которое обычно выбирается в пределах 0,2...0,4 от диаметра параболоида.

По координатам (табл. 6.1) из стального листа толщиной 4...5 мм изготавливается лекало-шаблон (рис. 6.10). К нему прикручиваются угольники (ребра) жесткости. Приваривать их к шаблону с помощью сварки нежелательно, так как при охлаждении металла могут нарушиться размеры лекала.

Лекало закрепляется в точке А на мощном поворотном устройстве (рис. 6.11) на конических подшипниках. Одна обойма подшипника закрепляется к полу (6), а другая — к потолку (3). Соединяются они с помощью оси, в центре которой установлено лекало. Оно находится на расстоянии 70...80 мм от пола (если шаблон разместить ниже, то неудобно будет работать).

Пространство от пола до лекала заполняется кирпичами или камнями, а верхний слой изготавливается из армированного стальным проводом бетона.

Поворачивая шаблон, выравнивают верхний слой раствора. Добавляют немного сильного раствора, который состоит из цемента и мелкого гравия с песком (1:1). Перед смешиванием песок желательно просеивать через сито. Пo мере усадки нижнего слоя периодически добавляют новый раствор. Бетонная глыба имеет обратную форму параболы, поэтому она должна быть сделана с точностью до 0,5 мм.

Через одну-две недели поверхность глыбы шлифуют наждачной бумагой и покрывают парафином, устраняя небольшие неровности. Затем всю поверхность обмазывают воском или маслом и легко полируют. После такой обработки форма готова для формирования первой антенны-параболы.

Изготавливать форму-глыбу из гипса нежелательно, так как он очень быстро застывает. Форму можно делать из дерева (фанерных шайб), однако это более трудоемко. Подготовив форму, лекало и ось удаляют из центра. Следующий этап — наклейка антенны.

В качестве арматуры для антенны используют стеклоткань или другую плотную и гладкую ткань. Парабола клеится эпоксидной или полиэфирной смолой, или синтетическим столярным клеем. Клеящее вещество наносят тонким слоем на бетонную форму с помощью кисточки или пульверизатора. При этом эпоксидная смола должна быть перемешана с отвердителем. В этот раствор желательно добавить заполнитель, который предупреждает стекание смолы (например, мелко нарезанный порошок пенопласта). Затем на бетонную форму накладывают первый слой ткани (лучше цельный кусок на всю поверхность). Снова намазывают клей и накладывают второй слой, но уже из более грубой ткани. Так, не давая засохнуть нижним слоям, накладывают 3...5 слоев ткани.

Затем приступают к изготовлению восьми радиальных и двух окружных ребер жесткости. Первое окружное делают по краю антенны, второе (диаметром примерно 1000 мм) — накладывают посередине. Ребра жесткости делают из пластин пенопласта, ширина и высота которых равна 100 мм, длина — 300 мм. Куски пенопласта приклеивают по окружности и радиусам. Через окружное ребро твердости заворачивают лишние края ткани и тем самым формируют красивый бортик антенны.

Радиальные и центральные ребра жесткости оклеивают двумя-тремя слоями стеклоткани. В перекрестьях радиальных ребер с центровым необходимо вклеить кусочки дерева размером 50 х 50х 50 мм. На следующем этапе к ним будет крепиться антенна с площадкой поворотного механизма.

Металлические детали и ребра жесткости заклеивать в конструкцию антенны нежелательно, так как у металла и эпоксидной смолы разные коэффициенты расширения. После отвердения клея, через сутки-двое, антенну снимают с формы, обезжиривают поверхность и начинают самую ответственную операцию — оклейку фольгой отражающей поверхности. Зеркало параболы изготавливают из полосок алюминиевой фольги, которую приклеивают только медленно засыхающим клеем БФ-2. Ширину фольги подбирают экспериментально. Наклеивать полоски нужно очень аккуратно: чем меньше складок, тем лучше будет отражение принимаемого сигнала. В процессе клейки фольги следует быть осторожным, так как можно порезать пальцы.

В фокусе осесимметричной антенны устанавливают конвертер. Чтобы неподвижно поддерживать его в этой точке, в конструкции антенны предусматривают дополнительное приспособление (рис. 6.12). Приспособление для крепления головки изготавливают из трех дюралюминиевых трубок, которые прикручивают к металлической шайбе с отверстием в центре для головки. По краям параболической антенны трубки закрепляют уголками. Точки крепления дюралюминиевых трубок размещают через 120° по поверхности антенны.

Необходимо точно вычислить и затем обозначить крестиком центр параболоида. Параболоид устанавливают строго горизонтально и отвесом центрируют центр фокусной шайбы на трех дюралюминиевых трубках. Шайба должна находиться за фокусом на расстоянии 3...5 см от действительного фокуса. Это необходимо для свободного движения конвертера, настройки на наибольший сигнал.

Форму для выклейки параболических антенн меньшего диаметра (1,0..Л,2 м) можно сделать другим способом. Рекомендуется такая последовательность изготовления формы.

Из стальной проволоки диаметром 4...5 мм делают каркас (рис. 6.13: точками обозначены места сварки элементов каркаса). Меридиональные (продольные) ребра каркаса предварительно изгибают по простейшему шаблону из толстой фанеры. Кривую для изго-

товления шаблона можно построить на миллиметровой бумаге как эквидистанту(равноотстоящую) с зазором 20...25 мм относи тельно профиля па раболоида, рассчи танного по фор муле (6.1) при фо кусном расстоянии F = 450 мм. Затем каркас обтягивают мелкоячеистой сет кой, закрепив ее проволокой.

Далее изготав ливают лекало-шаб лон (рис. 6.14) из листового дюралю миния или стали толщиной 4...5 мм;

ось — из латуни или дюралюминия; втул ку — из стали. Отверстие во втулке и ось шаблона изготавливают с допуском, обеспечивающим скользящую посадку по второму-третьему классу. Например, при диаметре оси 30 мм допуски для втулки и оси равны соответственно +0,021 и - 0,021 мм.

Перед заливкой горки в каркас вставляют соосно и фиксируют втулку шаблона (рис. 6.15). Каркас заливают раствором из малоусадочного цемента или смесью песка с жидким стеклом. При этом необходимо дать возможность схватиться нижним слоям раствора. Толщина купола готовой формы не должна превышать 20...25 мм, иначе она будет долго сохнуть. Верхний слой купола формируют, соскабливая шаблоном лишний, не совсем застывший раствор (рис. 6.16).

После высыхания формы в течение нескольких дней на ее поверхности могут появиться тре

щины. Их замазывают раствором эпоксидной смолы с наполнителем и снова выравнивают шаблоном. После полного высыхания поверхность зачищают мелкой наждачной бумагой.