【無線電史話】設計一款VHF傘兵通聯真空電子管Para-Talkie對講機...

2021-01-12 網易

  

  

法國人André Jacques Garnerin於1797年從熱氣球上成功跳傘,這是人類有記錄的第一次成功跳傘。他的表演引起了下面人群的「恐怖尖叫」,甚至有人看到他掛在降落傘下狂搖而嚇暈。 冒險者們跳傘的成功率不高,到第二次世界大戰時,降落傘的先進技術已成功解決了搖晃不止的問題,但跳傘的可靠性仍然有很多不足之處,特別是當「降落傘」被傘兵只有幾周的訓練經驗時。下降期間的控制相當有限,這是因為原始的圓形配置具有通過拉動一側或另一側的護罩線而實現的定向命令。帶著野戰背包和綁著的步槍安全地著陸全憑運氣,如果再背負任何類型的電子管式無線電設備則需要更多的運氣才能降落到地面上。笨重是常態,特別是如果還要攜帶一定數量的戰鬥裝備時。大型高壓變壓器和鉛酸電池推動了「可攜式」定義的極限。 「 Para-Talkie」旨在解決這些問題。 三個真空管,一個變壓器和相關的電路安裝在一個3x4x5英寸的金屬外殼中 ,該外殼看起來像一個項目盒,底部裝有A型電池(甲電)和兩個B型電池(乙電)。一條1/4波長的編織天線連接到士兵的靴子,使他在下降期間和在地面上移動時都能進行通信。 這在當時是具有相當的成就,今天就和電臺小叔BG5WKP一起來看!

  「Para-Talkie」——跳傘者的收發器

  文:L.T. Arthur H. Copland, CAP

  當密西根州CAP機翼的降落傘講師希望通過某種方式與空中跳傘員進行交流時,無線電工作人員便著手解決該問題。 結果就是開發了本文所述的小型收發器單元橡子型檢波器振蕩管和兩個微型音頻管由一對小型的33V「 B」電池(乙電)和一個手電筒電池工作。這種類型的電臺設備還將在WERS和terra Firma上的火腿作業中找到許多應用。

  VHF中的通訊問題CAP和WERS共享的頻段在很大程度上似乎與OCD-WERS操作中的相似。一個CAP密西根翼第9降落傘小組憑藉其課程的獨特性,然而,其通訊人員面臨著一個特殊的難題要解決。

  跳傘教練大聲疾呼,希望通過某種方式與學生跳線進行交流,以提供更大的安全性,同時,使學生具有在操縱降落傘以控制其傘方面獲得直接指導的優勢。定向揚聲器的使用在這些方面取得了有限的成功,但是缺點很多。雙向無線電通話似乎是滿足需求的唯一答案,但是據我們所知,這從未在「跳傘者」和「地面人員」之間成功完成。沒有關於v.h.f的啟發性技術信息。在書籍中找到降落傘的設備時,小組通訊人員著手進行一些開拓。

  對講機類型的現有設備由於明顯的原因而無法使用。降落傘跳線攜帶的任何裝備必須小巧輕便,但必須足夠堅固以承受著陸的衝擊。無法使用鞭狀天線,因為這樣做會帶來危險。因此,天線必須由柔性材料製成,並在靠近身體攜帶時有效地輻射。必須放置電源和收發器控制項,以免意外移動它們。

  實驗測試

  考慮到以上問題,在紙上建立了一個基本的實驗電路,我們的中隊通信部門的技術人員制定他們自己的理想收發器的概念圖。就是從那時開始的樂趣!我們發現,要實現這樣的夢想並不容易。當降落傘教練拒絕他們設計的產品對跳傘者構成危險或無法說服他們發展出任何可接受的信號強度時,許多通信部門的設計者註定要失望。Hamtramck中隊639-3的副通訊官Eddie Pietrasik是一位機靈的小夥子,他開發了一套整潔,堅固的收發器,這是本文的主題。

  

  CAP對中對講機使用了安裝在其腿上的特殊跳傘者的天線,在野外接受了中尉的測試。(由於某種原因,這個人讓我想起了尼古拉斯·凱奇)

  經過嚴格的地面測試後,在例行的CAP演習中進行了空中測試。裝備了新的收發器後,拉爾夫·伯克豪森中尉在3500英尺高空跳下,從他的滑道充滿直到他上場,與詹姆斯·艾倫中尉建立了持續的雙向通聯。該小組的主要降落傘講師艾倫中尉(Atbot DK-2)非常高興。溝通非常完美。最後,這是他和他的員工長期以來一直希望的完美的教學語言。就他本人和我們所知,這是跳傘者首次成功使用雙向無線電話。是他為該產品命名為「Para-Talkie跳傘者對講機」。

  對講機通過帶子穿過箱體後板的狹縫,固定在跳線的右臂下方,靠近腰帶。皮帶扣在左肩和右腹股溝下方。麥克風和耳機線連接在外殼的後部頂部。他們在「滑槽安全帶」下跳到跳線的連體工作服開口處,然後在連體工作服內從「跳傘者」耳朵附近的項圈露出。夾在頭盔下巴帶內側的小翻領話筒被用作喉嚨話筒。頭盔內裝有輕巧且已去除頭帶的耳機。

  

  帶有柔性編織天線的「對講機」。 轉換開關在前面,電源開關在下面,耳機和麥克風連接器在上面。提供了額外的絕緣子,用於支撐用於地面的鞭狀天線。

  天線是一塊扁平的金屬屏蔽編織層,大約四分之一波長長。凸耳的一端牢固焊接,並固定在外殼底部前部附近的引入孔中,編織層一直向下延伸到「跳傘者」右靴子的腳趾。在靴子上有一個特殊的安全帶和一個可調節的膨脹彈簧,可保持編織物繃緊,並補償長腿或短腿。它通過短的聚苯乙烯棒與編織物絕緣。

  該設備已預先調至115.75 Mc。在跳傘員離開飛機之前,他通過按一下箱體底部的撥動開關來打開裝置。控制項通常位於「接收」位置。然後,他可以聽到地面發射器的發射信號。為了與他的教練交談,他按下了機箱右側的「一鍵通」控制杆。當他釋放槓桿時,「接收」位置會自動返回。

  電路細節

  

  圖1-對講機的電路圖

  收發器的電路圖如圖1所示。振蕩器-檢波器電路圍繞958橡子電子管構建,該橡子管在發射時起超鈾的作用。電阻R2為柵極產生偏置電壓。連接到958燈絲端子兩端的電容器C10對於消除寄生音頻振蕩的趨勢是必要的。

  

  通過對講機接收到的指示,一名「跳傘員」在下降時得到了幫助,他隨身攜帶。

  接收電路是通常的自猝熄超再生檢波器類型,通過電阻器R1向958的柵極施加正激勵電壓。C3位於滅弧頻率確定電路中,所需的容量在一定程度上取決於T1的初級線圈的電感,可能與使用不同變壓器指示的值有所不同。使用音頻的兩個階段,在檢波器和第一階段之間具有變壓器耦合,在第一和第二階段之間具有電阻耦合。接收不需要全增益。第一個音頻放大器的柵極由分壓器饋入T1的次級,如圖所示被抽頭,因此從1S5實現的電壓放大不會過度驅動IS4的柵極。這種安排還有助於防止r.f.在1S5的網格上分流電話的1000歐姆電阻R10是另一個衰減裝置,可將音量降低到可以舒適佩戴耳機的水平。在該設備開發的早期階段,使用了一個開關裝置,該裝置切斷了1S5並通過C6將T1直接耦合到1S4的電網。儘管採用了相當大的衰減,但是修改後的電路布置更加令人滿意。

  通過在通往調製器管和958板的公共高壓線上使用扼流圈,可以完成調製。此扼流圈具有直流電電阻為1000歐姆,並通過C7旁路以避免1S4中的振蕩。1S4和1S5的柵極偏置是通過R9兩端的「 B」和「接地」之間的壓降獲得的。天線耦合圈位於水箱的網格端,並針對天線的最大負載進行了耦合調整,當開關處於「接收」位置時,可使天線保持穩定的超再生。

  C1-絕緣體絕緣的微型調諧電容器,3板,帶槽軸。

  C2-50-μμfd 雲母

  C3,C4-0.005-μfd 雲母

  C5,C10,C11-0.1μfd 紙

  C6-500-μμfd 紙

  C7-0.002.μfd 紙

  C8-10-μfd 75v 電解。

  C9-0.1-μfd 紙

  R1,R12-5兆歐,1/2瓦

  R2,R4-25,000歐姆,1/2瓦

  R3-0.5兆歐,1/2瓦

  R5-10兆歐,1/2瓦

  R6-1兆歐,1/2瓦

  R7-3兆歐,1/2瓦

  R8-2兆歐,1/2瓦

  R9-450歐姆,1/2瓦

  R10-1,000歐姆,1/2瓦

  R11-25,000歐姆,1瓦

  L1-繞制內徑1/2英寸的14號裸銅線。

  L2-4匝14號裸銅線,內徑1/2英寸,間隔以填滿1/2英寸的繞組長度。

  L3-調製扼流圈,30亨利,5毫安。(湯德森如果有可用空間,則可以使用74C30。)

  RFC1,RFC2- V.h.f.扼流圈,在30 d.s.c.上旋轉55圈,纏繞在3/16英寸聚苯乙烯棒(或Ohmite Z-1)上

  S1-帶彈簧復位和槓桿的4極雙擲旋轉晶圓開關的極點。

  S2-d.p.s.t的極點,撥動開關。

  使用的耳機為BJ型刷子。任何優質的輕質類型都可以替代。麥克風是Astatic L-I。「 B」電池是Burgess XX22E,「 A」電池是2號手電筒。

  製作過程

  

  這些「對講機」的視圖顯示了4 x 5 x 6英寸鋼盒內組件的布置。

  該設備裝在標準的4 X 5 X 6英寸鋼箱中,側面可移動。大多數組件直接安裝在這些可移動側之一上,從而使組裝和接線工作變得更加容易。

  為了儘可能縮短導線,將橡子探測器的振蕩管和調諧電路組件組合在一起,使其靠近安裝在盒子固定側之一上的轉換開關。C1安裝在墊片上,其軸與四分之一英寸的孔相對,可通過螺絲刀調節該孔。L2是自支撐的,其端部直接焊接到C11的端子上,而柵網側朝向轉子端子。L1也是自支撐的,安裝在L2的網格端。一端的延長線直接通到用作天線端子的小型饋通絕緣子,而另一端則焊接到固定在外殼上的接線片上。RFC2由安裝的較重導線支撐,其中一根焊接在958插座的平板端子上,另一根焊接在開關端子上RFC1同樣安裝在轉換開關下方。

  音頻變壓器T1位於轉換開關旁邊的一個角上。將兩個音頻管放置在S1的對面,在它們後面留出足夠的空間以容納兩個用金屬帶固定在適當位置的33V「 B」電池(乙電)。微型調製扼流圈L3的空間位於1S4輸出管旁邊。單節「 A」型電池(甲電)通過U型金屬錶帶固定在外殼的底端。

  外殼頂部設置了兩個電纜連接器。一個用於耳機連接,另一個用於麥克風線。使用屏蔽的「電話線」很重要。電源撥動開關S2安裝在底端。為照片而取下的盒子側面開有網帶,通過該網帶可以將其固定在操作員身上。

  對講機在反覆測試中表現良好,我們唯一損壞件是一個破裂的引入絕緣子。零件的精心選擇和艱苦的接線工作可能是其穩定運行的原因,從「接收」到「發送」的頻率變化可以忽略不計。它使用鞭狀天線作為地面可攜式設備的一般性能優於具有更大功率輸入的商用收發器。

  

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