【无线电史话】设计一款VHF伞兵通联真空电子管Para-Talkie对讲机设备,附电路

法国人André Jacques Garnerin于1797年从热气球上成功跳伞,这是人类有记录的第一次成功跳伞。他的表演引起了下面人群的“恐怖尖叫”,甚至有人看到他挂在降落伞下狂摇而吓晕。
冒险者们跳伞的成功率不高,到第二次世界大战时,降落伞的先进技术已成功解决了摇晃不止的问题,但跳伞的可靠性仍然有很多不足之处,特别是当“降落伞”被伞兵只有几周的训练经验时。下降期间的控制相当有限,这是因为原始的圆形配置具有通过拉动一侧或另一侧的护罩线而实现的定向命令。带着野战背包和绑着的步枪安全地着陆全凭运气,如果再背负任何类型的电子管式无线电设备则需要更多的运气才能降落到地面上。笨重是常态,特别是如果还要携带一定数量的战斗装备时。大型高压变压器和铅酸电池推动了“便携式”定义的极限。
“ Para-Talkie”旨在解决这些问题。三个真空管,一个变压器和相关的电路安装在一个3x4x5英寸的金属外壳中,该外壳看起来像一个项目盒,底部装有A型电池(甲电)和两个B型电池(乙电)。一条1/4波长的编织天线连接到士兵的靴子,使他在下降期间和在地面上移动时都能进行通信。
这在当时是具有相当的成就,今天就和电台小叔BG5WKP一起来看!

“Para-Talkie”——跳伞者的收发器

文:L.T. Arthur H. Copland, CAP

当密歇根州CAP机翼的降落伞讲师希望通过某种方式与空中跳伞员进行交流时,无线电工作人员便着手解决该问题。 结果就是开发了本文所述的小型收发器单元橡子型检波器振荡管和两个微型音频管由一对小型的33V“ B”电池(乙电)和一个手电筒电池工作。 这种类型的电台设备还将在WERS和terra Firma上的火腿作业中找到许多应用。

VHF中的通讯问题CAP和WERS共享的频段在很大程度上似乎与OCD-WERS操作中的相似。一个CAP密歇根翼第9降落伞小组凭借其课程的独特性,然而,其通讯人员面临着一个特殊的难题要解决。

跳伞教练大声疾呼,希望通过某种方式与学生跳线进行交流,以提供更大的安全性,同时,使学生具有在操纵降落伞以控制其伞方面获得直接指导的优势。定向扬声器的使用在这些方面取得了有限的成功,但是缺点很多。双向无线电通话似乎是满足需求的唯一答案,但是据我们所知,这从未在“跳伞者”和“地面人员”之间成功完成。没有关于v.h.f的启发性技术信息。在书籍中找到降落伞的设备时,小组通讯人员着手进行一些开拓。

对讲机类型的现有设备由于明显的原因而无法使用。降落伞跳线携带的任何装备必须小巧轻便,但必须足够坚固以承受着陆的冲击。无法使用鞭状天线,因为这样做会带来危险。因此,天线必须由柔性材料制成,并在靠近身体携带时有效地辐射。必须放置电源和收发器控件,以免意外移动它们。

实验测试

考虑到以上问题,在纸上建立了一个基本的实验电路,我们的中队通信部门的技术人员制定他们自己的理想收发器的概念图。就是从那时开始的乐趣!我们发现,要实现这样的梦想并不容易。当降落伞教练拒绝他们设计的产品对跳伞者构成危险或无法说服他们发展出任何可接受的信号强度时,许多通信部门的设计者注定要失望。Hamtramck中队639-3的副通讯官Eddie Pietrasik是一位机灵的小伙子,他开发了一套整洁,坚固的收发器,这是本文的主题。

CAP对中对讲机使用了安装在其腿上的特殊跳伞者的天线,在野外接受了中尉的测试。(由于某种原因,这个人让我想起了尼古拉斯·凯奇)

经过严格的地面测试后,在例行的CAP演习中进行了空中测试。装备了新的收发器后,拉尔夫·伯克豪森中尉在3500英尺高空跳下,从他的滑道充满直到他上场,与詹姆斯·艾伦中尉建立了持续的双向通联。该小组的主要降落伞讲师艾伦中尉(Atbot DK-2)非常高兴。沟通非常完美。最后,这是他和他的员工长期以来一直希望的完美的教学语言。就他本人和我们所知,这是跳伞者首次成功使用双向无线电话。是他为该产品命名为“Para-Talkie跳伞者对讲机”。

对讲机通过带子穿过箱体后板的狭缝,固定在跳线的右臂下方,靠近腰带。皮带扣在左肩和右腹股沟下方。麦克风和耳机线连接在外壳的后部顶部。他们在“滑槽安全带”下跳到跳线的连体工作服开口处,然后在连体工作服内从“跳伞者”耳朵附近的项圈露出。夹在头盔下巴带内侧的小翻领话筒被用作喉咙话筒。头盔内装有轻巧且已去除头带的耳机。

带有柔性编织天线的“对讲机”。 转换开关在前面,电源开关在下面,耳机和麦克风连接器在上面。提供了额外的绝缘子,用于支撑用于地面的鞭状天线。

天线是一块扁平的金属屏蔽编织层,大约四分之一波长长。凸耳的一端牢固焊接,并固定在外壳底部前部附近的引入孔中,编织层一直向下延伸到“跳伞者”右靴子的脚趾。在靴子上有一个特殊的安全带和一个可调节的膨胀弹簧,可保持编织物绷紧,并补偿长腿或短腿。它通过短的聚苯乙烯棒与编织物绝缘。

该设备已预先调至115.75 Mc。在跳伞员离开飞机之前,他通过按一下箱体底部的拨动开关来打开装置。控件通常位于“接收”位置。然后,他可以听到地面发射器的发射信号。为了与他的教练交谈,他按下了机箱右侧的“一键通”控制杆。当他释放杠杆时,“接收”位置会自动返回。

电路细节

图1-对讲机的电路图

收发器的电路图如图1所示。振荡器-检波器电路围绕958橡子电子管构建,该橡子管在发射时起超铀的作用。电阻R2为栅极产生偏置电压。连接到958灯丝端子两端的电容器C10对于消除寄生音频振荡的趋势是必要的。

通过对讲机接收到的指示,一名“跳伞员”在下降时得到了帮助,他随身携带。

接收电路是通常的自猝熄超再生检波器类型,通过电阻器R1向958的栅极施加正激励电压。C3位于灭弧频率确定电路中,所需的容量在一定程度上取决于T1的初级线圈的电感,可能与使用不同变压器指示的值有所不同。使用音频的两个阶段,在检波器和第一阶段之间具有变压器耦合,在第一和第二阶段之间具有电阻耦合。接收不需要全增益。第一个音频放大器的栅极由分压器馈入T1的次级,如图所示被抽头,因此从1S5实现的电压放大不会过度驱动IS4的栅极。这种安排还有助于防止r.f.在1S5的网格上分流电话的1000欧姆电阻R10是另一个衰减装置,可将音量降低到可以舒适佩戴耳机的水平。在该设备开发的早期阶段,使用了一个开关装置,该装置切断了1S5并通过C6将T1直接耦合到1S4的电网。尽管采用了相当大的衰减,但是修改后的电路布置更加令人满意。

通过在通往调制器管和958板的公共高压线上使用扼流圈,可以完成调制。此扼流圈具有直流电电阻为1000欧姆,并通过C7旁路以避免1S4中的振荡。1S4和1S5的栅极偏置是通过R9两端的“ B”和“接地”之间的压降获得的。天线耦合圈位于水箱的网格端,并针对天线的最大负载进行了耦合调整,当开关处于“接收”位置时,可使天线保持稳定的超再生。

C1-绝缘体绝缘的微型调谐电容器,3板,带槽轴。

C2-50-μμfd 云母

C3,C4-0.005-μfd 云母

C5,C10,C11-0.1μfd 纸

C6-500-μμfd 纸

C7-0.002.μfd 纸

C8-10-μfd 75v 电解。

C9-0.1-μfd 纸

R1,R12-5兆欧,1/2瓦

R2,R4-25,000欧姆,1/2瓦

R3-0.5兆欧,1/2瓦

R5-10兆欧,1/2瓦

R6-1兆欧,1/2瓦

R7-3兆欧,1/2瓦

R8-2兆欧,1/2瓦

R9-450欧姆,1/2瓦

R10-1,000欧姆,1/2瓦

R11-25,000欧姆,1瓦

L1-绕制内径1/2英寸的14号裸铜线。

L2-4匝14号裸铜线,内径1/2英寸,间隔以填满1/2英寸的绕组长度。

L3-调制扼流圈,30亨利,5毫安。(汤德森如果有可用空间,则可以使用74C30。)

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

S1-带弹簧复位和杠杆的4极双掷旋转晶圆开关的极点。

S2-d.p.s.t的极点,拨动开关。

使用的耳机为BJ型刷子。任何优质的轻质类型都可以替代。麦克风是Astatic L-I。“ B”电池是Burgess XX22E,“ A”电池是2号手电筒。

制作过程

这些“对讲机”的视图显示了4 x 5 x 6英寸钢盒内组件的布置。

该设备装在标准的4 X 5 X 6英寸钢箱中,侧面可移动。大多数组件直接安装在这些可移动侧之一上,从而使组装和接线工作变得更加容易。

为了尽可能缩短导线,将橡子探测器的振荡管和调谐电路组件组合在一起,使其靠近安装在盒子固定侧之一上的转换开关。C1安装在垫片上,其轴与四分之一英寸的孔相对,可通过螺丝刀调节该孔。L2是自支撑的,其端部直接焊接到C11的端子上,而栅网侧朝向转子端子。L1也是自支撑的,安装在L2的网格端。一端的延长线直接通到用作天线端子的小型馈通绝缘子,而另一端则焊接到固定在外壳上的接线片上。RFC2由安装的较重导线支撑,其中一根焊接在958插座的平板端子上,另一根焊接在开关端子上RFC1同样安装在转换开关下方。

音频变压器T1位于转换开关旁边的一个角上。将两个音频管放置在S1的对面,在它们后面留出足够的空间以容纳两个用金属带固定在适当位置的33V“ B”电池(乙电)。微型调制扼流圈L3的空间位于1S4输出管旁边。单节“ A”型电池(甲电)通过U型金属表带固定在外壳的底端。

外壳顶部设置了两个电缆连接器。一个用于耳机连接,另一个用于麦克风线。使用屏蔽的“电话线”很重要。电源拨动开关S2安装在底端。为照片而取下的盒子侧面开有网带,通过该网带可以将其固定在操作员身上。

对讲机在反复测试中表现良好,我们唯一损坏件是一个破裂的引入绝缘子。零件的精心选择和艰苦的接线工作可能是其稳定运行的原因,从“接收”到“发送”的频率变化可以忽略不计。它使用鞭状天线作为地面便携式设备的一般性能优于具有更大功率输入的商用收发器。

如今更先进的跳伞电台装备

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