Направленные антенны 40 метрового диапазона. Строим кв антенну пособие для начинающих радиолюбителей

Это антенна ZL3XDJ. Если вы живёте на краю света, то к вам сигналы радиолюбителей приходят всегда с одной стороны. Посчитал антенну. У меня получились чуть другие параметры. Почему так? Во первых, если посмотреть на характеристики антенны (диагр. направ.) e автора? то сразу можно сказать что антенна не в резонансе. Посмотрите на четвертый параметр Z: 85.182 +j91.508 Ohm Величина +j91.508 - это реактивная часть входного сопротивления антенны. Кода антенна в резонансе то параметр "j" должен быть равным нулю, а он у нас +91,508 по этой цифре можно сказать что антенна находится за пределами 7,05 мГц. где то 7,9-8,0 мГц. ну естественно и SWR 4.0 (пятый параметр) при волновом сопротивлении антенны Z 85.182 Ом.

Во вторых, меня сильно смущало усиление антенны указанное у автора Ga 6.74 dBi (по отношению к изотропному излучателю). Я нигде не встречал вертикал с таким высоким усилением да еще без противовесов. После просмотра фотографий ZL3XDJ на www.qrz.com/ пришел к выводу что антенна рассчитывалась на жидкой поверхности, а не твердой, т. к. он живет на берегу океана, а значит вода соленая и характеристики земли будут намного выше. Нереально получить усиление антенны 6,74 dBi на качестве земли (среднее) без противовесов. Ну а теперь о расчетах.
Честно признаюсь не хотелось поднимать кучу литературы и тратить на это не один час, а то и день для изучения всех тонкостей GP с директорами, рефлекторами и т.д. и т.п. Распечатал рисунок Brian-а ZL3XDJ и вогнал в масштаб т.е. в 1 см. получилось 990 мм. у него на первом рисунке где нарисована антенна в программе, первый провод обозначен как штырь и высота Length составляет 9,2м. Набросал в MMANA v.1.2.0.20 проводники, вогнал в резонанс, посчитал на нашей Українській земле, а потом на океанических водах Австралии:-) и вот что получилось.
Высота вертикального штыря 9,685м., длинна наклонного луча (рефлектора) при углу в зените 45,2 градуса получилась 13,251 м. и часть загнутого рефлектора равна 6,7м. Нижняя часть рефлектора высоты от поверхности земли (воды) 0,16м. Расстояние между питанием антенны и рефлектором (нижний конец) равен 3,2м. Расстояние верхнего конца штыря и рефлектора равна 0,53м. Все проводники антенны имеют диаметр 1,6мм. медь. Прилагаю файл модели антенны 7050_reflector.maa и характеристики антенны.

Файлы 1.jpg и 2.jpg на них видно усиление антенны Ga(dBi) 7.48 - расчет проводился на поверхности "морская вода" при проводимости 5000mS/m и диэлектрической проницаемости 81 є. ну и соответственно макс. угол излучения равна Elev (гр).10,0 градусов.


Рисунки 3.jpg и 4.jpg показывают нам что расчет проводился на сельской местности, холмы средней высоты, тяжелые глинистые почвы при проводимости 5mS/m и диэлектрической проницаемости 13 є (качество земли среднее). соответственно имеем: усиление Ga(dBi) 2.87 и максимальный угол излучения Elev (гр). 31,0 градус.


Из всего что посчитано хочу сделать вывод. У нас нет такой поверхности воды как у ZL3XDJ, и получить усиление антенны можно если применить много противовесов лежащие на земле, разве что на берегу реки можно приблизится к заданным параметрам. Имея то что имеем и применив к вертикальному штырю рефлектор мы явно получим усиление 2,86dBi, а это почти один бал. По этому у кого нет места для противовесом можно смело устанавливать рефлектор, 13,251м. не так уж и много места и можно смело проводить связи. Ну а что касается подавление заднего лепестка то здесь оно неплохое около -9,7dBi это на нашей почве, а на воде или берегу около -15,3dBi. По этому антенна вертикальный штырь с рефлектором намного лучше чем сам вертикал ну и плюс направление." UY2RA Егор:
Понятно, что мы затевали это не собираясь остановиться на анализе увиденного. Мой опыт подсказывает, что если добавить второй рефлектор и один директор (что очень привлекательно с точки зрения конструкции - сразу получаем растяжки верхней точки, т.е. механический выигрыш), то можно получить куда более серьёзные значения усиления вперёд, ради чего, собственно и огород городиться. А если добавить систему хотя бы из трёх противовесов и приподнять основание штыря хотя бы на полтора метра над землёй, то удасться немного "прижать" диаграмму излучения к земле. Ясный перец, что это годится не всем, но для тех, у кого есть приоритетные направления на этом диапазоне, или наоборот, одна сторона закрыта наглухо, например ЖБ высотками, идея получить выигрыш в другом направлении весьма привлекательная. Поэтому Часть 2
Хорошо, что народ помогает. Вот получил письмо с поддержкой нашего плана рассказа в три этапа по направленному GP от UT3XA

"Доброго дня, Єгор! Пише Андрій UT3XA. Хочу подякувати за Ваш блог! Читаю щодня. А тепер по темі GP yagi. Ось модель, яку розробив Юра UT7XX і поділився зі мною. Цієї зими не встиг її зробити. Але хочу спробувати."

Поскольку мы с Серёжей UR5RMD планируем "разобрать по косточкам" модификации этой (далеко не новой) идеи, то чужой опыт как нельзя кстати. Сегодня добавляем в антенну директор. Тоесть получим трехэлементный GP:-) Проверили, хотя, наверное, больше для того чтобы получить картинки диаграммы:-) Вот что вышло. Сергей UR5RMD : "Промоделировал антенну Юры UT7XX получил неплохие параметры по усилению и подавлению заднего лепестка диаграммы направленности (ДН).
Опишу по порядку: на рис. 3 видим что активное входное сопротивление антенны R=49,6 Ом, можно сказать что ровно 50 Ом, реактивное входное сопротивление антенны jX -1,78 это говорит что антенна немного не в резонансе рис. 4.jpg (7,195мГц.) с заданной частотой 7,1мГц. Ну это не проблема это можно подогнать на jX 0,0 за счет применяемого конденсатора который подсоединяется последовательно со штырем ~220пФ (+-).



Рис. 2 - КСВ 1,04 очень хороший, но вот на 7,050 КСВ-1,18 и растет до 1,55 на 7,003 мГц. рис. 5.jpg. Усиление антенны Ga 4,03dBi добавка почти 1,5 бала это неплохо как для GP. Ну и подавление F/B (отношение излучений вперед/назад) составляет 20,8dB неплохой показатель для спасения от надоедливых соседей или подавления помех. Максимальный угол излучения 27,7* рис. 2.jpg и 3D_diagram.jpg Это результат не лучший, но и неплохой, и, конечно же, зависит от многих факторов... Пожалуй на этом можно закончить кратенький обзор антенны Юры. Как по мне так неплохая антенна для НЧ диапазонов. Вид антенны на рис. 3.jpg, чертеж на быструю руку ant.jpg Что же касается питание антенны вертикала с заземленной мачтой то здесь играет очень большая роль проводимость земли ну или если есть возможность разместить хотя бы радиалы на поверхности земли то это лучше чем плохая земля. В общем каждый параметр антенны требует детального рассмотрения для того что бы понять почему КСВ на нижнем участке диапазона растет и что на это влияет. Естественно что и расстояние между вибратором (вертикалом) и директором или рефлектором тоже играют роль по усилению и подавлению заднего лепестка ДН.

  • Назад
  • Вперёд

You have no rights to post comments Недостаточно прав для комментирования

  • В джазе только девушки

    Сейчас на двадцатке девчачья команда - Сесиль ON5TC (между прочим с первоклассным телеграфом) со своими кошками:-) Помимо того, что хороший телеграфист, еще и любитель мобайл оперейшен. Первое QSO было на десятке как раз слэшь м. Одним словом прошу любить и жаловать - Сесиль ON5TC. Команда кошек на других фотографиях qrz.com

  • Супер лёгкая поворотка

    Суперлёгкая поворотка. Да и недорого. 330 баксов всё удовольствие. Вот как это выглядит в развёрнутом виде. А вот картинки продаваемого комплекта. Кстати, можете сразу КИТ для крепежа Buddipole купить. Вот ссылка на сайт производителя, пробуйте. Я, правда, думаю, что за 330 баксов у нас подержаную Язу можно купить. :-)

    И пусть вас не смущает небольшая высота: моих три элемента на 7 метрах подъёма работают без какого бы то ни было снижения КСВ. Проверяли всей командой: UT0RM, UT0RW, и я в стороне стоял:-) Конечно, лучше поднять на 40 метров, но работать будет и на 7-ми.

  • Абсолютное прохождение

    Вот уже час на диапазоне 21 мгц абсолютное прохождение, как бывеет у людей абсолютный слух:-) Такое впечатление будто в скайпе слушаешь. Вот например USA - KB0EO Dan AUDIO KB0EO 21008 CW 14:00 UTC

    Точно так же слышно Африку (D2QV), Бразилию (PY2SPT), про Азию вообще молчу. Вот бы плюс к Тристан да КУнья (ZD9M) еще и Антарктида прорезалась! :-) Полный WAC! Причём отвечает всё на 100 ватт, может не с первого раза, правда.

  • Такой разный Космос

    Когда есть свободное время, я поднимаю глаза к небу:-) Ну, на самом деле к небу поднимаю антенны:-) Потому что там, в Космосе. происходят удивительные вещи. Те, то давно читает мой блог, уже знают какое влияние на распространение радиоволн имеет Космос. СОвсем недавно я "поднял" свою УКВ антенну на новый (для меня) уровень, и стал слушать частоты, на которые ранее не заглядывал. С подачи Аркадия, UT9UR, послушал (и даже провёл QSO) через отражения от метеоров. Для меня, компьютеризированного с ног до головы:-) нет ничего удивительного, что связь с DG5CST состоялась в FSK (WSJT). И еще менее того удивительно, что сразу после этого я стал слушать частоты где можно услышать азбуку Морзе, а не концентрированный в консервную банку (цифровые виды связи) прогресс. Он хорош, когда надо принимать большие объёмы инфоормации с быстро пролетающих спутников. А телеграф - это КОНТАКТ, живое общение:-) Ну да

  • CubeSat - это круто!


    CubeSat - формат малых искусственных спутников земли для исследования космоса, имеющих объем 1 литр и массу не более 1.33 кг. Обычно используют COTS-электронику. Спецификации CubeSat были разработаны в 1999 году Калифорнийским политехническим и Стэнфордским университетами, чтобы упростить создание малых спутников. Большую часть спутников CubeSat разработали университеты, но крупные компании, например, Boeing, тоже проектировали спутники на базе CubeSat. Формат CubeSat используется также для создания частных радиолюбительских спутников.

    Термином «CubeSat» обозначаются наноспутники, созданные согласно стандарту, созданному под руководством профессора Bob Twiggs (факультет аэронавтики и астронавтики, Стэнфорд).

    Спутники имеют размер 10х10х10 см и запускаются при помощи Poly-PicoSatellite Orbital Deployer (P-POD) Стандарт допускает объединение 2 или 3 стандартных кубов в составе одного спутника (обозначаются 2U и 3U и имеют размер 10х10х20 или 10х10х30 см). Один P-POD имеет размеры, достаточные для запуска трех спутников 10х10х10 см или меньшего количества, общим размером не более 3U

  • SAT tracker Orbitron


    Ну вот, мы поговорили про то, что можно послушать работу радиолюбителей через спутники, в частности через самый доступный Oscar -7. Если вы не обратили достаточного внимания на то, что время "пролета" и азимут на спутник надо знать точно, то вряд ли ваши попытки были успешными. Залог хорошего приема сигналов со спутника знание перечисленных выше величин. Угол места (высота спутника над горизонтом в градусах) - тоже вещь хорошая, но для нас, среднестатистических "совковых" непринципиальная. По причине того, что поворотки есть не у всех, а поворотки в вертикальной плоскости - у единиц. Так что же можно сделать для увеличения эффективности вашего приемного комплекса? Первое - это программа расчета орбит спутников. Она не одна, но самая популярная и доступная - Орбитрон написанная Себастьяном Стоффом из Польши. Соответственно сайт http://www.stoff.pl/ Оттуда программу можно скачать, есть прекрасно русифицированный вариант.

  • Ко дню радиолюбителя. Улыбнитесь.

    Моя такса обожает лежать перед или рядом с трансивером, особенно когда оттуда вентилятор тёплый воздух гонит. Иногда достаточно трудно его уговорить переехать на диван:-)

Антенны. антенны 2 антенны 3 антенны 4

Моя первая ЕН антенна

Я назвал её RDA-антенна, потому что она задумана была именно для связи на диапазоне 80 м с ближними РДА-районами, которые недоступны на 20-ке. Вобщем антенна «ближнего боя» J

Почитав на сайтах W0KPH и F6KIM, а также в журнале “Радиомир”, я немного загрустил, потому что для антенны на 80м диапазон нужна пластмассовая труба диаметром 200 мм - где такую взять! Но при дальнейшем изучении вопроса я понял, что можно попробовать и с меньшим диаметром. На рынке полно сантехнических труб 110 мм, я нашёл повреждённую подешевле J . Цилиндры сделал из латунной фольги, провод для катушек 1,6мм Б/У. Сделал расчёт катушек по программке, данной у F6KIM, но поскольку формулы созданы для “нормальных” размеров, то резонансная частота моей антенны оказалась на 1 МГц ниже расчётной L . Отмотал часть витков – теперь выше требуемой! Постепенно “вогнал” в SSB участок и вышел в эфир. У меня уже был опыт работы с малогабаритными антеннами, в часности с кольцевой магнитной рамкой, поэтому я ожидал сигнал значительно слабее, чем, скажем, от диполя. К тому же антенна стояла на кухне на первом этаже двухэтажного дома с железной крышей. Но к моему удивлению сигналы шли 59+10! Правда, эта антенна оказалась узкополосной, но всё-таки не так, как рамка, где «шаг влево – шаг вправо» и КСВ более 10. Думаю, что при нормальных размерах полоса была бы значительно шире.

После водружения её на крыше частота скакнула вверх. Снова подгонка, правда всего лишь сдвиганием витков основной катушки. Даже не на резонансной частоте сигналы из UA9Y, UA9U и UA0A шли 59+20. Услышал Крым на 55. Что ещё замечено. Когда антенна подсоединена ТОЛЬКО к КСВ-метру MFJ-259, то легко достигается КСВ=1,1 или даже 1,0. Но стоит только оплётку кабеля подсоединить к корпусу трансивера, КСВ растёт, частота двигается. Начал мерить через антенное реле, соединённое с корпусом РА, вроде бы приблизился к «боевым» условиям. После этой процедуры при настройке Пи-контура чувствовалась лучшая согласованность с антенной, но оплётка всё же излучала. Пропустил кабель через ферритовое кольцо, сделав два витка – оплётка перестала излучать, однако достичь хорошего КСВ не удавалось. Решил оставить затею с кольцом вблизи антенны, но вблизи трансивера оставил.

После нескольких попыток всё же удалось получить приемлемый КСВ:

3,600 1,5

3,630 1,0

3,650 1,2

Конструкция антенны показана на Рис.1

Здесь D = 110 мм. В = 200 мм. В катушке L содержится 30,7 витка провода d = 1,6 мм виток к витку (насколько позволили неровности провода J). Катушка связи – 3 витка. Расстояние между катушкой L и цилиндром равно 30 мм, а катушка связи может передвигаться при настройке и в конце концов приблизилась на расстояние ~ 10 мм к катушке L.

Вот ссылки на сайты, где черпал информацию. Все объяснения принципа работы антенны мне не нравятся, самым употребительным словом там фигурирует «фазирование», правда, непонятно чего с чем и за чсёт чего J . И только рассуждения Ллойда Батлера VK5BR (последняя ссылка) действительно что-то проясняют.

http://www.qsl.net/w0kph/

http://f6kim.free.fr/sommaire.html

http://www.eheuroantenna.com

http://www.qsl.net/sm5dco

http://www.antennex.com/hws/ws1201/theeh.html

http://www.qsl.net/vk5br/EHAntennaTheory.htm

ЕН-антенна RZ0SP

Павел Барабанщиков RZ0SP

Ознакомившись в Интернете с чертежами и схемой EH антенны UA3AIC, решил повторить и сделал по чертежам автора антенну на 20-ти метровый диапазон. Антенна заработала сразу. Никаких настроек антенны я не проводил, только предварительно просчитал емкости для последовательного колебательного контура измерив индуктивности уже собранной антенны без подключения коаксиального кабеля. Результатом оказался несколько удивлен и обрадован: антенна работала. Но на мой взгляд ей явно чего-то не хватало. Я прослушивал станции 3, 4, 6 районов, станции JA1, 7A3, HL, но меня слышали только 0s, 0Q, 9M, короче говоря, станции ближайших районов. Вторую антенну я уже делал на 80 метров, но уже со своими доработками (методика просчёта контуров антенны та же). Ниже схематичный рисунок собственно антенны. На рисунке указаны: коричневым – медный запаянный с торцов цилиндр (2 шт.), красным – катушки индуктивности, намотанные проводом диаметром 2мм с шагом 1мм – 18 витков (индуктивность в собранной антенне – 12мкгн). Катушки вставлены в отверстия в стеклотекстолитовом изоляторе равномерно относительно геометрического центра каждого из цилиндров, в моём случае общий диаметр катушки – 50мм (при диаметре цилиндра 100мм и длине 300мм). Расстояние между цилиндрами (30мм) для герметичности залито пенополиуретаном. Зелёным обозначен фидер РК-75-20, фиолетовым – центральная жила, голубым – вибратор λ/2, бирюзовым и серым – конденсаторы типа КСО-250в. Особое внимание уделил фазировке цилиндров и катушек, кстати, ёмкости подгонялись с учётом ёмкостей, вносимых в схему цилиндрами, но без учёта ёмкости коаксиального кабеля. И соответственно, луч и фидер изолированы от цилиндров фторопластовыми втулками. Антенна подвешена Г-образно, основная длина луча – более 30 метров – висит на высоте 10 метров над землёй.

Уверенно, на 9–8 баллов, при небольших QSB прослушивал станции Белоруссии, Камчатки, Московской обл. Несколько хуже станции Краснодарского края. Во время UB DX contest проведены QSO со станциями Индии YU, Канады, VP2. Конечно, о реальных результатах говорить пока рано, но хотелось бы отметить хорошую помехоустойвость антенны, особенно в условиях промышленных QRM.

На фотографии в руках у меня контур элемента антенны на 20-тиметровый диапазон, встроенный в элемент delta loop, сделанный по такому же принципу, что и элемент на 80-метровый диапазон.

Укороченная вертикальная антенна на диапазон 40 метров

В настоящее время многие коротковолновики используют довольно мощные (до 100 Вт) и компактные приемопередатчики. Однако для выездов на природу в этом случае чаще всего приходится брать довольно большие антенны, транспортировать и устанавливать которые нелегко. Поэтому определенный интерес представляют укороченные антенны, которые при небольших размерах имеют вполне удовлетворительную эффективность и позволяют проводить радиосвязи на средние и большие расстояния при мощности передатчика соответственно около 10 и 100 Вт.

Довольно простую укороченную вертикальную антенну (рис.1) для диапазона 40 м предложил немецкий радиолюбитель Rudolf Kohl, DJ2EJ. Антенна довольно компактна, но, по мнению автора, имеет неплохие параметры. Она представляет собой вертикальный излучатель длиной 2,5 м, емкостное реактивное сопротивление которого компенсирует удлиняющая катушка L1. Противовесами являются 6 горизонтальных проводников длиной по 2,5 м. Согласование входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением коаксиального кабеля обеспечивает катушка L2. Точную настройку антенны на рабочую частоту производят изменением индуктивности удлиняющей катушки L1 с помощью колец из порошкового железа, перемещаемых внутри катушки. Индуктивность согласующей катушки L2 достаточно подобрать при первоначальной настройке антенны. Для этой схемы согласования предпочтительна гальваническая связь всех компонентов, предотвращающая образование на антенне статического заряда.

Учитывая, что противовесы не являются идеальной «землей» и в них протекает небольшой ВЧ ток, для предотвращения затекания этого тока на внешнюю поверхность оплетки коаксиального кабеля обязательно следует установить эф-фективный кабельный дроссель (рис.2), расположенный непосредственно под противовесами. Кроме того, если для антенны в качестве опорной применяется металлическая мачта, то ее следует электрически «разорвать» диэлектрической вставкой.

КПД антенны зависит от отношения сопротивления излучения к сопротивлению потерь. Большое влияние на КПД оказывают потери в земле в ближнем поле антенны и добротность удлиняющей катушки. Повышенные сопротивления проводов и переходные сопротивления всех ВЧ токоведущих соединений снижают КПД антенны.

Потери в диэлектриках и изоляторах особенно сильно проявляются в местах, где присутствует высокое ВЧ напряжение, поэтому для укороченной антенны, имеющей низкое сопротивление излучения (1,6 Ом) и приемлемый КПД, требуется согласующая цепь с малыми потерями. Для этого целесообразно объединять согласующие элементы и излучающие проводники в одну электрически и механически законченную конструкцию.

Антенна, установленная на высоте 3 м над поверхностью земли, имеет коэффициент усиления -4,6 dBi при вертикальном угле возвышения максимума излучения 28°, что позволяет проводить радиосвязи на средние расстояния. Для радиосвязей на большие расстояния требуется, чтобы антенна излучала под малым углом к горизонту. Для этого (как следует из графика на рис.3) требуется установить антенну повыше.

Конструкция согласующего узла показана на рис.4 и 5. Согласующая цепь и изолирующие элементы образуют единый блок. Круглый пруток из полиэфирного стеклопластика длиной 1 м соединяется с монтажной панелью, на которой крепятся шесть противовесов длиной по 2,5 м каждый, ВЧ разъем для подключения коаксиального кабеля и согласующая катушка L2 (на отдельном монтажном уголке). Несколькими сантиметрами выше монтажной панели на стеклопластиковом прутке закреплена удлиняющая катушка L1. На верхнем конце стеклопластико-вого прутка находится держатель, в котором жестко фиксируется вертикальный излучатель длиной 2,5 м. Ниже монтажной панели располагается кабельный ВЧ дроссель. Тонкий стеклопластиковый пруток служит для перемещения направляющей гильзы с тремя сложенными вместе кольцевыми сердечниками Т157-2 (DHap=39,9; DBHyTp=24,1; h=14,5 мм) из порошкового железа.

Нижний конец стеклопластиково-го прутка, на котором закреплены согласующие элементы, вставляется в алюминиевую мачту. При небольшой высоте установки антенны для крепления мачты в земле достаточно конического винта. Нижняя часть антенны (противовесы) должна находиться на высоте не менее 2,5 м от земли. Такая высота установки обеспечивает и снижение влияния потерь в земле на КПД антенны, и электробезопасность (снижается риск прикосновения к противовесам в режиме передачи). Если требуется «всепогодная» антенна, то согласующий узел следует защитить от дождя и сырости пластмассовым кожухом.


В авторском варианте противовесы изготовлены из тонкостенных омедненных стальных трубок диаметрами 8 и 4,5 мм, а для вертикального излучателя длиной 2,5 м используются две трубки диаметрами 11,5 и 8 мм. Для снижения ВЧ напряжения на верхнем конце излучателя установлен алюминиевый шарик 030 мм. Моточные данные катушек приведены в таблице.

Первоначальная настройка антенны заключается в подборе индуктивности удлиняющей катушки L1 на выбранной частоте и индуктивности катушки 12 до получения КСВ в кабеле, близкого к 1. При эксплуатации антенны потребуется только подстройка индуктивности катушки L1.

В летние месяцы в течение всего дня антенна, установленная на высоте всего лишь 2,5 м над землей, позволяла без проблем проводить CW- и SSB-радиосвязи с любительскими радиостанциями всей Европы на передатчик мощностью 10 Вт. С передатчиком мощностью 100 Вт и поднятой выше антенной в соответствующие периоды времени были проведены радиосвязи с DX. Особенно впечатляет чистый прием на природе, в местах, где практически отсутствуют промышленные помехи. Здесь в приемнике звучит «тончайшая первоматерия - чистейшая и высочайшая форма воздуха», как греческие философы называли светоносный эфир!

При уменьшении индуктивности удлиняющей катушки L1 и незначительном изменении индуктивности катушки L2 антенна может работать в одном из более высокочастотных KB диапазонов. При этом, с ростом частоты ее эффективность увеличивается. Однако, начиная с диапазона 21 МГц, ее диаграмма направленности в вертикальной плоскости начинает приобретать многолепестковый характер.

По материалам статьи «Kleiner unsymmetrischer vertikaler Dipol», опубликованной в журнале CQ DL, №8/2008.

Подготовил В.Корнейчик. И.ГРИГОРОВ, RK3ZK.

ЕН-антенна "Isotron"

Еще одна антенна компактных размеров, не требующая устройства согласования. (Щелкнув по изображению справа, вы попадете на сайт ISOTRON (http://www.isotronantennas.com/). Для диапазонов 40

и 80m она изготавливается из двух полос, согнутых в форме перевернутого “V”, острые углы которых затем соединены вместе катушкой. Устройство в целом довольно компактно.

Ниже представлено описание процесса самостоятельного изготовления радиолюбителем антенны Isotron на диапазон 40m. Скачать или просмотреть описание можно

"Секретная" антенна

при этом вертикальные «ноги» имеют длину  /4, а горизонтальная часть -  /2. Получаются два вертикальных четвертьволновых излучателя, запитанных в противофазе. Важным преимуществом этой антенны является то, что сопротивление излучения составляет около 50 Ом. Запитывается в точке сгиба, причём центральная жила кабеля подсоединяется к горизонтальной части, а оплётка – к вертикальной Настройка заключается в подгонке длины, потому что окружающие предметы и земля несколько понижают расчётную частоту. Надо помнить, что ближний к фидеру конец мы укорачиваем на  L = ( F/300 000)/4 м, а дальний конец – в три раза больше.

Предполагается, что диаграмма в вертикальной плоскости приплюснута сверху, что проявляется в эффекте "выравнивания" силы сигнала от дальних и бдлижних станций. В горизонтальной плоскости диаграмма вытянута в направлении, перпендикулярном полотну антенны.

Вседиапазонный диполь

Коротковолновые передающие антенны




INV. VEE на 14 мгц из коаксиального кабеля

Источник - журнал "CQ DL".

В сравнении с вертикальной антенной на дальних трассах аботает одинаково, но шумит гораздо меньше и перекрывает весь диапазон с хорошим КСВ

Многодиапазонный одноэлементный круг

Из публикаций известно, что эффективность круга (по усилению) превышает антенны типа квадрат и треугольник, поэтому выбрал антенну типа круг.

Применение согласующего устройства во многодиапазонном варианте не принесет антенне эффективную работу на ВЧ диапазонах, поскольку применяется линия передачи коаксиального типа. Между выходом согласующего устройства и точкой питания антенны, т.е. в кабеле, КСВ не меняется. На ВЧ диапазонах кабель будет находиться под высоким КСВ. Следовательно, реально эта антенна только для диапазонов 160, 80, 40 метров.

Удлиняющую катушку 160-метрового диапазона выполняют на диэлектрическом каркасе диаметром 41 мм, 68 витков (намотка виток к витку), провод ПЭВ – 1 мм. Индуктивность около 87, 2 мкГн. После намотки катушку несколько раз обрабатывают водоотталкивающим клеем и высушивают при высокой температуре. Так как заземленная мачта здесь является составной частью антенны, металлические оттяжки должны быть разбиты изоляторами. Настраивается антенна с помощью КСВ метра в местах, показанных на рис.3. Наиболее эффективной является антенна Slореr длиной 1λ (рис. 4).

L(м) = 936/F (МГц) х 0,3048.

Сторона А(м) = 702/F (МГц) х 0,3048.

Сторона В(м) = 234/F (МГц) х 0,3048.

Если установить на одной мачте 3-4 такие антенны, то с помощью антенного коммутатора можно выбирать различные направления излучения. Антенны, не участвующие в работе, должны автоматически заземляться. Однако самой эффективной конструкцией из представленных антенн является система K1WA, которая состоит из пяти переключаемых полуволновых диполей. В этой системе один диполь находится в работе, а четыре остальных, с разомкнутыми на концах отрезками кабеля длиной 3/8λ, образуют рефлектор. Таким образом производят выбор одного из пяти направлений излучения антенны. Усиление у такой антенны по отношению к полуволновому диполю – около 4 дБ. Подавление вперед-назад – до 20 дБ.

Игорь Подгорный, EW1MM.

EH-40m на крыше дома

"EH-antenna 40m" установлена с краю плоской крыши 5 (пяти) этажного жилого дома, вместо антенн на диапазоны 20м и 15м, которые были установлены первоночально. Время затраченное на установку составило 40 минут, с учетом того, что мне три раза пришлось спускаться с крыши для контроля частоты резонанса в нужном участке диапазона.

На частоте резонанса получено КСВ в линии питания антенны равным 1.08, точно такой же как при настройке и при тестировании на балконе.

На основе анализа поездок в RDA: RA-08 и RA-27 (где применялся импортный кабель) и успешной установки на крыше антенн (применяется кабель марки РК50-4-11) на различные диапазоны был сделан важный вывод:

Необходимо применять качественный коаксиальный кабель типа РК50-4-11, а не импортные кабели сомнительного качества! Длина кабеля должна равняться половине длины волны с учетом коэффициента укорочения кабеля!

ИНТЕРЕСНЫЕ QSO (с моей точки зрения).

9 декабря 2012г. просматривая диапазон, зафиксировал позывной из Венесуэлы - YV4OW, но увидев что данный позывной в моем аппаратном журнале уже есть, хотел пройти мимо, т.к. у меня было QSO с ним на этом диапазоне, но с использованием антенны FD-8. Решил позвать его и он ответил на мой вызов с первого раза, хотя в этот же момент его вызвали многие станции из Европы! И это при длине антенны в 70см и высоте установки в 3 метра от плоскости крыши.

YV4OW - дистанция 9 863 км

подтверждение в виде eQSL от YV4OW


3B9/OH1LEG - дистанция 8 555 км

Вечером 2 января 2013г. работал на общий вызов на диапазоне. Корреспонденты подходили редко, т.к. в основном мой позывной давно уже есть в аппараных журналах и я просто не интересен для них (повторы на различных диапазонах не засчитываются на дипломы и на мой взгляд это является недостатком условий клуба ЕРС). Чуть позже, зайдя на сайт Display Reception Reports увидел (смотри скриншот ниже), что мой уверенный сигнал принимался в Австралии: VK7KT ор. Graham loc: QE28TT. С этим корреспондентом у меня было уже QSO, может поэтому он не стал меня вызывать? Дистанция составила 14 563 км при использовании антенны длиной в 70 см и установленной мощности на выходе трансивера в 50 Вт!

Утром 13.04.2013 был проведен не запланированный небольшой эксперимент по установке радиосвязи с различными типами антенн с COLOMBIA - радиостанция HK3JJH.

Сканируя диапазон обнаружил работающую станцию на общий вызов HK3JJH. В этот момент была подключена к трансиверу антенна FD8, которая натянута между домами. Для меня это была новая станция с COLOMBIA и естественно я не задумываясь позвал его на FD8. Pedro (HK3JJH) даже не переспросил кто его вызывал. Решил еще раз позвать - безрезультатно. Подключив ЕН - антенну на 40м вызываю снова Pedro (HK3JJH). Он тут же мне ответил и мы с ним провели обычное QSO.

Каждый радиолюбитель мечтает иметь на своей радиостанции направленные антенны. Особенно эта проблема актуальна для низкочастотных диапазонов, где полноразмерные направленные антенны, например Yagi, получаются уже столь внушительных размеров, что даже не представляется возможным установить такое сооружение. Да и ко всему — получить разрешение на установку таких просто громадных антенн – далеко не простая задача.

Вниманию представлен вариант направленной антенны для диапазона 40 метров (7 МГц). Эта антенна имеет следующие характеристики:

  • Усиление 4,2 dbi
  • Угол максимального излучения в вертикальной плоскости 33 градуса
  • Отношение вперед/назад 24 db (4 балла по S метру)
  • Ширина диаграммы направленности (ДН) по азимуту (по уровню -3db) 192 градуса

Антенна показана на рис. 1

Рис. 1

Она представляет из себя наклонный полуволновой диполь диной 19,65 м из медного провода 1,5-2 мм. Провод можно применить в ПВХ изоляции, но в этом случае следует учесть коэффициент укорочения провода в ПВХ примерно 0,96, т.е. диполь будет иметь общую длину 18,87 м. Неотъемлемой частью этой антенны является мелаллическая труба высотой 13,7 м и диаметром 40 мм, установленная на изоляторе. Внизу труба соединена с медным проводом-радиалом длиной 9-10 м. Эта длина не очень критична в сторону увеличения, т.к. излишек длины будет скомпенсирован конденсатором С. Провод обычный медный Ø 1-1,5 мм. В точке соединения трубы и радиала в разрыв включен кондесатор переменной ёмкости с максимальной ёмкостью 300-400 пФ, который является настроечным органом этой антенны.

Из рисунка становится понятно, что труба с радиалом представляют из себя пассивный рефлектор с общей длиной 22,7 м. Конденсатор в данном случае выступает в роли укорачивающего элемента для рефлектора. Активный вибратор – наклонный диполь. Нет нужды разъяснять как работает рефлектор любой антенны. Сверху труба продолжена до высоты 15,2 м диэлектрической вставкой. Это может быть полиэтиленовая, ПВХ, фибергласс или любой другой диэлектрик, например дерево.

К концу вставки прикреплен наклоный диполь. Нижний конец диполя может быть расположен над землёй/крышей на расстоянии 1 м. Известно, что на концах диполя всегда максимум напряжения, поэтому в целях безопасности лучше расположить его выше, скажем 2,5 метра, но тогда придётся увеличивать общую высоту всей антенны. Можно сделать следующий вариант – согнуть нижний конец диполя в направлении на мачту и закрепить его верёвкой к мачте. В этом случае обеспечивается безопасность от случайного прикосновения к диполю во время передачи. Такой альтернативный вариант немного теряет в усилении (примерно 0,5 dbi), но зато уменьшается на 1 градус угол излучения в вертикальной плоскости,

Антенну лучше всего настраивать на максимальное подавление сигнала. Усиление антенны в процессе перестройки конденсатора остаётся почти постоянным, а вот подавление меняется очень сильно. Поэтому для настройки лучше всего использовать генератор с вертикальной антенной-штырем, отнесённым от антенны минимум на 3-4 лямбды. При моделировании получается ёмкость 260 пФ. В реальности это значение возможно будет другим. После окончания настройки конденсатор можно заменить постоянным керамическим с нужным количеством кВар. ДН антенны в вертикальной плоскости показана на рис. 2

Рис. 2

Видно, что антенна принимает и излучает сигналы в большом диапазоне углов. Это хорошо, как для коротких трасс, так и для трансатлантических. На рис. 3 показана азимутальная ДН антенны. Красным цветом показана вертикальная составляющая излучения антенны, синим (восьмёрка) – горизонтальная, а чёрным – суммарная ДН антенны.

Рис. 3

При подключении кабеля питания антенны, жилу кабеля следует подключить к верхней половине диполя а оплётку — к нижней. Входной импеданс диполя в этой антенне равен 110 Ом. Если запитать антенну кабелем 75 Ом, то получим КСВ=1,47. Для тех, кто хочет тщательнее согласовать диполь с кабелем можно применить ¼ волновой отрезок кабеля 75 Ом подключенный к диполю. На другом конце такого кабеля-трансформатора будет импеданс 51,1 Ом, поэтому к нему уже можно подключить кабель 50 Ом любой длины.

Теперь некоторые рекомендации для тех, кто захочет сделать такую антенну с ДН на 4 направления. В этом случае естественно понадобятся 4 аналогичных диполя и 4 индивидуальных радиала, по 9 метров для каждого направления. Но в этом случае, при работе в конкретном направлении остальные диполи не должны принимать участия. Для этого нужно отключать при помощи реле неработающие в данный момент кабеля (оплётку и жилу), прямо у точки питания каждого диполя. Таким образом каждый диполь будет состоять из двух отрезков примерно по 10 метров, которые не резонируют и значит не вносят влияния в работу антенны. Также желательно отключать не работающие радиалы. Если радиалы не отключать — антенна теряет усиление до 3,1 dbi и у неё снижается отношение вперёд/назад до 15-16 дб.

Антенну можно использовать и для других диапазонов, смасштабировав её размеры. Такая антенна будет полезной охотникам за DX, дипломами, контестменам.

А. Барский VE3XAX ex VA3TTT

73!


В радиосвязи, антеннам отводится центральное место, для обеспечения лучшего ее, радиосвязи, действия антеннам следует уделять самое пристальное внимание. В сущности, именно антенна и осуществляет сам процесс радиопередачи. Действительно, передающая антенна, питаясь током высокой частоты от передатчика, производит преобразование этого тока в радиоволны и излучает их в нужном направлении. Приемная же антенна, осуществляет обратное преобразование – радиоволны в ток высокой частоты, а уже радиоприемник выполняет дальнейшие преобразования принятого сигнала.

У радиолюбителей, где всегда хочется побольше мощности, для связи с возможно более дальними интересными корреспондентами, бытует максима – лучший усилитель (КВ), это антенна.

К этому клубу по интересам, пока принадлежу несколько опосредовано. Радиолюбительского позывного нет, но интересно же! Работать на передачу нельзя, а вот послушать, составить представление, это, пожалуйста. Собственно, такое занятие называется радионаблюдение. При этом, вполне можно обменяться с радиолюбителем которого вы услышали в эфире, карточками-квитанциями, установленного образца, на сленге радиолюбителей QSL. Приветствуют подтверждения приема и многие радиовещательные КВ станции, иногда поощряя такую деятельность мелкими сувенирами с логотипами радиостанции – им важно знать условия приема их радиопередач в разных точках мира.

Радиоприемник наблюдателя может быть довольно простым, по крайней мере, на первых порах. Антенна же, сооружение не в пример более громоздкое и дорогостоящее и чем ниже частота, тем более громоздкое и дорогостоящее – все привязано к длине волны.

Громоздкость антенных конструкций, во многом вызвана и тем, что на малой высоте подвеса, антенны, особенно для низкочастотных диапазонов – 160, 80,40м, работают плохо. Так что громоздкость им обеспечивают как раз мачты с оттяжками, ну и длины в десятки, иногда сотни метров. Словом, не особенно миниатюрные штуки. Хорошо бы иметь для них отдельное поле рядом с домом. Ну, это как повезет.

Итак, несимметричный диполь.

Выше, чертеж-схема нескольких вариантов. Упомянутая там MMAНа – программа для моделирования антенн.

Условия на местности оказались таковы, что удобно умещался вариант из двух частей 55 и 29м. На нем и остановился.
Несколько слов о диаграмме направленности.

Антенна имеет 4 лепестка, «прижатых» к полотну. Чем выше частота - тем более они «прижимаются» к антенне. Но правда и усиление имеют больше. Так что на этом принципе

можно строить вполне направленные антенны, имеющие правда, в отличии от «правильных», не особенно высокое усиление. Так что размещать эту антенну нужно учитывая ее ДН.

Антенна на всех диапазонах указанных на схеме, имеет КСВ (коэффициент стоячей волны, параметр для антенны весьма важный) в пределах разумного для КВ.

Для согласования несимметричного диполя - он же Windom – нужен ШПТДЛ (широкополосный трансформатор на длинных линиях). За сим страшным названием скрывается относительно несложная конструкция.

Выглядит примерно так.

Итак, что было сделано.
Первым делом определился со стратегическими вопросами .

Убедился в наличии основных материалов, в основном конечно, подходящего провода для полотна антенны в должном количестве.
Определился с местом подвеса и «мачтами». Рекомендуемая высота подвеса – 10м. Мою деревянную мачту, стоящую на крыше дровника, по весне свернуло сходящим смерзшимся снегом - не дождалась, как не жаль, пришлось убирать. Решено было пока зацепить одну сторону за конёк крыши, высота при этом будет составлять около 7м. Маловато конечно, зато дешево и сердито. Вторую сторону удобно было подвесить на стоящей напротив дома липе. Высота там получалась 13…14м.

Что использовалось.

Инструменты.

Паяльник, понятно, с принадлежностями. Мощностью, ватт, этак на сорок. Инструмент для радиомонтажа и мелкий слесарный. Что ни будь сверлильное. Очень пригодилась мощная электрическая дрель с длинным сверлом-буром по дереву – коаксиальный кабель снижения пропустить сквозь стену. Конечно удлинитель к ней. Пользовался термоклеем. Предстоят работы на высоте – стоит позаботиться о подходящих крепких лестницах. Очень помогает чувствовать себя увереннее, вдали от земли, страховочный пояс – как у монтеров на столбах. Карабкаться наверх, конечно не очень удобно, зато можно работать уже «там», двумя руками и без особых опасений.

Материалы.

Самое главное – материал для полотна. Применил «полевку» - полевой телефонный провод.
Коаксиальный кабель для снижения, сколько нужно.
Немного радиодеталей, конденсатор и резисторы по схеме. Две одинаковые ферритовые трубочки от ВЧ фильтров на кабелях. Коуши и крепеж для тонкого провода. Маленький блок (ролик) с ухом-креплением. Подходящую пластиковую коробочку для трансформатора. Керамические изоляторы для антенны. Капроновую веревку подходящей толщины.

Что было сделано.

Первым делом отмерил (семь раз) куски проводов для полотна. С некоторым запасом. Отрезал (один раз).

Взялся за изготовление трансформатора в коробочке.
Подобрал ферритовые трубки для магнитопровода. Он изготовлен из двух одинаковых ферритовых трубочек от фильтров на кабелях мониторов. Сейчас старые мониторы на ЭЛТ просто выбрасывают и найти «хвосты» от них не особенно сложно. Можно поспрашивать у знакомых, наверняка у кого ни будь да пылится на чердаках или в гараже . Удача, если есть знакомые системные администраторы. В конце концов, в наше время, когда везде стоят импульсные блоки питания и борьба за электромагнитную совместимость ведется нешуточная, фильтры на кабелях могут быть много где, более того, такие ферритовые изделия вульгарно продаются в магазинах электронных компонентов.

Подобранные одинаковые трубочки сложены на манер бинокля и скреплены несколькими слоями липкой ленты. Намотка выполнена из монтажного провода максимально возможного сечения, такого, чтобы вся обмотка поместилась в окнах магнитопровода. С первого раза не получилось и пришлось действовать методом проб и ошибок, благо, витков совсем немного. В моем случае, под рукой не нашлось подходящего сечения и пришлось мотать двумя проводами одновременно, следя в процессе, чтобы они не перехлёстывались.

Для получения вторичной обмотки - делаем два витка двумя сложенными вместе проводами, потом вытащить каждый конец вторичной обмотки назад (в обратную сторону трубки), получим три витка со средней точкой.

Из кусочка довольно толстого текстолита, сделан центральный изолятор. Существуют специальные керамические именно для антенн, лучше конечно применять их. Поскольку все слоистые пластики пористы и как следствие весьма гигроскопичны, чтобы параметры антенны не «плавали», следует хорошенько пропитать изолятор лаком. Применил масляный глифталевый, яхтный.

Концы проводов очищены от изоляции, несколько раз пропущены через отверстия и хорошенько пропаяны с хлористым цинком (флюс «Паяльная кислота»), чтобы пропаялись и стальные жилки. Места пайки очень тщательно промываются водой от остатков флюса. Видно, что концы проводов, предварительно продеты в отверстия коробочки, где будет сидеть трансформатор, иначе придется потом продевать в эти же дырочки все 55 и 29 метров.

Припаял к местам разделки соответствующие выводы трансформатора, укоротив эти выводы до минимума. Не забывать перед каждым действием, примерять к коробочке, чтобы потом все влезло.

Из кусочка текстолита от старой печатной платы, выпилил кружок на дно коробочки, в нем два ряда дырочек. Через эти дырочки, бандажом из толстых синтетических ниток крепится коаксиальный кабель снижения. Тот, который на фото, далеко не лучший в данном применении. Это телевизионный со вспененной изоляцией центральной жилы, сама жила «моно», для навинчивающихся телевизорных разъемов. Но была в наличии бухточка трофейного. Применил ее. Кружок и бандаж, хорошенько пропитан лаком и высушены. Конец кабеля предварительно разделан.

Припаяны остальные элементы, резистор набран из четырех. Все залито термоклеем, вероятно зря – тяжеловато получилось.

Готовый трансформатор в домике, с «выводами».

Между делом было изготовлено крепление к коньку – там на самом верху две доски. Длинные полосы из кровельной стали, петелька из нержавеющей 1.5мм. Концы колечек приварены. На полосах по ряду из шести отверстий для саморезов – распределить нагрузку.

Подготовлен блок.

Керамических антенных «орешков» не добыл, применил вульгарные ролики от старинной проводки, благо, в старых деревенских домах под снос еще встречаются. По три штуки на каждый край – чем лучше изолирована антенна от «земли», тем более слабые сигналы может принять.

Примененный полевой провод с вплетенными стальными жилками и хорошо выдерживает растягивание. Кроме того, предназначен для прокладывания под открытым небом, что к нашему случаю тоже вполне подходит. Радиолюбители довольно часто изготавливают из него полотна проволочных антенн и провод неплохо себя зарекомендовал. Накоплен некоторый опыт его специфичного применения, который в первую очередь говорит, что не стоит провод сильно изгибать – лопается на морозе изоляция, влага попадает на жилы и они начинают окисляться, в том месте, через некоторое время, провод и рвется.