Мне кажется что мы действительно одержимые и сумасшедшие со своим хобби!
Это же надо соорудить ТАКОЕ!!! В данном случае стэк 8 по 5 элементов на 21 MHz by ES5TV (Tonno Vahk) на 70-ти метровой мачте. Расстояние между Ягами по горизонтали - 12 метров и по вертикали по 14 метров!!!
В статье говорится о простой по конструкции но эффективной коротковолновой антенне, которую можно быстро развернуть в полевых условиях. Возможно, так же, что кому то эта антенна понравится как стационарная. Дается подробное описание конструкции, способа настройки и ее модификаций (удлиненные и коллиниарные антенны). Материал дается на примере конкретного опыта автора статьи.
Летняя пора - время радиолюбительских слетов. Перед выездом на природу необходима соответствующая подготовка аппаратуры и антенн. Чаще всего на лесных полянах видны вариации на тему “инвертед V”. Но, насколько эффективна такая антенна? Самая важная ее часть та, где имеются пучности напряжения- это концы полотна антенны и они как раз находятся в самом невыгодном положении- около земли. Да и сам излом на верхушке перевернутой V вовсе не улучшает излучающие свойства- электромагнитные поля обеих половин антенны из за этого частично взаимоуничтожаются. Другой вариант- разрезной диполь с двумя точками подвеса, например между деревьями, так же имеет свои недостатки: затруднительно хорошо натянуть антенну. Под тяжестью кабеля питания ее центр провисает, теряется высота подвеса. Вопрос согласования сопротивлений антенны с кабелем так же обычно далек от идеала. Антенна фиксированной длинны, однажды настроенная в резонанс, вовсе не обязана попасть в резонанс при переносе ее на другое место. В результате, из за несовпадения импеданса антенны в точке запитки с волновым сопротивлением кабеля увеличивается КСВ. Правда, если используется трансивер с антенным тьюнером и антенна имеет согласованную с длинной волны линию питания (кратную полуволне), то можно не обращать особого внимания на несовпадение сопротивлений. Место подключения антенны как бы переносится непосредственно к трансиверу. Но такая ситуация встречается не всегда. Имеется другой способ “приблизить” точку запитки антенны и одновременно упростить ее подвеску. Это- использование полуволнового неразрезного вибратора с питанием его с конца в пучности напряжения с помощью согласующего устройства в виде четвертьволнового короткозамкнутого кооксиального трансформатора. Кабельный шлейф дополнительно выполняет еще и роль фидера. Такая конструкция позволяет расположить излучающую и питающесогласующую часть антенны на одной прямой и подвешивать ее, вытягивая за противоположный конец с помощью предварительно перекинутого через блок капронового шнура. Трансивер может подключаться непосредственно к согласующему устройству антенной системы в точку на некотором расстоянии от короткозамкнутого конца шлейфа. При этом нет необходимости тщательно подбирать место подсоединения, антенный тьюнер выполнит сам задачу оптимального согласования. Если же есть необходимость подключения коаксиальной линии, то и в этом случае предлагаемая антенна позволит облегчить процесс согласования. Здесь так же поможет то обстоятельство, что место стыка с кабелем питания расположенно на некотором расстоянии от излучающей части антенны, находясь “в руках” у радиолюбителя, что помогает более тщательно подобрать сопротивление в точке питания, соответствующее волновому сопротивлению используемого фидера. В городских условиях иногда удается заниматься согласованием такой антенны не выходя из квартиры в абсолютно комфортной домашней обстановке. Настройка системы заключается в подборе длинны согласующего шлейфа и определения места разреза для подключения питания. Значительно облегчает эту работу применение кооксиального кабеля с фторопластовой изоляцией. Его можно легко надставлять, пропаивая место соединения поверх экранной оплетки и не боясь замыкания с центральной жилой. Желательно использовать кабель с волновым сопротивлением 50 Ом, так как необходимые при настройке приборы восновном рассчитаны на такую нагрузку.
Схема антенны показана на Рис. 1. Длина излучающей части равна половине длины волны на середине выбранного диапазона с учетом коэффициента укорочения, равным примерно 0,95. Эта длинна не изменяется в процессе настройки антенны. Расчетная длина согласующего шлейфа равна четверти длинны волны умноженной на коэффициент укорочения применяемого кабеля, который для многих марок равен примерно 0,66. Точную подгонку длинны шлейфа производят с помощью ВЧ генератора, к выходу которого подсоединяют короткозамкнутый на противоположном конце отрезок кабеля. Понемногу укорачивая его добиваются максимума напряжения на выходе генератора на рабочей частоте. Замеры напряжения желательно производить при минимально возможной связи измерительной головки вольтметра с местом измерения. Для этого можно использовать разделительный конденсатор емкостью не более 1 пФ. Измерения желательно производить с помощью вольтметра с цифровой шкалой. После уточнения длинны согласующего трансформатора производят монтаж места стыка кабеля с антенной. Конец кабеля освобождают от верхней изоляции и оплетки на расстоянии около 5 см, крепко стягивают капроновой леской с изолятором из оргстекла. Затем к центральной жиле кабеля припаивается провод антенны, который так же стягивается с изолятором леской. Место стыка гидроизолируется изолентой с пропиткой клеем БФ. Для снятия механической нагрузки с кабеля, растяжку антенны в направлении источника делают с помощью синтетического шнура, прикрепленного одним концом к отверстию в изоляторе, а другим, например, к колышку в земле. Такой полуфабрикат антенны вывешивается в пространство на максимальном удалении от токопроводящих предметов, но так, что бы согласующий шлейф был доступен для дальнейших манипуляций с ним. Кабель необходимо разрезать в пропорциях, указанных на рисунке, разделать полученные части, сложить их вместе и снова соединить легкой пайкой. В место стыка через измеритель КСВ надо подать сигнал небольшой мощности от трансивера, предварительно настроив П- контур или антеннтьюнер на 50- ти омный эквивалент. Изменяя в некоторых пределах соотношения длин обеих кусков кабеля надо добиться минимальной мощности обратной волны. Отлично показал себя для этих целей КСВ- метр фирмы DIAMOND ANTENNA SX-100, любезно предоставленный авторскому коллективу сборника “Радио - Дизайн” магазином “БЕРМОС”. Результаты работы проверяют подключая к настроенному шлейфу бухту кабеля произвольной длинны, при этом значение КСВ не должно измениться. После окончания настройки следует проверить надежность всех паек и герметизировать их. Рабочая полоса частот такой антенной системы на десятиметровом диапазоне составила около 500 кГц, а на сорока метрах- 120 кГц. Антенна за счет своих избирательных свойств оказалась значительно лучше защищена от мощных внеполосных наводок и не подверженна накоплению атмосферного статического электричества. Удлинение полотна антенны пропорционально кратному числу полуволн улучшает эффективность антенны и почти не изменяет размеры согласующего шлейфа. Хорошие результаты получены и при согласовании с коллинеарными антеннами, о которых говорится в статьях Г.И. Осипова (RV3AK) в RD 1,2 за 97 г.
Работая на радиолюбительских диапазонах с корреспондентами, часто задаю им вопрос: «Работает ли радиолюбитель на диапазоне 160 метров?», и в основном слышу отрицательный ответ. Причина одна – нет возможности разместить полуволновые или полноразмерные антенны диапазона 160 метров.
Где-то в 2007 году я задумался над тем, чтобы как-то решить эту проблему. Мною было изучено много технической литературы и информации размещенной в интернете, но ничего приемлемого найдено не было. Тогда же мною были начаты опытные работы по изготовлению разных вариантов антенн с уменьшенными размерами для диапазона 160 метров.
Положительный результат был получен в 2008 году. Два года опытной эксплуатации разработанной мной антенны, при подводимой к ней мощности 15 Ватт, дали положительный результат.
Полученный вариант антенны предлагается радиолюбителям для повторения. Сразу хочу оговориться, что антенна на диапазон 160 метров, предназначена для радиолюбителей, которые не располагают достаточным пространством для изготовления полноразмерных антенн этого диапазона.
Антенна симметричная, хотя можно делать ее и не симметричной. Антенна состоит из двух плеч. Каждое плечо состоит из двух отрезков (смотри Рисунок 1). Антенну можно расположить как диполь или как «Инвертед ВИ». Чем выше высота подвеса, тем лучше. У меня антенна выполнена в виде «Инвертед ВИ», максимальная точка запитки 10 метров, нижние концы антенны расположены в 3-х метрах от земли. Мачта деревянная. Питание осуществляется воздушной линией 450 Ом, длиной 12,5 метров.
Далее к воздушной линии подключается 50 Омный или 75 Омный радиочастотный кабель любой длины. Полотно антенны выполнено из войскового телефонного кабеля П-274, скрутка.
Отрезки 1 и 1 «А» имеют длину 11 метров, отрезки 2 и 2 «А» имеют длину от 15 до 18 метров. Отрезками 2 и 2 «А» настраивают антенну на нужный участок диапазона 160 метров. Между отрезками 1 и 1 «А» и 2 и 2 «А» установлен проходной изолятор, т.е. эти отрезки между собой не соединяются.
В точки «А» и «В» и «А1» и «В1» подсоединяется отрезок кабеля витой пары 2х4, длиной 17 метров. Выполненной в виде свернутого круга (бухты) диаметром 40 сантиметров (смотри Рисунок 2). Витая пара без экранирующей оплетки. Я применил витую пару марки:
NEXANS UTP KATEGORY 5E TIA 568-5EC VERIFIED №11168 4PR 24AWG SU3505, здесь приведена полная маркировка, которая была указана на витой паре. Все провода витой пары соединены последовательно. Места соединения проводов пропаяны и изолированы термоусадочной трубкой.
Таким образом электрическая длина одного плеча антенны равна 164 метра, а общая длина антенны 328 метров. Плюс-минус количество метров после настройки интенны. Антенна имеет КСВ на 160 метров 1,08 и второй резонанс с КСВ не более 1,5 на частоте 14 320±20 кГц.
При помощи простейшего согласующего устройства антенна работает на всех радиолюбительских диапазонах от 80 метров до 10 метров. Чем выше частота, тем больше коэффициент усиления антенны.
Хочу обратить внимание радиолюбителей применяющих антенну «Инвертед ВИ» на 80метров, на то, что после элементарной модернизации по методу, указанному выше они смогут работать на диапазоне 160 метров без особых проблем.
На диапазонах 80, 40 и 20 метров подводилась мощность до 800 Ватт, при этом антенна работала исправно.
При помощи витой пары можно укорачивать любые антенны, указанные в книге Карла Ротхаммеля, но это большая работа и этим я не занимался.
Представленная антенна может быть с успехом применена не только для любительской радиосвязи, но и для профессиональной, например в системе ОАО «РЖД», где нет волновода.
Несколько слов о «поведении» антенны. Двухлетний опыт эксплуатации антенны показал, что дальность радиосвязи зависит от состояния ионосферы. В некоторых случаях ближние корреспонденты мои сигналы не принимали, а дальние, на расстоянии 700-1500 км принимали с большой силой. Бывало и наоборот. Так что к антенне надо привыкнуть.
Я часто работаю на общий вызов в полосе частот 3610-3620 кГц в 17.45 msk, буду рад ответить на все интересующие радиолюбителей вопросы.
Это простая и дешевая по затратам конструкция, обладающая направленными свойствами и низким углом излучения.
Антенна работает на диапазонах 10, 12, 15, 17, 20 и 30 метрах.
Общая длина вибратора составляет 41 метр (с учетом коэффициента укорочения для провода с ПВХ изоляцией). Эта длина определяется числом полуволн, укладывающихся на данном отрезке: восемь на 10 метрах, семь на 12 метрах, шесть на 15 метрах, пять на 17 метрах, четыре на 20 метрах и три на 30 метрах.
Точка питания должна находится на расстоянии 2,9 метра (корень квадратный произведения 2,5 x 3,35 м) (вычисление 200-омной точки по известным 70-ти и 300-омным точкам для 10 метрового диапазона - пер.) от конца вибратора.
В таком случае мы имеем компромиссный вариант питания с импедансом в 200 Ом для трех верхних диапазонов. Измерения с помощью анализатора MFJ-259, имеющего 50-омный выход и подключенного к антенне через согласующий трансформатор 1:4 (Ван Горден HI-Q), показали, что антенна имеет отличную повторяемость.
Показания КСВ-метра близки к 1:1 на 10, 12 и 15 метрах. Антенна также резонирует на 20 метровом диапазоне и близка к резонансной частоте 17-ти и 30-ти метрового диапазонов с КСВ не хуже 1:2. Последнее обстоятельство является дополнительным преимуществом антенны!
НАСТРОЙКА АНТЕННЫ
Измерьте КСВ в фидере на диапазонах 10, 12 и 15 метров. Если плечо антенны 38,1 метра окажется слишком длинным, то минимальный КСВ будет находиться в низкочастотном участке данных диапазонов. Поэтому слегка укоротите этот провод. На этом этапе настройки провод лучше не подрезать, а сгибать, например, с шагом 5 см.
Проведя несколько попыток определения точной длины провода, вы добьетесь минимального КСВ (обычно 1:1,1) в середине диапазонов. На краях 12-ти и 15-ти метрового диапазонов КСВ не превышает значения 1,2. На более широкополосной десятке имеем значения КСВ 1:1,5.
Определив экспериментально требуемую длину, лишний провод может быть отрезан. С такими размерами антенна достаточно хорошо работает и на 17, 20 и 30 метрах
Важным параметром антенны или линии передачи, подсоединенной к антенне, является коэффициент стоячей волны. Коэффициент стоячей волны (КСВ) определяется отношением ее максимальной и минимальной амплитуд.
Если на выходе линии передачи подключен импеданс, отключающийся от ее волнового сопротивления, часть падающей на нагрузку сигнальной волны отразится обратно. Эта отраженная волна складывается с падающей, и результирующая амплитуда в любой точке является алгебраической суммой амплитуд двух волн. Узлы и пучности не движутся относительно линии передачи, т.е. стационарны. Такие волны называются стоячими.
Когда сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению линии передачи, падающая волна полностью поглощается в нагрузке, отраженная и стоячая волны отсутствуют. В этом случае система является идеальной, ее коэффициент стоячей волны равен 1.
Конструкция антенны W3DZZ хорошо известна всем коротковолновикам и уже никого не удивишь всевозможными дополнениями и модернизациями данной антенны.
Предлагаемая конструкция данной антенны - двухдиапазонного диполя на 3,5 и 7 МГц является измененной антенной W3DZZ, автор, используя идеологию антенны W3DZZ взял ее только за основу , но выполнив заградительный контур - "трапы" на 7 МГц из коаксиального кабеля [1].
Изготовление трапов из коаксиального кабеля значительно упрощает требования к данной антенне и обеспечивает ее мобильность при развертывании, особенно в полевых условиях, как во время ваших летних путешествий на дачу, загород, а так же в радиоэкспедициях.
Чертеж антенны показан на рис.1, а конструкция коаксиального трапа - на рис.2. Вертикальные концевые части 40-метрового полотна диполя имеют размер 5... 10 см и используются для настройки антенны на необходимый участок диапазона.
Трапы изготовлены из 50-ти или 75-омного кабеля длиной 1,8 м, уложенного в витую бухту диаметром 10 см, как показано на рис.2. Антенна запитывается коаксиальным кабелем через симметрирующее устройство из шести ферритовых колец, одетых на кабель возле точек питания
Александр Васильев (UN8PA)
Поводом для написания данной статьи послужили вопросы, задаваемые на форумах радиолюбительских сайтов Республики Казахстан. Поделится своим опытом и знаниями я не могу, по причине того, что в моей жизни был период более 10 лет, который я посветил работе с молодёжью. Радиолюбители старшего поколения, наверное, помнят в 80-х и вначале 90-х годов молодые звонкие голоса в основном на 40 метровом диапазоне «Всем на 40 метрах здесь «Ульяна Леонид Восемь Павел Зоя Зоя», это работали молодые операторы радиосекции Клуба Юных Техников ПО «Карагандарезинотехника» из не большого города Сарань. Материл изложенный в статье собран и отсортирован на основе полезной информации собранной на радиолюбительских сайтах, из популярных книг и справочников, полученной на основе проведённых экспериментов.
Коаксиальный кабель, изобретенный в начале столетия для прокладки трансатлантической подводной телеграфной линии связи, был модифицирован в начале тридцатых годов для использования в области радио. В настоящее время ассортимент выпускаемого кабеля насчитывает сотни различных марок.
Martin Steyer, DK7ZB, подготовил очень интересный обзор современных концепций и достижений разработчиков таких антенн. С помощью компьютерного моделирования можно с высокой точностью определить размеры антенн, в том числе антенн Long Yagi, которые предназначены для проведения дальних наземных и ЕМЕ-радиосвязей.
