Важную роль на радиостанции играет заземление.В радиопередающих устройствах желательно использовать также и высокочастотное заземление. Предлагаемое устройство "Искусственная Земля" (Artificial Ground), является эффективным ВЧ заземлением.С его помощью устраняют реактивную составляющую на участке между шасси радиостанции и реальной землей, искусственно приближая "Землю" непосредственно к корпусу радиостанции.
"Общую точку" — шасси Антенного Тюнера соединяют согласно схеме (рис.1) с корпусом РА, трансивера, электронного ключа и т.д.Провод применяют в изоляции диаметром 2...3 мм, медный, одножильный или многожильный.Можно применить оплетку с толстого коаксиального кабеля диаметром 10-12мм продетого в кембрик.
Если в составе радиостанции нет Антенного Тюнера, то общей точкой соединения блоков будет PA, т.е. Усилитель Мощности, но не трансивер.В качестве заземления желательно не использовать батарею центрального отопления.В худшем случае можно использовать кран (трубу) холодной воды, в лучшем — заземленный контур здания.
Устройство Искуственная Земля изготавливается в небольшом экранированном корпусе с диэлектрическими ножками. Необходимо, чтобы контакт с другими устройствами по шасси был только посредством соединения ”Общая Точка” Антенного Тюнера – Разъем Х1 Устройства Искуственная Земля.
L1 — обычный токовый трансформатор. В моем случае, это 1 виток провода диаметром 1,6 мм на столбике из сложенных вместе 2-х –3-х ферритовых колец с проницаемостью 50...400. Диаметр кольца некритичен.Через кольцо продевается провод, соединяющий вход устройства X1 и L2.
L2 — переменная индуктивность от р/станции "РСБ-5", "Микрон" и т.д.
С2 — от лампового вещательного приемника.
R1 — выводится на переднюю панель, определяет чувствительность схемы измерения.
X1 — соединен с корпусом Устройства Искуственная Земля и соединяется с корпусом Антенного Тюнера (Общая точка), при его отсутствии с PA.
Х2 — разъем ВЧ типа.
”Oбщую точку” – корпус Антенного Тюнера соединяют толстым медным проводом с обычным заземлением, например с контуром здания, тем самым выполняют соединение по постоянной составляющей - это общее требование для электрооборудования.
Х2 – Выход Устройства Искусственная Земля соединяют также с "Землей", но уже в другом месте, например с краном холодной воды или подключают противовес длиной 1/4 длины волны для конкретного диапазона.Эта часть схемы работает как ВЧ Заземление.
Порядок настройки:
Вначале настраивают Антенный Тюнер по минимум КСВ по его входу,обеспечивая необходимую нагрузку для передатчика.Затем настраивают Устройство Искуственная Земля по МАКСИМУМ показанийприбора М изменяя значения переменной индуктивности L2 и переменного конденсатора С2.
Использование ВЧ заземления способствует повышению эффективности радиостанции в плане устранения таких видов помех, как TVI, помех телефонным аппаратам и звукозаписывающей аппаратуре.
Важную роль на радиостанции играет заземление. В радиопередающих устройствах желательно использовать также и высокочастотное заземление (рис.1).
"Общую точку" — шасси ATU (Согласующее Устройство) соединяют согласно схеме с корпусом РА, трансивера, контрольного приемника, электронного ключа и т.д. Провод применяют диаметром 2...3 мм, медный, одножильный или многожильный. Обязательно применение провода в изоляции.
Кабель — коаксиальный, 50-75 Ом, диаметром 8...12 мм, длина — произвольная, но лучше короче. Конденсаторы С1 и С2 по 1000 пф (Uраб=1...6 кВ). Требование к этим конденсаторам - способность работать в цепях с реактивной составляющей, например К15У, хотя при отсутствии на станции Мощного Усилителя класса ГУ-43Б или ГС-35Б, можно ограничиться высоковольтными керамическими конденсаторами или слюдяными типа КСО-13.
Если в составе р/станции нет ATU, то "Общей точкой" соединения блоков будет PA, т.е. УСИЛИТЕЛЬ, но не ТРАНСИВЕР. В качестве заземления не следует использовать батарею центрального отопления. В худшем случае можно использовать кран (трубу) холодной воды, в лучшем — заземленный контур здания.
Иногда в системе ВЧ-заземления фигурирует устройство "Искусственная Земля" (Artificial Ground), которое является весьма эффективным ВЧ заземлением. С его помощью устраняют реактивную составляющую на участке между "Общей точкой" и реальной землей, искуственно приближая "Землю" непосредственно к радиостанции.
Выполнив межблочное соединение, как показано на рис.1 (за исключением С1, С2 и коаксиального кабеля), изготавливают устройство, показанное на рис.2, корпус которого устанавливается на ножки из изоляционного материала.
L1 — 22 витка на кольце с проницаемостью 50...400, диаметр провода — 0,15...0,22 мм. Диаметр кольца некритичен. Витки располагают равномерно по окружности кольца. Через кольцо продевается провод, соединяющий X1 и L2.
L2 — переменная индуктивность от "РСБ-5", "Микрон" и т.д.
X1 — соединен с корпусом Устройства Искуственная Земля и соединяется с корпусом ATU (при его отсутствии с PA)
Х2 — ВЧ разъем.
При использовании устройства Искусственная Земля (рис.2) "Oбщую точку" — шасси ATU — соединяют толстым медным проводом с обычным заземлением, например с контуром здания, тем самым выполняют соединение по постоянной составляющей - это общее требование для электрооборудования, а Х2 (Выход Устройства Искусственная Земля) соединяют тоже с "Землей", но уже в другом месте, например с краном холодной воды или подключают противовесы длиной 1/4 длины волны для каждого диапазона. Настройка производится по МАКСИМУМУ показаний прибора М-1.
При использовании только схемы на рис.1, центральная жила кабеля обеспечивает заземление по постоянной составляющей, а оплетка по переменной, по ВЧ составляющей.
Следует отметить, что устройство с регулирующими элементами на рис.2 работает гораздо эффективнее, чем на рис.1.
Использование любой из схем ВЧ заземления способствует повышению эффективности радиостанции в плане устранения таких видов помех, как TVI, помех телефонным аппаратам и звукозаписывающей аппаратуре.
В заключении хотелось бы сказать, что действительно есть плохая, низкого качества бытовая аппаратура и это есть большая проблема для радиолюбителя, но к большому сожалению, есть и низкого качества передающая аппаратура.
Установка антенн для радиолюбителей
была и остаётся одной из самых "хлопотных" тем в нашем творчестве.
Однако, сложности в установке полноразмерных коротковолновых антенн -
пустяки, по сравнению с проблемой недовольных соседей, особенно в
многоквартирных домах. И любая информация по этому поводу воспринимается
с ожиданием решения злободневной радиолюбительской темы. В связи с
этим, читаем внимательно Гражданский Кодекс РФ, как "Закон в помощь
радиолюбителям в установке антенн".
ГРАЖДАНСКИЙ КОДЕКС РФ Статья 289
Статья 290. Общее имущество собственников квартир в многоквартирном доме
ЖИЛИЩНЫЙ КОДЕКС РФ
Статья 36. Право собственности на общее имущество собственников помещений в многоквартирном доме.
1. Собственникам помещений в многоквартирном доме принадлежат на праве
общей долевой собственности лифтовые шахты, технические этажи, чердаки, а
также крыши.
Таким образом КРЫША многоквартирного дома принадлежит СОБСТВЕННИКУ
вместе с ОСТАЛЬНЫМИ жильцами (собственниками) квартир на праве ОБЩЕЙ
ДОЛЕВОЙ СОБСТВЕННОСТИ
Не "городу"... не ЖЕКу.... и не "домоуправлению"
Это означает, что каждый СОБСТВЕННИК не конкретных метров на крыше, а собственник ДОЛИ всей крыши.
Статья 37. Определение долей в праве общей собственности на общее имущество в многоквартирном доме
1. Доля в праве общей собственности на общее имущество в
многоквартирном доме собственника помещения в этом доме пропорциональна
размеру общей площади указанного помещения.
Таким образом СОБСТВЕННИК ИМЕЕТ ПРАВО...
2. Собственники помещений в многоквартирном доме владеют, пользуются и
в установленных настоящим Кодексом и гражданским законодательством
пределах распоряжаются общим имуществом в многоквартирном доме.
Из БУКВАЛЬНОГО чтения закона следует, что СОБСТВЕННИК НЕ ОБЯЗАНЫ
СПРАШИВАТЬ РАЗРЕШЕНИЯ на установку антенны на крыше дома, у конкретных
жильцов.... а тем более у ВСЕХ жильцов этого дома...
Каждый жилец и собственник квартиры в многоквартирном доме имеет
равное право на пользование крышей заключающееся только в том, что крыша
выполняет общее для всех свое функциональное назначение: защита от
атмосферных осадков, сохранение тепла и т. п. Разве при установке
антенны ущемляется это право жильцов дома? Никоим образом, так как крыша
как выполняла так и полностью выполняет и после установки антенны свое
функциональное назначение
Антенна является частной собственностью, а это не допускает
возможность ее демонтажа третьими лицами. Частная антенна может быть
снята лишь по распоряжению суда. Ну а если демонтируют самовольно то
КоАП и УК.
Высокоомная двухпроводная линия нередко нужна в радиолюбительской практике. И как отрезки для согласования и трансформации, и как питающий фидер многодиапазонной симметричной антенны (кстати, последнее – один из лучших способов создания многодиапазонной антенны).
Итак, решено. Делаем линию. А как? Имеющиеся описания сводятся к тому,
что надо взять побольше каких-нибудь одинаковых диэлектрических распорок
и как-нибудь закрепить на них провода. Это правильно, но возникают
практические вопросы: где взять много одинаковых распорок, и чем крепить
провода (особенно если линия длинная, десятки метров, и точек крепления
выходит не одна сотня)?
В качестве материала распорок в
журнале " Funkamateur" рекомендовали отрезки пластиковой транспортной
ленты, которой в магазинах стянуты большие картонные коробки (например,
упаковки с плитами, холодильниками, мебелью и т.д.). При распаковке эту
ленту разрезают и выбрасывают. На любом заднем дворе магазина можно
бесплатно набрать десятки метров такой разрезанной ленты: там она
считается отработанным мусором.
А мы так считать не будем:
пластик там очень хороший как электрически, так и механически
(достаточно жесткий при толщине всего 0,6...0,8 мм, устойчив к
ультрафиолету).
Итак, отрезаем обычными ножницами от такой
ленты кусочек 30...50 мм длиной, и делаем в нем (например, горячим жалом
паяльника) две дырки, как показано на следующем фото. Расстояние между
дырками должно быть на 1...3 мм меньше, чем должно быть между проводами
линии. Получилась распорка.
Затем вооружаемся большой пачкой капроновых кабельных стяжек. И
привязываем ими провода к распорке, как показана на следующем фото
(понятно, что дырки в распорке должны быть достаточны для прохода
хвостика стяжки). Важно, чтобы провода лежали бы на распорке сверху, а
не на ее торце. Тогда провода жестко фиксируются и распорка не съезжает.
Затем отрезаем лишние хвостики стяжек. Вот так:
Принцип ясен? Тогда нарезаем сколько надо распорок, дырявим их, и
приступаем к изготовлению линии. Ничего кроме пачки стяжек, кусачек и
часа на свежем воздухе для этого не требуется. Легко получается
аккуратная красивая линия:
Дополнительным преимуществом такой линии является ее
ремонтопригодность. Провода ведь не продеты сквозь распорки. Поэтому при
каких-либо проблемах просто отрезаются стяжки соответствующей распорки,
она выбрасывается и заменяется на новую.
Густота установки
распорок зависит от типа провода линии. На вышеприведенных фото
использован мягкий многожильный провод, отчего распорки пришлось ставить
довольно часто: одну на 8...10 см длины. При жестком одножильном
проводе их можно ставить пореже.
На фото ниже показан
многодиапазонный диполь с двухпроводной линией, изготовленный по
описанной технологии Max `ом, DL4PU. Вернее на фото линия еще в процессе
изготовления.
Для антенны и линии использован распущенный надвое провод для
подключения громкоговорителей (он имеет хорошее сочетание толщины жилы и
цены).
Антенна Slореr (англ. SLOPE - наклонять) – одна из наиболее
простых и распространенных. Особенно часто радиолюбители используют ее в
диапазонах 160, 80 и 40 метров, где для проведения DХ связей очень
важно иметь прижатое к земле излучение в вертикальной плоскости.
Существует несколько вариантов конструкций этой антенны [1]. На рис. 1 показан Slореr длиной 1/2λ.
Антенну
можно настроить под кабель как 50, так и 75 Ом. При использовании
металлической мачты максимум излучения будет в направлении снижения
полотна антенны. Если в качестве мачты применяется диэлектрическая опора
или дерево, диаграмма излучения антенны будет двунаправленная.
На рисунке видно, что центральная жила коаксиального кабеля соединяется с нижним полотном антенны, а оплетка с верхним.
Примечательный
факт – зарубежные радиолюбители подключают кабель у такой антенны
наоборот, т.е. центральную жилу на верхнее полотно антенны, а оплетку на
нижнее, при этом у них существует твердое мнение в этом вопросе. Публикации в журналах QST и Radio Communication, которые приходилось видеть автору, подтверждают это.
На рис. 2 показан Slореr 1/4λ. Rвх
– 50 Ом. Металлическая мачта должна иметь достаточно хорошее
заземление, так как от этого зависит эффективность работы антенны.
На базе такой антенны изготовлен Slореr на диапазоны 160, 80, 40 метров (рис. 3).
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).
Такая антенна требует несколько большую площадь для установки, но это оправдывается эффективной ее работой. Rвх – 75 Ом.
Общая длина антенного полотна определяется по формуле:
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.
Неудовлетворенность работой антенны Дельта 80-метрового диапазона,
установленной почти горизонтально на высоте 11 м, заставила задуматься над
изготовлением другой антенны. Поскольку я проживаю в частном доме, требовалась
антенна, которая бы хорошо работала на малой высоте. Как известно, такими
антеннами являются «вертикалы». Но установить «вертикал» L/4 на крыше дома
довольно проблематично. Можно было бы расположить его непосредственно на земле,
но пришлось бы закапывать противовесы, а постройки и садовые деревья не
позволяли этого сделать. Начались поиски подходящего решения.
Мое внимание привлекла антенна «Inverted L», изготовленная из
антенного канатика. Для повышения эффективности работы ее вертикальную часть
желательно расположить как можно выше. Такая антенна принимает электромагнитные
излучения как с вертикальной, так и с горизонтальной поляризацией, поэтому при
работе на нее фединг, сопровождающий КВ-прием, по-видимому, должен проявляться
меньше, чем при использовании классических вертикальных или горизонтальных
антенн.
Вертикальная часть этой антенны была составлена из отрезков дюралюминиевых
труб диаметром 40 мм. Общая высота составила 10,50 м. Горизонтальная часть была
образована тремя проводами из антенного канатика, дополняющими длину антенны до
Л/4 (т.е. 20,40 м для диапазона 80 м). Провода расположены примерно под углом
40° к земле, что обусловлено высотой второй мачты (11 м), к которой они
крепились. Сразу замечу, что эксперименты по изменению угла наклона не
проводились.
Если к «Inverted L» не подключены противовесы, ее работа в
большой степени зависит от проводимости почвы, в которую закопан провод
заземления. А почему бы обычное заземление не заменить противовесами? Задумано —
сделано.
Противовесы были изготовлены из антенного канатика, обмоточного провода (ПЭЛ)
и монтажного провода в изоляции. Вначале использовались три противовеса длиной
20,40 м и еще
три длиной 10.20 м. Затем количество противовесов на 80-метровый диапазон было
увеличено до 10. Действительно, чем их больше, тем лучше работает антенна. В
авторском варианте антенна установлена на металлической крыше одноэтажного дома,
которая соединена с противовесами.
Несмотря на то что антенна предназначалась для работы на НЧ-диапазонах,
предусматривалась возможность проведения QSO на диапазонах 20, 15 и 10 м. Для
питания антенны была применена довольна система согласования. Длина
коаксиального кабеля составляет 22 м. На конце кабеля установлен конденсатор
переменной емкости. При небольшой выходной мощности передатчика вполне подходит
2-секционный КПЕ от бытовых радиоприемников. «Врезка» для подключения к
трансиверу установлена на расстоянии 2,9 м от конца кабеля.
В авторском варианте применяется кабель с волновым сопротивлением 30 Ом
(такой оказался под рукой). Если использовать коаксиальный кабель с другим
волновым сопротивлением, возможно, придется подобрать место подключения к
антенному фидеру по минимуму КСВ.
Регулировкой емкости КПЕ, который находится около оператора, в режиме
передачи добиваются максимального тока в фидере (для этого удобно использовать
КСВ-метр), а в режиме приема КПЕ подстраивают по «S-метру» или на слух.
Настройка в обоих режимах полностью совпадает. На НЧ-диа- пазонах конденсатор
«не работает», зато на ВЧ-диапазонах прирост сигнала достигает 1,5…2 балла!
Не могу не поделиться впечатлениями от сравнения работы описанной антенны и
«Дельты». Испытания проводились при РВых=30 Вт. В диапазоне 80 м на «Дельту»
были проведены QSO с Красноярском, Восточным Казахстаном и Уралом, на Украине
слышали только мое присутствие на частоте. На описанную антенну украинские
радиолюбители давали RS 56-57. Проводить QSO на ВЧ-диапазонах также стало легче.
Кроме того, при приеме отсутствует «шипение», характерное для GP.
Хорошо известно, что получившая
широкое распространение у радиолюбителей вертикальная антенна
"четвертьволновый штырь" имеет входное сопротивление примерно 37 Ом.
Поскольку в большинстве своем коаксиальные кабели, используемые для
питания антенны, имеют волновое сопротивление 50 или 75 Ом, то у
коротковолновиков иногда возникают проблемы при согласовании фидера с
излучателем. Существует простое и весьма удобное с конструктивной точки
зрения решение этих проблем.
Увеличив длину излучателя, можно довести значение активной составляющей
входного сопротивления до требуемой величины - 50 или 75 Ом. Такая
удлиненная антенна имеет заметную реактивную составляющую входного
сопротивления, которая носит индуктивный характер. Устранить ее нетрудно
- достаточно включить последовательно с излучателем конденсатор С (см.
рисунок). Его емкость выбирают такой, чтобы совместно с индуктивной
составляющей входного сопротивления он образовывал последовательный
колебательный контур, резонансная частота которого соответствует рабочей
частоте антенны. Если фидер имеет волновое сопротивление 50 Ом, то
длина излучателя такой антенны L должна быть примерно 0,28/l (А - длина
волны, соответствующая средней частоте любительского диапазона). При
волновом сопротивлении 75 Ом L=0,31l. Заметим, что для минимизации
потерь, обусловленных несовершенством "земли" - системы противовесов,
для фидера лучше использовать 75-омный коаксиальный кабель. Каждый из
элементов системы противовесов имеет длину А=0,25/l. Для достижения
достаточно высокого КПД антенны их число должно быть не менее 15 (КПД
при этом будет более 50 процентов). Вот исходные данные для
изготовления "удлиненного штыря" на различные любительские диапазоны.
Для каждого диапазона приведены: длина излучателя в метрах для 50-омного
и через дробь для 75-омного фидера, длина элемента системы противовесов
в метрах и максимальная емкость конденсатора связи в пикофарадах.
