дешевая антенна для КВ-диапазонов — 10 причин

Пока что в серии радиолюбителей за 50 долларов я в основном сосредоточился на диапазонах VHF и UHF. Причина этого в основном связана с правилами FCC, которые в значительной степени ограничивают лицензиатов технического уровня этими диапазонами. Но есть еще и финансовая составляющая; Привилегии диапазона высоких частот (HF) достигаются за счет как изучения радио, достаточного для прохождения общего теста на лицензию, так и потребности в оборудовании, которое может быть намного дороже, чем беспроводное радио. Рация за 30 долларов.

Но хотя ВЧ оборудование может быть дорогим, не все, что необходимо для вещания, может быть не обязательно. А поскольку зачастую именно антенна создает или разрушает способность радиолюбителя устанавливать контакты, мы рассмотрим простую, но универсальную конструкцию антенны, которую можно адаптировать для работы с чем угодно, от большой мощной базовой станции с портативным QRP (низкий -мощность) активации в поле: полуволновая антенна, поставляемая в конце.

Играть в игру

Есть много радиолюбителей, для которых построение антенн — верх хобби. Я это понимаю; В разработке антенны, которая будет делать то, что вы хотите, электрически, есть ненулевое количество магии, и требуется много инженерных работ, чтобы убедиться, что она выдержит элементы. Я думаю, что этот последний аспект построения антенны более привлекателен для меня лично. Получение антенны, которая выдержит ветер, снег, солнце и дождь, — интересная задача, поэтому я склонен уделять больше времени размышлениям о механических аспектах конструкции, в которых кто-то уже исправил ошибки.

Поэтому я начал искать антенну, которая подошла бы к моей ситуации. Возможно, самая простая в конструкции антенна — это классический полуволновой диполь. Они имеют два элемента, каждый четверть проектной длины волны, излучающих из центральной точки питания, к которой присоединяется линия передачи коаксиального кабеля. Конечно, есть доработки и сложности, но основная проблема для меня — это центральная точка кормления. Моя кабина расположена в дальнем конце моего участка, поэтому сложно установить такую ​​антенну без длинной линии электропередачи, что может привести к неприемлемой потере сигнала. Кроме того, диполь для 80-метровой полосы будет 40 метров от края до края, и его будет сложно установить на моем длинном узком дачном участке.

Для моих целей полуволновая антенна с торцевым питанием (EFHW) — хороший выбор. Это именно то, как он выглядит: полуволновой кусок провода (в моем случае длиной 40 метров, чтобы я мог работать с 80-метровой полосой), который подается с его конца. Но это не так просто, как отрезать кусок провода длиной 40 метров и приклеить его к рации. Проблема в том, что импеданс антенны изменяется по мере удаления точки питания от центра. Импеданс увеличивается примерно до 2500 Ом, когда точка питания достигает конца провода, что действительно было бы очень плохим соответствием для трансивера, рассчитывающего на нагрузку 50 Ом.

Чтобы решить эту проблему, антеннам EFHW необходим трансформатор, соответствующий импедансу. Когда они используются для согласования импеданса между симметричной антенной, такой как диполь, и несимметричной линией питания, такой как коаксиальный кабель, они называются «симметрирующими устройствами». Однако в этом случае антенна и коаксиальная фидерная линия не сбалансированы, поэтому построенный мною трансформатор технически «не работает». Как бы вы это ни называли, это довольно простая сборка.

Мой трансформатор 49: 1 подобран, собран и готов к работе. Я подумывал о том, чтобы заделать отверстие эпоксидной смолой, но отказался от этого.

Я следовал отличным инструкциям Стива Николса (G0KYA) по намотке моего автотрансформатора 49: 1. Это в основном большой тороидальный ферритовый сердечник — я купил свой на eBay, но на Amazon есть много вариантов — с несколькими витками магнитного провода. . Мой сердечник — FT-240-61, что означает, что его внешний диаметр составляет 2,4 дюйма, и он сделан из материала типа 61. Я использовал магнитный провод 18 AWG для обмоток. Во время наматывания я заметил, что на лаковом покрытии на магнитном проводе есть зазубрины по краям ферритового сердечника. Я перемотал его, накрыв сердечник тканевой фрикционной лентой, чтобы немного смягчить края — шорты не годятся для чего-то, рассчитанного на 100 Вт выходной мощности передатчика.

Как я уже сказал, много хлопот, которые я сделал с этим трансформатором, было связано с его механической работой. Я установил его в прочную пластмассовую электрическую коробку и снабдил фитингами из нержавеющей стали для соединения антенного провода и заземления. Я также установил рым-болт для крепления антенного провода. Качественная вилка SO-239 для подключения к электросети и высоковольтный конденсатор емкостью 100 пФ для лучшего согласования на более высоких частотных диапазонах завершили трансформатор. Если повезет, эта антенна должна охватывать диапазоны от 80 до 10 метров.

Тросик

Мой метод размещения шкива на дереве с земли. Лучше всего он работал бы на дереве с более гладкой корой.

К счастью, мой двор имеет глубину около 150 футов, и я одновременно благословлен и проклят множеством очень высоких и очень выносливых сосен Пондероза. Длина моего участка и расположение деревьев позволяют проложить полный 40-метровый провод в форме «перевернутой буквы L». Мой план состоял в том, чтобы как можно глубже направить провод трансформатора в первое дерево, а затем провести его горизонтально до точки привязки на втором дереве.

Звучит намного проще, чем есть на самом деле. Хотя многим радиолюбителям посчастливилось повесить антенны на веревках высоко над ветвями, все мои сосны были обрезаны с их нижних ветвей, и первые живые ветки были на высоте более 40 футов (12 метров) над землей. Я применил подход «умнее» и пришел к идее протолкнуть веревочную петлю вверх по дереву, используя трубу из ПВХ в качестве подъемника. Хотя шероховатость коры жука постоянно зацепляла нейлоновую веревку, и труба из ПВХ обрушалась, когда я добавлял секции, она работала достаточно хорошо, чтобы поднять точку привязки примерно на 25 футов (7,5 м) над землей — не намного выше, чем я мог. получил его с моей 24-футовой лестницей, но с гораздо меньшими шансами упасть насмерть.

Точка привязки была установлена ​​на другом дереве аналогичным способом, что привлекло большое внимание соседей. Такие возможности всегда следует использовать, чтобы проявить немного «доброй воли», и я заверил соседей, что не буду стерилизовать их детей и не буду мешать их телевизионному приему. Однако в одном из примеров кармы дерево, над которым я работал, на следующий день решило выбросить мертвую ветку, которая упала и повредила Дуранго моего соседа. Ясно, что он шел гораздо выше по дереву, чем я работал, но по-прежнему вызывал зловоние в старом глазу.

Избавление от раскачивания на конце якоря. Обратите внимание на страховочную веревку, проходящую через отверстие пружины, на случай, если она сломается.

Одна из наиболее важных составляющих использования деревьев в качестве якорей для антенн из длинных проводов — это раскачивание. Деревья немного двигаются, и если вы крепко закрепите проволоку между двумя деревьями, не позволяя им двигаться с ветром, наступит печаль. И все же вы хотите, чтобы ваша пряжа оставалась более или менее растянутой, потому что ее форма влияет на ее характеристики. Есть несколько способов справиться с этим, и я решил использовать шкивы для бельевой веревки в двух моих опорных точках. В середине проволока проходит через шкив; В конце анкера проволока привязана к отрезку прочной нейлоновой веревки через изоляцию собачьей кости. Этот шнур пересекает шкив и опускается по стволу дерева до точки крепления благодаря мощной пружине. Когда деревья качаются, антенна может выдвигаться или втягиваться на несколько дюймов, не провисая и не ломаясь.

Наконец-то в эфире

Я должен признать, что эта установка еще не завершена. Антенны действительно должны быть правильно заземлены, и я хочу поставить заземляющий стержень рядом с трансформатором. Однако главная линия электропередачи, ведущая к моему дому, и основная линия электропередачи, ведущая ко всему району, проложены прямо под нашим задним забором, что делает этот бизнес рискованным. Какими бы хорошими ни были службы определения местоположения под землей, мне не хочется проверять их точность своим драгоценным «я». Так что буду ждать приличной земли.

Тем не менее, я не мог не попробовать эту антенну, поэтому, чтобы не допустить попадания ВЧ-сигнала в хижину, я бы подключил 10-витковую пневматическую дроссельную заслонку к линии электропередачи. Я еще не проводил QSO, но с помощью WSPR, системы репортера распространения слабого сигнала, я смог достичь четырех континентов за 24 часа на диапазонах 80, 40, 30 и 20 метров.

Мир на одной антенне: 24 часа WSPR покрытия на 80, 40, 30 и 20 метров.

Говоря о WSPR, об этом и других цифровых режимах мы поговорим в следующем эпизоде ​​The Hammer за 50 долларов. Спойлер: несмотря на мои предыдущие жалобы, я думаю, что снова влюбился в любительское радио.

Походная антенна коротковолнового (КВ) диапазона

Схема и конструкция самодельной походной антенны коротковолнового диапазона на 7, 14, 21 и 28 МГц. В наше время коротковолновики, отправляясь в походы по родному краю, нередко берут с собой и любительскую радиостанцию.

Польский радиолюбитель SQ7MZL разработал для этого несложную разборную КВ-антенну, предназначенную для работы на диапазонах 7, 14, 21 и 28 МГц (Antena wakacyjna па pasma 7- 14-21-28 MHz. — Swiat Radio, 2014, Marzec, s. 60, 61).

Её устанавливают на одной относительно короткой мачте (длиной около 3 м). В отличие от проволочных походных антенн, её можно использовать там, где поблизости нет деревьев.

Эта антенна представляет собой четырёхдиапазонный полуволновый диполь с трапами, закреплённый на двух стеклопластиковых удилищах, образующих направленную вверх латинскую букву V (рис. 1).

Рис. 1. Схематический вид самодельной походной КВ-антенны.

Угол между ними может быть 90…110°. Их основания закреплены хомутами на металлической пластине (рис. 2), которая, в свою очередь, крепится хомутами к трубе мачты.

Рис. 2. Пример крепления антенны.

На этой же пластине закреплена круглая коробка с коаксиальным разъёмом для подключения фидера, а в ней находится стандартный BALUN.

Пластина размерами 400×200 мм изготовлена из листового дюралюминия толщиной 4 мм.

Отрезки проводов излучателя имеют следующие размеры:

• А = 2,4 м;
• В = 0,23 м;
• С = 0,41 м;
• D = 1,55 м.

Полная длина каждого из излучателей с учётом размеров трапов получается около 5 м, поэтому для их крепления автор использовал удилища длиной 6 м.

Диапазонные трапы выполнены по распространённой методике, когда вместо конденсаторов используются отрезки коаксиального кабеля (рис. 3).

Рис. 3. Диапазонные трапы антенны из отрезков коаксиального кабеля.

Автор применил для этого коаксиальный кабель Н155. Это современный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом и двойным экраном (фольга и оплётка). В качестве диэлектрика в нём применён вспененный полиэтилен. Погонная ёмкость — 80 пф/м.

По характеристикам он близок к распространённому кабелю RG-58A. Длина отрезков кабеля для конденсаторов (рис. 3):

• диапазон 28 МГц — А = 90 мм, В = 50 мм;
• диапазон 21 МГц — А = 90 мм, В = 60 мм;
• диапазон 14 МГц — А = 120 мм, В = 90 мм.

Катушки трапов намотаны медным проводом диаметром 1,5 мм в полиэтиленовой изоляции.

Для диапазона:

• 28 МГц они имеют по 10 витков на каркасе диаметром 55 мм,
• для диапазона 21 МГц — по 13 витков на каркасе диаметром 55 мм,
• для диапазона 14 МГц — по 21 витку на каркасе диаметром 50 мм.

Зависимость КСВ от частоты на диапазоне 7 МГц, полученная автором этой антенны, показана на рис. 4.

Рис. 4. Зависимость КСВ антенны от частоты на диапазоне 7 МГц.

Б.Степанов. г. Москва. Р-12-2015.

Создайте свою собственную недорогую антенну 630 м Load/Match

Если у вас есть старая проволочная антенна или даже более новая проволока, которую вы не так часто используете, подумайте о том, чтобы переназначить ее для новой задачи: Среднечастотная (MF) . Многие радиолюбители не понимают, что 630 м (475 кГц) очень доступны. Например, трансвертер, приемопередатчик QRP и простая нагрузочная катушка и согласующий узел трансформатора — это все, что обычно требуется для использования новой или переделанной проволочной антенны.

Если у вас есть что-то близкое к перевернутой L-образной проволочной антенне, скажем, с 35-футовой вертикальной секцией и 50-100-футовой горизонтальной секцией, вы очень близки к тому, чтобы иметь достаточно эффективную короткую антенну Marconi с цилиндрической шляпкой для MF. Он никогда не будет резонансным, но будет хорошим исполнителем Rx/Tx. Кроме того, они будут очень хорошо работать для североамериканского NDB, ненаправленного радиомаяка, приема. Эти антенны будут отлично работать с любым из имеющихся в продаже преобразователей, таких как мониторные датчики, QRP-передатчики TAPR или популярный K5DNL PA на 630 м. Использование любого из онлайн-калькуляторов, чтобы точно определить, какая индуктивная нагрузка вам нужна на основе вашей конкретной конфигурации проводов, никогда не было проще. Например, VK1SV поддерживает здесь отличный короткий калькулятор Marconi. Он дает вам все параметры для широкого диапазона частот и типов проводов.

Проект

Этот проект заключался в перепрофилировании существующего старого провода с перевернутой буквой L, который я не использовал. Проволока состояла из вертикальной секции длиной 35 футов и горизонтальной секции длиной 100 футов. Прежде всего, использование онлайн-калькулятора дало мне приблизительную оценку около 100 мкГн, необходимых для использования моего существующего провода. Затем, используя калькулятор катушки индуктивности, я пришел к наименее дорогому методу изготовления катушки индуктивности, используя две 8-дюймовые муфты из ПВХ (склеенные вместе) и около 100 футов многожильного провода 14 AWG. Для регулировки и настройки был включен широкий диапазон внутренних отводов. Я также добавил SO-239разъем. В результате присоединение коаксиала будет намного проще. Кроме того, размещение небольшого коронирующего шара со стороны антенны обеспечит дополнительную защиту от киловольт напряжения антенны.

Согласующий трансформатор был закреплен стяжками внутри индуктора. Он был построен путем простого соединения двух сердечников Fair-Rite типа 43 с наружным диаметром 61 мм вместе и использования 28 витков, нарезающих каждые два витка. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы прикрепить узел тороида за пределами зоны катушки индуктивности. Одна сторона трансформатора подключена к земле, а другая содержит зажим типа «крокодил» для легкого крепления к отводу катушки нагрузки. Принципиальная схема и механическая конфигурация показаны на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1 (адаптация Dennison, 2013, стр. 37) (1)

Рисунок 2 (1)

Недорогой корпус

Весь узел достаточно мал (диаметр ~ 8 дюймов X 12 дюймов). высотой), чтобы поместиться в ведро на два с половиной (2,5) галлона. Вы можете управлять кабелями через отдельную защелкивающуюся крышку. Ведро образует водонепроницаемую сборку, которую можно оставить за пределами лачуги и у основания вертикальной секции провода. Это защищает «горячую сторону» катушки и более высокие напряжения от вашей хижины и дома. Самое главное – требуется отдельное заземление. Используя один вертикальный заземляющий стержень, расположите его рядом с SO-239. разъем. В результате на большинстве станций улучшится производительность. См. рис. 3. Хотя радиалы, безусловно, улучшат производительность, мне еще предстоит поэкспериментировать с их добавлением. Также можно добавить PolyPhaser или искровой разрядник для защиты от статического электричества/молний.

Обязательно изолируйте сторону антенны (горячую) на катушке и антенном проводе. Кроме того, всегда необходимо использовать изоляторы на концах антенного провода и в месте изгиба. В результате это обеспечит изоляцию от напряжения в несколько киловольт, которое будет присутствовать на проводе во время передачи на 630 м.

Рисунок 3 (1)

Тестирование и рабочие характеристики

ОСТОРОЖНО – Во время тестирования в точке питания антенны будет присутствовать высокое напряжение (~2 кВ). Перемещение зажимов типа «крокодил» для достижения наилучшего совпадения — это повторяющийся процесс, который может потребовать нескольких попыток. Не пытайтесь работать или настраивать Load/Match, если коаксиальная линия не отсоединена и радио не выключено.

Первый тест радиосвязи прошел очень хорошо. (полагаю, удача новичка) Самый низкий КСВ, которого я смог достичь, был 1,4:1. Тем не менее, более высокое разрешение по расстоянию отводов, вероятно, дало бы лучшее соотношение. Но пока этого было достаточно для первого теста. Я использовал трансвертер Monitor Sensors TVTR1 с обычным КВ трансивером. В итоге я смог сделать около десятка 630м JT9-1 QSO в первую неделю с использованием перепрофилированного провода и самодельной сборки согласования нагрузки. Точно так же, используя агрегатор WSJT DX, я также смог сообщить об активности более 60 станций по всей стране. См. рис. 4 и 5.

По данным калькулятора, при подаче 50 Вт на катушку нагрузки будет получено около 500 мВт EIRP. Хотя это явно неэффективно по любым меркам, на высоте 630 м мощности достаточно, чтобы добраться до континентальной части США и, возможно, за ее пределы.

Рисунок 4 – 630 м JT9-1 QSO (1)

Рисунок 5 – Первые 630-метровые отчеты JT9-1 Rx от FN32xv (2)

Результаты

По состоянию на 24 октября 2019 года запись Rx составляет W7IUV 3715 км при -27 дБ S/N, а запись QSO JT9-1 составляет KB8U 1027 км при -25 дБ S/N. Учитывая низкую стоимость, количество времени на сборку и немедленные результаты в эфире, этот подход к нагрузочной катушке MF / спичечной сборке является стоящим проектом для всех, кто хочет изучить MF.

Наконец, основная часть стоимости многочастотной связи по-прежнему будет приходиться на трансивер. Однако, если вы занимаетесь сборкой проектов с хорошим терпением и навыками пайки, комплект TAPR Ultimate 3S за 33 доллара станет хорошим началом. Кроме того, трансиверы TAPR имеют LPF на 2200 м, но это совсем другое дело. (Короткий калькулятор Маркони покажет вам это!) Если у кого-то из читателей есть интерес и / или есть какие-либо другие вопросы об этом проекте, не стесняйтесь обращаться ко мне напрямую: [email protected].

73 – Джим, WQ2H / WK2XAH

 

Ссылки

Деннисон, М. (2013). LF Today — Руководство по успеху на диапазонах ниже 1 МГц. Radio Society of Great Britain , London

Giles-Clark, J (2014), 630 м (472–479 кГц) Любительские эксперименты VK/ZL, Презентация. Получено 24 октября 2019 г. с: http://www.spirat.com.au/vk5fq/media/630m_in_VK-ZL.pdf

Kelly, P (2019). Добавление 630 и 2200 метров к MFJ-259B. N1BUG Приключения на радио. Источник: 24 октября 2019 г. . Емкостная верхняя загрузка. Антенны N6LF. Получено 24 октября 2019 г. с: https://rudys.typepad.com/files/chapter-3–1.pdf

Spirat, S (2018). Перевернутая L-антенна с нагрузкой 630 м. Антенны VK5FQ. Получено 24 октября 2019 г. с: http://www.spirat.com.au/vk5fq/630mAnt.htmlhttp://www.spirat.com.au/vk5fq/630mAnt.html

Carey, K (2007). Слушая Longwave — мир ниже 500 килогерц. Универсальные исследования радио. Worthington, OH

Ouwehand, M (2017) 472 кГц Projects – Antennas. Получено 24 октября 2019 г. с: http://www.pg1n.nl/articles.php?lng=en&pg=1270

(1) Изображение предоставлено WQ2H – Джим Пулетт

(2) Изображение предоставлено репортером PSK и OpenMapTiles .org

Безопасность антенны — Общество радио Великобритании

Прежде чем приступить к установке новой антенны, следует запомнить несколько основных правил, главное из которых – всегда помнить о безопасности. Большинства несчастных случаев можно избежать, потратив немного времени на меры предосторожности и проявляя большую осторожность.

Еще один момент – всегда полезно заняться монтажом антенны вместе с другом. Таким образом, если произойдет авария, будет кто-то, кто поможет.

Линии электропередачи и другие кабели

Никогда не устанавливайте антенны вблизи линий электропередач

Антенны никогда не следует устанавливать в местах, где они могут упасть на линии электропередач.

Если вы устанавливаете антенны, проверьте территорию вокруг вашего дома на наличие силовых кабелей.

Если у вас есть то, что вы считаете телефонными линиями, это стоит перепроверить — рассматривайте каждую линию как потенциально смертельную. Также имейте в виду, что вам даже не нужно прикасаться к линиям высокого напряжения, чтобы быть убитым — при достаточно высоких (киловольтных) уровнях ток может прыгать через воздушный зазор. На этих уровнях мощности вы вряд ли выживете, так как существует большой риск ожогов, а также шоковых эффектов.

Золотые правила:

• Всегда держите все предметы, включая мачты, столбы, лестницы, инструменты и антенны, подальше от линий электропередач. Если вы сомневаетесь, проконсультируйтесь со специалистом или оставьте его в покое.
• Если вы снимаете или перемещаете антенну, помните о новых линиях электропередач, которые могли быть проложены после первой установки антенны.
• Никогда не предполагайте, что воздушная линия электропередачи электрически изолирована; всегда предполагайте, что контакт с любой линией может быть смертельным.
• Не полагайтесь на удочки из стекловолокна (удочки для плотвы) или деревянные палки в качестве изоляторов.
• Следите за тем, чтобы расстояние от антенны или столба до линии электропередач было не менее чем в два раза больше высоты антенны или столба.
• Имейте в виду, что вас может ударить током, если вы коснетесь линии электропередач напрямую или коснетесь проводящего материала (например, металлической лестницы, антенны или трубы), который соприкасается с ней.
• Держитесь подальше от оборванных линий электропередач. Линия электропередач, касающаяся земли, может ударить или убить вас, даже если вы ее не коснетесь. Электрический ток может проходить сквозь землю и проникать в ваше тело.
• Если ваш коллега касается электрического провода, не прикасайтесь к нему. Вместо этого отключите питание, если можете, или используйте изолированный столб, чтобы отбить от них проводник под напряжением. Если человек не дышит, немедленно начните сердечно-легочную реанимацию и вызовите скорую помощь.

Было бы неплохо пригласить в свой клуб специалиста по оказанию первой помощи, чтобы он рассказал о методах реанимации. Пожалуйста, не превращайтесь в статистику.

Прочие советы по безопасности

При подъеме по лестнице следует соблюдать надлежащие меры предосторожности, а при установке антенн следует всегда использовать правильные материалы, чтобы они не падали на людей.

Установка антенн и кабелей часто означает сверление отверстий в стенах и потолках. Если вы делаете это, убедитесь, что вы не собираетесь просверливать электрический провод или водопроводную/газовую трубу.

Если вы сомневаетесь, не делайте этого или обратитесь за профессиональной консультацией. Вы можете приобрести детекторы, которые помогут вам найти проводку или медные трубы, но не полагайтесь на них. Пластиковые трубы они тоже не заметят.

При работе на чердаке имейте в виду, что там может быть оголенная проводка или распределительные коробки. Если строитель выполнил свою работу должным образом, их не должно быть, но не рискуйте.