Site Loader

Всеволновая KB антенна «бедного» радиолюбителя

Всеволновая KB антенна «бедного» радиолюбителя


Число счастливых радиолюбителей — обладателей капитальных и надёжных практически суперантенн, неуклонно растёт, но, как правило, основной капитал (сбережения) тратится на приобретение приличного импортного трансивера, а на покупку фирменной антенны, увы, денег уже не хватает…

 

Что же тогда остаётся делать среднестатистическому отечественному радиолюбителю, у которого на крышу дома своего и доступа-то свободного зачастую практически нет? А ведь работать в радиолюбительском эфире хочется, да ещё желательно не кое-как, а с максимально возможной эффективностью.

 

Вот и изобретаются разные не затратные, альтернативные варианты: оконные и всякие там балконные, магнитные мини-конструкции, антенны «для экстренной работы», «невидимые», «резервные», «одноразовые» — чуть ли не из тонюсенького медного проводка, «на пуговицах».

 

Выбрать оптимально приемлемую антенну, исходя из большого разнообразия форм и параметров, а также конкретных местных условий, не всегда достаточно просто. Все знают девиз, что «хорошая антенна — лучший усилитель». Увы, далеко не все могут позволить себе иметь больше одной антенны, а уж по нескольку на каждый диапазон — вообще мечта!  

 

Кое-кто вынужден отказаться от работы, скажем, на соседнем с 7 МГц диапазоне 3,5 МГц только из-за того, что его «Инвертед» имеет там слишком большой КСВ. Впрочем, к сожалению, бывает и так, что на согласование трансивера с антенной почти не обращается внимания. Известен курьёзный случай, когда один коротковолновик, заменив старенького самодельного UA1FA на импортный аппарат, «прицепил» его к привычной «верёвке», наивно полагая, что «там же есть защита выходных транзисторов».

 

В литературе неоднократно описывались «антенны бедного радиолюбителя», однако являющие собой далеко не самые простые и вовсе не дешёвые конструкции. К сожалению, порой, по недосмотру авторов описаний, бывает, упускаются из виду и отдельные немаловажные детали — например, длина двухпроводной линии или материал мачты, которую иногда недопустимо выполнять металлической. Это затрудняет повторение конструкции неискушенными коллегами.

 

Начинающие радиолюбители используют в основном простейшие антенны — «Delta Loop» диапазона 80 м (к тому же, часто имеющую неудачное расположение и запитанную как было удобнее по месту), пресловутую Inverted V, да четвертьволновый Ground Plane. Для работы на других диапазонах (а желательно бы на всех) может применяться то или иное согласующее устройство. Результаты работы антенны при этом, в зависимости от оптимизации на отдельном диапазоне, варьируются от очень хороших и до очень плохих. Кое-кто из коротковолновиков даже подбирает длину кабеля для «улучшения» КСВ.

Однако все же не стоит забывать о сути, о том, что никакое согласующие устройства, каким бы оно ни было хитроумным, не в состоянии уменьшить КСВ в фидере антенны. С его помощью можно добиться идеального согласования только лишь между нашей радиостанцией и самим согласующим устройством, расположенным на том же самом рабочем столе в шэке. Главный достигнутый эффект здесь в другом — передатчик, как говорится, «удалось обмануть», и выходной каскад выдаст всю возможную мощность. Но потери мощности непосредственно в самом фидере никуда не исчезли.

 

Как не раз отмечалось, обычный диполь с КСВ около 1,0, предназначенный для диапазона 80 м, на частоте 7 МГц (где он является уже волновым вибратором с входным сопротивлением около 4 кОм) будет иметь КСВ порядка 53, а в диапазоне 20 м получаем КСВ = 57.

 

Предположим, что с помощью согласующего устройства (тюнера) удалось получить КСВ между трансивером и СУ и на этих диапазонах также равный 1.0. Но фидер-то всё равно рассогласован с нагрузкой (излучателем). Применив двухпроводную линию, имеющую сравнительно низкие потери, на это можно было бы закрыть глаза, и всё-таки с переменным успехом работать в эфире, но тут сразу возникает другая проблема — а как же конструктивно подвести ту самую открытую двухпроводную линию к столу оператора? Не будешь ведь то и дело выбегать на балкон к установленному там согласующему устройству!

 

Если есть возможность пропустить проводники через окно — это прекрасно. А если нет? Да и стоит ли иметь возле своего рабочего места определенное ВЧ излучение? К тому же, согласующее устройство для симметричного фидера несравнимо сложнее конструктивно и в настройке, чем согласующее устройство для несимметричной нагрузки.

 

Предлагаемый вариант антенной системы на основе разработки Олега Сафиуллина, UA4PA, решает большинство поставленных вопросов. Такая антенна отнюдь не призвана заменить другие, гораздо более эффективные конструкции, но может заинтересовать тех радиолюбителей, которые не имеют достаточных ресурсов, свободной площади и подходящих опор для развешивания полотна антенны.

 

Многих начинающих коротковолновиков в базовом описании антенны UA4PA часто отпугивает необходимость установки на крыше вертикального штыря высотой 11,2 м и проблема расположения на ограниченном пространстве под ним противовесов такой же длины. Между тем, в журнале «Радио», в прежние годы едва ли не единственном источнике нужной для радиолюбителя информации, давно была предложена идея о применении данного способа согласования к диполю, имеющему практически любые размеры плеч. При этом отмечалось, что за счет увеличения эффективной излучающей части такая антенна даже лучше относительно короткого вертикала работает на низкочастотных диапазонах, а также сам диполь может быть с успехом расположен и в виде Inverted Vee.

 

На радиостанции UB5LEW почти 20 лет в качестве надёжного резерва с успехом использовался наклонный луч длиной 35,5 м с питанием с конца, но при помощи соответствующего отрезка кабеля соединённый с согласующим устройством.

 

Сама идея Олега UA4PA активно обсуждалась в радиолюбительских кругах и на соответствующих форумах в Интернете. Главным недостатком подобной антенны её рьяные противники (впрочем, в основном «теоретики», даже не ставившие перед собой задачу практических испытаний конструкции) называли работу коаксиального кабеля в режиме стоячей волны — дескать, всем известные компьютерные программы при анализе потерь просто «приходят в ужас».

Да, по-видимому, для сторонников QRO, любителей «закачать киловатт», эта антенна действительно не подходит — кабель может попросту расплавиться и сгореть. Однако для многих коротковолновиков, довольствующихся стандартной колебательной мощностью импортного аппарата в 100 Вт, потери в кабеле, который функционирует в режиме 100% стоячей волны (в данном случае это же вовсе и не фидер, а часть самого антенного полотна, только лишь почти не излучающая), отнюдь не так страшны, как их представляют.

 

Естественно, потери есть в любом реальном фидере, но их можно в какой-то мере снизить, используя, например, кабель с более высоким волновым сопротивлением или же лучшего качества.

 

Ранее для такой антенны у автора применялся 100-омный кабель РК-100-4-31 диаметром около 8 мм с двойной оплёткой и омеднённой стальной жилой, а теперь — РК-75-7-11. Для того чтобы он, довольно толстый и упругий, не ползал по рабочему столу миниатюрным и лёгким коробком согласующего устройства, короткая часть линии вблизи согласующего устройства — длиной примерно до полуметра — вообще выполнена из тонюсенького RG-58.

 

Неоспоримое достоинство способа согласования, предложенного Олегом UA4PA, — настройка всей антенной системы для работы на любом диапазоне непосредственно на рабочем столе коротковолновика. При этом между трансивером и согласующем устройством (а далее — начинается сама антенна!) легко достигается КСВ=1, т.е. выходной каскад выдаст «на гора» все 100% положенной мощности, а единственный КПЕ позволяет при необходимости мгновенно подстроить антенну поточнее и на краях диапазонов.

 

К недостаткам такого согласующего устройства можно отнести лишь необходимость подбора отводов в катушке колебательного контура, а также ограниченность применения — исключительно с одной данной антенной в её конкретном исполнении и расположении. Любые попытки применить готовое согласующее устройство с какой-либо другой антенной обязательно приведут к появлению определённого рассогласования, и неизбежно потребуется полная перенастройка всего устройства.

 

Отдельные радиолюбители, установив вертикальный излучатель высотой 11,2 метров и подключив его через коаксиальный кабель произвольной длины и согласующее устройство Т-образного типа (например, фирмы MFJ), добились превосходных результатов. Что же, замечательно! Только не следует утверждать, что в данном случае якобы используется «антенна UA4PA», не замечая при этом, что от самой идеи согласования «по Сафиуллину», кроме длины штыря, ничего не осталось…

 

Схема СУ приведена ниже (для упрощения показаны отводы только для одного диапазона) и каких-либо особенностей не имеет — обычный параллельный колебательный контур (как и в оригинале антенны UA4PA) с индикатором протекающего в антенне тока.

Сравнивая предлагаемое согласующее устройство с широко распространёнными Т-образными, Г-образными и П-образными согласователями, легко заметить выигрыш по эргономичности (один переключатель диапазонов и всего одна ручка плавной настройки) и по габаритам. Впрочем, как говорится, и тут возможны варианты, вплоть до применения роликовых вариометров.

 

Сама антенна представляет собой наклонную вниз одним краем, известную конструкцию G5RV с двухпроводной воздушной линией.

 

Размеры вибратора (материал — биметалл медь/сталь диаметром 2 мм) — общей длиной около 31 м — выбраны исходя из имеющихся возможностей размещения на местности. Верхняя часть непосредственно активного полотна представляет собой некое подобие вертикала (к сожалению, в какой-то степени приближенного верхним концом к стене панельного девятиэтажного дома — а куда тут денешься), а вторая половина — соответственно, противовеса. Двухпроводная линия, идущая к балкону, и далее, без каких-либо ухищрений, сам кабель (естественно, с учётом коэффициента укорочения) дополняют длину всей системы до требуемых 42,5 метров.

 

Размеры линии — длина каждого проводника по 10,4 метра, материал — медный провод диаметром 1,8 мм, изоляционные распорки, установленные через каждые 30 см, выполнены из листового фторопласта толщиной 3 мм. Расстояние между проводниками не критично, и для волнового сопротивления 200 — 400 Ом находится в пределах 50 — 150 мм (в моей антенне — 50 мм).

 

При этом:

а) отсутствуют дополнительные потери на участке «балкон — центр полотна» за счет замены коаксиального кабеля воздушной линией, и

б) имеется достаточно комфортное продолжение антенно-фидерного устройства непосредственно по квартире (в моем случае — в следующую от балкона комнату) коаксиальным кабелем.

 

Единственный критичный параметр — это необходимая длина отрезка кабеля от двухпроводной линии до согласующего устройства, которая рассчитывается по формуле:

где: lкаб — длина кабеля, м;

 

lиз — длина излучателя в метрах, которая в данном случае складывается из длины половины примененного диполя (15,5 м) и длины проводника двухпроводной воздушной линии (10,4 м), т.е. общая длина составляет 15,5+10,4=25,9 м;

 

е — коэффициент укорочения, для большинства отечественных кабелей с изоляцией центрального проводника из стабилизированного полиэтилена е =1,51.

 

Таким образом, в этом (для каждого будет свой) случае длина кабеля составляет:

Излишек в любом удобном месте можно свернуть в бухту. Олег UA4PA указывал на желательность применения кабеля с более высоким волновым сопротивлением (для снижения потерь), а также на возможность подстановки в формулу вместо значения 42,5 логически напрашивающихся кратных величин в 85 или же 21,3 м (в последнем случае антенна будет работать только в диапазонах от 40 до 10 м). 

 

Согласующее устройство

 

Размеры примененного мной корпуса согласующего устройства невелики — всего лишь 190x125x70мм, и он весьма гармонично смотрится в комплекте с трансивером Yaesu FT-897. Для достижения желаемой малогабаритности устройства я сознательно отошел от классически принятых канонов, уменьшив расстояние между катушками и стенками корпуса в ущерб некоторой доле эффективности.

 

Конструкция согласующего устройства:

 

Переключатель SA1 (по схеме выше) — обычный ПГК, 11П4Н (11 положений, 4 направления). КПЕ С1 — с максимальной емкостью около 150 пФ. Можно применить КПЕ с большей максимальной емкостью, а то и вообще отказаться от дополнительных конденсаторов и галеты SA1.4, но при этом следует иметь в виду, что настройка контура станет значительно «острее».

 

Кстати, даже при небольшой мощности возбуждения напряжение на колебательном контуре может достигать значительной величины. Дополнительно «пристегиваемые» конденсаторы при подводимои мощности порядка 100 Вт (импортный трансивер либо UW3DI с выходным каскадом на лампе ГУ-29 и т.п.) должны иметь рабочее напряжение не ниже 2 кВ (обычные КСО-3 с напряжением до 500 В «прошивает»). Остальные детали обозначены на принципиальной схеме или видны на фото согласующего устройства и дополнительных пояснений не требуют.

 

Катушки для СУ каждый радиолюбитель свободно подберет из любых имеющихся в наличии с близкими параметрами — они абсолютно не критичны, общее количество витков вполне можно «прикинуть на глаз», исходя из самого низкочастотного требуемого диапазона, а отводы будут подобраны в процессе настройки. В подходе к выбору моточных изделий следует руководствоваться одним — желательно добиться как можно более высокой добротности катушки. Если есть возможность, катушки целесообразно выполнить из посеребренного провода (хотя бы L1).

 

Данные катушек индуктивности: L1 намотана на керамическом ребристом каркасе (а можно и без него) диаметром 32 мм и содержит 8 витков посеребренного провода 02,2 мм, намотка с шагом 5 мм; L2 намотана на керамическом каркасе 060 мм и содержит 23 витка провода ПЭВ-2 диаметром 1,2 мм, намотка с шагом 1,8 мм.

 

Переключаемые по диапазонам отводы от катушек, считая от верхнего (по схеме) вывода (указано их приблизительное положение), а также емкости подключаемых на низкочастотных диапазонах дополнительных конденсаторов приведены в таблице:

 

 

3,5 МГц

7 МГц

10 МГц

14 МГц

18 МГц

21 МГц

24 МГц

28 МГц

SA1.1

От 4-го витка L1

От 6-го

витка L1

От 4-го

витка L1

От 3-го витка L1

От 6-го витка L1

От 4-го витка L1

От 3-го витка L1

От 2-го витка L1

SA1.2

От 4-го витка L2

От 4-го

виткa L2

От 4-го

витка L2

От 4-го витка L1

От 3-го витка L1

От 3-го витка И

От 3-го витка L1

От 3-го витка L1

SA1.3

От 18-го витка L2

От 12-го виткa L2

От 8-го витка L1

От 8-го витка L1

От 6-го витка L1

От 5-го витка L1

От 4-го

витка L1

SA1.4

430 пФ

220 пФ

150 пФ

 

Настройка

 

После заделки разъемов, вооружившись терпением, пинцетом и паяльником, можно приступать к настройке согласующего устройства. На первоначальном этапе с помощью элементарных измерительных приборов — ГСС и лампового вольтметра, либо ГИРа — желательно подобрать отводы контура по диапазонам при среднем положении ротора КПЕ и отключенном от согласующего устройства передатчике. Затем,контролируя КСВ по включенному между трансивером и согласующим устройством КСВ-метру либо посматривая на запрятанный в «буржуйский» аппарат ЖКИ, подбирается согласование 50-омного выхода передатчика с контуром, т.е. отвод делается в той точке, где входное сопротивление будет около 50 Ом. При этом следует учитывать, что, скорее всего, может потребоваться и подбор точки включения в контур кабеля антенны на каждом отдельном диапазоне.

 

Конкретно все налаживание согласующего устройства не составляет особого труда и вполне доступно даже начинающему коротковолновику (в этом случае для простоты и приобретения начального опыта можно ограничиться одним диапазоном — 80 или 40м). А в итоге радиолюбитель получает простую, дешевую, малозаметную и труднодоступную для посторонних людей коротковолновую антенну, позволяющую даже в стесненных городских условиях неплохо работать в эфире на всех любительских KB диапазонах!

 

Кстати, в диапазоне 160м параллельный контур согласующего устройства у меня не используется, т.к. вибратор при имеющейся длине в 42,5 м является полуволновым только для 3,5 МГц. Примерно равный по длине четверти волны на 1,8 МГц, он согласовывается с помощью последовательно включенной небольшой дополнительной катушки (каркас — диаметром 25мм, провод ПЭВ-2 — диаметром 1,5 мм, 18 витков, намотка — виток к витку). Для большей эффективности следует настроить и сам контур СУ на 160 м, при этом либо включить специальную удлинительную индуктивность между контуром и разъемом для кабеля, либо в формуле для расчета длины кабеля применить исходную цифру 85 м. В этом случае методика настройки согласующего устройства на 1,8 МГц будет аналогична другим диапазонам.

 

Результаты

 

В заключение, несколько слов об эффективности антенны. За счет наклонного расположения вибратора, в какой-то степени приближающегося к вертикали, значительная составляющая излучения в диаграмме направленности приходится на прижатый к земле лепесток, что благоприятно для проведения дальних радиосвязей. При установке антенны возможны любые практически осуществимые вариации как с пространственным расположением и длиной элементов в любом конкретном месте, так и с размерами согласующей линии — главное, лишь бы общие габариты вписывались в формулу.

 

Любители компьютерных расчетов могут смоделировать ожидаемые диаграммы направленности, а также посчитать КПД антенны и «недопустимые потери» в кабеле 🙂

 

В процессе настройки согласующего устройства на трансивере FT-897 с выходной мощностью 100 Вт в диапазоне 1,8 МГц были проведены радиосвязи с Oh4XR, UA9KAA, LA3XI; в диапазоне 3,5 МГц — с UA0WB, RKOUT, E7/DK9TN; в диапазоне 7 МГц — с 4S7AB, P40L, VQ9JC; в диапазоне 10 МГц — с 9M6XRO/P, TS7TI, OY6FRA; в диапазоне 14 МГц — с КН6МВ, 9Q500N, WH0DX (с первого вызова!), в диапазоне 18 МГц — с KH0/KT3Q, ZS6X, 9М2ТО, в диапазоне 21 МГц — с BD6JJX; BD1ISI, HS0ZEE; в диапазоне 24 МГц —CVQ9LA, 5Р5Х, EX8MLE; в диапазоне 28 МГц — с 4J9M, OG20YL, IK2SND.

 

Справедливости ради отметим, что все радиосвязи были телеграфные, поскольку из всех других видов излучения предпочтение этому.

 

Антенна в ежедневной практической работе на всех любительских диапазонах полностью оправдала ожидаемые рабочие характеристики и позволяет проводить уверенные радиосвязи со всеми континентами и различными экспедициями, не испытывая особой потребности в дополнительном усилителе мощности. Впрочем, исключив из схемы сравнительно слаботочный тумблер (здесь он применен сознательно, для удобства коммутации заземления антенны) и увеличив электрическую прочность КПЕ и катушек, вполне допустимо увеличить колебательную мощность передатчика до 300 — 500 Вт. Аналогичный вариант конструкции длительное время эксплуатировался автором совместно с разными усилителями на лампах ГУ-50 (от 2 до 4 шт.), при этом сколько-нибудь заметного, а уж тем более, существенного нагрева кабеля, а также помех телевидению совершенно не наблюдалось.

 

При соответствующей настройке данное согласующее устройство можно с успехом применить и с другой антенной (например, Delta Loop) для повышения эффективности ее согласования при работе на всех любительских диапазонах.

UT2LA

См. также  Антенны КВ

Балконные КВ антенны для начинающих

Предисловие

Сегодня, когда большая часть старого жилого фонда приватизирована, а новое, уж точно является частной собственностью, то радиолюбителю становится всё труднее устанавливать на крыше своего дома полноразмерные антенны.  Кровля жилого дома является частью собственности каждого жителя дома, где они проживают, и они никогда не позволят вам лишний раз ходить по ней, и уж тем более установить некую антенну и портить фасад здания. Тем не менее, сегодня известны такие случаи, когда радиолюбитель заключает договор с ЖЭУ на аренду части кровли своей антенной, но на это нужны дополнительные финансовые средства и это совершенно другая тема. По этому,  многие начинающие радиолюбители могут позволить себе только  те антенны, которые можно установить на балконе или лоджии, рискуя получить замечание от управдома за порчу фасада здания нелепой выпирающей конструкцией.

 

Молиться Богу, чтобы какой-то «активист-всезнайка» не заикнулся о вредном излучении антенны, как от антенн сотовой связи. К сожалению надо признать, что для радиолюбителей наступила новая эра скрытности своего хобби и своих КВ антенн, несмотря на парадокс законности их  в юридическом плане данного вопроса. То есть, государство разрешает выход в эфир на основании «Закона о связи РФ», а уровни разрешенной мощности соответствуют нормативам на ВЧ излучения СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96, но им приходится быть незаметными во избежание беспредметных доказательств законности своей деятельности.

 

Предлагаемый материал поможет разобраться радиолюбителю в антеннах с большим укорочением, способным размещаться на пространстве балкона, лоджии, на стене жилого дома или на ограниченном антенном поле.  В материале «Балконные КВ антенны для начинающих»  обзорно рассматриваются варианты антенн разных авторов, ранее опубликованные как в бумажном, так и в электронном виде,  и подобраны для условий их установки на ограниченном пространстве.

 

Разъясняющие   комментарии помогут понять новичку, как работает антенна. Представленные материалы нацелены на начинающих радиолюбителей для обретения навыков построения и выбора мини-антенн. 

Оглавление: 

  1. Диполь Герца. 
  2. Укороченный диполь Герца.  
  3. Спиральные антенны. 
  4. Магнитные антенны. 
  5. Емкостные антенны.

1. Диполь Герца

Самым классическим типом антенн неоспоримо является диполь Герца.  Это длинный провод, чаще всего с размером полотна антенны в полволны. Провод антенны имеет свою емкость и индуктивность, которые распределены по всему полотну антенны, их называют распределенными параметрами антенны. Емкость антенны создает электрическую составляющую поля (Е), а индуктивная составляющая антенны, магнитную поля (Н).

 

 

Классический диполь Герца от своей природы имеет внушительные размеры и составляет половину длинный волны. Посудите сами, на частоте 7МГц длина волны составляет 300/7=42,86метра, а полволны составит 21,43метра!  Немаловажными параметрами любой антенны являются её характеристики со стороны пространства, это ее апертура, сопротивление излучения, действующая высота антенны, диаграмма направленности и пр, а также со стороны питающего фидера, это входное сопротивление, наличие реактивных составляющих и взаимодействие фидера с излучаемой волной. Полуволновый диполь, это линейный широко распространенный излучатель на практике антенных технологий. Тем не менее, у любой антенны имеются свои достоинства и недостатки. 

 

Сразу отметим, что для хорошей работы любой антенны требуется, по меньшей мере, два условия, это наличие оптимального тока смещения и эффективного формирования электромагнитной волны.  КВ антенны могут быть как вертикальными, так и горизонтальными. Устанавливая полуволновый диполь вертикально, и уменьшая его высоту путём превращения четвёртой части в противовесы, мы получаем так называемый четвертьволновый вертикал. Вертикальные четвертьволновые антенны, для своей эффективной работы требует наличия хорошей «радиотехнической земли», т.к. почва планеты «Земля», обладает плохой проводимостью. Радиотехническую землю заменяют подключением противовесов. Практика показывает, что минимально необходимое число противовесов должно быть около 12, но лучше, если их количество будет превышать 20… 30, а в идеале необходимо иметь 100-120 противовесов.

 

 

Никогда не следует забывать о том, что идеальная вертикальная антенна со ста противовесами имеет КПД 47 %, а КПД антенны с тремя противовесами — менее 5 %, что наглядно отражено на графике. Мощность, подводимая к антенне с малым количеством противовесов, поглощается земной поверхностью и окружающими предметами, нагревая их. Точно такой же низкий КПД ожидает низко расположенный горизонтальный вибратор. Проще говоря, земля плохо отражает и хорошо поглощает излучаемую радиоволну, особенно когда волна ещё не сформирована в ближней зоне от антенны, подобно замутнённому зеркалу. Лучше отражает морская водная гладь и совсем не отражает песчаная пустыня. Согласно теории взаимности, параметры и характеристики антенны одинаковы как на приём, так и на передачу. Это значит, что в режиме приёма у вертикала с малым количеством противовесов происходят большие потери полезного сигнала и как следствие этого, —  увеличение шумовой составляющей принимаемого сигнала.

 

Противовесы классического вертикала должны быть длиной не менее длины основного штыря, т.е. протекающие между штырём и противовесами токи смещения занимают определённый объём пространства, который участвует не только в формировании диаграммы направленности, но и в формировании напряженности поля. С большим приближением можно сказать, что каждой точке на штыре соответствует своя зеркальная точка на противовесе, между которыми протекают токи смещения. Дело в том, что токи смещения, как и все обычные токи, протекают по пути наименьшего сопротивления, которое в данном случае сосредоточено в о

Всеволновая КВ антенна — Антенны КВ

Когда нет возможности установить отдельные КВ антенны на различные диапазоны, хорошие результаты можно получить с всеволновой КВ антенной.

Она представляет собой несимметричный диполь, который запитывается через согласующий трансформатор коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом.

Рис.1

Антенну лучше всего выполнить из биметалла диаметром 2…3 мм — антенный канатик и медный провод со временем вытягиваются, и антенна расстраивается. Согласующий трансформатор Т можно выполнить на кольцевом магнитопроводе сечением 0,5…1 см2 из феррита с начальной магнитной проницаемостью 100…600 (лучше — марки НН).

Можно в принципе использовать и магнитопроводы от ТВС старых телевизоров, которые изготовлены из материала НН600. Трансформатор (он должен иметь коэффициент трансформации 1:4) наматывают в два провода, а выводы обмоток А и В (индексы «н» и «к» обозначают соответственно начало и конец обмотки) соединяют, как показано на рис.1б. Для обмоток трансформатора лучше всего использовать многожильный монтажный провод, но можно применить и обычный ПЭВ-2. Намотку осуществляют сразу двумя проводами, укладывая их плотно, виток к витку, по внутренней поверхности магнитопровода. Перехлеста проводов не допускается. По внешней поверхности кольца витки размещают с равномерным шагом.

Точное число двойных витков несущественно — оно может быть в пределах 8…15. Изготовленный трансформатор помещают в пластмассовый стаканчик соответствующего размера (рис.1в поз.1) и заливают эпоксидной смолой. В незастывшую смолу по центру трансформатора 2 утапливают головкой вниз винт 5 длиной 5…6 мм. Он используется для крепления трансформатора и коаксиального кабеля (с помощью обоймы 4) к текстолитовой пластине 3. Эта пластина длиной 80 мм, шириной 50 мм и толщиной 5…8 мм образует центральный изолятор антенны — к ней крепятся и полотна антенны.

Настраивают антенну на частоту 3550 кГц подбором по минимуму КСВ длины каждого полотна антенны (на рис.1 они указаны с некоторым запасом). Укорачивать плечи надо постепенно примерно на 10…15 см за один прием.

После завершения настройки все соединения тщательно пропаивают, а затем заливают парафином. Обязательно следует покрыть парафином оголенную часть оплетки коаксиального кабеля. Как показала практика, парафин лучше других герметиков защищает детали антенны от воздействия влаги. Покрытие из парафина не стареет на воздухе.

Антенна, изготовленная автором, имела полосу пропускания при КСВ=1,5 на диапазоне 160 м — 25 кГц, на диапазоне 80 м — около 50 кГц, на диапазоне 40 м — примерно 100 кГц, на диапазоне 20 м- около 200 кГц. На диапазоне 15 м КСВ лежал в пределах 2…3,5, а на диапазоне 10 м — в пределах 1,5…2,8.


Поделитесь записью в своих социальных сетях!

При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!


Антенна «бедного» радиолюбителя — R3RTambov

Антенна «бедного» радиолюбителя
Всеволновая KB антенна «бедного» радиолюбителя

 

Число счастливых радиолюбителей — обладателей капитальных и надёжных практически суперантенн, неуклонно растёт, но, как правило, основной капитал (сбережения) тратится на приобретение приличного импортного трансивера, а на покупку фирменной антенны, увы, денег уже не хватает…

Что же тогда остаётся делать среднестатистическому отечественному радиолюбителю, у которого на крышу дома своего и доступа-то свободного зачастую практически нет? А ведь работать в радиолюбительском эфире хочется, да ещё желательно не кое-как, а с максимально возможной эффективностью.

Вот и изобретаются разные не затратные, альтернативные варианты: оконные и всякие там балконные, магнитные мини-конструкции, антенны «для экстренной работы», «невидимые», «резервные», «одноразовые» — чуть ли не из тонюсенького медного проводка, «на пуговицах».

Выбрать оптимально приемлемую антенну, исходя из большого разнообразия форм и параметров, а также конкретных местных условий, не всегда достаточно просто. Все знают девиз, что «хорошая антенна — лучший усилитель». Увы, далеко не все могут позволить себе иметь больше одной антенны, а уж по нескольку на каждый диапазон — вообще мечта!

Кое-кто вынужден отказаться от работы, скажем, на соседнем с 7 МГц диапазоне 3,5 МГц только из-за того, что его «Инвертед» имеет там слишком большой КСВ. Впрочем, к сожалению, бывает и так, что на согласование трансивера с антенной почти не обращается внимания. Известен курьёзный случай, когда один коротковолновик, заменив старенького самодельного UA1FA на импортный аппарат, «прицепил» его к привычной «верёвке», наивно полагая, что «там же есть защита выходных транзисторов».

В литературе неоднократно описывались «антенны бедного радиолюбителя», однако являющие собой далеко не самые простые и вовсе не дешёвые конструкции. К сожалению, порой, по недосмотру авторов описаний, бывает, упускаются из виду и отдельные немаловажные детали — например, длина двухпроводной линии или материал мачты, которую иногда недопустимо выполнять металлической. Это затрудняет повторение конструкции неискушенными коллегами.

Начинающие радиолюбители используют в основном простейшие антенны — «Delta Loop» диапазона 80 м (к тому же, часто имеющую неудачное расположение и запитанную как было удобнее по месту), пресловутую Inverted V, да четвертьволновый Ground Plane. Для работы на других диапазонах (а желательно бы на всех) может применяться то или иное согласующее устройство. Результаты работы антенны при этом, в зависимости от оптимизации на отдельном диапазоне, варьируются от очень хороших и до очень плохих. Кое-кто из коротковолновиков даже подбирает длину кабеля для «улучшения» КСВ.

Однако все же не стоит забывать о сути, о том, что никакое согласующие устройства, каким бы оно ни было хитроумным, не в состоянии уменьшить КСВ в фидере антенны. С его помощью можно добиться идеального согласования только лишь между нашей радиостанцией и самим согласующим устройством, расположенным на том же самом рабочем столе в шэке. Главный достигнутый эффект здесь в другом — передатчик, как говорится, «удалось обмануть», и выходной каскад выдаст всю возможную мощность. Но потери мощности непосредственно в самом фидере никуда не исчезли.

Как не раз отмечалось, обычный диполь с КСВ около 1,0, предназначенный для диапазона 80 м, на частоте 7 МГц (где он является уже волновым вибратором с входным сопротивлением около 4 кОм) будет иметь КСВ порядка 53, а в диапазоне 20 м получаем КСВ = 57.

Предположим, что с помощью согласующего устройства (тюнера) удалось получить КСВ между трансивером и СУ и на этих диапазонах также равный 1.0. Но фидер-то всё равно рассогласован с нагрузкой (излучателем). Применив двухпроводную линию, имеющую сравнительно низкие потери, на это можно было бы закрыть глаза, и всё-таки с переменным успехом работать в эфире, но тут сразу возникает другая проблема — а как же конструктивно подвести ту самую открытую двухпроводную линию к столу оператора? Не будешь ведь то и дело выбегать на балкон к установленному там согласующему устройству!

Если есть возможность пропустить проводники через окно — это прекрасно. А если нет? Да и стоит ли иметь возле своего рабочего места определенное ВЧ излучение? К тому же, согласующее устройство для симметричного фидера несравнимо сложнее конструктивно и в настройке, чем согласующее устройство для несимметричной нагрузки.

Предлагаемый вариант антенной системы на основе разработки Олега Сафиуллина, UA4PA, решает большинство поставленных вопросов. Такая антенна отнюдь не призвана заменить другие, гораздо более эффективные конструкции, но может заинтересовать тех радиолюбителей, которые не имеют достаточных ресурсов, свободной площади и подходящих опор для развешивания полотна антенны.

Многих начинающих коротковолновиков в базовом описании антенны UA4PA часто отпугивает необходимость установки на крыше вертикального штыря высотой 11,2 м и проблема расположения на ограниченном пространстве под ним противовесов такой же длины. Между тем, в журнале «Радио», в прежние годы едва ли не единственном источнике нужной для радиолюбителя информации, давно была предложена идея о применении данного способа согласования к диполю, имеющему практически любые размеры плеч. При этом отмечалось, что за счет увеличения эффективной излучающей части такая антенна даже лучше относительно короткого вертикала работает на низкочастотных диапазонах, а также сам диполь может быть с успехом расположен и в виде Inverted Vee.

На радиостанции UB5LEW почти 20 лет в качестве надёжного резерва с успехом использовался наклонный луч длиной 35,5 м с питанием с конца, но при помощи соответствующего отрезка кабеля соединённый с согласующим устройством.

Сама идея Олега UA4PA активно обсуждалась в радиолюбительских кругах и на соответствующих форумах в Интернете. Главным недостатком подобной антенны её рьяные противники (впрочем, в основном «теоретики», даже не ставившие перед собой задачу практических испытаний конструкции) называли работу коаксиального кабеля в режиме стоячей волны — дескать, всем известные компьютерные программы при анализе потерь просто «приходят в ужас».

Да, по-видимому, для сторонников QRO, любителей «закачать киловатт», эта антенна действительно не подходит — кабель может попросту расплавиться и сгореть. Однако для многих коротковолновиков, довольствующихся стандартной колебательной мощностью импортного аппарата в 100 Вт, потери в кабеле, который функционирует в режиме 100% стоячей волны (в данном случае это же вовсе и не фидер, а часть самого антенного полотна, только лишь почти не излучающая), отнюдь не так страшны, как их представляют.

Естественно, потери есть в любом реальном фидере, но их можно в какой-то мере снизить, используя, например, кабель с более высоким волновым сопротивлением или же лучшего качества.

Ранее для такой антенны у автора применялся 100-омный кабель РК-100-4-31 диаметром около 8 мм с двойной оплёткой и омеднённой стальной жилой, а теперь — РК-75-7-11. Для того чтобы он, довольно толстый и упругий, не ползал по рабочему столу миниатюрным и лёгким коробком согласующего устройства, короткая часть линии вблизи согласующего устройства — длиной примерно до полуметра — вообще выполнена из тонюсенького RG-58.

Неоспоримое достоинство способа согласования, предложенного Олегом UA4PA, — настройка всей антенной системы для работы на любом диапазоне непосредственно на рабочем столе коротковолновика. При этом между трансивером и согласующем устройством (а далее — начинается сама антенна!) легко достигается КСВ=1, т.е. выходной каскад выдаст «на гора» все 100% положенной мощности, а единственный КПЕ позволяет при необходимости мгновенно подстроить антенну поточнее и на краях диапазонов.

К недостаткам такого согласующего устройства можно отнести лишь необходимость подбора отводов в катушке колебательного контура, а также ограниченность применения — исключительно с одной данной антенной в её конкретном исполнении и расположении. Любые попытки применить готовое согласующее устройство с какой-либо другой антенной обязательно приведут к появлению определённого рассогласования, и неизбежно потребуется полная перенастройка всего устройства.

Отдельные радиолюбители, установив вертикальный излучатель высотой 11,2 метров и подключив его через коаксиальный кабель произвольной длины и согласующее устройство Т-образного типа (например, фирмы MFJ), добились превосходных результатов. Что же, замечательно! Только не следует утверждать, что в данном случае якобы используется «антенна UA4PA», не замечая при этом, что от самой идеи согласования «по Сафиуллину», кроме длины штыря, ничего не осталось…

Схема СУ приведена ниже (для упрощения показаны отводы только для одного диапазона) и каких-либо особенностей не имеет — обычный параллельный колебательный контур (как и в оригинале антенны UA4PA) с индикатором протекающего в антенне тока.

Сравнивая предлагаемое согласующее устройство с широко распространёнными Т-образными, Г-образными и П-образными согласователями, легко заметить выигрыш по эргономичности (один переключатель диапазонов и всего одна ручка плавной настройки) и по габаритам. Впрочем, как говорится, и тут возможны варианты, вплоть до применения роликовых вариометров.

Сама антенна представляет собой наклонную вниз одним краем, известную конструкцию G5RV с двухпроводной воздушной линией.

Размеры вибратора (материал — биметалл медь/сталь диаметром 2 мм) — общей длиной около 31 м — выбраны исходя из имеющихся возможностей размещения на местности. Верхняя часть непосредственно активного полотна представляет собой некое подобие вертикала (к сожалению, в какой-то степени приближенного верхним концом к стене панельного девятиэтажного дома — а куда тут денешься), а вторая половина — соответственно, противовеса. Двухпроводная линия, идущая к балкону, и далее, без каких-либо ухищрений, сам кабель (естественно, с учётом коэффициента укорочения) дополняют длину всей системы до требуемых 42,5 метров.

Размеры линии — длина каждого проводника по 10,4 метра, материал — медный провод диаметром 1,8 мм, изоляционные распорки, установленные через каждые 30 см, выполнены из листового фторопласта толщиной 3 мм. Расстояние между проводниками не критично, и для волнового сопротивления 200 — 400 Ом находится в пределах 50 — 150 мм (в моей антенне — 50 мм).

 

При этом:

а) отсутствуют дополнительные потери на участке «балкон — центр полотна» за счет замены коаксиального кабеля воздушной линией, и

б) имеется достаточно комфортное продолжение антенно-фидерного устройства непосредственно по квартире (в моем случае — в следующую от балкона комнату) коаксиальным кабелем.

Единственный критичный параметр — это необходимая длина отрезка кабеля от двухпроводной линии до согласующего устройства, которая рассчитывается по формуле:

где: lкаб — длина кабеля, м;

lиз — длина излучателя в метрах, которая в данном случае складывается из длины половины примененного диполя (15,5 м) и длины проводника двухпроводной воздушной линии (10,4 м), т.е. общая длина составляет 15,5+10,4=25,9 м;

е — коэффициент укорочения, для большинства отечественных кабелей с изоляцией центрального проводника из стабилизированного полиэтилена е =1,51.

Таким образом, в этом (для каждого будет свой) случае длина кабеля составляет:

Излишек в любом удобном месте можно свернуть в бухту. Олег UA4PA указывал на желательность применения кабеля с более высоким волновым сопротивлением (для снижения потерь), а также на возможность подстановки в формулу вместо значения 42,5 логически напрашивающихся кратных величин в 85 или же 21,3 м (в последнем случае антенна будет работать только в диапазонах от 40 до 10 м).

 

Согласующее устройство

 

Размеры примененного мной корпуса согласующего устройства невелики — всего лишь 190x125x70мм, и он весьма гармонично смотрится в комплекте с трансивером Yaesu FT-897. Для достижения желаемой малогабаритности устройства я сознательно отошел от классически принятых канонов, уменьшив расстояние между катушками и стенками корпуса в ущерб некоторой доле эффективности.

Конструкция согласующего устройства:

   

Переключатель SA1 (по схеме выше) — обычный ПГК, 11П4Н (11 положений, 4 направления). КПЕ С1 — с максимальной емкостью около 150 пФ. Можно применить КПЕ с большей максимальной емкостью, а то и вообще отказаться от дополнительных конденсаторов и галеты SA1.4, но при этом следует иметь в виду, что настройка контура станет значительно «острее».

Кстати, даже при небольшой мощности возбуждения напряжение на колебательном контуре может достигать значительной величины. Дополнительно «пристегиваемые» конденсаторы при подводимой мощности порядка 100 Вт (импортный трансивер либо UW3DI с выходным каскадом на лампе ГУ-29 и т.п.) должны иметь рабочее напряжение не ниже 2 кВ (обычные КСО-3 с напряжением до 500 В «прошивает»). Остальные детали обозначены на принципиальной схеме или видны на фото согласующего устройства и дополнительных пояснений не требуют.

Катушки для СУ каждый радиолюбитель свободно подберет из любых имеющихся в наличии с близкими параметрами — они абсолютно не критичны, общее количество витков вполне можно «прикинуть на глаз», исходя из самого низкочастотного требуемого диапазона, а отводы будут подобраны в процессе настройки. В подходе к выбору моточных изделий следует руководствоваться одним — желательно добиться как можно более высокой добротности катушки. Если есть возможность, катушки целесообразно выполнить из посеребренного провода (хотя бы L1).

Данные катушек индуктивности: L1 намотана на керамическом ребристом каркасе (а можно и без него) диаметром 32 мм и содержит 8 витков посеребренного провода 02,2 мм, намотка с шагом 5 мм; L2 намотана на керамическом каркасе 060 мм и содержит 23 витка провода ПЭВ-2 диаметром 1,2 мм, намотка с шагом 1,8 мм.

Переключаемые по диапазонам отводы от катушек, считая от верхнего (по схеме) вывода (указано их приблизительное положение), а также емкости подключаемых на низкочастотных диапазонах дополнительных конденсаторов приведены в таблице:

  3,5 МГц 7 МГц 10 МГц 14 МГц 18 МГц 21 МГц 24 МГц 28 МГц
SA1.1 От 4-го витка L1 От 6-го

витка L1

От 4-го

витка L1

От 3-го витка L1 От 6-го витка L1 От 4-го витка L1 От 3-го витка L1 От 2-го витка L1
SA1.2 От 4-го витка L2 От 4-го

виткa L2

От 4-го

витка L2

От 4-го витка L1 От 3-го витка L1 От 3-го витка И От 3-го витка L1 От 3-го витка L1
SA1.3 От 18-го витка L2 От 12-го виткa L2 От 8-го витка L1 От 8-го витка L1 От 6-го витка L1 От 5-го витка L1 От 4-го

витка L1

SA1.4 430 пФ 220 пФ 150 пФ


Настройка

 

После заделки разъемов, вооружившись терпением, пинцетом и паяльником, можно приступать к настройке согласующего устройства. На первоначальном этапе с помощью элементарных измерительных приборов — ГСС и лампового вольтметра, либо ГИРа — желательно подобрать отводы контура по диапазонам при среднем положении ротора КПЕ и отключенном от согласующего устройства передатчике. Затем,контролируя КСВ по включенному между трансивером и согласующим устройством КСВ-метру либо посматривая на запрятанный в «буржуйский» аппарат ЖКИ, подбирается согласование 50-омного выхода передатчика с контуром, т.е. отвод делается в той точке, где входное сопротивление будет около 50 Ом. При этом следует учитывать, что, скорее всего, может потребоваться и подбор точки включения в контур кабеля антенны на каждом отдельном диапазоне.

Конкретно все налаживание согласующего устройства не составляет особого труда и вполне доступно даже начинающему коротковолновику (в этом случае для простоты и приобретения начального опыта можно ограничиться одним диапазоном — 80 или 40м). А в итоге радиолюбитель получает простую, дешевую, малозаметную и труднодоступную для посторонних людей коротковолновую антенну, позволяющую даже в стесненных городских условиях неплохо работать в эфире на всех любительских KB диапазонах!

Кстати, в диапазоне 160м параллельный контур согласующего устройства у меня не используется, т.к. вибратор при имеющейся длине в 42,5 м является полуволновым только для 3,5 МГц. Примерно равный по длине четверти волны на 1,8 МГц, он согласовывается с помощью последовательно включенной небольшой дополнительной катушки (каркас — диаметром 25мм, провод ПЭВ-2 — диаметром 1,5 мм, 18 витков, намотка — виток к витку). Для большей эффективности следует настроить и сам контур СУ на 160 м, при этом либо включить специальную удлинительную индуктивность между контуром и разъемом для кабеля, либо в формуле для расчета длины кабеля применить исходную цифру 85 м. В этом случае методика настройки согласующего устройства на 1,8 МГц будет аналогична другим диапазонам.

 

Результаты

 

В заключение, несколько слов об эффективности антенны. За счет наклонного расположения вибратора, в какой-то степени приближающегося к вертикали, значительная составляющая излучения в диаграмме направленности приходится на прижатый к земле лепесток, что благоприятно для проведения дальних радиосвязей. При установке антенны возможны любые практически осуществимые вариации как с пространственным расположением и длиной элементов в любом конкретном месте, так и с размерами согласующей линии — главное, лишь бы общие габариты вписывались в формулу.

Любители компьютерных расчетов могут смоделировать ожидаемые диаграммы направленности, а также посчитать КПД антенны и «недопустимые потери» в кабеле 🙂

В процессе настройки согласующего устройства на трансивере FT-897 с выходной мощностью 100 Вт в диапазоне 1,8 МГц были проведены радиосвязи с Oh4XR, UA9KAA, LA3XI; в диапазоне 3,5 МГц — с UA0WB, RKOUT, E7/DK9TN; в диапазоне 7 МГц — с 4S7AB, P40L, VQ9JC; в диапазоне 10 МГц — с 9M6XRO/P, TS7TI, OY6FRA; в диапазоне 14 МГц — с КН6МВ, 9Q500N, WH0DX (с первого вызова!), в диапазоне 18 МГц — с KH0/KT3Q, ZS6X, 9М2ТО, в диапазоне 21 МГц — с BD6JJX; BD1ISI, HS0ZEE; в диапазоне 24 МГц —CVQ9LA, 5Р5Х, EX8MLE; в диапазоне 28 МГц — с 4J9M, OG20YL, IK2SND.

Справедливости ради отметим, что все радиосвязи были телеграфные, поскольку из всех других видов излучения предпочтение этому.

Антенна в ежедневной практической работе на всех любительских диапазонах полностью оправдала ожидаемые рабочие характеристики и позволяет проводить уверенные радиосвязи со всеми континентами и различными экспедициями, не испытывая особой потребности в дополнительном усилителе мощности. Впрочем, исключив из схемы сравнительно слаботочный тумблер (здесь он применен сознательно, для удобства коммутации заземления антенны) и увеличив электрическую прочность КПЕ и катушек, вполне допустимо увеличить колебательную мощность передатчика до 300 — 500 Вт. Аналогичный вариант конструкции длительное время эксплуатировался автором совместно с разными усилителями на лампах ГУ-50 (от 2 до 4 шт.), при этом сколько-нибудь заметного, а уж тем более, существенного нагрева кабеля, а также помех телевидению совершенно не наблюдалось.

При соответствующей настройке данное согласующее устройство можно с успехом применить и с другой антенной (например, Delta Loop) для повышения эффективности ее согласования при работе на всех любительских диапазонах.

UT2LA

73!

Всеволновая антенна Levy | RUQRZ.COM

Всеволновая антенна Levy

Под названием «Levy» мы понимаем все антенны с центральной запиткой и двухпроводной линией с любой длиной лучей и проводов линии.

Рассмотрим вначале антенну типа LW (рис.1). Длина луча должна быть не менее четверти длины волны самого низкочастотного из используемых диапазонов. Согласующее устройство поможет настроить его на любую частоту. LW можно представить, как половину антенны Levy.

Но этот вариант неудобен, поскольку токи ВЧ, текущие по лучу и согласующему устройству требуют хорошего заземления всей системы. Необходимо не размещать антенны телевидения в этом огромном «конденсаторе» (луч-земля), что вызывает очевидные трудности.

Антенна «Levy» (Двойная антенна Цепеллина) показана на рис. 2.

До сих пор говорилось, что излучающим проводам вибраторов необходимо иметь резонансные длины 41, 40 м или 20, 40 м. В действительности это условие не столь необходимо. Четверть волны — это минимальная длина, если вы хотите сохранить эффективность антенны, но достаточно хорошие результаты можно получить, используя и более короткие лучи.

Свойства двухпроводной линии допускают отводить ее от полотна антенны не перпендикулярно вниз, как это желательно для коаксиального кабеля. И в этом случае токи ВЧ компенсируются в согласующем устройстве (потенциал ВЧ всегда равен нулю по отношению к земле).

Эта симметрия по отношению к земле делает Levy не влияющей на прием TV. Длину двухпроводной линии выбирают наиболее короткую.

Можно придать антенне форму перевернутого V. Нижние концы антенны должны быть на высоте не менее 3 м , что диктуется соображениями безопасности, т.к. на концах антенны пучность напряжения.

Излучающая часть Levy не определяется лучами. Ее устройство согласования, двухпроводная линия, лучи — это элементы нераздельные.

Линия находится в режиме стоячих волн, и ошибочно будет называть эту линию «фидером». Настоящий фидер в Levy — это отрезок коаксиального кабеля, соединяющего выход трансивера с согласующим устройством антенны и КСВ-метром. Он работает в режиме бегущей волны с КСВ-1, что обеспечивается согласующим устройством. Согласующее устройство компенсирует реактивное сопротивление линии и излучающих проводов, а также трансформирует в 50 Ом полное сопротивление линии.

Антенна Levy возбуждается нечетным числом полуволн, что определяется общей длиной проводной части и реактивными сопротивлениями катушек и конденсаторов согласующего устройства.

Согласующие устройства для антенн Levy

Запитка антенны Levy

Все не апериодические антенны хорошо настраиваются с колебательным контуром, но вибраторная нагрузка может резонировать на многих частотах, тогда как колебательный контур состоящий из катушки и конденсатора — лишь на одной частоте.

Большинство станции имеют устройства согласования, которые компенсируют реактивное сопротивление и трансформируют сопротивления. Рассмотрим несколько схем согласующих устройств. В устройстве, показанном на рис. 1, Balun на входе, имеющем 50 Ом, постоянно согласован с отношением 1:1, он питает двойную L с 50 Ом симметрично. Конденсаторы С1 и С2 одинаковы и вращаются одной ручкой.

Конструкция (рис.2) не требует использования Balun, но необходимо иметь сдвоенный КПК.

Поскольку имеется двойной контур она очень селективна, т.к. имеет острый резонанс. Это позволяет провести настройку антенны при приеме. Считают, что у Levy характеристики лучшие, чем у KB антенн с укорачивающими катушками, с теми же линейными размерами. Однако за добротность, позволяющую получить эти результаты, расплачиваются необходимостью подстройки согласования при QSY на кГц!

В зависимости от конкретного диапазона необходимо питать двухпроводную линию в узле тока или напряжения и переходить с помощью зажимов от последовательного колебательного контура к параллельному.

Схем очень много — наиболее легко выполнима конструкция с автотрансформаторной связью, но она вносит некоторую ассиметрию. Самая простая (рис.3) опубликована F3LG. Автотрансформаторный вариант (рис.4) представлен F9HJ.

Еще один вариант, где выходное сопротивление определяется конденсаторами, показан на рис.5

На всех KB диапазонах Levy, бесспорно, лучшая антенна: она проста и работает в нужных участках коротких волн, излучающее полотно одно и тоже для всех диапазонов. Благодаря симметрии и двухпроводной линии питания, она не дает TVI.

КОЕ-ЧТО ОБ АНТЕННАХ

Предлагаю Вашему вниманию интересные, на мой взгляд, сведения об антеннах и антенных усилителях, полученные из разных источников и в результате экспериментов.

Итак, знаете ли Вы, что:

-самый многоэлементный «волновой канал», описанный в радиолюбительской литературе — 34-элементная антенна на диапазон 1296 МГц, предложенная G8AZM, причем длина траверсы не такая уж и большая — 2м

-первое место по длине траверсы (16 метров!) занимает 24-элементная антенна (на 144 МГц) конструкции DJ40B, которая является и самой «мягкой» из «волновых каналов», так как при транспортировке может сворачиваться в рулон;

-длину траверсы около 10 метровимеет 22-элементный вариант антенны Шпиндлера на 144 МГц [2]. Эта конструкция в рулон не сворачивается!

-в антеннах «волновой канал» с простыми рефлекторами зависимость коэффициента защитного действия Кзд (т.е. отношения излучения «вперед/назад») от количества директоров имеет осциллирующий характер с экстремумами около -10 дБ и — 20 дБ. Наибольший Кзд имеют антенны с 2,5, 8 и т.д. директорами;

-при регулировке «волновых каналов» возможны два варианта: при настройке антенны на максимальное усиление Кзд может уменьшиться на 10 дБ и более, а при настройке на максимальный Кзд усиление снизится в пределах 0,5… 1 дБ;

-в антеннах с т.н. «поглощающим» элементом, расположенным позади основного рефлектора на расстоянии 0,18…0,25 длины волны, удается получать очень большие значения Кзд (свыше 70 дБ!), однако, в довольно узком секторе излучения;

-одной из причин ухудшения ДН как KB, так и УКВ антенн могут быть резонансные явления в несущей конструкции [6]. Устранить их можно разными способами: изоляцией главного элемента от траверсы, одеванием на траверсу ферритовых олец вблизи активного элемента или, проще всего, покрасив траверсу (но не элементы!) краской с добавлением порошка графита;

-при длинном питающем фидере улучшить симметрирование антенны и уменьшить местные помехи можно с помощью двух ферритовых колец. Одно устанавливается на фидер вблизи точек питания антенны, а другое — возле антенного входа/выхода устройства. В некоторых сложных случаях может потребоваться дополнительное размещение несколько ферритовых колец вдоль всего фидера и подбор расстояния между ними экспериментально;

-применив в качестве антенного усилителя (АУ) дифференциальный каскад, можно не только обеспечить широкополосное симметрирование антенны, но и значительно снизить местные помехи, в т.ч. и от автомобилей. В качестве дифференциального ТВ АУ для MB хорошо работает м/с К174ПС1.

-используя некоторые цифровые ЭСЛ м/с серии К500 (К100) в линейном режиме, можно изготовить дифференциальный АУ с полосой пропускания до 160… 180 МГц. Коэффициент усиления (обратно пропорциональный ширине полосы пропускания) такого АУ достигает 40 (!) дБ.

Что еще почитать по теме:

Самодельная портативная КВ-антенна, аналог MFJ | RUQRZ.COM

В виду отсутствия нормальной крыши, а также доступа даже на эту крышу, приходится придумывать различные решения. Одним из возможных решений может быть вот такая портативная антенна. Возможно крепление ее и на автомобиле, для выездов на природу. 

Встречал описания этой антенны, но никаких отзывов или конкретных результатов почему-то не опубликовано на русскоязычных форумах или сайтах. Хотя может я и не достаточно активно искал. Решил поделиться опытом создания такой антенны. 

За основу взята вот эта конструкция. 

Похожие антенны продают на Ебее, но цена от 100 уе и выше, не кажется мне особенно гуманной . Поэтому мною, совместно с Игорем UN7FGN была изготовлена вот такая конструкция и водружена на балкон. 

За основу взята часть удочки необходимого диаметра. Болтики на М4 вполне вписались в эту конструкцию. Катушки намотаны проводом от старого сгоревшего трансформатора, ПЭЛ 0.8. Остальные конструктивные особенности надеюсь видно из фотографий. 

Переключение между диапазонами происходит установкой перемычки между болтиками. Роль перемычки играет кусок провода с двумя зажимами типа «Крокодил». 
Так как антенна установлена только сегодня, поработать на нее я не успел. Но прилагаю результаты обмера ее на своем анализаторе. 

Результаты не идеальные, но для антенны такого размера результат вполне приемлем.  Осталось подвинуть резонанс на 40 метрах и наверное можно будет пробовать. 

В виду небольших размеров антенны, спорить о ее эффективности не стоит, понятно, что она уступает по этому параметру длинному куску провода подвешенному между домами. 
Но цель была сделать антенну для балкона и возможно для автомобиля, с установкой на крыше с помощью стандартного антенного магнита. 

Все измерения делались без согласующих устройств. Как есть. 

UN7FGO 

Что еще почитать по теме:

Антенны | RUQRZ.COM — сайт радиолюбителей.

Антенны

Антенны, антенные устройства

Кольцо — самая эффективная и распространенная конструкция рамочной антенны, так как по сравнению с прочими геометрическими фигурами оно покрывает наибольшую площадь при равных периметрах. Восьмиугольник весьма близок к кольцу по эффективности, квадрату же или ромбу свойствен меньший КПД.

Читать далее →

Основное преимущество антенн коаксиального типа — расширенная полоса частот, образованная отвесно расположенным коаксиальным кабелем с произвольным волновым сопротивлением. Нижний конец центральной жилы кабеля соединен с системой заземления, а верхний конец центральной жилы припаян к оплетке кабеля.

Читать далее →

Buddipole – антенна рассчитана на заядлого экпедиционера, работащаю на диапазонах от 40 до 2 метров. На КВ диапазонах комплект Buddipole в основном можно располагать как диполь, наклонный диполь, штыревая антенна, либо имея 2 комплекта можно попробовать сделать двух элементный вариант.

Читать далее →

Обычный полуволновой вибратор из трубчатых проводников, закрепленный на деревянной мачте. Отличительная черта этой антенны — весьма рациональный способ питания. Коаксиальный фидер выведен сквозь нижнее четвертьволновое плечо к клеммам питания.

Читать далее →

Согласующий дельта-трансформатор применяют, когда требуется питать коротковолновый вибратор через двухпроводную линию с волновым сопротивлением порядка 400-600 Ом. По аналогии с распределением полного сопротивления в полуволновом вибраторе, формирующимся из распределений тока и напряжения, при дельта-согласовании находят две точки подключения, симметрично расположенные относительно середины излучателя, где полное сопротивление равно волновому сопротивлению фидера. Раздвигая для этого провода фидера, согласующему звену придают дельтообразную форму.

Читать далее →

В последние годы актуальность грозозащит стала поменьше — оптика, беспроводные технологии, но все же все же. Если к вам в квартиру заходит кабель, и этот кабель — не оптический, гроза представляет угрозу для вашего оборудования. Если у вас есть телевизор и он подключен к общей сети — кабельное ТВ, коллективная антенна (вдруг) — к чему угодно, что находится за пределами квартиры, гроза представляет угрозу для телевизора, (причем даже бОльшую, чем для компьютера).

Читать далее →

001

Несложная направленная антенна диапазона 2 м может использоваться, например, в полевых условиях для повышения энергетики «хэндика». КСВ в кабеле составляет около 1.6, поэтому желательно применять кабель минимально необходимой длины.

Читать далее →

001

Направленная антенна, которую разработал английский радиолюбитель Leslie А. Moxon, G6XN, вследствие изгиба рефлектора и активного вибратора имеет довольно компактные размеры по сравнению с традиционными полноразмерными антеннами Yagi. Как правило, антенны Моксон устанавливаются горизонтально, но
испанский радиолюбитель Ignacio Cascante, EA2BD, предложил оригинальную конструкцию на базе антенны Моксон, в которой рефлектор и активный вибратор установлены вертикально, на одной фибергласовой 12-метровой телескопической удочке.

Читать далее →

linia

У 600ом линии потери меньше (в ~4 раза), но чуть больше излучает и дальше надо располагать от посторонних предметов.
Избегайте настройки фидера в резонанс, т.е., длина фидера и подключенного к нему плеча излучателя не должны быть кратны полуволне, дабы не возникли синфазные волны.

Читать далее →

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.