Антенна City Windom на 40/20/10 метров для полей

20 декабря 2021

Поигравшись с трансивером AYN/P, мне захотелось сделать подходящую к нему антенну для работы в полевых условиях. К данной антенне предъявляются конфликтующие требования. Она должна быть легкой, компактной и удобной в развертывании. Но в то же время и эффективной, поскольку при работе в QRP не до компромиссов. Прикинув возможные варианты, я решил сделать ставку на антенну City Windom.

City Windom — это вариация антенны Windom с запиткой с краю. Более длинную часть полотна (обычно 2/3) делают из провода, как в Windom, а более короткую заменяют коаксиальным кабелем. В точке соединения кабеля с длинной частью полотна вместо балуна 1:4, как в Windom, ставится простой трансформатор 1:4. На втором конце кабеля этим самым кабелем мотается запорный дроссель (a.k.a. балун 1:1). Электрически получается та же самая антенна, только роль короткой части полотна выполняет внешняя сторона оплетки кабеля. Такой же прием мы когда-то использовали в вертикальном диполе на 2 метра.

Данную антенну удобно выкидывать из окна или с балкона городской квартиры на растущие внизу деревья. Отсюда она и получила свое название, «Windom для города».

Антенна в моем исполнении, вид в сложенном состоянии:

Антенна весит 390 г. Она рассчитывалась на телеграфные участки. По прошлому опыту с диполями мне известно, что при использовании изолированного провода и с учетом концевого эффекта физическая длина антенны выходит на 6-7% короче электрической длины. Отсюда общая длина полотна должна составлять:

>>> (300_000_000/7_030_000/2)*0.94
20.056899004267425

… ровно 20 метров. Из них 13.33 метра приходится на длинную часть полотна, и 6.66 метра — на короткую часть из коаксиального кабеля. Кабель был использован РК-50-2-11. Он на 1 мм толще RG-174, зато обладает меньшими потерями, всего 0.7 dB на 10 метров длины при частоте 14 МГц (против 0.61 dB у кабеля RG-58). Длинная часть антенны была сделана из акустического кабеля 0.75 мм².

Балун и трансформатор мотались на кольцах FT114-43. Эти кольца держат до 50 Вт в телеграфе. В данной антенне они применены по той причине, что на кольцах меньшего диаметра балун 1:1 коаксиальным кабелем не намотаешь. Также я не исключаю возможности, что в будущем захочу использовать антенну с другим трансивером.

Поскольку антенну планировалось использовать для работы в QRP, меня особенно интересовали потери в трансформаторе 1:4. Для измерения потерь было сделано два одинаковых трансформатора. Трансформаторы соединяются последовательно со стороны вторичных обмоток, а первичные обмотки служат входом и выходом схемы:

Первый трансформатор работает, как 1:4, а второй — как 4:1. Тем самым, схема преобразует 50 Ом в 200 Ом, и обратно в 50 Ом. На анализаторе спектра видим следующую АЧХ:

Здесь 0.34 dB — это потери на двух идентичных трансформаторах, значит каждый имеет потери 0.17 dB или 3.9% энергии. Это вполне достойный результат. Для сравнения, потери в СУ для антенны Фукса, измеренные таким же образом, составили около 0. 55 dB или 12% энергии, а в СУ в антенны EFHW — около 1 dB или 20% энергии.

Антенна была установлена под наклоном, как sloping dipole, с высотой верхней точки от земли около 7 метров. Мне кажется, что типично я буду использовать антенну в какой-то такой конфигурации. Были получены следующие графики КСВ:

Похоже, что антенна неплохо настроена. Можно было бы ее чуть-чуть укоротить. Но я не стал этого не делать, поскольку в другой конфигурации графики немного отличаются. Антенна также может быть развернута в форме inverted-V, inverted-L, или параллельно земле. В последнем случае достаточно высоты в один метр. При этом антенна превращается в антенну зенитного излучения и хорошо подходит для проведения ближних радиосвязей.

Тестовые радиосвязи были успешно проведены как на 20, так и на 40 метрах с обычными рапортами для QRP. При работе на общий вызов в окрестностях 7.030 МГц и 14.060 МГц корреспонденты не заставляют себя долго ждать. Судя по RBN, антенна работает более-менее как обычный диполь.

Результатом я доволен. Антенна получилась с первого раза и именно такой, какой я хотел. На изготовление ушел один вечер.

Дополнение: Fan dipole на диапазоны 30, 17 и 12 метров

Метки: Антенны, Беспроводная связь, Любительское радио.

Походная антенна на 40/20м | Блог UA3REO

Радиолюбительство, Конструирование, Туризм и природа

17.09.2019 ua3reo 14 комментариев

Обладает большой эффективностью и компактностью, идеальная для походных условий.

Первым делом надо собрать симметрирующий трансформатор (балун) 1:1. Для этого возьмём миниатюрный корпус 45х35×18 мм, сделаем барашки для подключения плеч диполя, а также закрепим BNC разъём. Трансформатор намотан на кольце М50ВН-14 К12*6*4,5. Сверху болт для крепления верёвки, по которой он поднимается на дерево.

Подготавливаем фидер для подключения антенны, у меня это 10 метров RG-58 и BNC разъёмами на концах.

Закрепляем на балуне резистор на 50-51ом и замеряем поведение балуна с кабелем на частотах 7мгц и 14мгц, КСВ должно быть близко к единице. Для этого я использую китайский антенный анализатор MR100, в который вмонтировал li-ion аккумуляторы, очень удобно. Но можно воспользоваться и трансивером с измерителем КСВ.

Теперь необходимо сделать диполь на диапазон 20м. Для этого припаиваем 2 плеча по 6 метров каждый (с запасом) монтажного провода с сечением 1.5мм.
После этого отправляемся в лес, поднимаем балун на дерево и растягиваем плечи по аналогии с Inverted-V. Замеряя КСВ начинаем аккуратно подрезать плечи, пока КСВ не сойдётся в единицу по всему диапазону.
Рекомендую совместить настройку антенны с прогулкой с домочадцами и небольшим пикником)) так антенна строится в 2 раза лучше.

Далее возвращаемся домой и приступаем к изготовлению трапов (фильтров-пробок), которые ограничат диполь до текущей длинны, не позволив напряжению течь дальше, по плечам диполя на 40м диапазон.

Для этого возьмём отрезки 20мм ПВХ трубы и намотаем на них 14 витков эмалированного провода 0.9мм.

Параллельно спаиваем керамический конденсатор на 33пФ 2000В и подстроечный конденсатор на 2-7пФ КТ4-23.

Припаиваем ёмкость к катушке и крепко фиксируем витки изолентой.

Подключаем анализатор спектра к получившемуся LC контуру и настраиваем его на центр диапазона, вращая подстроечную ёмкость. Я использовал самодельный ГКЧ, собранный на базе ардуино.

Изнутри заливаем контура термоклеем, а сверху плотно фиксируем термоусадочной трубкой.

Крепим к фильтру ранее настроенное плечо диполя на 20метров, а с другой стороны плечо диполя на 40метров (а точнее продолжение плеча) длинной 4.5-5 метра.

На концах плеч крепим, но не фиксируем, миниатюрные изоляторы, чтобы сразу подогнать под них длину полотна.

Снова едем в лес и натягиваем антенну, измеряя и подрезая плечи до идеального КСВ на диапазоне 7мГц.

В этот раз мне помогал Павел UB3RFZ, за что ему огромное спасибо!

Антенна настроена, фиксируем изоляторы, крепим прочный шнур растяжек.

Наматываем антенну на мотовило (я временно использовал текстолитовую пластину, далее заменю на более лёгкую и удобную пластиковую).

Всё, можно выезжать в походы с отличной антенной, в большинстве случаев, не требующей даже согласования (а значит имеющей минимальные потери).

антеннаквFT-818FT-817QRPпоходдиполь

40-метровая четырехконтурная антенна, включая набор для самостоятельной сборки 1:2 BalUn

Готовая 40-метровая четырехконтурная антенна, включая набор для самостоятельной сборки 1:2 BalUn

Комплект четырехконтурной четырехконтурной антенны для 40 м содержит все компоненты для создания идеальной четырехконтурной антенны. Антенна Quadloop используется не так часто, как другие антенны, однако эти антенны имеют много преимуществ. Например, антенна симметрична и закрыта, поэтому прием во многих случаях будет тише по сравнению с асимметричными или открытыми антеннами. 40-метровая антенна Quadloop установлена ​​в квадрате. Используя хороший BalUn, предотвращается синфазный ток, что также уменьшает помехи от вашего непосредственного окружения. Антенна полностью симметрична, короче не требуется ни земли, ни встречной емкости. Подробнее см. в руководстве.

1:2 BalUn

BalUn мощностью 600 Вт 1:2 состоит из двух ферритовых кольцевых сердечников FT240-43. Вокруг первого тороидального сердечника создается BalUn с током 1:1, создавая переход от несимметричного (коаксиальный) к симметричному (антенна). Этот BalUn имеет фантастическое затухание синфазного тока более 30 дБ. Второй тороид отвечает за согласование импеданса от 50 Ом до 100 Ом.

Многие производители BalUn смотрят только на согласование импеданса, но забывают смотреть на затухание синфазного тока. Часто четвертьволновый коаксиальный кабель с сопротивлением 75 Ом используется для регулировки импеданса четырехрамочных антенн, но при этом забывают, что во многих случаях коаксиальный кабель становится частью антенны, что приводит к нарушению диаграммы направленности. Этот 1:2 BalUn имеет очень хорошие результаты как с точки зрения ослабления синфазного тока, так и с точки зрения согласования импеданса. Теперь с помощью удобной монтажной пластины можно прикрепить оба кольцевых сердечника, поэтому склеивание больше не требуется.

Основная причина использования BalUn заключается в том, чтобы убедиться, что коаксиальный кабель не является частью антенной системы и что он будет излучать нежелательно. Это имеет всевозможные неприятные последствия, подумайте о: помехах, EMI, RFI, нарушении диаграммы направленности антенны, беспокойном уровне шума. Это связано с тем, что оболочка коаксиального кабеля не только излучает при передаче, но и действует как приемная антенна.

Щелкните здесь для подробного описания здания

40-метровая четырехконтурная антенна, детали 600 Вт

В этот комплект входят:

Комплект 1:2 BalUn

• Корпус IP65 100x100x55 мм
• 2 ферритовых кольцевых сердечника Amidon FT240-43
• Обмоточный провод 18 AWG – 4x 85 см PTFE 19 x 0,25 мм медь «Посеребренная»
• Проволока для обмотки сердечника 1,5 мм – 1,5 м. — провод медный эмалированный
• ПЛ 259 Шасси
• Тороидальная монтажная пластина
• 4 распорки M3
• 4 винта M3 6 мм из нержавеющей стали
• 4 шайбы M3 из нержавеющей стали
• Кабельный наконечник M3
• 2x M5 Кабельный наконечник
• 2x Нержавеющая сталь (A4) Ушко M6 (компенсатор натяжения)
• 2x Гайка M6 из нержавеющей стали
• 2 шайбы M6 из нержавеющей стали
• 2 шт. Пружинная шайба M6 из нержавеющей стали
• 2 болта M5 из нержавеющей стали 25 мм
• 2 барашковые гайки M5 из нержавеющей стали
• 4 гайки M5 из нержавеющей стали
• 4 шт. Шайба M5 из нержавеющей стали
• 2 шт. Пружинная шайба M5 из нержавеющей стали
• 4 зубчатых шайбы M5 из нержавеющей стали
• 4 болта M3 из нержавеющей стали 12 мм
• 4 гайки M3 из нержавеющей стали
• 4 шт. Шайба M3 из нержавеющей стали
• 4 зубчатых шайбы M3 из нержавеющей стали

Антенна:

• Антенна 44 метра (на выбор)
• 4 изолятора
• 6 зажимов для проволоки из нержавеющей стали 3 мм
• 2x 5 мм кабельный наконечник
• 2x термоусадочная трубка для подключения антенны

 

Ограниченное пространство Антенны 40-10 метров

В течение нескольких месяцев до завершения моей чердачной антенны Suite Я работал с заимствованной антенной AEA Isoloop.

Эта магнитная петля Антенна покрывает КВ диапазон от 10 до 30 МГц. Единственный действующий коммерческий поставщик аналогичного цикла — MFJ Enterprises . Я обнаружил, что петля эффективна антенна при работе в горизонтальном положении (горизонтальный дипольный режим) на разумном высота над землей (30 футов в моем случае). Теоретическая модель всенаправленный. Я не нашел существенных доказательств того, что мой шаблон был каким-то другим.

Большая часть моих операций с этой антенной была QRP (3 Вт) PSK с использованием PSK-20. (Small Wonder Labs, но больше не работает) на 20 метров. За это время успел поработать 45 стран. Я рекомендую небольшую магнитную петлю, когда любое пространство недоступные для полноразмерных антенн или регулярная перенастройка не вызывают возражений.

Мой последний комплект антенн в таунхаусе состоял из 2 комплектов ВЧ-диполей и J-образной стойки. для работы на 2 метра. На рисунках ниже показана конфигурация эти антенны. Эти виды смотрят на стену мансардного помещения, выходящую в жилое помещение

Во всех проволочных антеннах используется изолированный соединительный провод.

Лёгкий пластиковый лом используется в качестве торцевых изоляторов. Торцевая поддержка обеспечивается гвоздями в крышу стропила.

Первые диполи запускались как стандартная комбинация диполей 20, 15 и 10 метров. Все три диполя питались от одного балуна 1:1. Все диполи были полноразмерными. но, как это обычно бывает с такой конфигурацией, они были экспериментально обрезаны для резонанса в каждой полосе. 20-метровый диполь расширяет всю длина пространства и последние 3 фута или около того опущены вертикально в торцевая стена. Диполи на 20 и 15 метров работали нормально с КСВ меньше 2:1 по всему диапазону. Однако 10-метровая антенна была очень узкой. Чтобы исправить узкую полосу пропускания, я использовал дипольную антенну-бабочку на 10 метров. Моя версия вентилятора была изготовлена ​​из тройника из медной трубы диаметром 1/2 дюйма с соединительными элементами из домашней проволоки 14 AWG. КСВ меньше 2:1 почти для всего 10-метрового диапазона

Второй комплект диполей (нижний на стропилах крыши) начинался как 40-метровый «хлипкая» антенна. Эта антенна просто использует 2 стандартные металлические обтягивающие игрушки. подключен к балуну 1:1 и протянут к углам чердачного помещения. Неметаллическая линия мессенджера обеспечивает поддержку slinkys. Эта антенна представляет собой линейный коротковолновый диполь с индуктивной нагрузкой, резонансный на 40 метров. В целом, выступление в эфире было в порядке, но, конечно, не великолепно. Это разрешило мне операцию на 40 метров.

В некоторых источниках говорится, что этот 40-метровый полуволновой обтекатель можно эксплуатировать. в качестве антенны 3/2 волны на 15 метров. Я не смог получить приемлемый (

После установки 40-метрового диполя я решил добавить покрытие диапазона WARC к мой антенный комплекс. К 40-метровому диполю добавлены 12-метровые и 17-метровые диполи. диполь. Таким образом, на этом ограниченном чердачном пространстве у меня теперь 6 рабочих КВ диапазонов и мгновенное переключение диапазонов!

Во всех случаях установки этих диполей точное местоположение диполя было не критично.