Отличные приемные антенны из полевого провода п-274
Отличные приемные антенны из полевого провода П-274
http://www.polevka.azovclub.net/?item=2&id=1
Для полноценной работы на диапазонах 80 и 160 метров требуются отдельные малошумящие приемные антенны. Одиним из типов — являются антенны бевериджа ( «beverege» ) , или в простонародии — бевера .
Антенна бевериджа представляет из себя настроенный отрезок длинной от одной длинны волны и больше, подвешенный на небольшой высоте.
На рисунке показана приемная антенна бевереджа , которая позволила нам осуществлять комфортный прием на диапазоне 160 метров .
Сигнал , приходящий с верху , под большими углами ,а так же сбоку , «видит» провод практически в полной проэкции ,сответственно, такой сигнал наводит в проводе синфазно отрицательную и положительную полуволну сигнала , которые и компенсируются. Если сигнал приходит под малым углом и с торца провода , он наводит сигнал который не самокомпенсируется — отсюда направленность .Когда провод нагружен на активное сопротивление, равное сопротивлению антенны на одном конце — напраление получается одно . Сигнал , приходящий с обратного направления выделится в виде тепла на этом сопротивлении ( я ставлю 2ВТ Млт — с запасом ).
Так как волновое сопротивление антенны относительно высоко — значит ток в ней невелик — отсюда вывод : сопротивление материала и замли не очень критично , но не стоит к нему относится совсем наплевательски — на 160 метров важен каждый децибел .Слышу или не слышу — вот в чем вопрос .
Второй вывод — если менять высоту подвеса антенны , меняется ее импеданс. Выше подвешена — выше сопротивление — ниже подвешена — ниже сопротивление — больше потерь в земле и проводе .
Для тех кто в первый раз читает про антенну бевериджа стоит понять , что на передачу она практически не работает — При расстоянии от земли в считанные метры ( 1-5 метров) практически все осядет в виде тепла в подстилающей земле и нагрузочном резисторе . По этой же причине есть другой парадоксальный вывод — чем хуже земля тем бевер лучше работает.
На рисунке представлена схема антенны бевериджа в случае хорошей проводящей земли . не трудно заметить ,что антенна попросту преврящается в двухпроводную линию, одним концом лежащую на земле.Сигнал ,наведенный внешним полем, будет синфазен как в полотне бевера так и в «проводнике» земле .А разность потенциалов — будет стремится к нулю . Если сказать образнее — в одинаковом месте и земли и провода будет наводится одинаковый сигнал .И так по всей длинне , в не зависимости от того, откуда приходит сигнал. в итоге и на земляной и на антенной клемме антенны практически не будет разницы — разности потенциалов . Условно говоря , если посмотреть на произвольную точку на полотне бевериджа и на точку под ним издали расстояние между ними будет мизерное ,и фаза пришедшего сигнала так же практически отличатся не будет — сигнал будет синфазен .В случае использования на передачу — получим так же эффект около нуля — только в этом случае сигналы будут притивофазны и поле от них будет замечательно компенсироватся.
Тем не менее , затраты на построение антенны бевериджа с лихвой себя оправдывают . Диапазон как 160 так и 80 буквально не узнать . При переключении на бевер как пелена с глаз спадает.Станции США идут хорошо и чистенько как на диапазоне 14 мгц , естественно во время прохождения .
Это в кратце , на самом деле существуют двунаправленные переключаемые варианты антенны бевериджа и т.д. — в этой области есть свои авторитеты, которые на практике прошагали не один десяток километров растягивая антенны бевериджа . Я к авторитетам себя не отношу, но все выводы строю на собственной практике, полученную вместе с товарищами .Моя практика основана на реальном применении — длинна 320 метров на высоте около 2-х метров .На конце резистор 470-520 ом МЛТ 2 вт . В качестве заземления — вбитые в землю металлические конструкции заборов и арок . так же к точкам заземления в начале и конце — несколько коротких противовесов из полевки .
В идеале вокруг не должно быть пересечений с металлическими конструкциями и т.д. На практике антенны бевериджа из полевки был растянуты по дачам с обилием арок, заборов, и прочего металла, работали — супер .Т.е. не так страшен черт как его подруга (hi).
Трасформатор для запитки антенны бевериджа через коаксиальный фидер — 1:9 был опробован двух конструкций — Первый вариант — «автотрансформатор» — это 20 витков на кольце в три провода, при этом есть гальваническая связь с полотном антенны бевериджа. Второй — на бинокле — 3 витка в четыре провода . При этом первичка — это один провод , вторичка — к антенне бевериджа — 3 по 3 — 9 витков. Обмотка , соединяемая с фидером, не заземлялась в точке питания антенны .
Больше понравился трансформатор на бинокле — на него прием был лучше . Связано ли это с гальванической развязкой или чем-то другим — не знаю , по крайней оба трансформатора на эквиваленте нагрузки 450 ом показывают ксв 1 на частоте 1,8 мгц , т.е. явных потерь нет .В обоих случая применялся феррит очень высокой проницаемости — не 600 и тем более не 50вч .
Кольца пробовал от компьютеров, фильтров питания , бинокль — из склеенных суперклеем ферритовых защелок.Так как это трансформаторы на так называемых длинных линиях — свзь между проводами электромагнитная. все долно быть по максимуму равномерно , а провода равномерно свиты друг к дружке. Встречал так же мнение о том , что волновое сопротивление этих свитых линий должно быть равно корень квадратный коэффициента трансформации умножить на номинальное сопротивление нагрузки транса. В нашем случае это корень из 9 — это три , и умножить на 50 — получаем 150 ом. Z= sqr(K)*R .
Для изготовления равномерных линий с таким сопротивлением, я привлекаю супругу — она плетет мне косички из трех или четырех проводов ,где каждый провод всегда равноправен относительно своих соседей и прочего .Затем следует намотка , вызванивание и расключение проводов этой косички.
В итоге получается трансформатор с очень низкими потерями и рабочей полосой по КСВ=1 от 1,5 до 21 мгц. По пропускаемой мощности — на бинокле от двух защелок проверял усилок около 300 ватт на эквиваленте 450 ом , эквивалент «полыхает», транс практически холодный. Не вижу смысла покупать что-то за океаном, если есть руки .Транс изготовить — не трансивер c DSP собрать.
Фото и схемы трансформаторов приведены на рисунках. Количество витков оптимизировалось на эквиваленте под полосу, захватывающую диапазон 160 метров. При приеме на таком сложном диапазоне как 160 метров , зачастую все находится на грани — слышу\ не слышу, поэтому от траснформаторов на кольце пока решено отказатся в пользу трансформаторов на бинокле с полной развязкой.Так как на эквиваленте разницы небыло — я связываю различие либо с кривыми руками либо с тем, что с трансом на кольце не происходит симметрирование(?).В любом случае , эксперименты будут продолжены.
Был испробован так же вариант применения на 160 бевера длинной 160 метров, результат по сравнению с 320 — ощутимо хуже. Однозначно намного больше шума , приблизительно на балл — полтора — этим шумом сразу покрывает станции которые были слышны раньше. Я это связываю с более широким лепестком диаграммы направленности — как верикальной так и горизонтальной плоскостях. К сожалению , сравнит переключением в одно направление антенну 160 и 320 метров длинной возможности не было .
Многие , и не только мы , применяют полевой провод П-274 для полотна антенны бевериджа. Это и не удивительно — полевка практически идеально подходит для таскания по полям — не путается и легкая. К тому же нет нужды изолировать полевик от окружающих предметов — не нужно городить стоечки ,ниточки ,изоляторы и т.д. Если учесть стоимость полевки , то альтернативы этому проводу практически нет . Для примера — когда снимали бевер 320 метров в направлении янок , сначала отключили трансформатор а сматывали с конца. При этом весь пролет был смотан за 15 мин одним человеком . Ни разу нигде ничего не зацепилось и не запуталось ,учитывая что полевик был натянут по кустам да по веткам деревьев .Для того что бы развесить бевер достаточно около 20-30 минут максимум, Снимается обычно намного быстрее.
Для изготовления приемной антенны бевериджа из полевика , есть смысл распустить полевой провод на две жилы. Так экономится провод , а потери практически не увеличиваются — сопротивление провода 500мтеров — около 30 ом , 20 ом куска 320 метров это немного , учитывая волновое сопротивление антенны бевериджа около Z=500 ом . О том , как расплести , расплетать или если правильно написать — распустить полевку — написано в отдельной статье.
Другие Материалы : Провод «Полевка» П-274М Другие Темы
Антенна «полевого дня» — Блог Юрия Басина — ЖЖ
Эта заметка предназначена для радиолюбителей, интересующихся КВ-антеннами и знакомых с физическими принципами их работы.1. Общие соображения по выбору антенны для работы в полевых условиях
Прежде всего, выезжая за город на короткое время, нужно везти с собой только ту антенну, которая больше всего подходит для работы в данных конкретных условиях и соответствует программе выезда. Мы сейчас находимся (и наверное ещё долго будем находиться) в условиях низкой активности Солнца. Учёные предсказывают повторение так называемого «Маундеровского минимума», который, как известно, длился около 70 лет. Поэтому днём основным рабочим диапазоном для дальних связей будет «двадцатка», а прохождение на высокочастотных диапазонах будет открываться эпизодически и длиться недолго. Так что нет смысла везти с собой за город сложную многодиапазонную антенну.
Нет также смысла везти с собой укороченные антенны, применение которых в городе может быть оправдано из-за ограниченного пространства. Неумолимая физика говорит, что уменьшение геометрических размеров антенны по сравнению с полуволновым диполем или рамкой с периметром около длины волны неизбежно ведёт к резкому падению сопротивления излучения антенны и соответствующему снижению её эффективности. В полевых условиях никто не ограничивает занимаемое антенной пространство, поэтому незачем скупиться с её размерами. Однако чрезмерное удлинение антенны так же неоправданно, как и укорочение. Мифологическое представление об антеннах, что они «чем длинней, тем лучше» – это плод невежества. При отсутствии других ограничений размеры антенны диктуются только её резонансной частотой – и больше ничем.
Давайте сформулируем требования к оптимальной во всех отношениях антенне полевого дня, и выберем её конструкцию.
1. Она должна быть рассчитана на проведение дальних связей, т.е. должна иметь максимально «прижатую к земле» диаграмму направленности.
2. Она должна иметь высокое входное сопротивление, чтобы как можно меньше зависеть от качества заземления и не требовать «радиалов».
3. Она должна быть простой, легкой, в разобранном виде занимать мало места в багажнике легкового автомобиля, и устанавливаться за несколько минут одним человеком.
Выберем однодиапазонный полуволновый диполь на 20м. При необходимости он сможет работать с дополнительным тьюнером как четвертьволновый заземлённый вертикал на 40м для местных связей и как LW на высокочастотных диапазонах. Эффективность работы антенны на этих диапазонах будет немного ниже, чем на резонансном 20-метровом, но для практики вполне приемлемой.
Конструкция антенны, удовлетворяющая третьему требованию, показана на рисунке 1. Основой антенны служит раздвижное стеклопластиковое удилище 1. На удилище навит с большим шагом (только чтобы держался, не спадал) отрезок моточного медного провода 2 диаметром 0,35-0,5мм и длиной 10,1м. Удилище установлено на стойке 3, составленной из трёх дюралюминиевых трубок диаметром 20-25мм и длиной по 1 метру каждая. Конец стойки вставлен в отрезок водопроводной трубы 4, забитый неглубоко в землю. Стойка служит достаточно эффективным «противовесом» антенны, и параметры почвы практически не влияют на величину входного сопротивления антенны.
Для согласования входного сопротивления антенны с 50-омным волновым сопротивлением фидера 5 служит Г-образное LC-звено: индуктивность L=4,3мкГн (14 витков провода диам. 1,0мм виток к витку на каркасе диам. 3см) и ёмкость С=32пФ (отрезок кабеля RG-58 длиной 34см, разомкнутый на конце). Для подавления высокочастотного тока во внешней части оплётки фидера использована ферритовая трубка 6, широко применяемая в компьютерной технике.
3. Приложения
Краткая аннотация на английском
The half-wave end-fed vertical dipole has a significant low-angle radiation needed for DX, is easy and quick to mount. Good grounding is not necessary. It is single-band for 20m but works properly as a quarter-wave GP on 40m and as a LW on high frequency bands (with additional matches).
Setup for this antenna is shown on drawing:
1 — glass-fibre fishing-rod,
2 — copper wire diam. 0.35-0.5mm,
3 — aluminium support pipe diam. 20-25mm, works as a «counterpoise»,
4 — water-pipe diam. 3/4″,
5 — 50 Ohm coaxial cable,
L=4.3 uH (coil diam. 30mm, 14 turns of wire diam. 1mm),
C=32pF (open-end piece of RG-58 cable, 34cm length).
Field and SWR plots are shown on graphics.
Описание антенны для программного моделировщика антенн MMANA
Полуволн. вертикал пит. с конца и LC-согласователь на 3 диап.
*
14.15
***Wires***
6
0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 3.0, 0.01, -1
0.0, 0.0, 3.1, 0.0, 0.0, 13.26, 8.000e-04, -1
0.0, 0.0, 3.0, 0.1, 0.0, 3.0, 8.000e-04, -1
0.0, 0.0, 3.1, 0.1, 0.0, 3.1, 8.000e-04, -1
0.1, 0.0, 3.0, 0.1, 0.0, 3.1, 8.000e-04, -1
0.0, 0.0, 3.0, 0.0, 0.0, 3.1, 8.000e-04, -1
1, 1
w5c, 0.0, 1.0
***Load***
3, 1
w1b, 1, 300.0, 0.0
w4c, 0, 4.3, 0.0, 0.0
w6c, 0, 0.0, 26.2, 0.0
***Segmentation***
800, 80, 2.0, 1
***G/H/M/R/AzEl/X***
2, 0.0, 1, 50.0, 120, 60, 0.0
###Comment###
Mod by Юрий, 4Z5LF 12.09.2009 23:40:49
Примечание: сопротивление нагрузки 300 Ом имитирует сопротивление
растеканию высокочастотного тока в заземлении, которое на практике
лежит в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен ом. Изменяя
величину этого сопротивления в модели, можно убедиться, что оно практически
не влияет на величину входного сопротивления антенны.
*
14.15
***Wires***
—————————————-
катушка , диам. каркаса 30 мм
для диап. 20м L =4,3 мкГн, 14 витков
для диап. 15м L =1,9 мкГн, 8 витков
для диап. 10м L =0.9 мкГн, 5 витков
(катушка 14 витков с отводами)
***Source***
0, 1
***Load***
0, 1
***Segmentation***
800, 80, 2.0, 1
***G/H/M/R/AzEl/X***
2, 0.0, 0, 50.0, 120, 60, 0.0
*
14.15
***Wires***
0
***Source***
0, 1
***Load***
0, 1
***Segmentation***
800, 80, 2.0, 1
***G/H/M/R/AzEl/X***
2, 0.01, 0, 50.0, 120, 60, 0.0
###Comment###
Created by Юрий, 4Z5LF 14.09.2008 19:49:22
ЗДЕСЬ модель полуволнового вертикала для 20-метрового диапазона, размещенного на заднем бампере легкового автомобиля.
Охотники за DX на «полевом дне»Полевое радиолюбительство или теория полевых выездов / Habr
В данной публикации мне бы хотелось немного приоткрыть тему радиолюбительства в целом и радиолюбительства полевого. Здесь пока что не будет детального описания аппаратуры и антенн. К сожалению на Гиктаймсе очень мало информации про радиолюбительство и радиолюбителей. Если эта тема будет кому то интересной, то в новых публикациях расскажу о нашей аппаратуре и антеннах.Чем отличается радиолюбитель домашний от радиолюбителя полевого?… Хотя нет. Кто вообще такой радиолюбитель? Радиолюбитель это такой человек, которому интересна радиосвязь в любительском применении. То есть это такой человек, которому интересно говорить по радио, причем чем собеседник дальше тем интереснее. Например можно расспросить о погоде человека из Австралии самому находясь на Дальнем востоке России. В чем смысл спросите вы, ведь можно позвонить по телефону или пообщаться через интернет? А смысл как раз в том, что по радио это сделать гораздо сложнее и значит гораздо гораздо интереснее. Ведь для этого надо иметь радиоаппаратуру, антенны, фидерные линии, много чего еще и конечно знания и интерес. Впрочем знания это как раз то, что добывается в процессе и еще опыт. Итак, чем же отличается радиолюбитель домашний от радиолюбителя полевого? У домашнего радиолюбителя аппаратура стоит дома, а антенны на крыше или на мачте возле дома, как правило антенна большая и стационарная, есть мощный усилитель, компьютер и чашка кофе под рукой. У радиолюбителя полевого наоборот, как правило трансивер с условно малой выходной мощностью, часто малогабаритный. Генератор а то и просто аккумулятор. Палатка. Легкая полевая мачта и легкие же полевые антенны, зачастую самодельные. И вот это то как раз самое интересное. Раньше радиолюбители делали сами трансиверы, почти поголовно. Теперь же это удел только самых самых, а подавляющее большинство работает на заводской аппаратуре. А вот антенны, антенны как раз очень интересно делать самому, ведь если трансиверы у всех примерно одинаковые, то антенна в данном случае и определяет качество связи и то, на сколько далекие и значит интересные корреспонденты вам ответят. А ведь в поле не вывезешь большую стационарную антенну, а значит приходится придумывать легкие, быстросборные и главное ЭФФЕКТИВНЫЕ полевые антенны. Ну и конечно, кристально чистый полевой эфир, подальше от города. В последние годы, повальное засилье импульсных блоков питания в любой технике привело к тому, что эфир в городе очень шумный, а вот в поле… там он чистый как слеза, никаких шумов и треска. А ведь есть еще и дипломные программы, например установить связи со всеми регионами России (программа RDA) и многие многие другие.
Полевой день начинается с подготовки, так как мы предпочитаем работать на дипломную программу RDA, сначала мы оцениваем разные районы нашей Амурской области с точки зрения интересности для радиолюбителей всего мира. В этом плане нам выбирать не сложно, хорошо отработанными являются только районы трех крупных городов да еще пара районов где живут сильные и постоянно работающие радиолюбители. Остальные районы в эфире практически не представлены. Потом ищем по карте интересное место. Дальше в интернете оставляются анонсы, в которых указано, что в определенные дни будет работать определенный район RDA. Конечно, это в какой то мере не честно, но ведь в один такой район мы выезжаем не чаще раза в год и хочется что бы побольше людей со всего мира смогли его получить для себя, то есть установить и запротоколировать связь (на радиолюбительском языке это называется QSO).
Набор аппаратуры у нас в принципе уже стандартный: генератор, аккумулятор, трансиверы, несколько антенн. Ну и конечно лагерное снаряжение, палатки, котелки и прочее.
По прибытии на место первым делом разворачиваются антенны и определяется место для полевого шэка. Шэком служит походный шатер, а зачастую и просто стол под сосной. Направленные антенны разворачиваются на легких полевых мачтах с растяжками. Так же в качестве мачт часто выступают удочки, наприме вертикальные дельты мы ставим на удочках. Дипольные антенны растягиваются между деревьями. Вообще удочки незаменимый материал для полевого радиолюбителя, они используются в качестве мачт и в качестве материала для самих антенн.
После этого аппаратура устанавливается в шеке, протягиваются фидера от антенн и кабель электропитания от генератора и начинается работа.
Как известно работа на разных частотах проводится с наибольшей эффективностью в разное время суток. Существуют дневные, вечерние и ночные диапазоны. Основной наш диапазон это 20 метров (середина примерно на 14,170 МГц). На этом диапазоне можно вполне комфортно работать утром, днем вечером и ночью, в зависимости от времени суток и солнечной активности прохождение меняется. Плюс сказывается еще и разница в часовых поясах, поэтому мы, находясь в зоне +9 GMT основные связи собираем уже в вечерне-ночное время. Основная работа начинается после того, как информация о нас помещается в радиолюбительский кластер, это специальные сайты в интернете, что то типа живого чата, куда выкладывается информация о том кто, на какой частоте и откуда работает в текущее время. Если все складывается удачно, прохождение хорошее то на занятую нами частоту начинают «подходить» радиолюбители со всего мира, выстраивается очередь из любителей и все стараются перекричать друг друга, это явление называется «пайлап» (pile-up — нагромождение, скопление, «куча-мала» англ.) очень интересно разгребать такую кучку, через некоторое время язык начинает заплетаться, при этом за час вполне можно сделать сотню QSO а при определенном опыте и больше, причем продолжаться это может часами и тогда приходится делать смену оператора для того что бы просто дать ему отдохнуть. Речь, разумеется идет о связи в SSB модуляции, то есть голосом, что для меня является наиболее интересным режимом. Предпочтение обычно отдается наиболее отдаленным и слабым станциям и лишь потом более ближним.
Отдельно хочется отметить полевые выезды выходного дня. Это мероприятия вовсе не такие серьезные, с собой обычно берется быстровозводимый однодиапазонный вертикал из удочки и трансивер. Антенна устанавливается в поле и связь ведется из машины. Не смотря на то, что антенна очень простая и незамысловатая, иногда удается провести вполне интересные связи на трассах длиной до 6-7 тыс. км.
Закончить хочу несколькими фотографиями сделанными в разные полевые выезды.
Антенна шестидиапазонная типа Spider, диапазоны 6-10-12-15-17-20 метров:
Однодиапазонная трехэлементная укороченная Yagi на 20 метров:
Двойная вертикальная дельта на 15 метров (удочки на заднем плане):
Немного нашей аппаратуры и нас в палаточном шеке:
Активно работаю в «шеке» под сосной:
Первое повествование мое получилось очень простое и ознакомительное, за кадром остались многие вопросы о том какие мы используем трансиверы, как мы делаем и используем свои антенны, надеюсь если Вам будет интересно я еще вернусь более детально к этим темам.
Доступные антенны диапазона 160 метров | RUQRZ.COM
Простая и эффективная антенна для диапазона 160 м — мечта почти каждого радиолюбителя, тем более, завзятого «охотника за DX». Как без больших технических и материальных затрат начать работать в этом диапазоне? Ведь диапазон 160 м предъявляет повышенные требования как к навыкам работы радиолюбителя в эфире, так и к конструкции антенн. Если антенны для 10, 15 или 20-метрового диапазона имеют малые габариты, то изготовить антенну на диапазон 160 м совсем непросто.
Имеется сотня-другая счастливых радиолюбителей, которые сумели установить полноразмерные вертикалы этого диапазона. Можно, конечно, в качестве 160-метровой антенны использовать 10—15-метровую металлическую мачту с направленными антеннами на коротковолновые ВЧ диапазоны, которые будут играть роль емкостной нагрузки. И вновь возникает вопрос: «А многие ли радиолюбители в состоянии позволить себе такую роскошь?».
В итоге, после длительных раздумий и сопутствующих сомнений, «среднестатистический» радиолюбитель все равно приходит к необходимости использовать проволочную антенну—наиболее адекватную конструкцию, которую можно реализовать на практике. Как правило, это полноразмерный 1/4 или 1/2 волновый излучатель, запитанный 50-омным коаксиальным кабелем. Если такая антенна правильно установлена и настроена в резонанс, то в выбранной полосе частот диапазона отсутствует необходимость в антенном тюнере или другом согласующем устройстве.
Прежде чем перейти к рассмотрению конкретных конструкций антенн диапазона 160 м, целесообразно хотя бы коротко рассмотреть вопрос влияния высоты установки над землей на такие антенны. Если закрепить горизонтальный 160-метровый диполь на высоте 15м над землей, то он будет находиться на высоте менее 0,1 длины волны. Казалось бы, вполне достаточная высота. Однако, проведя аналогию с диполем диапазона 20 м, который при высоте подвеса 0,1 длины волны располагается всего в 2 м от земли (такое сравнение допустимо, т.к. обе антенны ведут себя почти одинаково), можно утверждать, что такая установка совершенно неэффективна. Обе антенны будут излучать радиоволны под большими углами к горизонту, почти в зенит, что делает их практически непригодными для дальних KB радиосвязей.
Низко установленный диполь хорош только для проведения ближних радиосвязей. Диполь 160-метрового диапазона, который излучает под небольшими углами к горизонту, должен располагаться на высоте более 40 м (0,25 длины волны) над землей. Однако возможности «среднестатистического радиолюбителя» чаще всего не позволяют использовать высоту более 20—30 м.
Оптимальный угол излучения антенны 160-метрового находится в пределах от 30 до 35°, хотя на более высокочастотных диапазонах он существенно ниже — 5—10°. Главным определяющим фактором для выбора оптимального угла излучения на определенных трассах является состояние ионосферы. Оно задает, в зависимости от направления на корреспондента, солнечного цикла, времени года и сответствующего времени суток, соответствующий оптимальный угол падения (входа) для радиоволны. Обусловленный этими факторами угол падения радиоволны подвергается постоянным изменениям, и этим объясняются факты кратковременного более лучшего приема DX-сигналов на низко висящую антенну по сравнению с антенной, имеющей низкий угол излучения. Такой феномен, однако, всегда проявляется только моментами и ничего не говорит о фактических соотношениях, т.е о том, что для проведения DX-радиосвязей антенна с низким углом излучения, конечно, предпочтительнее низковисящего диполя. Один из американских радиолюбителей когда-то очень верно подметил: «Оптимальный угол излучения сигнала определяется не радиоантенной, а ионосферой, расположенной существенно выше».
При рассмотрении конструкции любой антенны один из важных моментов — распределение тока в ней. Излучение электромагнитной энергии антенной происходит там, где течет ток. Причем чем ток сильнее, тем больше напряженность электромагнитного поля, а это значит, что чем выше располагаются токоведущие части антенны, тем лучше она, в конечном итоге, будет функционировать.
Если рассмотреть характеристику излучения горизонтального диполя, то можно видеть, что максимум излучения приходится на область, в которой антенна запитана. Внешние (концевые) части диполя электромагнитную энергию почти не излучают и требуются антенне, грубо говоря, для достижения резонанса. Этот факт можно использовать при конструировании 160-метровой антенны без заметных потерь своих позитивных излучающих свойств.
Вертикальный четвертьволновый излучатель, в принципе, является не чем иным, как «полудиполем», поэтому упомянутые свойства в полной мере относятся и к этой, очень полюбившейся многим радиолюбителям антенне. Здесь максимум излучения также располагается вблизи точки питания:
Резонансным диполем, который имеет достаточно низкий угол излучения, является антенна Inverted V:
Конструкция в форме перевернутой латинской буквы V нуждается только в одной опорной мачте. Оба проволочных излучателя располагаются под наклоном к земле и должны заканчиваться приблизительно в 3 м от нее, с тем чтобы исключить прикосновение к ним, т.к. при работающем передатчике на концах излучателей присутствует высокое ВЧ напряжение.
Угол между излучателями — не менее 60°, общая длина обоих излучателей для центральной частоты 1,85 МГц — 76,7 м, для центральной частоты 1,9 МГц — 74,68 м.
Как известно, высоко установленный горизонтальный диполь имеет входное сопротивление 72 Ом, но оно уменьшается тем сильнее, чем ближе к поверхности земли располагается антенна. Поэтому, согласно опытным данным, полное сопротивление антенны Inverted V составляет около 50 Ом, и такую антенну можно запитать 50-омным коаксиальным кабелем через 1:1 симметрирующее устройство (балун).
Во многих публикациях, посвященных антенне Inverted V, утверждается, что она успешно работает без симметрирующего устройства и может быть запитана 50-омным кабелем напрямую. Однако на практике такое упрощение часто приводит к появлению тока на внешней стороне оплетки кабеля, и он становится ненужной составной частью антенной системы. Антенна Inverted V является абсолютно симметричной, поэтому при ее питании коаксиальным кабелем настоятельно рекомендуется применять симметрирующее устройство.
Ранее уже указывалось, что максимум излучения антенны приходится на те места, в которых протекает большой ток. У одних антенн (например, у четвертьволнового вертикала) — это нижняя часть, т.е. непосредственно у точки питания. В верхней части антенны ток слабее, и поэтому эта часть антенны не играет большой роли в излучении. Если изготовить верхнюю часть антенны из проволоки и разместить ее горизонтально, то излучающие свойства антенны существенно не ухудшатся:
Такая антенна получила название Inverted L (в русскоязычной литературе широко применяется другое название — Г-образная антенна). Антенна Inverted L излучает преимущественно под низкими углами к горизонту. Для этой антенны справедливо правило: «Чем выше вертикальная часть антенны, тем лучшими являются ее DX-свойства». Поэтому следует всегда стремиться вертикальную часть антенны размещать как можно выше. Ориентировочная полная длина такой антенны составляет 39 м.
Если на местности имеются высокие деревья, то их можно использовать при установке антенны Inverted L. Кроме того, современные фибергласовые шесты — весьма подходящий опорный материал для такой антенны.
Для антенны Inverted L, как и для любого другого четвертьволнового излучателя, обязательно требуются противовесы длиной 38—41 м — в зависимости от частоты настройки антенны и условий размещения противовесов. Если они закопаны в землю, то чем больше противовесов, тем лучше. А вот число противовесов, изолированных от земли (а тем более, располагающихся над ней), может быть значительно меньше—двух-четырех проводов будет вполне достаточно.
Несколько улучшить работу системы противовесов может металлический прут (прутья), закопанный(ые) в землю на глубину 2—3 м.
Полное сопротивление этой антенной системы в идеальных условиях составляет 38 Ом. В действительности оно несколько выше, поэтому имеется возможность запитать антенну Inverted L 50-омным коаксиальным кабелем.
Если увеличить длину четвертьволнового вертикала или антенны Inverted L до 50 м, то тем самым увеличится ее активное сопротивление в точке питания (примерно до 50 Ом). Правда, это приведет к тому, что антенна перестанет быть резонансной, и реактивная составляющая полного входного импеданса будет иметь индуктивный характер. Для компенсации этой реактивности достаточно установить в точке питания конденсатор переменной емкости с максимальной емкостью около 500—600 пФ. Здесь вполне подойдет даже конденсатор от старых ламповых приемников, который может не иметь большой диэлектрической прочности, т.к. он служит для электрического укорочения антенны, чтобы получить резонанс системы в диапазоне 160 м. Подстройкой емкости конденсатора переменной емкости антенну настраивают в резонанс в выбранном участке диапазона.
Еще одной популярной антенной диапазона 160 м является Sloper «слопер». Название «слопер» (от англ. slope — наклон) характеризует как форму установки антенны (под наклоном к земле), так и вид ее излучения (под наклоном к горизонту). На низкочастотных KB диапазонах слопер представляет, собой эффективную, относительно малогабаритную DX-антенну, которая успешно используется многими радиолюбителями. Токоведущая часть системы находится высоко и удалена от мешающих объектов на земле, а поляризация излучения — преимущественно вертикальная.
Следует различать четвертьволновый:
и полуволновый слопер:
Для установки любой из этих антенн достаточно одной мачты. При этом нижний конец антенны, по требованиям техники безопасности, должен заканчиваться на высоте 2—3 м над землей.
В направлении натянутого провода слопер имеет небольшое усиление (по некоторым данным оно составляет 2—3 дБ), в то время как с тыльной стороны наблюдается ослабление сигнала. Следовательно, рекомендуется устанавливать слопер в предпочтительном направлении.
Четвертьволновый слопер (рис.выше) имеет длину около 40 м (38,51 м для частоты 1,85 МГц, 37,5 м — для 1,9 МГц). Заземленная мачта играет роль противовеса. Такая антенна запитывается 50-омным коаксиальным кабелем. Внутренний проводник кабеля соединяется с проволочным излучателем, а оплетка кабеля — с мачтой.
Согласно опытным данным, настройка четвертьволнового слопера не так уж и проста. Нередко, чтобы настроить систему на требуемую частоту и добиться полного входного сопротивления около 50 Ом, требуются основательные затраты времени и сил. Дело в том, что резонанс антенны зависит от размеров мачты, проводимости почвы, длины излучателя, угла его наклона к земле и т.д. Исходя из этого, угол наклона излучателя и его высота над землей являются решающими факторами при формировании полного входного сопротивления антенны.
Многие четвертьволновые слоперы начинают работать сразу после установки, так что не стоит бояться браться за изготовление этой антенны. Следует помнить, что она изготавливается для долговременной эксплуатации, и, однажды ее настроив, потом можно наслаждаться ее работой.
Полуволновой слопер (рис. выше) фактически является классическим полуволновым диполем, установленном под наклоном к земле. Такая антенна выгодно отличается от четвертьволного слопера стабильно предсказуемыми параметрами, поэтому кропотливая настройка, как это имеет место с четвертьволновым слопером, не требуется.
Общая длина полуволного слопера составляет около 77 м для частоты 1,85 МГц (75 м — для частоты 1,9 МГц).
В полуволновом слопере осознанно отказываются от применения симметрирующего устройства, т.к. оно, скорее всего, нивелировало бы позитивные свойства этой антенны. Дело в том, что при несимметричном питании диаграмма направленности диполя слегка «косит», характеристика излучения искажается в направлении «горячего» плеча, которое соединено с внутренним проводником коаксиального кабеля. Этот эффект можно использовать для дополнительного «прижима» излучения к земле.
Еще одним преимуществом полуволнового слопера является то, что его можно оптимально «подогнать» к имеющимся местным условиям. Для этого «холодный» конец антенны пускают через направляющий ролик и натягивают вертикально вниз (обычно на расстоянии 1—2 м от здания или мачты):
Ролик закрепляют на самой высокой точке. Тем самым, можно менять длину антенны и оптимально «вписать» ее в местные условия.
При установке описанных антенн следует иметь в виду, что очень редко антенна резонирует на расчетной частоте, поэтому, как правило, антенна нуждается в точной настройке. В этой связи полезно знать, что длину четвертьволного излучателя следует изменить на 208 см, чтобы достичь сдвига резонанса на 100 кГц. В полуволновом диполе для этого потребуется изменить длину на 416 см, а в антенне Delta Loop — на 832 см.
Что еще почитать по теме:
Антенна быстрого развертывания на Си-Би (27.200)
Авторство конструктива антенны принадлежит RX3AKT. По сути, данная антенна представляет собой полуволновой вибратор запитанный с конца и согласованный кабельным шлейфом. По эффективности такая коаксиальная антенна не сильно уступает заводским аналогам от того же Sirio, а в изготовлении гораздо проще и компактнее. Антенна задумывалась как походный вариант, поскольку очень легкая и компактная, но вполне может применяться и стационарно.
Для изготовления понадобится 7 метров кабеля RG-58 (полотно антенны + согласующая часть), некий кусок кабеля RG-58 произвольной длины, для соединения антенны с рацией, разъем PL-259 или SO-239, несколько сантиметров термоусадки подходящего диаметра (например 7мм и 12мм), клей момент, острый нож, паяльник с припоем и канифолью, и минут 40 свободного времени. Для моделирования я рекомендую использовать самый паршивый кабель из тех, что есть на рынке, а именно, REXANT. Эти ребята делают отличный припой и другие радиомонтажные штуки, но кабель их по настоящему ужасен, зато он дешевый и на нем можно ставить эксперименты по антенностроению.
Антенна состоит из 3-х частей. Часть длиной 520 см, это полотно антенны — излучающая часть. Часть длиной 152 см, это согласующая часть, она представляет собой емкость, часть длиной в 23-24 см, тоже относится к согласующей части и представляет собой индуктивность. В процессе сборки проще всего пользоваться изображением из заголовка статьи. Точки на рисунке, это места соединения пайкой.
1. Берем кабель RG-58 и отрезаем кусок длиной 7 метров.
2. Зачищаем оплетку на кабеле с обоих концов, примерно на 1-1,5см.
3. Убираем фольгу, если она есть, и скручиваем центральную жилу с экраном кабеля.
4. Аккуратно пропаиваем скрутку центральной жилы и экрана.
5. Далее, отмеряем от одного из концов кабеля 23см и делаем надрез оплетки кабеля, но так, чтобы не повредить экран. Отступаем от надреза еще сантиметра 2 (25см) и делаем еще один надрез. Наша задача удалить ПВХ оплетку кабеля не повредив то, что находится под ней.
Оплетку и фольгу удаляем, а экран сдвигаем на одну сторону и разрезаем пополам. Оставляем пока в покое, к этому мы еще вернемся.
6. Отмеряем от участка со снятой оплеткой 152 см, и также как и в пункте 5 срезаем с кабеля часть оплетки шириной примерно 1,5-2 см. После этого, отрезаем экран от короткой части (23 см + 152 см) так, чтобы на короткой части экран выступал за пределы оплетки минимально. Фольгу удаляем.
7. Острым ножом снимем половину полиэтилена защищающего центральную жилу, так чтобы не повредить ее и целиком не разрезать полотно пополам. Облуживаем центральную жилу и экран и припаиваем их друг к другу.
8. После остывания места пайки и затвердевания полиэтилена, нужно загерметизировать соединение. Для этого используем клей Момент. Обильно намазываем его, особенно на место пайки и обрезанные концы оплетки. Без фанатизма. Обязательно даем клею немного подсохнуть и только после этого переходим к следующему пункту.
9. Сверху одеваем термоусадочную трубку диаметром 6-7мм и усаживаем ее (лучше всего гагревая феном). Сверху, можно наложить еще один слой термоусадки, так сказать, для прочности, большей длины. После остывания и засыхания клея получается вполне прочное и герметичное соединение.
10. Возвращаемся к куску 23 см. Аналогично пункту 7, снимаем слой полиэтилена до центральной жилы и Подпаиваем кабель снижения. Его нужно предварительно зачистить, как в пункте 2. Припаиваем центральную жилу кабеля снижения к центральной жиле в точке 24 см.
11. Сверху одеваем термоусадку диаметром 8-10 мм, и усаживаем ее на обе центральные жилы.
12. Спаиваем экраны части кабеля 23 см, части кабеля 152 см и кабеля снижения в одной точке.
13. Место пайки обильно замазываем клеем момент, даем ему подсохнуть и одеваем сверху термоусадку диаметром 12мм. Усаживаем.
14. На концы антенны (23 см и излучающая часть) также обмазав моментом одеваем тремоусадку и усаживаем и герметизируем концы.
15. На конец кабеля снижения напаиваем разъем для радиостанции и… Готово.
Полевые испытания
В процессе…
Всем удачи, 55, 73!
