|
home page |
Статьи на радиолюбительскую тематику |
Интересный
вариант
антенны с
учетом
простоты (удлинённый
GP-40)
получается
если
немного его
модернизировать.
Основой и
несущей
мачтой
является
штырь на 40метров
установленный
на
изоляторе.
Составной
частью
штыря
являются
три тубы 45мм, 35мм
и 30мм.
F1 -фильтр-пробка
из
кооксиального
кабеля
настроенные
соответственно Противовесы
представляют
собой два
диполя W3DZZ
расположенных
перпендикулярно
друг к другу.
Подставка
под антенну
2,0 метра
. Оттяжки 3шт
из лески
диаметром 2мм.
Кабель 50 ом -
повторитель
для 80
метрового
диапазона. L1 11,65 м . L2 10,2 м . Все зависит от проводимости земли (у меня идеальная 30-35см до воды берег озера). Настройка Из
кабеля RG-58U
изготовить
ФП и
желательно
прогнать на
резонанс
каким- либо
способом
при наличии
измерителя
АЧХ или ГСС
и
вольтметра
эту
процедуру
выполнить
легко.
Особенно
необходимо
хорошо
выполнить
ФП
расположенный
на верху
вертикала (в
случае чаво
чтобы не
валять).
КСВ
антенны не
должен
превышать 1,05
на
резонансной
частоте 7100 , 7000 1,17
и 7200 1,2 . На
80 м
. на 3,75-1,05 ,3,8 -1,2, 3,681-1,5. КСВ
на 3,6 — 3
обусловлен
концевым
эффектом
тонкого
элемента на
80 метров
. Элементы 20-15 и10 метров расположены на веере от основания на расстоянии 6,8 м . и имеют размеры: 20м 5,72м. 15м 3,98м и 10 м . 2,95 м . Для диапазонов 17 и 12 м элементы не устанавливались т.к. антенна резонировала на этих диапазонах при КСВ 1,3max. Конструкция веера.
Через
блок
подвешены
элементы ВЧ
диапазонов
используя
леску 0,8-1,0мм (5
лет у меня
простояла HB9CV
на
15 метров
которая
была
растянута
леской
1,2 мм
), очень
удобно при
настройке
опуская и
поднимая
элемент.  
http://www.cqham.ru |
|
Излучатель
80 метров
нижняя
часть
должна
находится
в полутора
метрах от
излучателя
мачты ,а
при
удалении
от
местоположения
появляется
зенитное
излучение (для
любителей
ближних
связей).
Изменяя
длину
полотна
настраиваем
в нужный
участок т.к.
полоса на
этом
диапазоне
около 70-80кгц (у
меня
резонанс 3,75)
При
настройке
других
диапазонов
изменяя
ёмкость
КПЕ будет
видно, что
делать с
элементом
если
ёмкость
при
настройке
элемента
получается
больше
элемент
короткий,
если
меньше
длинный .
Антенна HB9RU для диапазона 50 МГц и не только
Анализ связей, проведенных за год работы на 6 метрах, позволил сделать некоторые выводы, которыми хочу поделиться с любителями «магического диапазона». Работая из квадрата KN89CW на трансивер YAESY FT-736RDX с выходной мощностью 10 Вт, перепробовал множество антенн, как с вертикальной, так и с горизонтальной поляризацией. 70% связей проведено через «спорадик» Ее; 5% связей проведено Те и отражением от слоя Fz; 15% связей проведено «Тропо» и 10% — однозначно сказать трудно, но, скорее всего, вероятно проявились вариации Es и Те или Ее и Fz. Основная масса связей проведена через Ее и Fz. Харьков находится в средних широтах и, естественно, Ее облако над головой не висит — ближней зоны практически нет. Но самые интересные связи были проведены, когда облако находилось не ближе Италии.
То есть при углах, приблизительно 8-10 градусов на антенну D-130 (Discon фирмы «Diamont»). При этом на горизонтальный диполь станции практически едва были слышны.
По полученным QSL карточкам увидел, что мои корреспонденты (ТОР-30 по данным журнала DUBUS) используют, как правило, 5-6 el.Yagi или в редких случаях 2х7 el. Стало понятно, что при отражениях от Ее происходит смена поляризации. Но к сожалению Yagi с длиной траверсы 1 … 1,5l (6 … 9 метров) имеет угол в вертикальной плоскости 28-33 градусов, что явно не эффективно для работы на трассах более 2500 км. Получается, что из 10 Вт, 7 Вт излучается в космос. Реальный выход из опыта работы на УКВ, длина траверсы 5l или 2х5l на диапазоне 50 МГц не проходит, так как получается что-то около 30 метров. Но к сожалению и узкую диаграмму в горизонтальной плоскости иметь не эффективно, так как во время «спорадика» антенной не на крутишься. Ситуация немного облегчается тем, что в России диапазона 50 МГц пока еще нет и, если иметь диаграмму в горизонтальной плоскости 120-150 градусов и в вертикальной до 10 градусов, то антенну можно вообще не крутить.
Что может удовлетворить этим требованиям? Немного, например, 2-х элементные фазовые вертикали и ZL-beam, W8JK-beam и HB9CV с вертикальной поляризацией.
Исследования В.Полякова (RA3AAE), приводимые в КВ-журнале, с антенной HB9CV в общем-то известны давно. Еще в 1976 году в швейцарском журнале «Old Man», а затем в «Funkamator’e» №10-82 была опубликована антенна HB9RU на VHF/UHF диапазоны. Первоначально, антенна HB9RU в 80-е годы мне не приглянулась из-за работы только веотикальной поляризацией (репитеров и низовой связи ЧМ в то время не было), но разумно решив, что 6 дБ на дороге не валяются. Это все-таки 4-х кратное увеличение мощности. Из-за малых размеров я взял ее на дачу в Крыму и на трансивер FT-11 я практически ежедневно открывал все репитеры от Новороссийска до Трабзона (Турция). Пересчитав антенну на диапазон 50 МГц, понял — это то, что нужно. Материал траверсы — дюраль диаметром 30 мм. Элементы сделаны из Д-16Т диаметром 10 … 12 мм.
Puc.
1
Подгонка антенны в резонанс на 50,150 кГц достигается латунным винтом М6х35, который находится в вершине среднего элемента. При указанных на чертеже размерах, антенна на всех диапазонах настраивается без проблем. Наличие рефлектора увеличило усиление антенны примерно на 1 дБ, но при этом снизилось влияние мачты, которая находится за рефлектором. Поэтому антенну, установив на мачту, можно не подстраивать. Чуть позже я нашел применение этой антенне и на диапазоны 144 и 430 МГц, применив их для связи через спутники: Fo-28. Fo-20. Uosat-14, Sunsat-35, Ao-27. Заявленные самим HB9RU, такие параметры антенны, как Кус = 5…7 дБ и соотношение вперед/назад -15 дБ, полностью подтвердились. КСВ по диапазонам при настройке без труда получается 1,1. Гамма согласование настраивается очень просто, т.к., несмотря на половинку, антенна под траверсой «видит» свое зеркальное отражение. Благодаря чему, у меня появилась, возможность не загромождать крышу, а установить антенну на балконе и даже перекрыть сектор от Австралии до Финляндии, т.
е. 170 градусов. Условный чертеж антенны HB9RU приводится на рис.1, а размеры для трех диапазонов 50, 144 и 430 МГц сведены в таблице 1.
50 МГц
144 МГц
430 МГц
А
1146
380
126
Б
1590
520
170
В
1839
610
203
Г
405
135
45
Д
135
45
15
Е
510,6
170
56,6
Ж
862
287
95,6
Для траверсы может использоваться алюминиевая труба 30 мм или алюминиевый профиль.
Линейные размеры А — Ж приводятся в миллиметрах.
Антенна на 50 МГц собирается на отдельной траверсе, а диапазоны 144 и 430 МГц размещаются вертикально одна под другой, рис.2.
Puc.2
Питающие PL разъемы располагаются горизонтально, а кабели питания могут быть убраны в траверсу. Антенна оказалась такой компактной, что связи через спутники можно проводить, держа ее в руке. Может это и не удобно, но на трансивер FT-100 из автомобиля связи через UoSat-14 и SunSat-35 были проведены в одно удовольствие. Я буду очень рад, если моя статья поможет открыть для себя магический диапазон 50 МГц.
Автор: А.Каракаптан, UY5ON г.Харьков; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru
Прямоугольник Moxon
Прямоугольник MoxonЛ. Б. Чебик, W4RNL
Прямоугольная антенна Moxon — это очаровательная антенна по нескольким параметрам.
Хотя я уже писал об этом дизайне раньше, вопросы все еще возникают
регулярно.
Так что, возможно, обзор антенны может поставить несколько вещей
в правильную перспективу.
Прямоугольник Moxon представляет собой двухэлементный паразитный луч или однонаправленный Антенна примерно на 70% длиннее стандартной двухэлементной антенны Yagi. конструкция драйвер-рефлектор. Однако прямоугольник намного превосходит другие 2-элементные лучи в соотношении спереди и сзади, при этом почти равные им по прирост. Это сочетание свойств ценится теми, кто придерживается Теория Хэмминга о «хороших ушах».
Происхождение
Прямоугольник Moxon является производным от квадрата VK2ABQ. Некоторые люди до сих пор называют дизайн Моксона версией квадрата. Фред Кейтон, VK2ABQ, обнаружил, что если взять четверную петлю и положить ее горизонтально, может получить некоторую направленность и получить усиление в направлении точки питания за счет простое действие. Разрежьте петлю с каждой стороны по центру и изолируйте два получившихся полуволновых провода друг от друга.
Фред использовал
сокращайте расстояние, вставляя большие пуговицы в качестве изоляторов. Базовый
контур квадрата VK2ABQ находится в части A из Рисунок 1 .Les Moxon, G6XN, чья книга КВ-антенны для всех мест теперь находится в второе издание, сделал два очень важных открытия о Катоне квадраты. Во-первых, прямоугольная форма улучшит усиление. Во-вторых, расстояние между концами проводов имеет решающее значение для правильной антенны операции, и это расстояние должно быть больше, чем предусмотрено даже самая большая пуговица пальто. Эти значительные улучшения отмечаются в части B из Рисунок 1 .
G6XN использовал прямоугольник, состоящий из двух проводов одинаковой длины. Однако,
он настраивал каждый провод удаленно из лачуги, таким образом давая себе фиксированную
положение реверсивного луча. Он также разработал расстраивающее дополнение к
элементы, чтобы позволить ему вложить несколько полос прямоугольников.
Моя собственная работа, которой во многом способствовало появление программного обеспечения для моделирования, была посвящена уточнению и пониманию характеристик прямоугольник Моксона. С этой целью я разработал антенну как однонаправленный луч, позволяющий элементам иметь собственные родные размеры вместо их электрической настройки. Этот галс, показанный на часть С из Рисунок 1 , привел, в свою очередь, к пониманию того, почему антенна делает то, что он делает так хорошо.
Что делает прямоугольник Moxon?
На рис. 2 показана азимутальная диаграмма в свободном пространстве 20-метрового всенаправленного
алюминиевый прямоугольник Moxon, который мы опишем позже. На своем
на расчетной частоте антенна обеспечивает передний лепесток с шириной луча
настолько широкий, что он почти кардиоидальный. Усиление вперед уменьшилось по сравнению с
полноразмерный 2-элементный Yagi всего примерно на 0,2 дБ. В то же время
задняя доля крошечная (по сравнению с передним и задним отношением около 10-
12 дБ, что характерно для полноразмерного 2-элементного Yagi).
Моксон достигает
этот шаблон без использования фазовой линии.
Комбинация паразитной связи из параллельных частей элементы и концевое соединение проводов производит ток амплитуда и фазировка на элементе отражателя, который превосходит этот многих фазированных решеток с точки зрения создания заднего нуля. Даже лучший ZL Specials и HB9CV также оставляют четвертные задние лепестки, которые часто ниже менее чем на 20 дБ. Геометрия Moxon, включающая боковые провода или хвосты, имеет тенденцию подавлять эти задние лепестки, что приводит к очень тихий задний квадрант.
Несмотря на то, что наиболее подавленный задний шаблон зависит от частоты,
рисунок Moxon довольно хорошо держится на радиолюбительском бинте. Рисунок 3 показаны комбинированные диаграммы для частот 14,05, 14,175 и 14,3 МГц для
пример под рукой. Усиление изменяется примерно на 0,6 дБ по всему диапазону.
в то время как отношение фронта к тылу по-прежнему составляет около 20 дБ вблизи полосы
края.
Хорошо держится не только рисунок, но и точка подачи. импеданс. Имеющаяся 20-метровая модель была рассчитана на питание 50 Ом. что естественно для прямоугольника — и На рис. 4 показан КСВ 50 Ом. кривая через 20 метров. Коаксиальный кабель — с дросселем, конечно порядок дня.
Создание алюминиевого завода Moxon
Методы строительства варьируются в зависимости от индивидуальных строителей. Для 10-метров, Я предпочитаю использовать балки из ПВХ, которые хорошо изолируют элементы и обеспечивают далеки от эффектов расстройки. Однако Moxon можно построить, используя алюминиевая стрела с подходящими изоляционными пластинами. Для трубных моделей углы Moxon могут стать проблемой. Вы можете согнуть
угловая секция трубы следующего размера больше или меньше, чем 1 дюйм
размер, используемый в 20-метровой модели. Или вы можете попробовать различные фитинги
предназначены для других целей, таких как углы электрических кабелепроводов и
нравиться.
Одним из важнейших факторов является удержание концов элемента в фиксированном положении. относительно друг друга. Я предпочитаю использовать легкие секции из ХПВХ. вставляется в каждый конец алюминиевой трубки с помощью винтов для листового металла, как простые держатели позиций.
На рис. 5 показаны рабочие размеры любого прямоугольника Moxon. Для алюминиевого 20-метрового Moxon длина (A) составляет 25 футов, а общая ширина (E) составляет 9 футов. Это дает луч, не сильно отличающийся от размера двухэлементной антенны на 15 метров, но резонансной на 20 метров.
Хвост драйвера (B) имеет длину 3,5 фута, а хвостовик рефлектора (D) — 4,7 фута. длинный. Расстояние между хвостовыми концами (C) составляет 0,8 фута. Если вы используете конический диаметр элементов или изменить диаметры элементов полностью, вы следует переконфигурировать антенну с помощью одной из программ моделирования антенн.
За интересный пример строительства 20-метрового Moxon
см.
«Прямоугольник Моксона» Моррисона Хойла, VK3BCY, на радио .
и коммуникации (Австралия), июль 1999 г., стр. 52–53.
Проволока Moxons
Установка проводных версий Moxon оказалась популярной для прибрежных Системы «День поля». Методы построения могут варьироваться от центра концентратор и световые стержни для поддержки вращающейся проволочной антенны на 4 углах устройство поддержки для версии с фиксированным положением.Хотя я уже публиковал некоторые цифры для проволочных Moxons, вот список размеров, используя Рисунок 5 в качестве руководства.
Таблица 1. Размеры Moxon для 40–10 метров
Размер полосы (футы)
Частота (МГц) A B C D E
10 28,50 12,44 1,94 0,41 2,41 4,76
12 24,94 14,22 2,22 0,46 2,76 5,44
15 21,20 16,72 2,63 0,52 3,25 6,40
17 18,12 190,56 3,10 0,59 3,80 7,49
20 14,17 25,00 4,00 0,72 4,85 9,57
30 10,12 35,00 5,60 1,00 6,80 13,40
40 7,15 49,56 8,01 1,33 9,63 18,97
Примечание: все модели проводов состоят из медного провода №14.
Все антенны имеют полное сопротивление в точке питания от 56 до 58 Ом на расчетных частотах, что близко к стандартному любительскому Коаксиальный кабель 50 Ом. Прирост свободного пространства и соотношение передней и задней части одинаково для всех моделей, в среднем 5,8 дБи и более 32 дБ в свободном пространстве соответственно.
Для прямоугольного провода Moxon с реверсивным направлением с коротконаправленным отражателем, см. «Двухэлементный 40-метровый переключаемый луч» Кэрролла Аллена, AA2NN, в Сборник антенн ARRL , том 6, стр. 23-25. Тот же объем также содержит расширенную обработку полностью алюминиевого 10-метрового Moxon. который появляется в другом месте на этих страницах.
Производительность над реальным грунтом
Шаблоны свободного пространства — это одно, а производительность по сравнению с реальной землей — это одно. разная высота совсем другое. Чтобы дать представление о том, насколько хорошо Шаблоны Moxon сохраняются, следующие три цифры показывают азимут узоры на трех разных высотах: 14,05, 14,175 и 14,3 МГц для алюминиевая 20-метровая версия антенны.
Группа диаграммы направленности на высоте 35 футов (1/2 з.д.) в Рисунок 6 показывает, что антенна поддерживает довольно полезное усиление вперед и соотношение вперед-назад, хотя задние шаблоны не совсем соответствуют нулям свободного пространства.
На высоте 55 футов (около 3/4 высоты на 20 м) Рисунок 7 показывает, что задняя лепестков почти нет в центральной полосе — и очень хорошо в полосе края.
На высоте 70 футов (1 м) антенна показывает другой вид сзади, т.к. выявлено в Рисунок 8 . На всех трех высотах кривая КСВ не значительно отклоняются от кривой свободного пространства, показанной на рисунке 4.
Настройка прямоугольника Moxon или настройка размеров других
материалы — понятно. Длина (A) имеет тенденцию контролировать
общий импеданс. Однако регулировка хвостовой части водителя (B) имеет наибольшее значение.
непосредственное влияние на реактивное сопротивление в точке питания.
Регулировка хвоста рефлектора
(D) больше всего влияет на сопротивление в точке питания. Расстояние (C) имеет
наибольшее влияние на место самого глубокого нуля внутри ветчины
банда на выбор. В этих руководствах предполагается, что антенна была
изначально скорректированный в рамках своего рода набора приблизительных спецификаций.
В размерах проводов используются немного более длинные концы и немного более узкие расстояние между хвостовыми концами, чем у моделей труб, чтобы достичь примерно те же результаты и импедансы в точке питания. Трубчатые модели, как правило, показывают несколько (эксплуатационно незначительно) более высокие коэффициенты усиления (около 0,15 дБ), а также более пологие кривые КСВ. Однако проводная модель на 20 метров легко прикроет группу.
Другие разработки, связанные с прямоугольниками Moxon
Принцип прямоугольника Moxon проявляется в ряде проектов, некоторые из которых в которых содержится четкая ссылка на работу G6XN, а в других, кажется, не зная корней антенны.
Двойная буква Питера Додда — это
интересный дизайн для очень компактного «сада» и в последнее время
переработан для 2-го издания известной книги G3LDO, Антенна
Руководство экспериментатора . С другой стороны, недавно введенный 80-градусный
метровый двухэлементный луч на западном побережье США использует конструкцию Moxon (с
небольшой V-образный уклон к параллельным частям элементов) без привязки
до G6XN. Этот принцип также применим к 3-элементному проектированию. Оптимизированный
40-метровая «В-Яги» (внешне напоминающая более старую конструкцию G4ZU) производства
Натан Миллер, NW3Z, и Джим Брейкол, WA3FET, в QST за май 1998 г.,
имеет азимутальную диаграмму, очень похожую на показанную для Moxon.
прямоугольник, но с более высоким усилением, связанным с тремя элементами.
См. Рисунок 9 . Направитель проволоки и отражатель поворачиваются назад к
ведомый элемент, обеспечивающий некоторую степень концевого соединения при сохранении
паразитарные характеристики.
Называете ли вы антенну квадратной VK2ABQ, прямоугольной Moxon или что-то еще, дизайн стоит рассмотреть, если вы хотите компактный луч длиной около 0,35 сл и шириной 0,13 сл с прямым коаксиальным кабелем соответствовать. Для тех, кто хочет больше отказаться от QRM, чем получить чистую прибыль, дизайн может многое предложить.
Для получения дополнительной информации см. следующее:
«Моделирование и понимание малых балок: Часть 2: Квадраты VK2ABQ и Moxon Rectangles», Communications Quarterly (весна 1995 г.), 55-70.
«Прямоугольники Moxon для 40-10 метров», QRPp (декабрь 1995 г.), 25-27
Обновлено 18.12.99. Л. Б. Чебик, W4RNL. Первая версия этого предмета появился в AntenneX , октябрь 1998 г. Данные могут быть использованы в личных целях, но не могут быть воспроизведены для публикации в печати или любой другой другой носитель без разрешения автора.
Вернуться к индексу Moxon
Вернуться на страницу радиолюбителей
40-метровый 3-элементный провод Yagi
Самые популярные статьи в этом блоге стали для меня сюрпризом.
Это статьи, которые я написал более года назад о небольших 40-метровых одноэлементных антеннах, которые эффективны для DX. Оглядываясь назад, я не должен так удивляться. Коммерчески доступные вращающиеся яги распространены на высоте 20 метров и выше, но как только вы опускаетесь до 40 метров, появляется относительно мало радиолюбителей, способных установить вращающуюся яги.Действительно, есть небольшие (нагруженные) коммерческие антенны Yagi на 40, но они относительно дороги, несут большую ветровую нагрузку и должны находиться на высоте не менее 20 метров над землей, чтобы выгодно отличаться от одноэлементной антенны с вертикальной поляризацией.
Это не очередная статья про маленькие 40 метровые антенны. Скорее речь идет о большой антенне, которая должна быть в пределах досягаемости многих радиолюбителей. Что вам понадобится, так это 2 высокие опоры, такие как пара невысоких башен, достаточно места, чтобы натянуть несколько проволочных элементов, и мотивация приложить необходимые усилия.
Эта антенна должна заинтересовать тех радиолюбителей, которые хотят большего, чем может предложить одноэлементная антенна, но по какой-либо причине не могут установить вращающуюся яги.
Мотивация
Хотя я не планирую в ближайшее время антенну такого размера, она по-прежнему служит цели. Яги с 2 элементами (проволочные или вращающиеся) имеют существенные недостатки. Они относятся к ключевым показателям производительности, таким как коэффициент усиления, полоса пропускания усиления, полоса частот F/B, полоса пропускания КСВ, а также некоторые сложности в обеспечении возможности переключения (между боковыми направлениями). Трехэлементная яги решает многие из этих проблем.
Проволочная яги во многих случаях является выгодной альтернативой вращающейся яги. Типичная трехэлементная полноразмерная яги на 40 метрах весит не менее 100 кг (225 фунтов), ветровая нагрузка составляет от 10 до 15 футов² и стоит более 2500 долларов США. В этом классе мало бывших в употреблении яги, поскольку они часто становятся жертвами ветра и непогоды, прежде чем их можно продать.
Они не для слабонервных.
Вращающийся яги обычно не нужен. Из моего QTH фиксированный, переключаемый проводной яги, ориентированный на истинный азимут 60°/240°, охватывает 80% важных путей для DX и контестов. К северо-востоку его главная доля охватывает Европу, западную часть России, Ближний Восток, юг Индийского океана и север Африки. В обратном направлении он покрывает большую часть континентальной части США и южную половину Океании. Учитывая низкую стоимость и высокую производительность, проволочная яги может быть идеальным выбором для 40 метров. Его следует дополнить либо небольшой вращающейся яги, либо другими проволочными антеннами для охвата других путей и для гибкости соревнований.
Структура
Изготавливая элементы из перевернутых V-образных элементов, можно построить яги из любого количества элементов, связав трос между двумя башнями. Стальной кабель должен быть изолирован от мачт и даже разбит на более мелкие секции, чтобы свести к минимуму взаимодействие с другими антеннами, включая мачты с шунтирующим питанием.
Конечно, башни должны быть достаточно далеко друг от друга и достаточно высоки, чтобы поддерживать некоторое разделение между яги на вершине башни и проволочной яги. Хотя деревья можно использовать, редко бывают деревья подходящей высоты и положения, и с ними трудно и опасно работать на такой высоте.
Как вы понимаете, очень важно, чтобы линия, проходящая через башни, указывала в наиболее желательном направлении, так как центр основного лепестка приходится на эту линию. Если вы когда-нибудь планируете установить вторую мачту, возможно, вы захотите рассмотреть возможность ее размещения, чтобы обеспечить возможность низкочастотной проволочной Яги, а не только на 40 метров. С еще более высокими башнями (40+ метров) аналогичную ягу можно построить на 80 метров. Несмотря на простоту, это явно не антенна для скромной станции! Моя настоящая станция включена.
На 40 метрах мы должны стремиться к достижению минимальной высоты 20 метров (½λ). Если башни имеют высоту 25 или более метров и находятся на расстоянии 25 или более метров друг от друга, мы можем добиться достаточного разделения, чтобы свести к минимуму влияние на высокочастотные антенны на вершине башен.
Важно, чтобы элементы были размещены так, чтобы они были параллельны друг другу и ортогональны несущему тросу, а внутренние углы клиньев были одинаковыми. Небрежность поставит под угрозу производительность, поэтому позаботьтесь о том, чтобы сделать все правильно. Используйте высококачественные изоляторы между концами элементов и стяжными тросами, чтобы уменьшить расстройку и потери в окружающую среду, особенно во время дождя.
Не перетягивайте опорный трос, особенно если опоры самонесущие. Вы можете компенсировать провисание, чтобы элементы оставались на одной высоте, подвесив паразиты ниже троса, чем ведомый элемент. Кабель также служит несущим кабелем для коаксиальной линии питания и силовых кабелей реле. Индукция тока антенны на внешней стороне коаксиального кабеля и кабелях постоянного тока невелика, поскольку они расположены под прямым углом к элементам.
Дизайн
Я выбрал ту же базовую конструкцию, что и для трехэлементного референсного 20-метрового yagi из моей серии при выборе высокочастотного yagi.
Эта антенна была адаптирована из конструкции W2PV, которая сама по себе была вариацией процесса оптимизации NBS yagi. Я выбрал 1.04/0.96 для соответствующих длин рефлектора и директора. Центральная частота составляет 7,1 МГц. Длина «стрелы» составляет 0,35λ или 14,8 метра (48,5 футов).
Мое намерение при выборе этих вариантов состояло в том, чтобы гарантировать, что антенна будет хорошо работать на 40-метровом диапазоне в отношении усиления, F/B и, насколько это возможно, КСВ. Последнее является самым сложным, поскольку яги является антенной с высокой добротностью, а диапазон частот составляет 4%.
Сначала я создал перевернутую V-образную форму в свободном пространстве, которая резонировала на частоте 7,1 МГц. В yagi с 3 и более элементами усиление имеет тенденцию достигать максимума в полосе, в то время как F/B пики в нижней части полосы. В отличие от вышеупомянутого эталонного 20-метрового яги, необходимо, чтобы расстояние между элементами было одинаковым (7,4 метра).
Антенна будет переключаемой и, следовательно, должна быть симметричной по отношению к обоим боковым направлениям.
Внутренний угол перевернутой V-образной формы составляет 120°, что обеспечивает максимальную эффективность и предотвращает слишком близкое прилегание концов к земле. Близость к земле уменьшает излучение под малым углом (плохо для DX) и увеличивает потерю земли.
После того, как я разработал ведомый элемент, я сделал две его копии, поместив каждую в положение паразита. Затем я скорректировал их длину в соответствии с рассчитанными размерами рефлектора и директора. Каждый элемент имеет в центре горизонтальный сегмент шириной 10 см (4 дюйма) для облегчения подключения линий передачи и нагрузок.
Затем я подтвердил в EZNEC, что модель антенны работает, как задумано. Был некоторый риск, что этого не произойдет, поскольку параметры конструкции, которые я выбрал, были для горизонтальных элементов, а не для перевернутых V-образных профилей. Это сработало так, как и ожидалось.
Затем я добавил потери в медном проводе и разместил антенну на высоте 20 метров над реальной (средней) землей. Он продолжал работать в соответствии с проектом. Дальнейшая регулировка не требуется при большей высоте. То же самое не верно, если высота вершины антенны сдвинута более чем на несколько метров ниже (элемент заканчивается ниже ¼λ над землей).
Коммутация
Вы можете использовать этот провод яги как однонаправленную антенну, оставив отражатель на всю его длину. Однако кажется позорным установить такую большую антенну и не сделать ее переключаемой. В зависимости от географии, возможно, в некоторых случаях требуется только одно направление. Это твой выбор. На приведенном выше графике азимута (сделанном при угле места 10° и высоте 20 метров) ширина луча -3 дБ составляет 67°. Возможность переключения увеличивает общую ширину луча -3 дБ до 134°. Это настолько привлекательно, что я не хочу терять половину этого.
Это довольно просто сделать. Во-первых, обрежьте длину рефлектора, чтобы она равнялась длине директора. Во-вторых, рассчитайте индуктивность катушки с реактивным сопротивлением ~ 70 Ом на частоте 7,1 МГц (центральная частота). Наконец, проверьте значения усиления и F/B, чтобы убедиться, что Yagi ведет себя так же, как и с отражателем на полную длину. Как оказалось, мне пришлось увеличить реактивное сопротивление до более чем 90 Ом, чтобы вернуть производительность на прежний уровень. Для этого требуется катушка с индуктивностью 1,8 мкГн на частоте 7,1 МГц.Чтобы сделать антенну переключаемой, каждый паразит имеет эту катушку в центре и реле SPST или DPDT (показано), настроенное на замыкание катушки. Когда реле обесточено, одна катушка включена последовательно с паразитом (отражатель), а другая катушка закорочена (директор).
Когда на реле подается питание, действие катушек меняется на противоположное, и, следовательно, направление яги. Поскольку антенна симметрична, ее характеристики и КСВ должны быть одинаковыми, если нет асимметричных взаимодействий с окружающей средой между направлениями.
Когда на реле не подается питание, рекомендуется настроить Yagi так, чтобы он указывал в наиболее часто используемом направлении.
В отличие от 2-элементных Яги, которые я разработал ранее, здесь нет необходимости в линиях передачи между элементами. Нужно только провести 2-жильный низковольтный кабель к центрам паразитов для питания реле. Небольшая пластиковая коробка, подвешенная к кабелю в центре каждого паразита, должна использоваться для размещения реле и катушки, а другая — на ведомом элементе, чтобы заделывать коаксиальную линию питания и отделять мощность постоянного тока реле от ВЧ. При желании параллельно коаксиальному кабелю из лачуги можно проложить отдельный низковольтный кабель постоянного тока.
Последней задачей является согласование точки питания с сопротивлением 50 Ом. Я выбрал бета-матч. Это включает в себя укорачивание ведомого элемента и размещение короткозамкнутого шлейфа с разомкнутым проводом через точку питания.
Размеры
Окончательные размеры конструкции:
- Все элементы изготовлены из изолированного медного провода 12 AWG (2 мм)
- Длина директора и рефлектора: 19,66 метра
- Длина ведомого элемента: 19,94 метра
- Паразитная катушка: 1,8 мкГн
- Бета-согласующий шлейф: 2,3 метра открытого провода 150 Ом, закороченного на конце, или катушка с эквивалентным индуктивным сопротивлением
Измерьте его, а затем отрежьте обоих паразитов до 0,96 от этой измеренной длины. Отрегулируйте длину ведомого элемента пропорционально любой разнице между длиной паразита и проектной длиной паразита 19,66 метра. Этот последний шаг должен упростить настройку бета-матча.Полное сопротивление стержня бета-согласования несколько критично, поэтому выберите жесткую проволоку (или стержни) такого диаметра и расстояния между ними, чтобы достичь импеданса 150 Ом. При других импедансах длина шлейфа должна быть скорректирована, а ширина полосы КСВ может быть немного хуже. Заглушка должна использовать перемычку для регулировки. Если вместо этого используется катушка, ее также необходимо будет регулировать либо с помощью подвижного крана, либо путем расширения/сжатия катушки.
Производительность
При высоте апекса 20 м и угле места 10° (медиана удобных для DX углов на 40 м) эта трехэлементная проволочная яги превосходит двухэлементную проволочную яги (с перевернутыми V-образными элементами) на 2 дБ и один с дипольными элементами на 1 дБ.
Еще лучше, чтобы усиление было более стабильным по всей полосе частот, чем у любого двухэлементного яги. Полоса пропускания и глубина F/B также улучшены по сравнению с 2-элементными Yagi.
Эта разница в производительности сохраняется по мере увеличения высоты.
Пики F/B немного ниже нижнего края полосы. Его можно поднять выше, но за счет меньшего усиления в сегменте CW. Я считаю это плохим компромиссом, хотя другие могут думать иначе. Как и предполагалось, коэффициент усиления 10° составляет 6,85 дБи на частоте 7,0 МГц и постепенно повышается до пикового значения 7,25 дБи около 7,2 МГц. Перемещение антенны из свободного пространства на 20 метров над средним грунтом сместило частоту максимального усиления всего на 30 кГц.
На частоте 7,180 МГц пик основного лепестка составляет 12,04 дБи при угле места 27°.
Нескорректированное сопротивление излучения антенны составляет ~24 Ом. Бета-согласование было разработано в EZNEC для согласования антенны с коаксиальным кабелем 50 Ом.
Размеры были отмечены ранее в статье.Ширина полосы КСВ 2:1 составляет 160 кГц. На практике ширина полосы КСВ будет шире из-за затухания в линии передачи и внешних потерь в ближней зоне антенны. Антенный тюнер можно использовать для укротения умеренно высокого КСВ примерно до 7,250 МГц, что позволит этой антенне довольно хорошо покрывать весь 40-метровый диапазон. Несмотря на высокий КСВ, усиление остается хорошим вплоть до 7,3 МГц.
Сдвинуть частоту минимального КСВ в пользу сегментов диапазона CW или SSB очень просто, настроив параметры бета-соответствия. Усиление и F/B останутся прежними, если оставить паразитов такими, какие они есть.
О потерях и усилении в проводе
Можно получить большее усиление от этой антенны. По крайней мере, в теории. Располагая резонансы паразитов ближе друг к другу, усиление в свободном пространстве можно увеличить с 8,7 дБи до 9,2 дБи. К сожалению, для этого требуется тип провода, который в настоящее время недоступен: нулевые потери.
