Калькулятор индуктивности катушки базовой нагрузки

(отрицательное значение означает, что длина провода превышает 1/4 длины волны)

Калькулятор для однослойного рулона

Это решение с катушкой работает для антенны заземления с базовой нагрузкой, но вам понадобятся две катушки для диполя с центральным питанием; по одному в каждой половине, установленные в точке подачи.

Дипольная (горизонтальная) антенна

Диполь представляет собой антенну с длиной волны 1/2, поэтому антенна на 7 МГц должна иметь длину 142,5 / Частота (МГц), = 20,3 метра в длину, питание по центру. Это не поместится в моем саду шириной 8 м. Диполь 14,175 МГц (центр полосы) будет иметь длину 10,053 метра. Я могу наклонить антенну, чтобы сделать перевернутую букву V, а также разместить ее немного по диагонали. Таким образом, антенне нужно всего 9метров садового участка.

Еще одним интересным моментом является то, что антенна имеет около 70 Ом в резонансе, хотя это может сильно варьироваться в зависимости от близости других антенн и даже от земли. Это точка питания центра диполя. Если не резонансный, то импеданс намного выше. Таким образом, две (или более) антенны могут быть соединены параллельно, чтобы сформировать двухдиапазонный или многодиапазонный диполь. Это то, что я делал со всеми горизонтальными экспериментами.

«Базовая загрузка» диполь

Для базовой нагрузки диполя необходимо установить две катушки, расположенные в точке питания. Это те же катушки и расчеты, что и для наземной плоскости. Невозможно использовать мою катушку с ответвлениями, если только вы не хотите опускать антенну каждый раз, когда хотите выполнить настройку, поэтому вам нужны фиксированные катушки. Вы можете обрезать длину антенны, чтобы получить идеальные частоты.

можно подключать параллельно, поэтому все, что мне нужно сделать, это рассчитать необходимую длину каждого диполя, а затем обрезать провода до нужной длины. с моим 9метров пространства, я могу иметь максимум 10 метров, поэтому я могу иметь полную 1/2 длины волны для всех диапазонов от 14 МГц до 29,700 МГц. Без проблем.

Я использую формулу 75/частота (МГц) для каждой секции 1/4 длины волны; то есть без снижения на 5% из-за «конечного эффекта». Это означает, что все они будут слишком длинными, поэтому я всегда могу их немного укоротить, чтобы точно настроить. Итак, вот длина моей антенны с запасом в несколько сантиметров для обрезки.

* Они слишком длинные для моего сада, и им нужны катушки с базовой нагрузкой.

Базовая производительность

Это оказалось небольшой проблемой. Я обнаружил, что при использовании катушек с базовой нагрузкой добротность увеличивается, полоса пропускания становится более узкой, а эффективность падает из-за меньшего количества «металла в воздухе». Чем больше отношение катушки к длине провода, тем больше проблема. Все работает нормально. Это выглядит немного как «Хит Робинсон» и импровизировано, но это техника и производительность, которые я тестировал. Кроме того, я не дома при дневном свете, поэтому, пожалуйста, извините за ночные фотографии.

Этот первый эксперимент работает хорошо и достигает всех оперативных целей. Он использует нагруженные диполи для 3,7 МГц и 7,1 МГц, но прямые (без катушек) для 14,17 МГц, 27,3 МГц и 29,0 МГц. Все пять диполей подключены к одной точке питания. Было добавлено несколько дополнительных свободных мест на случай, если я захочу добавить больше диполей для 18,1 МГц и 21,2 МГц.

Вывод: катушки позволяют выйти в эфир и просты в изготовлении. Мне явно нужно было добавить немного больше «металла в воздухе» и избавиться от катушек, если я хочу охватить весь диапазон и иметь лучшую эффективность ниже 14 МГц.

Еще один метод — складывание диполей. Эксперимент №3 (окончательная версия)

Сложенные диполи (с линейной нагрузкой)

Существует множество дизайнов диполей с линейной нагрузкой, все, что вам нужно сделать, это поискать их в Google. Поэтому я много читал и решил попробовать. Результаты были довольно удивительными.

Для 7,1 МГц мне нужно, чтобы каждая секция 1/4 длины волны была «чуть длиннее» 10 метров. Поэтому я использовал свой диполь 5 м + 5 м, работая на частоте 14 МГц вверх, и добавил больше элементов. Каждый элемент 1/4 волны должен быть немного больше 5 м, поэтому я сделал зигзагообразную фигуру длиной 5 м, согнул назад на 2,5 м, а затем еще раз согнул на оставшиеся 2,5 м. Это дает 10 метров провода в каждом 1/4-волновом элементе, но я не смог найти резонанс.

Где бы он ни был, он был далеко не 7 МГц, и я не мог его найти с помощью своего радио. Поэтому я использовал генератор сигналов, импедансный мост и осциллограф на 100 МГц. Я обнаружил красивый провал импеданса на частоте около 9,4 МГц. Это означает, что эффективная длина составляла 7,5 метра. Другими словами, 2,5-метровая секция в сложенном виде уравновешивает 2,5 метра общей длины. Сняв носки и пересчитав пальцы рук и ног, я прикинул, что нужно добавить еще по 3 метра в каждую половину. Мне не хватило места в саду.

Так я несколько раз почесал затылок и понял, что центр моего диполя находится на высоте 7,5 метров над землей, а концы на высоте 3,5 метра над землей. Поэтому я добавил по 3 метра с каждого конца и оставил провода свисать вертикально вниз. БИНГО!! Теперь он резонирует на частоте 7,120 МГц и по-прежнему подходит для моего сада, но только :-). Проверяя полосу пропускания, я обнаружил, что она охватывает весь диапазон 7 МГц с КСВ менее 1,4: 1 от 7,0 МГц до 7,2 МГц. «Голос России» «залихватски», масштабнее жизни и вдвойне прекраснее.

Единственное небольшое наблюдение состоит в том, что когда дует ветер, свисающие 3-метровые концы двигаются, и КСВ меняется очень незначительно. Кусок нейлоновой лески, привязанный к камню, остановил это :-).

Сборка и обрезка

Сборка проста. Все элементы моего диполя были намеренно слишком длинными. Я не хочу, чтобы медные провода были оголены, поэтому соединения недопустимы. Вместо того, чтобы резать, я свернул концы проволоки, чтобы укоротить их. Было немного больно в прямой кишке протягивать 3-миллиметровые провода через отверстия, но в результате они действительно надежны и не смещаются легко. Я также закрепил провода магнитной проволокой 0,8 мм.

Способ крепления проводов с помощью эмалированной медной проволоки диаметром 0,8 мм.

Если мне нужно укоротить дипольный элемент за пределами опорных/распорных трубок, излишек провода также можно свернуть вдвое и скрутить вокруг провода элемента, чтобы компенсировать часть нежелательной длины. Например, если у вас есть 5,2 м, а вы хотите 5,0 м, вам нужно только согнуть последние 100 мм до дипольного провода. Это будет 5,1 метра, но электрически 5,0 метра.

Я использовал пластиковые 30-сантиметровые электрокабелепроводы диаметром 1 см для распорок, за исключением концевых распорок. Они имеют диаметр 2 см, так как они должны быть прочнее. Я использовал кабель диаметром 3 мм, включая изоляцию, поэтому все прокладки просверлены с отверстиями диаметром 3 мм с шагом 46,66 мм, начиная с 10 мм с каждого конца.

Вода в точке подачи может воздействовать на многодиапазонный диполь, поэтому я обрызгал эту часть установки водоотталкивающим спреем, предназначенным для гидроизоляции одежды и обуви. Это означает, что он намного более стабилен в любую погоду. Вода также замерзает в шведские зимы, и на ней может образоваться много льда.

Визуальный профиль

Это был один из главных аспектов для меня. Если это выглядит импровизированным и бросается в глаза, то это может привлечь нежелательное внимание со стороны парней из сообщества. Первоначальные эксперименты проводились с 5,5-метровой мачтой (моей оригинальной наземной антенной), и это было настолько очевидно с блестящим металлом, что торчало, как больной палец. Теперь я использовал стальные трубы ТВ-мачты диаметром 38 мм и поднял ее до 7,5 метров. Я покрасил мачту в черный цвет, и на расстоянии она менее заметна: ничего не блестит на солнце.

Оригинальные пластиковые прокладки для элементов были расставлены шириной 650 мм, белый пластик. Новые — пластиковые трубки длиной 300 мм, окрашенные в черный цвет. Трубы диаметром 20 мм для торцевых и центральных пространств. Все средние трубки имеют диаметр всего 10 мм. Я тоже покрасил провода в черный цвет. Оттяжки я тоже варил на плите в черной краске для одежды. Краска не слишком хорошо прижилась, потому что линия флагштока сделана из майлона, но они достаточно темные, чтобы сделать их менее заметными. Растяжки мачты также крепятся к центру мачты, а НЕ к ее вершине. Таким образом, шест мачты все еще остается жестким и не виден из-за окружающих кустов.

Еще один момент заключается в том, что окончательная версия имеет такой вес, что 6 элементов полосы вращаются горизонтально вдоль оси диполя, а не вертикально. При взгляде сбоку все элементы находятся в одной плоскости, поэтому виден только один элемент. Вы должны стоять под антенной решеткой, чтобы увидеть все шесть элементов. Со всем этим ребятам из сообщества, надеюсь, будет мало что увидеть.

Заключение

В эти выходные я был на радио и использовал все шесть диапазонов. 10м и 11м почти мертвы, но у меня были хорошие контакты на 21мгц, 18мгц, 14мгц и 7мгц. Я тестировал 24.9.Диполь МГц, но этот диапазон очень узкий, поэтому я его удалил.

Моя антенна не нуждается в ATU (я в них не верю), и тестовые радиостанции показывают, что антенна работает настолько хорошо, насколько я могу ее получить, учитывая ограниченное доступное пространство.

Антенну сложно увидеть, если специально не искать. Даже растяжек особо не видно. Оттяжки с одной стороны прикручены к моему двухметровому забору, а с другой — к забору соседей. Соседка замечательная женщина, и мы ей много помогали, например, починили кухонную лампу и вынесли мусор на городскую свалку. Она была более чем готова позволить мне привязать мою веревку к ее высокому забору. Одна из оттяжек также поддерживает фидерный кабель RG-58, так что любой, кто забредет в наш сад, не будет задушен свисающими проводами.

И последнее, что я сделал несколько тестов с фидерным балуном 1:1. При 50 Вт КСВ был идеальным, но когда я увеличил мощность ВЧ до 150 Вт, на измерителе КСВ появилось некоторое движение. Я заменил балун на вентилируемый, работающий в диапазоне от 1,8 МГц до 30 МГц и способный выдерживать мощность до 1 кВт.

Проект будущего

Да, у меня есть планы на будущее.

Одна из идей, которые мне подали на форуме, заключалась в механическом приспособлении для изменения длины диполей. Я думаю, что это была очень умная идея, но, немного подумав, я могу сделать диполь переменной длины без каких-либо скользящих контактов.

Другая идея состоит в том, чтобы посмотреть, смогу ли я использовать какой-нибудь невидимый «магнитный провод» на дереве сообщества, которое находится рядом с моим садом. Мне пришлось скрытно обрезать части дерева, чтобы ветки не запутались в моей дипольной антенне. Дерево также служит для того, чтобы немного скрыть мою антенну, но теперь я думаю, что, возможно, я могу использовать его как-то иначе?

Я также хочу что-то сделать со всем QRM, который перекрывает диапазон 3,5 МГц. Возможно, я могу добавить еще один элемент к диполю для хорошей передачи, но использовать отдельную антенну для приема? Петли и кадры — это хорошо, но для приема важно соотношение сигнал/шум, а не уровень сигнала.

Наконец

Мне было очень весело экспериментировать и создавать этот проект. Наконец-то мне удалось получить пригодную для использования антенную систему на ближайшие годы. Я надеюсь, что некоторые из моих мыслей и экспериментов помогут вам стать оперативным, если у вас тоже есть небольшой сад с ограниченным пространством. Как я понял, нет ничего невозможного, если вы можете проявить немного изобретательности.

Если у вас есть комментарии, предложения или идеи по улучшению, свяжитесь с нами. Я бы предпочел связаться через мой форум, так как я стараюсь избегать электронной почты, насколько это возможно. Форум SM0VPO находится здесь.

С наилучшими пожеланиями от Гарри Литхолла
SM0VPO, Мрста, Швеция (QRA = JO89WO))

Малые КВ антенны

Укороченные ВЧ диполи

Хочу антенны и на 10,1 и на 14МГц, но нет места для полноразмерного диполя.

Общая длина диполя обычно равна λ/2. Это «дуплет», пара противоположных четвертьволновые (λ/4) провода кормят в их центре:

С f в МГц:

Проблема в том, что эти размеры слишком велики на ВЧ. для моего очень ограниченного пространства:

Сжатие антенн на 3 метра или 9,84 фута

Одна из идей — антенна с индуктивной нагрузкой. Ноги короче четверти длины волны, с индукторами по их длине, «ууу» внизу. Индуктивное сопротивление делает ветви электрически эквивалентными. к четвертьволновому проводу, по крайней мере, в теории.

A — это часть полуволны. Если 90 415 А = 0,2, 90 416 то укороченный дублет составляет 20% длины полноразмерный диполь.

B — это часть длины его ноги. Если В = 0,4, каждый индуктор находится на 40% пути от точки питания до конца ноги.

Учитывая размер моего балкона, а также доступность и относительная стабильность 10-футовых Отрезки труб ПВХ общей длиной 8-10 футов (от 2,4 до 3 метров) казались подходящими.

С одной стороны, вам нужны катушки индуктивности настолько, насколько это возможно. от точки подачи, так как сохраняет как можно больше возможно сильноточная топология. Но с другой стороны, необходимая индуктивность быстро растет. по мере того, как точка индуктора движется к концу. Диапазон 40-60% для B кажется разумным.

Что касается позиций индуктора:

Из номограммы в Антенный блок ARRL (1988, стр. 6-6, 6-7, раздел «Антенны с нагрузкой» Глава 6, «КВ антенны для ограниченного пространства»), необходимы следующие приблизительные индуктивные сопротивления:

Индуктивное сопротивление:
X L = 2ΠfL
, где f в Гц и L в генри (H).
Или f в МГц, а L в микрогенри (uH).
Итак:

Планируется использовать трубы ПВХ для конструкции антенны, и намотать катушки индуктивности на саму трубу. Номинальная труба из ПВХ 3/4″ имеет наружный диаметр 1,0625 дюйма (27 мм). Катушки будут иметь длину 2-4 дюйма (50-100 мм).

Из справочника ARRL, где d и l диаметр и длина, соответственно в дюймах, а n количество витков, индуктивность индуктора соленоида в мкГенри составляет:
L = (d 2 n 2 ) / (18d + 40l)
Перестановка для определения количества витков:
n = sqrt(L(18d + 40l)/d 2 )

План состоит в том, чтобы использовать изолированный провод, который можно с закрытой обмоткой чуть более 19 витков на дюйм. Таким образом, возможны только однослойные катушки. 4-дюймовые катушки 36,2, 29,5, 23,8 и 21,5 мкГн ниже:

d = 1,0625 дюйма
l = 4 дюйма (макс. витков: 76)
n = sqrt(159Л)

d = 1,0625 дюйма
l = 2 дюйма (макс. число оборотов: 38)
n = квадрат (89L)

d = 1,0625 дюйма
l = 1 дюйм (макс. число оборотов: 19)
n = квадрат (52L)

Итак, лучшие практичные конструкции для моих ограничений кажется:

Строительство

Отрезки труб нарезаются по длине, просверлены направляющие отверстия и вставлены шурупы для листового металла.

На дальнем конце проволоки привязываешь полупетлю в петлю и поместите ее вокруг самого внешнего винта.

Затем затяните узел, переместив сам узел как можно ближе к головке винта.

Вот индуктор после намотки — 68 витков для 20-метровой модели, 76 витков для 30-метровой.

Я подготовил короткую косичку, оставшуюся от более ранний проект. У этого миниатюрный коаксиальный кабель RG-174/U. кабеля хватило как раз на два витка ферритовая «бочка», извлеченная из старого компьютерного монитора.

Позже я обмотал изолентой вокруг две петли.

Припаяйте кабель к центральным концам проводов и используйте пластиковую кабельную стяжку, чтобы зафиксировать кабель питания к центральному тройнику.

Для крепления горизонтальных рычагов к тройнику, Я использовал прозрачный аэрозольный герметик. В основном это аэрозольные растворители, в основном ацетон, это все, что ПВХ «клей» так или иначе.

Слегка раздвиньте суставы, ударить по наружной поверхности концов трубы спрей и снова вставьте их, слегка повернув вперед и назад для более глубокой посадки труб и распределите растворитель.