При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!

КВ Антенны — Антенны Радиосвязь Радиолюбителям

КВ Антенны — обзор

Наши любимые КВ Антенны. Коротковолновые антенны на любительские диапазоны, есть и остаются одной из актуальных тем в радиолюбительстве. Начинающий смотрит, какую антенну применить и асы эфира время от времени просматривают, что новенького появилось.

Не надо стоять на месте, а улучшать свои результаты постоянно, вот мы и идем по этому пути, понимания и совершенствования своих антенн. Можно даже некоторых радиолюбителей выделить в отдельную группу – Антенщики.

В последнее время антенны и в готовом виде стали доступнее. Но, даже купив такую антенну вместе с установкой, владелец, в нашем случае радиолюбитель должен иметь представление.

В моем представлении начинается все с места, где наши антенны будут размещены, потом сами антенны. Выбор места предоставлен конечно не всем, а здесь мы можем здорово выиграть, да и как выбирать, чутье такое дано не всем, но есть такие радиолюбители.

КВ Антенны на первом месте

Технически сравнить место на КВ проблемно (на УКВ просто и измерения показывают разницу в четыре децибела). Пусть повезет тем, кому предстоит такой выбор места. На вч диапазоны выбор антенн у нас побольше и габариты терпимы, а вот на нч диапазоны выбор антенн в готовом виде поменьше. Да и понятно – пять элементов яги на диапазон 80 метров не всем по карману. Вот здесь поле работ может быть большое, если у радиолюбителя есть такое поле для размещения антенн на нч диапазоны

Есть такая книга,  Low Band DX-ing где много информации по антеннам на нч диапазоны

Любительские антенны коротких и ультракоротких волн

Антенна является устройством, участвующим в процессе передачи электромагнитной энергии из линии питания в свободное пространство, и наоборот. Каждая антенна имеет активный элемент, например, вибратор, а также может содержать один или более пассивных элементов. Активный элемент антенны — — вибратор, как правило. непосредственно соединен с линией питания. Появление переменного напряжения на вибраторе связано как с распространением волны в линии питания, так и с возникновением электромагнитного поля вокруг вибратора.

Пассивные элементы в конструкции антенны выполняют следующие функции: формируют электромагнитное поле определенной структуры, обеспечивающей необходимые направленные свойства антенны,обеспечивают взаимное согласование сопротивлений системы «свободное пространство—антенна — линия питания». По способу излучения всех антенн можно разделить на три основные группы: Читать далее книгу Беньковский Липинский — Любительские антенны коротких и ультракоротких волн — скачать . Многие радиолюбители по этой книге учились.

Идеальная антенна для радиолюбительских связей на кв

Какими антеннами пользуемся мы, радиолюбители. Какие, нам нужны? Нужна ли нам идеальная антенна на метровые диапазоны. Скажите что таких нет, и что идеального вообще ничего не бывает. Тогда близко к идеальной. А зачем? Спросите вы. Кто хочет добиваться результатов, идти вперед он рано или поздно подойдет к этому вопросу. Давайте рассмотрим, как понимать за идеальную антенну на метровых любительских диапазонах.

Почему именно на любительских метровых, да потому что наши корреспонденты находятся на разных расстояниях в разные стороны света. Прибавим сюда условия местные, где антенна расположена, и условия прохождения радиоволн в данное время на этих частотах. Получится много неизвестных. Какой угол излучения, какая поляризация будет максимальной в конкретный отрезок времени с конкретным корреспондентом (территорией).

Да, кому-то может повезти. С местом, выбора антенн, высотой подвеса. Так что надо делать? Чтобы везло всегда. Нам нужна такая антенна, которая в любой момент времени будет иметь наилучшие параметры для данного прохождения радиоволн с любой территорией. Подробней = Мы сканируем (крутим) антенну по азимуту это хорошо. Это первое условие. Второе условие = нам надо сканировать по углу излучения в вертикальной плоскости.

Если кто не знает – в зависимости от условий прохождения, сигнал может приходить под разными углами от одного и того — же корреспондента. Третье условие = это поляризация. Сканирование или изменение поляризации с горизонтальной на вертикальную поляризацию и обратно, плавно или ступенчато. Создав и получив эти три условия в одной антенне, мы получим идеальную антенну для радиолюбительской связи на коротких волнах.

Идеальная антенна

Идеальная антенна, так что это такое. Если рассматривать, например спутниковые антенны, то возможно становится нагляднее, проще для понимания. Здесь берем размер (диаметр тарелки) это прямая зависимость от усиления. Один спутник – взяли для примера антенну 60см. диаметром. Уровень сигнала на входе приемника будет мал, и порой картинки мы не увидим. Возьмем антенну диаметром 130 см. Уровень в норме, картинка стабильная.

Теперь возьмем антенну диаметром 4 метра и что мы можем наблюдать. Порой картинка пропадает. Да, тут две причины могут быть. Это ветер качнул нашу 4-метровую антенну и сигнал пропал. Это спутник на орбите не стабильно держит свои координаты. Вот и получается с одной стороны 4-метровая антенна лучшая по усилению, с другой она не оптимальна, значит, не идеальна. В данном случае оптимальная антенна 130 см. В данном случае, почему нельзя назвать её идеальной.

Так и на метровых радиолюбительских диапазонах. Не всегда пять элементов яги на высоте 40 метров для 80-метрового диапазона будут оптимальны. Значит, не идеальны. Можно даже привести несколько примеров из практики. В своих лабораторных работах изготовил 3 элемента на 10-метровый диапазон. Пассивные элементы изогнуты внутрь активного. Потом трех — диапазонный вариант такой антенны войдет в моду под известным названием.

Послушал, покрутил ну и конечно проводил связи на эту антенну, впечатление первое замечательное. Тут и выходные подошли, очередной контест. Но когда включился на 10-ку с этой антенной – то тишина, вот думаю, вчера гремел диапазон, а сегодня нет прохода.

Время от времени включался на этот диапазон, чтобы послушать, вдруг начнется проход. При очередном заходе на 10-ку, многочисленные радиолюбительские станции оглушили меня – началось. И тут сразу обнаруживаю, что подключена не та антенна. Вместо 3-элементов оказалась пирамида для 80-метрового диапазона. Переключаю на 3 элемента – тишина, на пирамиду гремят сигналы. Вышел на улицу, обследовал 3 элемента, может что случилось, нет, все нормально.

Хорошо тогда поработал на 28 мегагерц, много связей провел на пирамиду для 80-метрового диапазона. В понедельник, вторник такая же картина наблюдалась, и только в среду встало вроде как на свои места. На пирамиду тишина, а на 3-элемента гремят. В чем разница? Разница по углу излучения.

В пирамиде моей излучение на 28мгц. под углом 90 градусов, то есть в зенит, а в 3-элементной ниже 20 градусов. Такой практический пример дает нам повод для размышления. Другой пример, когда был в нулевом районе. Слышу на 20-ке вызов для нулевого района, знаю, что у данного товарища антенна за несколько тысяч долларов, что она на хорошей высоте и усилитель мощности там не меньше киловатта. Зову его, а он не слышит, вернее, слышит, но не может и позывной разобрать.

Покрутил он свою дорогую антенну, толку нет, и вслух он проговорил типа, что нет сегодня прохода. Тут на этой частоте слышу – а меня принимаете. Да принимаю. Оказался сосед его и всего с пяти ваттами и антенна такая, что я уже забыл (возможно, типа треугольника на 80). Мы провели радиосвязь, и он был приятно удивлен, зная, какая антенна и мощность у соседа. Не знаю, сколько там между ними метров, километров, но в том случае крутая антенна была бессильна.

Антенны на низкочастотные диапазоны

Были такие лабораторные работы и на 40 и на 80-метровые диапазоны.Все это в поисках а какая антенна лучше. И есть тут момент, где еще радиолюбителям есть возможность поработать над такой антенной, чтобы она была в любой момент времени оптимальна, а значит и идеальна. Отчасти радиолюбители используют некоторые моменты, которые должны быть заложены в идеальную антенну.

Самое простое это настройка по азимуту. Второе по углу излучения – ставим одинаковые антенны на разных мачтах, на разной высоте или на одной при этом коммутируя их в стеки. Получаем разные углы излучения. А также разные антенны с разной поляризацией некоторые имеют. Но это отчасти, а не в целом.

Да и некоторые скажут, а зачем такую антенну. Десять киловатт и первое место в кармане. Это да, ваш выбор. При этом вы обманываете не только всех, а в первую очередь самого себя. Или кто уже давно применяет такую антенну на КВ (на УКВ есть), где заложены свойства идеальной антенны.

Наши антенны

Какая у тебя антенна? 84 метра 27 сантиметров и 28 метров кабеля. Ух ты, а у меня 32 сантиметра, надо укоротить попробовать как у тебя. Это наши разговоры об антеннах в эфире. Вот немного другой ответ: а у меня кабель метра три, я возле самого окна сижу, а за окном сразу антенна. Три плохо, ты сделай 28, знаешь, как классно будет работать антенна. А вот буквально вчера слышал, и разговор был между двумя радиолюбителями со стажем. И разговор велся о какой-то секретной антенне, о секретных размерах.

Было такое впечатление, что один имеет секретные размеры и готов поделиться с другим, пришлет по почте, а другой допытывался кто автор, как будто если от Васи то и строить не буду, а если от Вовы то подумаем. Так вот друзья господа, забегая вперед, признаюсь, был бы счастлив и рад, когда вы стали бы автором своих антенн, а не тупо копировали и ловили сантиметры. Это свыше 300 мегагерц можно копировать, а здесь, особенно на низкочастотных диапазонах есть много подводных камней. Чтобы стать автором своих антенн, многого и не надо.

кв антенны

Для многих радиолюбителей эта тема была, есть и будет одной из самых востребованных. Какую антенну выбрать, какую купить. В том и другом случае нам её монтировать устанавливать, настраивать, здесь нам необходимы какие-то знания по антенной тематике, здесь помогут журналы книги по антенной тематике. Чтобы, в конце концов, мы поняли кое- что.

Антенна у радиолюбителя должна стоять одной из первых строк. Ксв — это не показатель и за ним и не надо гнаться в первую очередь. Что антенна с ксв=2 может намного лучше работать, чем с ксв=1. И кпд падает с увеличением элементов и многое другое.

кв антенны

Логопериодическая проволочная антенна для диапазона 40 метров. Все просто и эффективно.Несколько вариантов антенн «sloper» для низкочастотных диапазонов 40,80,160 метров. Сканируемая антенна RA6AA,настройка, используемые детали. В журнале Радиолюбитель 1 1991. Читать полностью.

Практика настройки и монтажа антенн. Подъем мачты. Варианты крепления полотен антенн к дереву.Настройка при помощи ГСС и лампового вольтметра в журнале Радиолюбитель 2 1991год.Читать.

В седьмом номере за 91 год журнала Радиолюбитель RA6AEG рассказывает о своей М антенне.

Вся эта информация в первую очередь радиолюбителям,уже имеющим позывной любительской радиостанции.Также всем остальным,кто еще не пришел на КВ.

Читайте также:

Коротковолновые антенны для передатчиков — Радионаблюдатель (SWL)

Здесь речь пойдет о простых передающих коротковолновых антеннах для начинающих радиолюбителей.

Несмотря на множество публикаций и отзывов, выбор коротковолновой антенны для передатчика (трансивера) остается довольно сложной задачей для новичка. “Теория антенн” слишком громоздкая для понимая среднего радиолюбителя, поэтому я позволил себе привести несколько простых тезисов.

Эффективность антенн

КПД антенны – практически не измеряемая величина. Нет такого прибора или метода, который бы позволил измерить коэффициент полезного действия той или иной антенны. Радиолюбители фактически на ощупь пытаются установить характеристики своей антенны. Один из “полу-объективных” параметров антенны – входное сопротивление, которое можно измерить, например, с помощью антенного анализатора (мостовая схема). Зависимость входного сопротивления от частоты также дает некоторое понимание характеристики антенны (так, например, определяется резонансная частота антенны).

К сожалению, еще не создан прибор, позволяющий непосредственно увидеть электромагнитное поле, создаваемое антенной (как, например, это делает тепловизор, при определении теплопотерь здания). В лучшем случае, можно измерить напряженность поля в конкретной точке. Поэтому главной измеряемой характеристикой антенны остается входное сопротивление антенны. Другая измеряемая величина антенн – частота резонанса. Её можно определить косвенно через изменение активного сопротивления антенны или при помощи гетеродинного индикатора резонанса (ГИР). О диаграмме направленности антенны можно ориентировочно судить по экспериментальным данным (измерение напряженности поля) и результатам расчетов программ, подобных NEC.

Сейчас появился более объективный способ оценки работы антенны. Благодаря развитой сети WEBSDR- приемников радиолюбители получили возможность дистанционно оценивать уровень своего сигнала в месте расположения антенны WEBSDR-приемника. Кроме этого, существует несколько сервисов, где сами радиолюбители докладывают о приеме вашего сигнала (вручную или автоматически).

Начинающему радиолюбителю нужна антенна “чтобы попробовать”: простая в изготовлении и установке, многодиапазонная и “всенаправленная”. С простой антенной можно достаточно легко проводить радиосвязи в радиусе до 3000 км. Однако надо учитывать, что “простые” антенны могут “стрелять не туда” и ловить больше помех, чем полезных сигналов. Кроме этого, антенна может представлять серьезную опасность, если радиолюбитель не позаботиться о грозозащите.

Наиболее эффективны направленные вращающиеся антенны (волновой канал, квадраты и т.п.). Они имеют острую направленность, а основное излучение идет под низким углом к горизонту, что обеспечивает условия для проведения дальних связей (DX). Однако сооружение таких антенн – сложная техническая задача (и дорогая). Поэтому большинство радиолюбителей используют так называемые “проволочные антенны” (диполь, OCF, inverted V, T2FD, Delta Loop и другие) или вертикальные. Вертикальные антенны по сравнению с “проволочными” имеют относительно низкий угол излучения к горизонту, что конечно благоприятно для дальних связей (DX). Однако как приемные, штыревые антенны немного проигрывают “проволочным” в соотношении сигнал/шум. Кроме этого, вертикальные антенны типа “граунд плейн” (GP) требуют до 120 противовесов для “достаточного КПД”, что в большинстве случаев просто невозможно устроить.

На низкочастотных диапазонах (160-30 метров) чаще используют проволочные антенны, а на высокочастотных диапазонах (20-10 метров) стараются использовать направленные антенны. Это в основном продиктовано тем, что направленные антенны (а тем более вращающиеся) на низкочастотные диапазоны слишком громоздки и технически трудно выполнимы. В тоже время, соорудить простой “двойной квадрат” или HB9CV на 10 метров не так уж сложно. И тем не менее, подавляющее большинство радиолюбителей работают на “проволочные антенны”.

У “проволочных” антенн есть одно общее свойство: чем ниже они подвешены, тем “вертикальнее” основное излучение. Хотите дальних связей – подвешиваете антенну как можно выше.

Чтобы оценить способность выбранной антенны распространять радиоволны можно использовать специальное программное обеспечение, например, ITS HF Propagation или вебсервис VOACAP Online.

Полуволновый диполь (вибратор Герца)

Полуволновой диполь

Древнейшая антенна (диполь Герца). Фактически это развернутый колебательный контур. Входное сопротивление полуволнового диполя на резонансной частоте в свободном пространстве 72-73 Ом (реально с учетом земли получается около 60 Ом). Подвешивать диполь можно практически как угодно (вернее, как получится), но оптимальнее размещать его горизонтально на высоте полуволны (при этом главные лепестки в вертикальной плоскости направлены под углом 30 град к горизонту, а зенитное излучение отсутствует). Также следует учитывать влияние земли и окружающих предметов. Чем ниже антенна, тем меньше её входное сопротивление.

Диаграмма направленности диполя при полуволновой высоте подвеса

При малой мощности диполь можно непосредственно подключать к коаксиальному кабелю 75 или 50 Ом. Если мощность велика, то сильнее проявляется асимметрия токов (начинает заметно излучать оплетка кабеля), что приводит к искажению диаграммы направленности, помехам телевидению и радиоприему (TVI) и снижению КПД всего антенно-фидерного устройства (АФУ). В этом случае, необходимо между коаксиальным кабелем (фидером) и антенной включить симметрирующее устройство. Чаще всего радиолюбители используют так называемый “запорный дроссель” (balun 1:1) – несколько витков коаксиального кабеля наматывают на ферритовый сердечник. Такой дроссель не симметрирует антенну, а подавляет синфазные токи в оплетке коаксиального кабеля.

Inverted V

На самом деле, это вариант установки полуволнового диполя. При таком размещении диполя входное сопротивление близко к 50 Ом, а диаграмма направленности в горизонтальной плоскости почти круговая. Антенна также требует симметрирующего устройства при подключении коаксиального кабеля, хотя на малых мощностях можно обойтись и без него. Подробнее об этой антенне.

OCF (Off Centre Feed), Windom

Несимметричный диполь (антенна со смещенной точкой питания, “виндом”, “американка” и т.д.) в своей сути – многодиапазонный вибратор, работающий на гармониках. Это, по-видимому, самая простая многодиапазонная коротковолновая антенна. Идея состоит в том, чтобы найти такую точку питания, где входное сопротивление антенны будет мало изменяться в зависимости от возбуждаемой гармоники. Более подробно об это антенне>

G5RV

Этот способ использовать диполь в качестве многодиапазонной радиолюбительской антенны предложил Льюис Варней. Хитрость состоит в том, чтобы двухпроводной фидер был активной частью излучателя. Более подробно об этой антенне >

T2FD

Это антенна малых возможностей, когда места для размещения антенны совсем мало, а хочется широкополосную антенну. Как и любой компромисс – за счет эффективности. В отличие от OCF диполя и G5RV эта антенна не многодиапазонная, а именно широкополосная, т.е. работает в широком диапазоне частот. Подробнее об этой антенне см. далее.

J-поль

Это полуволновая антенна, питаемая напряжением через четвертьволновый трансформатор. Это частный случай диполя, питаемого с конца (“end off”). Эту антенну также можно по-разному располагать в пространстве (горизонтально, наклонно, вертикально).

Горизонтальный J-поль

J-поль можно питать коаксиальным кабелем. Точка питания выбирается экспериментально, в зависимости от конструкции четвертьволнового отрезка. Подробнее тут.

Vee-beam

Под этим названием встречаются несколько конструкций: с нагрузкой на концах и без неё, длинные и короткие. Наиболее популярна Terminated VeeBeam (с нагрузкой), т.к. это широкополосная антенна. Главный недостаток этой антенны – нужно место, ведь лучи антенны длинной примерно 120 метров. Подробнее >>

Delta Loop (треугольник, дельта)

Антенна относится к петлевым антеннам, также как и квадраты, но проще в изготовлении. Периметр антенны примерно равен длине волны с небольшим удлинением. Конструкции в основном отличаются подвесом антенны и точкой питания. На низкочастотных диапазонах часто используют “ленивые дельты” (т.е. подвешенные почти горизонтально), а на высокочастотных диапазонах чаще применяют вертикальные или наклонные “дельты”. Низкочастотные “дельты” можно возбуждать на гармониках, кратных двум без изменения способа питания. Однако свойства “дельты” сильно зависят от конкретного размещения (особенно низкочастотные), поэтому имеют много противоречивых отзывов. Подробнее об этой антенне.

Loop Skywire

Это большой квадрат, подвешенный горизонтально над землей на высоте около 12 метров. Также, как и Delta Loop относится к петлевым антеннам. Это любимая антенна QRP-шников. Она дешевая и эффективная. Подробнее об этой антенне >>

Вертикальные антенны

Выбор вертикальных антенн не особо большой. В основном это различные модификации классической Ground Plane (GP), вертикального диполя, коаксиальной антенны и J-поля. Т.к. для низкочастотных диапазонов высота таких антенн слишком большая, то вертикальные антенны в основном применяются на высокочастотных диапазона (выше 14 МГц). Многодиапазонность GP достигается в основном  введение дополнительных вибраторов и “емкостей/индуктивностей”, работающих как удлиняющие или режекторные элементы.

Основное достоинство вертикальных антенн – низкий угол излучения к горизонту. Основной недостаток – требуется “хорошая земля”.

Поделитесь с друзьями

Радиолюбительские антенны для дальней и сверхдальней связи на разных частотах-SuperSDR dot com

Антенны для дальней связи.

В предыдущей статье мы рассматривали возможные модификации антенн для скрытой связи, теперь посмотрим, какие есть варианты для не только скрытой, но и антенны для максимально дальней связи, и при этом воспроизводимой в домашних условиях и предельно безопасной.

Всенаправленная антенна для максимально дальних связей должна, исходя из практики и теории, излучать под максимально малыми углами
 к горизонту. Видел таблицу, где для одно- и многоскачковых трасс был составлен оптимальный угол максимума излучения, и он везде находился в пределах 1-10°, причем 5-10°- в основном для малоскачковых трасс, для средней дальности связи, а для самой дальней находился в районе 1-5°.
Т.е. это врятли должен быть одиночный диполь с его широченным бубликом излучения под многими углами. Нам надо максимально умять его в вертикальной плоскости. Сделать так, чтобы получился 3D блин с максимумом ниже 10° и желательно равномерным заполнением в районе 1-10° для всех дистанций. Или немного перестраиваемую диаграмму фазами в антеннах, а это тоже выполнимо.

Направленность в горизонтальной плоскости мы трогать не будем, здесь все просто, делаем много такие конструкций рядом и фазируем нужным образом, получаем нужную гиризонтальную диаграмму. И потом я люблю круговую диаграмму направленности антенн.

Самое сложное с вертикальной плоскостью, ведь это означает много синфазно запитанных диполей вертикально один над другим. Симуляция в mmana показы ают, что оптальное расстояние между диполями составляет около длины одного луча диполя, т.е. около четверти длины волны.
Делаем меньше- диполи начинают влиять друг на друга сильно, усиление падает. Делаем дальше- размеры получаются нереально гигантские, а усиление растет незначительно. Конструктивный оптимум получился —где-то четверть волны.

Далее, чуть сдвигая фазы диполей от верхнего к нижнему, можем рулить лучом вертикальной диаграммы, его максимумом, под каким углом он будет смотреть.
Но это касается высокого подвеса над землей. Пробовал на низких направлять фазу- лишь усиление падает, а угол определяется в основном качеством земли, потерями в ней. Потому для низких установок сделал вывод: самый оптимум- абсолютно синфазная запитка, никаких смещений.

Количество диполей в антенне для дальних связей.

Нужно принять за постулат, что элементарная ячейка излучения- это всегда диполь, даже в EH антенне, с привычной бубликообразной диаграммой направленности. Комбинируя которые, мы получаем нужную нам.
Количество диполей, расположенных вертикально, влияет на толщину получившегося блина диаграммы. Чем их больше- тем блин тоньше, а усиление в максимуме больше. Происходит перераспределение энергии в пространстве из излучений в небо с разных углов в нужные, сбор и концентрация, так скажем.

Много диполей- это стек. Оптимальное количество для негиганстких размеров составляет 2-4 диполя. На FM, например, антенна из 4 синфазных диполей будет иметь высоту ок 10 м, если ее поставить на землю.

А что делать с более низкочастотными диапазонами?

Тут, если подумать, нам нужна лишь высота и желательна стабильность в пространстве. Плчему желательна стабильность- потому, что проход все равно качает, и если и антенна качается, это не должно сильно повлиять.

Еще один интересный момент- как правило, радиолюбитель работает не всегда, не 24/7, и было бы неплохо прятать антенну от вредных чужих глаз подальше.

Все напрашивается сделать антенну для дальней связи динамической, с использованием просто кабеля и некоторой подьемной силы.

По поводу конструкции антенны для дальних связей.

Ток в проводнике на радиочастотах течет по тонкой пленке микронной толщины, потому фольга реально более эффективна, чем обычный кабель, и тому есть подтверждения. Но это ладно, рассмотрим кабель.

Допустим, мы подняли антенну для дальних связей вертикально и высоко, как теперь кабель превратить в стек?

Все просто.

Почему мы говорили про токи и пленки? Это к тому, что создав индуктивность намоткой кабеля, сделав им определенное количество витков, мы закроем путь вч тока по внешней оплетке в этом месте, а это значит, что мы как бы физически в этом месте разрезаем кабель и получаем плечо диполя.

Ведь вч ток в кабеле течет по центральной жиле, внутренней части оплетки и внешней ее части. Причем излучателем является внешняя часть оплетки кабеля, мы этот паразитный параметр будем использовать во благо. Внутренняя часть оплетки с центральной жилой служит для подачи энергии к этому диполю и другим в том числе.

Конструкция антенны для дальних и сверхдальних связей в радиолюбительских условиях.

Конструкция видится так, начиная от земли:
-рулон кабеля с внешней индуктивностью, достаточной для заграждения на наинизшей рабочей частоте (просто рулон)
-кабель пошел вверх, это нижняя половинка диполя
-в центре диполя полный разрез кабеля и смена местами центральной части и экрана
-вторая половинка пошла вверх
-такой же рулон
-четверть волны кабель идет просто так, или не идет, если не хотим делать зазор между диполями
-еще рулон, если с зазором
-конструкция повторяется
-и тд

Но, здесь могут быть косяки с фазированием, точнее, чтобы было идеальное одинаковое фазирование диполей без перекосов фаз, если просто- чтобы волна добегала до 1 диполя и задерживалась точно на 360° к моменту прихода к центральной части второго диполя и тд.
К сожалению, запитать такую длинную конструкцию антенны параллельно не получается практически, потому остается последовательное питание с задержками по полному периоду, 360°. Это размазывает сигнал во времени, но совсем немного, на то количество периодов, сколько у нас диполей один над другим. Для горизонтальной диаграммы можно сделать и параллельное питание, там все проще, ибо на земле.

Чем поднимать такую антенну? Подьем стека антенн синфазных диполей.

Пока еще не реализовано, но видятся такие варианты конструкции антенны для дальних связей с их плюсами и минусами.

• мини электрический вертолет

минусы

1. громкий на малой высоте
2. ломкий
3. заметен на радарах (а вояки у нас кругом, даже где не ожидаешь, например, в лесу)

плюсы

1. питание можно подавать по той же антенне по кабелю
2. устойчивый при ветре
3. можно управлять наклоном стека

• воздушный шар

если делать, то, скорее всего, на гелие или горячем воздухе, подаваемом по трубочке, водород больно взрывуч при неосторожности, очень опасен!

минусы

1. сносит ветром вбок обязательно
2. большой размер для создания необходимой подьемной силы, если поднимать кабель, а не пленку или фольгу (см выше).
3. газ утекает через микропоры и материал. Лечится постоянными опусканиями, мы же не постоянно работаем и у нас не вещательная станция.
4. вроде не заметен на радарах, однако, все равно будет заметно само полотно, потому больше не указываем. Еще как вариант- подавать непрерывно газ через тонкую трубочку параллельно кабелю, или сам кабель сделать в виде полой трубчатой проводящей пленки, заодно и вес снизится.
5. гелий дорогой, вместо него можно использовать горячий воздух и подавать снизу непрерывно, вот мы и приходим к еще одному пункту, о котором ниже.

плюсы

1. сам летит вверх, легче воздуха

• воздушный змей с максимальной подьемной силой на единицу обьема- это коробчатый воздушный змей.

Причем не просто коробчатый, а многокоробчатый, состоящий из более чем 2 ромбов, длинную такую колбасу из многих ромбов, или несколько обычных ромбов на разной высоте.

минусы

1. конструкция очень хлипкая, ее будет мотать со страшной силой в зависимости от ветра и она легко может упасть на высоковолные электропровода, которые повсюду. нужно обеспечить в таком случае непрерывную силу на сматывание кабеля на бобину с постоянным подтягом, чтобы в случае ослабления ветра она просто убиралась. Но на практике скорее всего унесет на провода все равно, если змей выполнен неправильно.

И теперь можно рассмотреть комбинацию этих систем, дабы сделать повторяемую и простую антенну для дальних связей.

Все такие высокие антенны для дальних связей ОЧЕНЬ ОПАСНЫ с точки зрения грозы и атмосферного электричества. А также встреч с самолетами. Это обалденный одноразовый громоотвод и притягиватель молний в дом, об этом нужно не просто помнить, а все время быть начеку дождевых тучек, каждую минуту висения такой антенны! Тучи летают очень быстро, и об этом надо знать.
Ведь полюбому ударит рано или поздно, если зазеваться, а люди любят зевать и забывать. Это жизненно опасно! Прее чем делать или запускать, надо сначала наладить все системы защиты, хотя бы правильно расположить заграждающие спирали из кабеля и разрядники. Про это попозже.

Стать будет дополняться и постоянно находится в развитие.

Теория радиоволн: антенны / Habr

Помимо свойств радиоволн, необходимо тщательно подбирать антенны, для достижения максимальных показателей при приеме/передаче сигнала.
Давайте ближе познакомимся с различными типами антенн и их предназначением.

Антенны — преобразуют энергию высокочастотного колебания от передатчика в электромагнитную волну, способную распространяться в пространстве. Или в случае приема, производит обратное преобразование — электромагнитную волну, в ВЧ колебания.

Диаграмма направленности — графическое представление коэффициента усиления антенны, в зависимости от ориентации антенны в пространстве.

Антенны

Симметричный вибратор

В простейшем случае состоит из двух токопроводящих отрезков, каждый из которых равен 1/4 длины волны.

Широко применяется для приема телевизионных передач, как самостоятельно, так и в составе комбинированных антенн.
Так, к примеру, если диапазон метровых волн телепередач проходит через отметку 200 МГц, то длина волны будет равна 1,5 м.
Каждый отрезок симметричного вибратора будет равен 0,375 метра.

Диаграмма направленности симметричного вибратора

В идеальных условиях, диаграмма направленности горизонтальной плоскости, представляет собой вытянутую восьмерку, расположенную перпендикулярно антенне. В вертикальной плоскости, диаграмма представляет собой окружность.
В реальных условиях, на горизонтальной диаграмме присутствуют четыре небольших лепестка, расположенных под углом 90 градусов друг к другу.
Из диаграммы можем сделать вывод о том, как располагать антенну, для достижения максимального усиления.

В случае не правильно подобранной длины вибратора, диаграмма направленности примет следующий вид:

Основное применение, в диапазонах коротких, метровых и дециметровых волн.

Несимметричный вибратор

Или попросту штыревая антенна, представляет из себя «половину» симметричного вибратора, установленного вертикально.
В качестве длины вибратора, применяют 1, 1/2 или 1/4 длины волны.

Диаграмма направленности следующая:

Представляет собой рассеченную вдоль «восьмерку». За счет того, что вторая половина «восьмерки» поглощается землей, коэффициент направленного действия у несимметричного вибратора в два раза больше, чем у симметричного, за счет того, что вся мощность излучается в более узком направлении.
Основное применение, в диапазонах ДВ, КВ, СВ, активно устанавливаются в качестве антенн на транспорте.

Наклонная V-образная

Конструкция не жесткая, собирается путем растягивания токопроводящих элемементов на кольях.
Имеет смещение диаграммы направленности в стороны противоположную острию буквы V

Применяется для связи в КВ диапазоне. Является штатной антенной военных радиостанций.

Антенна бегущей волны

Представляет из себя наклонную растяжку, длина которой в несколько раз больше длины волны. Высота подвеса антенны от 1 до 5 метров, в зависимости от диапазона работы.
Диаграмма направленности имеет ярко выраженный направленный лепесток, что говорит о хорошем усилении антенны.

Широко применяется в военных радиостанциях в КВ диапазоне.
В развернутом и свернутом состоянии выглядит так:

Антенна волновой канал

Антенна с параллельными вибраторами и директорами, близкими к 0,5 длины волны, расположенными вдоль линии максимального излучения. Вибратор — активный, к нему подводятся ВЧ колебания, в директорах, наводятся ВЧ токи за счет поглощения ЭМ волны. Расстояние между рифлектором и директорами подпирается таким образом, чтобы при совпадении фаз ВЧ токов образовывался эффект бегущей волны.

За счет такой конструкции, антенна имеет явную направленность:

Рамочная антенна

Направленность — двулепестковая

Применяется для приема ТВ программ дециметрового диапазона.

Как разновидность — рамочная антенна с рефлектором:

Логопериодическая антенна

Отношение максимальной к минимальной длине волн для таких антенн превышает 10 — это довольно высокий коэффициент.
Такой эффект достигается применением разных по длине вибраторов, закрепленных на параллельных несущих.
Диаграмма направленности следующая:

Активно применяется в сотовой связи при строительстве репитеров, используя способность антенн, принимать сигналы сразу в нескольких частотных диапазонах: 900, 1800 и 2100 МГц.

Поляризация

Поляризация зависит от типа антенны и ее расположения.
К примеру, вертикально расположенный несимметричный вибратор, дает вертикальную поляризацию, а горизонтально расположенный — горизонтальную.

Антенны горизонтальной поляризации дают больший эффект, т.к. природные и индустриальные помехи, имеют в основном вертикальную поляризацию.
Горизонтально поляризованные волны, отражаются от препятствий менее интенсивно, чем вертикально.
При распространении вертикально поляризованных волн, земная поверхность поглощает на 25% меньше их энергии.

При прохождении ионосферы, происходит вращение плоскости поляризации, как следствие, на приемной стороне не совпадает вектор поляризации и КПД приемной части падает. Для решения проблемы, применяют круговую поляризацию.

Все эти факторы факторы следует учитывать при расчете радиолиний с максимальной эффективностью.

PS:

NVIS – антенны зенитного излучения | RUQRZ.COM

Антенна зенитного излучения (АЗИ или NVIS) – это антенна, диаграмма направленности которой близка к сфере, лежащей на поверхности земли. При этом основная мощность излучения направлена в зенит (вверх). Такие антенны часто используют для местного КВ вещания, для служебной КВ-радиосвязи, где необходимо установить радиосвязь в ближней зоне. Антенны могут быть выполнены как в виде простых укороченных вибраторов на крыше автомобиля служебной (или военной) связи, так и в виде сложной конструкции, обеспечивающей какую-либо необходимую поляризацию работы антенны — круговую, линейную.

Стало почти аксиомой, что на коротких волнах (КВ) стремятся проводить как можно более дальние связи, на тысячи километров, поднимая повыше антенны и используя все другие средства, чтобы прижать главный лепесток излучения к горизонту, и получить касательное отражение волн от ионосферы.

В то же время существует насущная необходимость установления связи внутри региона, с ближайшими населенными пунктами, экспедициями, поисковыми и разведывательными партиями и т.д. Местная связь особенно необходима во время стихийных бедствий и других чрезвычайных ситуаций. Телефонная сотовая связь покрывает лишь небольшую часть территории страны, а ее базовые станции, без которых она не может функционировать, выходят из строя при ЧС чуть ли ни первыми. Дальность действия УКВ-радио-станций ограничена дальностью прямой видимости, то есть первыми десятками километров, и еще сильнее нарушается экранирующим действием хребтов в горных районах. Таким образом, диапазон дальностей порядка 40…400 км оказался почти недоступен для современных КВ и УКВ средств связи.

Если говорить упрощенно то, антенна зенитного излучения представляет садовый шланг, когда вы направляете его горизонтально поверхности Земли то поливаете водой отдаленные участки почвы, а ближние остаются сухими, а если вы направите шланг строго в зенит (вверх) – то дальний радиус почвы останется сухим, а ближний обильно увлажненным. То же самое происходит с антеннами NVI, излучение направленное с ее помощью в зенит отражается от ионосферы под малыми углами и плотно накрывает зону 0-500 км.

В последние годы возрос интерес к технике связи, названной NVIS — NearVertical Incidence Skywave propagation. Эта техника предусматривает работу пространственной волной, падающей на ионосферный слой почти вертикально, и отражающейся тоже почти вертикально вниз, создавая значительную напряженность поля на небольших (десятки — сотни километров) расстояниях от передатчика.

Первыми использовали такой тип распространения волн военные, в целях тактической связи на КВ. Не случайно во всех странах диапазон частот 2…8 МГц часто называют «военным». Указанный диапазон также широко используют спасатели, пограничники и береговая гвардия, то есть службы, аналогичные нашей МЧС. Этот вид связи незаменим там, где расстояния не так уж и велики, но дальности действия обычных УКВ радиостанций уже не хватает.

Большую работу по исследованию NVIS на о. Цейлон с привлечением местных радиолюбителей провел английский коротковолновик G3BGL/VS7PS в начале 50-х годов прошлого века. Его результаты были использованы при организации тропической радиовещательной службы в диапазонах 120, 90, 60, 49, 41 и 31 м. В последующие годы неоднократно появлялись публикации по использованию NVIS для целей ближней радиосвязи.

Из теории распространения радиоволн известно, что ионизированные слои полностью характеризуются высотой максимума электронной концентрации h и критической частотой fкр — максимальной частотой отражающейся волны при вертикальном зондировании (рис 1).

Критическая частота зависит только от электронной концентрации в слое и определяется простой формулой:
fкр в квадрате = 80,8 N, где N — число электронов в 1 м3.

Так, например, если в летний полдень концентрация электронов в слое Е достигла 1012 электронов/м3, то fкр = 9.106 Гц или 9 МГц.

При увеличении частоты сигнала вертикально падающие волны перестают отражаться, но полого падающие волны еще отражаются. При этом вокруг передатчика образуется «мертвая зона», в которой сигнал не слышен. На больших же расстояниях сигнал может быть достаточно сильным. Максимально применимая частота (МПЧ) — та, при которой еще отражаются волны, посланные антенной передатчика в направлении на горизонт. На частотах выше МПЧ слой вообще перестает отражать волны, посланные с поверхности Земли, и они уходят сквозь ионосферу в Космос. МПЧ обычно в несколько раз выше fкр. Связь тоже очень простая:

(МПЧ/fкр)2 = 1 + R/2h, где R — радиус Земли (6300 км).

Для вышеприведенного примера, если h = 90 км, то МПЧ = 2,5fкр или 22,5 МГц. В этих условиях сильной дневной ионизации для NVIS связей подойдет диапазон 7 МГц, а для дальних связей — 21 МГц.

Из нашего краткого рассмотрения ясно, что для NVIS пригодны волны с частотами ниже критической. А насколько ниже? Здесь надо учитывать поглощение волн в ионосфере. Теория говорит, что поглощение в ионосфере увеличивается с понижением частоты. Так, например, средние волны днем полностью поглощаются слоем D (h = 70 км), критическая частота которого недостаточна для отражения, и волне приходится дважды его пронизывать при отражении от слоя Е (h = 90…120 км, ночью выше). Таким образом, для уменьшения поглощения надо выбирать частоту как можно ближе к fкр, но немного ниже ее.

Критические частоты слоя Е и вышележащего слоя F (h = 200…250 км) очень сильно зависят от времени суток, времени года и солнечной активности. Все эти факторы определяют электронную концентрацию в слое, а следовательно и fкр. Так, например, расчеты, проведенные американскими радиолюбителями для трассы Сакраменто — Рено на западном побережье США показывают, что критические частоты могут изменяться от 2 до 14 МГц. Чаще же всего они лежат в области 2…7 МГц, понижаясь ночью и возрастая днем.

Антенны для NVIS, в шутку называемые «нагревателями облаков», должны излучать преимущественно вверх. Они очень плохо подходят для дальних связей, зато создают повышенную напряженность поля в ближней зоне, на расстояниях от 30 (где прямая поверхностная волна уже затухает) до 300 км. Оптимальная ДН NVIS-антенны показана на рис 2.

Хорошие результаты дают горизонтальный диполь и Inverted V, расположенные на высоте 0,1…0,15 l над землей. Земля в этом случае служит естественным, и довольно неплохим рефлектором, направляя излучение вертикально вверх. Входное сопротивление полуволнового диполя, расположенного горизонтально, и невысоко над землей, заметно понижается, и надо подумать о его согласовании.

В ряде случаев на сухой земле и на скальных грунтах возможно вообще не поднимать антенну, расстелив ее просто по земле. Потери при этом, конечно, больше, но в экстренных ситуациях, когда речь идет хоть о какой то связи, по сравнению с ее полным отсутствием, это может оказаться радикальным выходом из положения.

Другой вариант, предложенный военными, состоит в использовании штатной штыревой антенны, которой оборудовано транспортное средство, со своим согласующим устройством. Антенну просто отгибают в сторону любыми подручными средствами (рис. 3), например, с помощью веревки. Пример из книги Near Vertical Incidence Skywave Communications привел Richard Morrow, K5CNF.

Подобный вариант использует и другой американский любитель, назвавший свой луч «Roadside antenna» (антенна для обочины). Это провод длиной 20 м, разделенный в середине изолятором с перемычкой, оснащенной «крокодилом». Луч он протягивает горизонтально с крыши джипа, стоящего на обочине, к соседнему дереву. При разомкнутой перемычке 10 м провода образуют четвертьволновый вибратор в диапазоне 40 м. Для работы в диапазоне 80 м перемычку замыкают. В диапазоне 160 м в точке питания (на крыше джипа) включают удлиняющую катушку. Полагают, что 2 тонны автомобильного металла служат достаточным противовесом этой четвертьволновой антенне.

СО2КК усовершенствовал антенну для NVIS, применив петлевой полуволновой диполь, изогнутый в виде Inverted V. Под диполем, на высоте около 1 м над землей, протянут проволочный рефлектор, длина которого увеличена на 5 % относительно диполя. Он уменьшает потери в земле и увеличивает направленность антенны вверх. Расстояние от центра диполя до рефлектора 0,15…0,2 l,расстояние от концов диполя дорефлектора 0,1 l.
Подобные же варианты дипольных антенн с рефлектором, пригодных для NVIS связей.

И, в заключение, приведем рисунок «Супер Бима» на диапазон 40 м для NVIS, где использованы петлевой вибратор и целых три рефректора, по всей видимости, просто расстеленных по земле

Примеры NVIS антенн на технике:

Не стоит забывать помимо NVIS и про связь поверхностной волной, не отраженкой от ионосферы. Это те самые важные, «золотые» единицы — десятки км, которые покрываются даже с малой мощностью и укороченными антеннами, даже если вы в низине и вокруг холмистая местность. Радиоволны низкочастотного КВ диапазона за счет дифракции, как мёд «огибают» препятствия и преграды. УКВ и LOWBAND в походных условиях и при таком рельефе местности сдают свои позиции.

Что еще почитать по теме:

КВ радиосвязь в полевых условиях. / Связь / НеПропаду

Но да не только местечковым сплетням натура рада, охота и дальние связи провести. Потому для работы в полевых условиях нужны простые, лёгкие по весу и в конструировании, что можно смастерить из подручных материалов, антенны. Главная задача тут, в отличии от АЗИ, Смастерить такую антенну, что бы она излучала как можно под малым углом к горизонту в вертикальной плоскости. Чем этот угол будет меньше, тем эфективность антенны для проведения дальних радиосвязи будет выше. В самом простейшем случае и для работы в на низкочастотных КВ диаппазонах, а это 160-т и 80-т метровые диаппазоны, применяют антенну «наклонный лучь». Длинна его должна быть хотя бы около 40-ка метров для работы на 160-т метров и хотя бы не менее 20-ти, для 80-ти метрового диаппазона. Для Более высокочастотных диаппазонов можно ограничиться 15…20-ю метровым куском провода. И практически, для работы на 80/40/20/15/10 метровых достаточно 25…30-ти метрового мотка. Вот пояснительная картинка…
Ищем подходящую «мачту», чем выше, тем лучше. Отдельно стоящие на высотке деревья, строения, и т.п. Закидываем привязав на конце грузик(гайки крупные самое то, в отличии от пассатиж, что норовят на вечно остаться в кроне дерева при сворачивании антенны), американские товарищи даже рогатки со спининговыми катушками с леской пользуют, сам так же свинцовые грузила пользовал, со столовой ложкой литые. Так же позаботьтесь о самом хорошем заземлении, что можно придумать в данных условиях. Так же вместо заземления можно применить противовесы. Это в данном случае три-четыре проводника, такой же длинны(25…30-ть м) расположенных «крестом» / «звездой» и протянутых по земле. Для работы на диаппазонах, начиная от 40-ка метрового, так же довольно эфективна антенна Inverted Vee. Представляет она из себя полуволновой диполь, точка питания которого размещена на складной мачте, а концы «плечь» прикреплены к земле(через изоляторы) Вот соответственная картинка…

Данная антенна резонансная, т.е. расчитывать её надо на один диаппазон, на котором предстоит работать. Настраивают её по минимуму КСВ, укорачивая/удлиняя длинну плечь. Кабель питания-коаксиальный, с волновым сопротивлением равным входу/выходу вашей радиостанции. Как правило это 50-т ом. Сам применяю кабель RG-58. Он вмеру своей говнистости(а заключается она прежде всего в огроменном затухании на УКВ и СВЧ частотах, а на КВ они у него пренебрежительно малы), довольно дёшев, тонок, лёгок и гибок. Если же охота работать на нескольких диаппазонах, то длинну антенны расчитывают на самый низкочастотный диаппазон(например 40-к метров), а на более высокочастотных пользуются для согласования ВСУ. Работа на диаппазонах ниже 40-ка метров не эфективна, потому как соорудить в полевых условиях мачту в 20-ть и более метров очень проблематично и Inverted Vee на 80-т и 160-т метровом диаппазоне по сути преврашаются в АЗИ, ввиду низкой высоты подвеса. Сейчас в широкой доступности имеются телескопические удилища из стеклопластика и потому можно изготовить довольно эфективную антенну для дальних связей — штырьевую антенну. Вот пояснительная картинка…

Берём удочку по длиннее, наматываем по ней, начиная с тонкого конца, метров 15-ть монтажного провода, оставляя метр-парочку, что бы подключить к ВСУ, вбиваем в землю кусок уголка, к нему прикрепляем штырь-удилище. При необходимости, делаем растяжки, обязательно из изоляционного материала(проволока не пойдёт, потому из верёвочки), что бы антенна не свалилась от ветра…

Вон на фотке за палаткой развёрнут, извиняюсь, что более хорошей фотке нету. Антенне для работы обязательно требуется наличие хорошего заземления или 3-ри противовеса. Вот пояснительная фотка, сложенной «мачты»…

В качестве «уголка/основания» пользую основание от мачты Северка…

Вот фотка свёрнутого да изолентой прикрученного(что б не потерялся да для удобства) «переносного заземления…

Работал на данную антенну в позапрошлые выходные „цифирью“, а точнее „медленным телеграфом“ — JT-65, вот собственно моё тогдашнее рабочее место…

Взял ноутбук CF-18, трансивер FT-897, он кроме внешнего питания имеет пару встроенных батарей, ну а согласовывал данную антенну с помощью NFJ-902, вон хорошо виден провод, что от данного „штыря“ к тюнеру идёт справа… Сработал тогда с корреспондентами из Северной, Южной Америки, Австралии, Европы, Океании. Ну вроде всё, если в крации… Хотел вот дополнить про УКВ и проведение радиосвязи через спорадическое ТРОПО, да подумал вот и решил, что тема довольно специфичная да и в условиях оторванности от цивилизации возникнут неизбежно трудности с прогнозированием прохождения да и его непродолжительность не особо подходит к понятию „уверенная связь“. Вот на эту тему парочка фоток свежих…

Это мы забавляемся работой через японские репитеры (диаппазоны 2метра, 70 сантиметров и 23 сантиметра)

А это я на 1,2 ГГц(23-три сантиметровый любительский диаппазон) развернулся в удобном месте да провожу связьи на близские расстояния ( 5…15км)…