Site Loader

Содержание

9-диапазонная вертикальная антенна

Как правило, для работы вертикальной антенны на нескольких диапазонах, в вибратор антенны вводятся специальные конструктивные элементы для настройки антенны в резонанс на разных диапазонах. Эти  элементы могут быть сосредоточенными (LC, L, C, например, антенна Cushcraft R7000) или распределенными (шлейфы, линии, например, антенна GAP-Titan). Т.е. вибратор «разбит» на несколько частей между которыми и находятся те самые настроечные элементы, обеспечивающие резонанс антенны на рабочих диапазонах. Чем больше таких элементов, тем больше сложностей с их оптимальной настройкой, да и надежность конструкции в целом оставляет желать лучшего из-за того что вибратор «разрезан» изоляторами.  Конечно, за счет того что антенна является многорезонансной, для смены диапазона достаточно переключить диапазон в трансивере — просто и удобно, но не все так хорошо если ваши близкорасположенные соседи по хобби активны в эфире — шорохи и щелчки от сигналов соседей с других диапазонов являются обычным делом. Многодиапазонную вертикальную антенну можно сделать и по совершенно другому конструктивному принципу:  излучающая часть антенны цельная и подключается к контуру,  согласующему импеданс антенны с фидером. Другими словами, входное сопротивление вибратора на любой частоте имеет комплексную величину, т.е. активную и реактивную составляющие, а  контур согласует (преобразовывает) комплексную величину входного сопротивления вибратора с активным сопротивлением фидера. Естественно, для оптимального согласования на каждый диапазон нужен отдельный переключаемый согласующий контур. Совмещенный многодиапазонный контур не лучший выбор — очень сложно добиться оптимального согласования (ведь для разных диапазонов и схемы согласования могут быть разные) и обеспечить необходимую добротность, соответственно, будет больше потерь чем при отдельном согласовании для каждого диапазона. Материалов о подобных конструкциях сравнительно мало (например, QST, ARRL), хотя они имеют некоторые достоинства перед другими  вертикалами. Например:

  1. Механическая прочность вибратора из-за отсутствия изоляторов.
  2. Возможность и удобство оптимальной настройки КСВ на стыке антенна-фидер (т.е. настройка контура).
  3. Простота при установке за счет меньшего веса практически «голой» трубы (если не считать короткой емкостной нагрузки вверху в моем случае).
  4. За счет переключаемого резонанса вибратора, улучшается подавление вне диапазонных сигналов на прием и гармоник на передачу.
Как это ни странно звучит, но данная антенна является реализацией идеи использования любой «железяки» в качестве КВ антенны. 🙂 Конечно в данном случае я не имею ввиду совсем крайние случаи, например, телескопическую антенну длинной 1 метр от бытового радиоприемника, раскачанную от ГТ321А до свечения неонки, хотя, в начале 80-х подобный опыт был (может кто помнит радиолюбительское троеборье РЛТ и CW тест на 3.5МГц?)…   Итак, в данном случае я хотел бы поделиться конкретными результатами того что в итоге получилось. Безусловно, это не панацея и полноразмерная одно диапазонная антенна может работать и лучше, но в ряду многодиапазонных антенн, а речь идет об антеннах на 9 КВ диапазонов, на мой взгляд, данная конструкция явно заслуживает внимания, особенно для тех у кого нет возможности установить что-нибудь солидное, а с DX работать хочется. Естественно, под «любой длинной» подразумевается разумная длина при которой теоретический КПД на наименьшей частоте (1.8МГц) будет хотя бы несколько десятков процентов, т.е. общая длинна должна быть хотя бы метров 10. Далее, с помощью отдельного LC контура для каждого КВ диапазона, антенна согласуется с 50-омной активной нагрузкой, т.е. 50-омный фидер может быть произвольной длинны. Т.е. получается такая блок-схема антенной системы: антенна — блок согласующих переключаемых контуров — фидер. Антенна вертикальная, без трэпов, шлейфов и подобных согласующих (и ненадежных) элементов в вибраторе. Образно говоря, просто вертикальная труба. А для некоторого электрического удлинения использована простая, ненастраиваемая емкостная нагрузка вверху вибратора. В общем, исходя из того какие трубы были в наличии на момент изготовления (а это было еще в 1996 году), общая длина получилась около 13 метров. Отмерено шагами :-), а для проверки идеи точнее и не надо было! Только через пару лет при замене растяжек и по просьбе друзей, измерил точную длину антенны, получилось 12.85 м. По большому счету, конкретная длина не критична — все можно согласовать контурами. Однако, надо иметь в виду, что даже сравнительно небольшое изменении общей длинны антенны (см. ниже) может повлиять на настройку согласующих контуров и даже на схему их включения, в итоге настройка может получится достаточно трудоемкой и длительной. Именно для того чтобы упростить  настройку, минимизировать мучительные творческие изыскания при согласовании, поделиться реальными результатами и написан этот материал.

Конструкция.
5 метров самой нижней трубы (см. рис.1)  — диаметр 50мм, далее 5 метров диаметр 40мм, 2м -диаметр 20мм, 85см -диаметр 10мм. Все трубы из дюралюминия, общая длинна 12.85м. На расстоянии 2.85м от верхнего конца антенны, т.е. на стыке 40мм и 20мм труб, закреплены (и гальванически соединены с вибратором) 4 провода емкостной нагрузки из 3мм медного канатика длинной по 1.4 метра. На концах проводов установлены изоляторы к которым крепятся 4 капроновые растяжки верхнего яруса. Нижний ярус (тоже из 4 растяжек) расположен на уровне 5 м от основания. К торцу нижней 50мм трубы жестко прикручен керамический изолятор, который соединен с втулкой опирающейся на стальной шарик диаметром 10мм (см. рис.2). Т.е. получается, что вся антенна стоит только на этом шарике.

 

Рис.1. Общие размеры антенны.

  

Рис.2. Конструкция опорного узла.

Очень похоже на конструкцию обнинской Высотной метеорологической мачты (ВММ310), которая введена в эксплуатацию в 1959г., имеет высоту 310м, и шарик там всего 30 см диаметром. Достоинство данного решения в том, что за счет шарика к керамическому изолятору прилагается только безопасное усилие на сжатие, а не на изгиб, соответственно, в вертикальной трубе антенны весьма эффективно гасятся механические резонансы и вибрация от ветровой нагрузки. К основанию подключены 8 противовесов (4шт. длинной 20м, 4 шт. длиной 10м), а также и контур заземления проходящий по крыше 9-этажного жилого дома. У основания антенны установлен блок согласования, представляющий из себя герметизированную металлическую коробку размерами 390x250x120 мм, в которой находятся 8 штук двух обмоточных реле типа «хлопушка». Реле установлены якорем вниз, т.е. в неактивном состоянии якорь свободно висит между замыкаемыми контактами. Управление на реле подается по 8-ми жильному кабелю UTP (витая пара для локальной сети) от двух полярного источника питания 24V/1A (лучше если будет 27V). Для повышения электрической прочности к наведенному электричеству все схемы согласующих LC контуров выполнены с гальваническим связью антенны и фидера с землей. Для согласования диапазонов 14 и 21 МГц используется один и тот же контур, поэтому левая замыкающая группа реле Р5 (см. схему) используется для переключения фидера на другую антенну. Фидер с волновым сопротивлением 50 Ом может иметь произвольную длину.

Рис.3. Схема блока коммутации диапазонов.
 
Рис.4. Конструкция блока коммутации (фото)

 

Намоточные данные катушек индуктивности.

L

внутренний 
диаметр
каркаса
мм

диаметр 
провода 
мм

длина 
намотки 
мм

количество 
витков

отвод

L1*

35

4

45

7.5

3

L2*

35

4

55

8

4.5

L3

40

1.8

в/в

47

L4

40

1.8

в/в

35

6/11

L5

36

2.5

52

18.5

8.5

L6*

35

4

55

9

8.5

L7

32

2.5

50

13

4.5

( * бескаркасная намотка, в/в — виток к витку)
 

Настройка.
Настройка антенны, а точнее согласующих контуров, производилась с помощью анализатора AEA HF SWR Analyst и трансивера Yaesu FT-990AC с приоритетом в CW участках КВ диапазонов.. Анализатор использовался для общей, визуальной настройки и подбора схем включения контуров. Надо иметь ввиду, что анализатор производит измерения при очень маленькой мощности и, соответственно, чувствителен к эфирным сигналам, что может проявляться в хаотических искажениях диаграммы КСВ. Трансивером проверялись итоговые настройки КСВ, но они только подтвердили то, что было настроено с помощью анализатора. Измерения КСВ после фидера (т.е. уже внизу) дали те же зависимости по диапазонам, а уровень КСВ не изменился или стал еще ниже (примерно на 0.1) за счет потерь в кабеле. КСВ всегда можно настроить в «1», зависит от кропотливости и потраченного времени. В моем случае уровень КСВ до 1.1-1.2 показался вполне достаточным на момент настройки, с расчетом «потом настрою еще лучше», но «потом» почему-то так и не наступило 🙂

Результаты.
Опыт эксплуатации показал (работаю на такой антенне на всех КВ диапазонах с 1997г.), хотя теория и пугала невысокой эффективностью (особенно на 1.8) и сравнительно высокими лепестками в вертикальной плоскости (на 18МГц и выше), но на практике оказалось все даже очень не плохо! Хотя, давать объективную оценку качеству работы всенаправленной антенны достаточно сложно,  т.к. в этом участвует много факторов, например: прохождение, мощность передатчика, опыт оператора и т.п.. Но те кто принимал участие в охоте за DX до середины 2004г (т.к. c этого времени я пока не активен в эфире по независящим от HAMRADIO причинам), наверняка вспомнят мой позывной и это было бы более весомо чем моя субъективная оценка… Прямое сравнения с другими антеннами в моем случае невозможно, т.к. она у меня всего одна. Однако, косвенные сравнения при работе с DX говорят о достаточно высокой эффективности на всех КВ диапазонах. На эту антенну и 100W (это 90% QSO, остальные с помощью 3хГУ50 и только на 3.5/7/14Mc) c 1997 и до 2004г. сработано 325 стран по DXCC, из них 322 CW. Здесь можно посмотреть часть QSO из лога. На НЧ диапазонах ближняя зона явно ослабляется (в сравнении с соседями). Особенно была заметна разница при косвенном сравнении c R7000+, совсем не в пользу последней. Несколько раз, во время выезда в полевые условия, блок согласования снимался с крыши и подключался к антенне с аналогичными размерами, но из труб меньшего диаметра (примерно в 1.5. раза меньше). Антенна устанавливалась на земле с изолятором и такими же 8-ю радиалами. Относительно антенны установленной на крыше, КСВ изменялся максимум на 0.2-0.3 и то за счет незначительно сдвига КСВ по частоте. Графики значений КСВ антенны (установленной на крыше 9-эт. панельного дома) на различных КВ диапазонах приведены ниже. При приеме, ослабление сигналов  на других диапазонах (т.е. если антенна включена  не на «свой» диапазон)  составляет в среднем 10-20дб, и эта дополнительная фильтрация очень даже пригодилась: значительно снижалась помеха от моего соседа RA3XO, работающего на соседнем диапазоне на вертикальную антенну находившуюся в 12м от моей. Такая же по принципу антенна, но высотой около 18м для повышения эффективности на НЧ диапазонах, используется у RW3XW. При этом, естественно, параметры LC контуров получились совершенно другие.

Рекомендации.
1. В процессе эксплуатации (через год, два) стал проявляться эффект отсутствия приема на некоторых диапазонах. Именно «на прием», т.к. после передачи даже одной короткой точки (на минимальной мощности) все встает на свои места… Оказалось, что причиной является окисление открытых посеребренных контактов реле. Замена на реле того же типа, но с другим покрытием, уменьшает вероятность этой проблемы процентов на 90 и тем не менее «редко, но бывает». В этой связи, желательно вместо открытых реле использовать вакуумные замыкатели, например В1В.
2. Т.к. конденсаторы подключены к «горячим концам» согласующих контуров, то при передаче на них может присутствовать весьма значительное напряжение (примерно до 1KVpp при 100-200W). Мною использовались конденсаторы КВИ (импульсные, реактивная мощность для них не нормируется) на напряжения 5-10KV. При таком запасе по напряжению, КВИ достаточно стабильны, а при номинальных напряжениях  могут значительно греться и, соответственно, доставить массу хлопот, т.к. КВИ это импульсные и не подходят для мощностей более 500Вт…  Если предполагается излучение большей мощности, то рекомендуется ставить только конденсаторы К15-У с соответствующей реактивной мощностью (КВар) и запасом по напряжению (не менее 1.5).
КСВ по диапазонам.

        

P.S.
Применительно к HAMRADIO, любая антенна (впрочем, как трансивер, PA, компьютер) является всего лишь инструментом для проведения QSO. Инструмент может быть эффективным или «не очень», японским или самодельным и т.д. (кому что нравится), но сам по себе он не является определяющим фактором! Эти «железки» могут только повысить эффективность работы оператора, но никак не заменить его. И даже в цифровых RTTY и PSK, уж про CW и не говорю, именно оператором определяется что, где, когда и как, хотя непосвященному и кажется что все делает компьютер. А тех операторов у которых в шеке главным является «железо», пусть и достойное, очень даже хорошо «слышно». В смысле, «уши мои бы не слышали..». Давайте гармонично совершенствовать и аппаратуру и свою квалификацию как оператора, ведь в этой гармонии и есть смысл HAMRADIO! 

 

Комментарии

Многодиапазонная вертикальная антенна VMA-7 от UT1MA

Эрнест И. Гуткин UT1MA
г. Луганск, Украина

Многодиапазонная вертикальная антенна – опыт установки)

После изучения различных вариантов вертикальных антенн , было принято решение о повторении именно этой конструкции. Плюсы и минусы присущие этой или другим антеннам , не собираюсь обсуждать так как не мало копий сломано по этой теме, да и в конечном итоге каждый приходит к той конструкции которая может быть им повторена как с материальной так и с технической точки зрения.

Материал для центрального вибратора и радиала – дюралевые трубы (35мм, стенка 2мм)применяемые установщиками TV антенн (в моем распоряжении оказались трубы до 3.5 метров длинной).

ВЧ дроссель выполнен на кольце от отклоняющей системы TV и помещен в пластмассовую коробку, получилось 25 мкГн.

Распорки для проволочных вертикалов – деревянные из заготовок для швабры , приобретенные в хозяйственном магазине. Они крепятся небольшими дюралевыми уголками к центральному вибратору.

Проволочные вертикалы изготовлены из аудио-провода сечением 3 мм кв.

Удлиняющая катушка была выполнена в двух вариантах. Спаяные куски тонкого фторопластового провода глаз не радовали , поэтому был выбран вариант катушки из аудио провода в полиэтиленовой изоляции . Получилось 32 витка на пластиковой трубе диаметром 42 мм . В последствии гидроизоляция термоусадочной трубкой.

Катушки стоящие в основании проволочных вертикалов закреплены при помощи электрических клемников.

Итак антенна собрана и поднята с помощью рычага как и было обещано автором. Правда немного тяжеловата , D-16 полегче будет.

Капроновые растяжки в верхней части – дополнительно изолированы от мачты чтобы не уводить резонанс антенны при намокании. Растяжки первого уровня из стального троса – так безопаснее вести подьем и обслуживание антенны. Начинаем измерения всего что получилось.

При измерении мостовым КСВ-метром данные получились такие

Это измерения проведенные без проволочного восьмиметрового радиала включая всю длину питающего кабеля. 12 Мегагерцовый резонанс это видимо диапазон 30 метров без своего радиала. Осталось повесить радиал и приступить к дальнейшей настройке.

К следующему этапу перейти не успел, так как сильный ветер поломал наконечник стеклотекстолитовой палки которая входила в металлическую трубу и вся конструкция рухнула. Причем все растяжки остались целыми.

И собственно обломанный конец

Пришлось метровую металлическую трубу под трубчатым радиалом без изоляции прикрепить непосредственно к свежеспиленному деревянному столбу. Так же был добавлен проволочный 8 метровый радиал. Вечерело.

Диапазоны с проволочными вибраторами настроились легко все кроме 24 МГц – резонанс много ниже по частоте – видимо сам вибратор укоротить немного нужно. 7 и 10 МГц так же без проблем . А вот 14 МГц при данной конфигурации (длина до верхней катушки 7 метров) поднялся только до 13800 (емкостные нагрузки пришлось удалить) да и то не беда, вот КСВ на этой частоте почти 2.

На 7 МГц телеграфом проведены связи с BY-K-ET-JA-5N-XU-VK6-VU ,VK9A – по короткому( и ZL – по длинному пути в утренние часы. На 10.1 МГц – V25-9M2. На ВЧ проход был плохой поэтому там особенно не работал. В начале марта налетел очередной ураган с силой порывов ветра до 25 м/сек и тут проявились все ошибки неправильной установки веревочных растяжек.

Их было три и угол меду каждой немного отличался от 120 градусов. Сильный ветер нашел слабые места и завалил все сооружение от опорного изолятора. Хотя конструкция до этого выдерживала сильный ветер- может виной всему именно капроновые растяжки изменяющие свою длину при изменении погодных условий. Так все хозяйство валяло около суток. Хорошо что выдержал опорный изолятор

После восстановления вертикального положения системы, были произведены замеры резонансов при помощи мостового КСВ метра, установленного перед питающим кабелем.

Следующая таблица составлена при размещением моста перед трансформирующим 75- Омным отрезком, непосредственно на антенне.

На всех диапазонах КСВ был приемлем кроме по прежнему плохим на 14 MHz. Где он составил при данном измерении – 7, хотя резонанс просматривался хорошо, после чего была увеличена длина концевой секции на 50 см, а длина проволочного вертикала диапазона 24 MHz уменьшена на 20 см. Так же были заменены изоляторы (самодельные из материала похожего на фторопласт) которые под воздействием мороза дали трещины.

Настал очередной выходной и антенна была успешно поднята после профилактики по выпрямлению элементов. Измерительная головка поднята на мачту и собственно измерительный комплекс –

Так как трансивер выдает минимальную мощность только 10 Ватт , после него установлен аттенюатор чтобы не сжечь резисторы мостового КСВ-метра. После чего переходим к замерам :

Как видим переборщил с удлинением вертикала и по прежнему плохой КСВ на 14 МГц.

Зато угадал с ПВ на 24 МГц. Начал экспериментировать с проволочным 8-метровым радиалом, вернее с его положением. И вот радиал стал более вертикально приходить к земле, а в метре от нее оставшаяся часть уходила в сторону. В таком положении удалось опустить КСВ на 20 метров до 1.7. После этого проволочный радиал оставил в покое .

И установил второй радиал и стал его уменьшать. На 20 КСВ улучшился до 1 , но после того как его длинна стала менее 2.5 метров КСВ стал ухудшаться. Итог высота 5 метров мала для установки антенны. Но путем некоторых телодвижений можно настроить всю антенну на все диапазоны с приемлемым КСВ. Но поднялся сильный ветер и валить антенну для дальнейшей коррекции длины не стал, боясь не поднять под порывами ветра .

И еще наблюдая за капроновыми оттяжками, не советовал бы ставить их на постоянной основе. При ближайшей возможности поменяю их на проволочные с изоляторами.

Ну вот и все – более всего беспокоил диапазон 20 метров, но и тут нашлось решение.

Летом доберусь до антенны и вгоню все окончательно в резонанс.

  1. Александр — UA2FT

Пятидиапазонная вертикальная антенна

Олег Сафиуллин (UA4PA).
Email ua4pa (at) mail.ru

Велико желание коротковолновика иметь набор антенн для каждого диапазона волн, но не всегда это осуществимо из-за отсутствия места и условий для размещения этих антенн. Приходится идти на компромисс и ставить многодиапазонные.

Автором были опробованы различные типы как горизонтальных, так и вертикальных многодиапазонных антенн. Наиболее приемлемыми оказались вертикальные антенны. Длительное время эксплуатировалась пятидиапазонная вертикальная антенна, предложенная Ю. Мединцом (UB5UG). Схема антенны приведена на рис. 1.

Рис.1

Эта антенна достаточно хорошо описана в литературе [1, 2]. Резонансная длина антенны вместе с питающей линией должна быть равна 42,5 м, поэтому длина излучающей части l1 определяется выражением (все размеры в метрах) l1=42,5-e(l2+l3), где e — диэлектрическая постоянная диэлектрика (для большинства отечественных кабелей со сплошной изоляцией из стабилизированного полиэтилена e=1,51).

Ю. Мединец рекомендует длину излучающей части и противовесов брать равной 8,6 м. Излучатель может быть выполнен из трубки диаметром 15-20 мм и при необходимости укреплен одним-двумя ярусами оттяжек. Количество противовесов должно быть не менее четырех, выполняют их из канатика или медного провода диаметром до двух-трех миллиметров. Без заметного ухудшения работы антенны в качестве противовеса может быть использована металлическая крыша, имеющая достаточные геометрические размеры. Настраивается антенна изменением длины отрезка l3 (по рекомендации UB5UG l3=2,9 м) по минимуму КСВ в кабеле, идущем от передатчика, в диапазоне, на котором предполагается наиболее активная работа. Так, при настройке антенны на 20-метровом диапазоне с КСВ не более 1,3, на диапазонах 10,14 и 40 м КСВ может дойти до 2, на 80-метровом диапазоне — до 3-4.

Испытания антенны показали, что она достаточно хорошо работает на диапазонах 10,14 и 20 м, удовлетворительно на 40 м (сказывается уменьшение длины излучателя) и мало эффективна в диапазоне 80 м (мала длина излучателя и велик КСВ).

Чехословацкий коротковолновик М. Шашек (OK1AMS) также использует эту антенну [3]. Для тех случаев, когда отрезок l3 может быть размещен вблизи передатчика, он отмечает возможность настройки антенны на каждом диапазоне подключением конденсатора (См. на рис. 1). Емкость конденсатора не превышает 450 пф на 80-метровом диапазоне и еще меньше на остальных диапазонах. Следует учесть, что в точке подключения конденсатора находится пучность напряжения, поэтому зазор между пластинами переменного конденсатора должен быть не менее 1-2мм (в зависимости от мощности передатчика). При этом способе настройки КСВ на каждом диапазоне может быть не более 1,5.

При работе в соревнованиях, выполнении условий различных дипломов успешная работа на 40 и 80-метровых диапазонах не менее важна, чем на более высокочастотных. В связи с этим антенна была несколько модифицирована (см. рис. 2). Длина излучателя l1 увеличена до 11,2 м, при этом длина питающей линии определяется выражением

что для кабеля с е=1,51 составляет 20,6 м.

Антенна установлена на крыше небольшого двухэтажного дома, выполнена из труб диаметром 45 мм, и укреплена двумя ярусами оттяжек. Длина противовесов из канатика диаметром 1,4 мм равна длине излучателя.

 

Рис.2

В связи с небольшим расстоянием от антенны до передатчика применения дополнительно фидерной линии не потребовалось. Подключение питающей линии непосредственно к П-контуру передатчика дало неплохие результаты, но настройка антенны была затруднена из-за того, что при таком питании антенны необходимо обеспечить в точке питания пучность напряжения, что затрудняет согласование. Кроме того, так как антенна является гармониковой, при этом способе питания интенсивность излучения гармоник высшего порядка повышается.

Для исключения указанных нежелательных явлений был изготовлен антенный блок, представляющий собой колебательный контур, заключенный в экран и расположенный около передатчика. Выход передатчика через 75-омный кабель переключателем П1а подключен к части контура с входным сопротивлением 75 ом, что обеспечивает работу фидера в режиме бегущей волны с КСВ на каждом из 5 диапазонов, близким к 1. Катушка индуктивности контура, состоящая из трех последовательно включенных секций L1, L2, L3 переключается переключателя П1б.

Первым этапом настройки антенны является настройка антенного контура при отключенном от передатчичика фидере. При помощи ГИР или ГСС с ламповым вольтметром подбирают индуктивности катушек для каждого диапазона при среднем положении С2. Грубая настройка постройка производится подбором витков, точная — изменением величины емкости конденсатора С2. Второй этап настройки — подбор точек подключения фидера от передатчика для каждого диапазона при помощи КСВ-метра любой конструкции.

Окончательная настройка антенны производится по максимуму показаний прибора ИП2, слабо связанного с «горячим» концом контура. В качестве ИП1 использован высокочастотный амперметр с термопарой и пределом измерения 3 а. В качестве ИП2 использован малогабаритный магнитоэлектрический прибор на 5 ма. Катушка L4 -содержит 3 витка любого провода.

Антенна показала хорошие результаты при работе на 40, 20, 14 и 10-метровых диапазонах. Особенно удобна она при работе с DX, так как несмотря на наличие дополнительного лепестка на диапазонах 14 и 10 м, основная мощность излучается под малыми углами к горизонту [4]. На 80-метровом диапазоне антенна работает вполне удовлетворительно.

Применение антенного блока значительно снизило уровень излучаемых гармоник. Тщательная настройка и экранировка полностью устраняют помехи телевидению. Неоспоримым преимуществом является в то, что настройка антенны осуществляется на рабочем месте. Антенна заземлена но постоянному току и грозобезопасна.

Олег Сафиуллин (UA4PA).
Радио 9-60

16.03.2005. Уточнения от автора.

  1. Формула расчёта l2=[A-l1]:K,где А=21.2;42.5;62.9;83.2;124.8 и 166.3-зависит от расстояния до излучателя.К-коэффициент укорочения применяемого кабеля, м.б. двухпроводная открытая линия для нее К=1.

  2. Вместо ИП1 установлен измеритель КСВ и проходящей мощности

  3. ИП2 исключён, неонка осталась

  4. Фидер антенны отключён от «горячего конца» и подключён к вновь введённой третьей секции переключателя, что позволило осуществить согласование с КСВ около 1 от 160 до 10метров.

  5. Индуктивности:L1-катушка от вариометра РСБ-5,L2-длина намотки 80мм D=80мм,N=4 при d=3-5мм

  6. Настройка. При помощи ГИР при отключённом фидере и TX подбирается при среднем положении ёмкости\лучше 200-300пф\резонансная частота для середины каждого диапазона. Затем вчерне подключаются TX и фидер примерно к 1/3 контура и вновь проверяется резонансная частота all bands.

  7. Подключаются:1 ксв-метр на выходе TX, 2-на вход антенного блока и путём перем е щения отводов \я использую маленькие «крокодильчики\ подбирается минимальный КСВ на каждом диапазоне, разумеется помогает подстройка переменной ёмкостью контура.

  8. Производится окончательный монтаж с возможно дополнительной подстройкой для устранения возможного взаим о влияния.

  9. Применённое СУ имеет самый широкий диапазон для согласования с различными входными сопротивлениями антенн и может применяться для согласования всех видов антенн. Ну, а кому лень, может подключить антенну к П-выходу с потерей преимуществ указанных в начале статьи.

  10. Кроме основных противовесов помогают дополнительные противовесы по 1/4 длины волны на 80,30,20,17,15,12 и 10м /по одному/

Желаю успхов! 73.
Олег Сафиуллин (UA4PA).

Литература:
  1. «Радио», 1960, N 9, стр. 44.
  2. Шейко В. П. «Антенны любительских радиостанций», изд. ДОСААФ, 1962 г.
  3. «Amaterske Radio», 1967, N 2, стр. 56.
  4. X. Meйнке и Ф. Гувдлах, «Радиотехнический cправоч-ник» (перевод с немецкого), том 1, Госэнергоиздат, 1960 г.

КВ вертикалы простые и траповые.

 

Коллектив Сов.Антенна предлагает вертикальную антенну на диапазоны 40 и 30 м которая будет отличным дополнением к Вашему трайбендеру. Антенна выполнена по классическому принципу и имеет систему из 4-х противовесов на каждый диапазон (противовесы в комплект не входят). Вертикал имеет высоту 7.5 м и укорочен высокодобротной катушкой. Антенна обладает высокой эффективностью и практически не уступает в работе полноразмерному вертикалу . Вес антенны около 6 кг, что позволяет устанавливать антенну одному. Антенна выполнена из толстостенных дюралевых труб АД31Т1. На фото изображенна антенна установленная у Владимира RV9CJ.

Стоимость антенны 8000 р.


 

Начато производство 3-х диапазонных безтраповых вертикалов на диапазоны 40, 30 и 20 м (7, 10 и 14 мГц).

Высота антенны 7.5 м

Антенна практически эквивалентна соответствующим четверть волновым вертикалам.

Для нормальной работы антенны неободимы по 4 противовеса на каждый диапазон.

Входное сопротивление близко к 50 Ом.

Цена антенны  9200 р.

Предлагается КИТ — дополнительный излучатель 20 м (14 мГц) для уже установленной антенны SAV 4030. Полный комплект с крепежём. Цена набора 1200 р.

Двухдиапазонный вертикал на 40 и 20 м SAV 4020.

Начато производство антенны на диапазоны 40 и 20 м. Антенна проверена в работе и показала отличные результаты. Антенна представляет собой полный аналог SAV 4030 с боковым излучателем настроенным на диапазон 20 м.

Полоса пропускания по КСВ< 1.5 на 40 м 170 кГц, на 20 м 270 кГц.

Антенна требует системы противовесов по 4 шт на каждый диапазон .

Высота антенны 7.5 м.

Вес антенны около 6 кг.

В комплект входит набор для сборки антенны, плита с изоляторами и хомутами, вертикальная установочная стойка длиной 0.6 м.

Противовесы не входят в комплект антенны.

В упакованном виде набор имеет длину 1.7 м.

Стоимость антенны 8000 р.

На фидере у точки питания антенны желательно установить запорный дроссель.

 

 

Началось производство траповых многодиапазонных вертикалов

Будут  выпускаться следующие антенны:

14 — 18 — 24 мГц

18 — 24 мГц

SAVT 40-15   7 — 14 — 21 мГц вертикальная антенна

Эффективная трёхдиапазонная антенна для работы в диапазонах 7 мГц, 14 мГц, 21 мГц.  От четырёхдиапазонной эта конструкция отличается большей длиной и более широкой полосой на более низкочастотных диапазонах. Большая длина способствует большей эффективности антенны в диапазоне 40 м.  Антенна обладает малым весом и пригодна для использования в качестве выездной. Длина упаковки около 1.5 м. Высококачественные трапы обеспечивают хорошие электрические параметры антенны.

Полоса с КСВ < 1.5 по диапазонам :

7 мГц  — 180 кГц

14 мГц — 270 кГц

21 мГц — 1.0 мГц

Антенну легко можно подстроить в предпочтительный участок диапазона.

Усиление антенны — 2.15 dBi.

Высота антенны — 7.4 м.

Вес антенны около 6 кг.

Антенна комплектуется площадкой крепления антенны к стойке диаметром 40 мм. В комплекте прилагается стойка длиной 40 см.

Для штатной работы антенне требуется система противовесов по 4 шт. на каждый диапазон. Противовесы в комплект не входят.

Допустимая мощность (в SSB) —  1300 Вт, на диапазоне 7 мГц — 1000 Вт.

Цена антенны  — 9000 р

 

SAVT 40-10  7 — 14 — 21 — 28 мГц вертикальная антенна

Эффективная четырёхдиапазонная антенна для работы в диапазонах 7 мГц, 14 мГц, 21 мГц, 28 мГц. Антенна обладает малым весом и пригодна для использования в качестве выездной. Длина упаковки около 1.5 м. Высококачественные трапы обеспечивают хорошие электрические параметры антенны.

Полоса с КСВ < 1.5 по диапазонам :

7 мГц  — 100 кГц

14 мГц — 180 кГц

21 мГц — 340 кГц

28 мГц — 1.3 мГц

Антенну легко можно подстроить в желательный участок диапазона.

Усиление антенны — 2.15 dBi.

Высота антенны — 6.7 м.

Вес антенны около 6 кг.

Антенна комплектуется площадкой крепления антенны к стойке диаметром 40 мм. В комплекте прилагается стойка длиной 40 см.

Для штатной работы антенне требуется система противовесов по 4 шт. на каждый диапазон. Противовесы в комплект не входят.

Допустимая мощность (в SSB) —  1300 Вт, на диапазоне 7 мГц — 1000 Вт.

Цена антенны  — 9900 р

SAVT 30-12 W  10 — 18 — 24 мГц вертикальная антенна

Эффективная трёхдиапазонная антенна для работы в диапазонах 10 мГц, 18 мГц, 24 мГц. Антенна обладает малым весом и пригодна для использования в качестве выездной. Длина упаковки около 1.5 м. Высококачественные трапы обеспечивают хорошие электрические параметры антенны.

КСВ по диапазонам не более  — 1.3 .

Усиление антенны — 2.15 dBi.

Высота антенны — 5.3 м.

Вес антенны около 5 кг.

Антенна комплектуется площадкой крепления антенны к стойке диаметром 40 мм. В комплекте прилагается стойка длиной 40 см.

Для штатной работы антенне требуется система противовесов по 4 шт. на каждый диапазон. Противовесы в комплект не входят.

Выполняется в  модификации  1300 Вт.

Цена антенны  — 8500 р

SAVT 20-10  14 — 21 — 28 мГц вертикальная антенна

Эффективная трёхдиапазонная антенна для работы в диапазонах 14 мГц, 21 мГц, 28 мГц. Антенна обладает малым весом и пригодна для использования в качестве выездной. Длина упаковки около 1.5 м. Высококачественные трапы обеспечивают хорошие электрические параметры антенны.

КСВ по диапазонам не более  — 1.5 .

Усиление антенны — 2.15 dBi.

Высота антенны — 4.3 м.

Вес антенны около 5 кг.

Антенна комплектуется площадкой крепления антенны к стойке диаметром 40 мм. В комплекте прилагается стойка длиной 40 см.

Для штатной работы антенне требуется система противовесов по 4 шт. на каждый диапазон. Противовесы в комплект не входят.

Выполняется в модификации 1300 Вт.

Цена антенны — 8000 р.


Начато производство новых универсальных трёхдиапазонных  антенн предназначенных  для эффективной работы на диапазонах 14 мГц, 21 мГц и 28 мГц (SADV 14-28) и 10 мГц, 18 мГц и 24 мГц (SADV 10-24). Особенностью антенн являются  их небольшие размеры, позволяющие устанавливать антенну в условиях ограниченного пространства, что  очень удобно на дачах, небольших крышах и в поездках.  Для установки антенны требуется мачта (труба) высотой от 3-х м и выше. Антенне не требуются противовесы, а при наличии простейшего поворотного устройства ориентация на корреспондента даёт прирост сигнала около 2-х баллов по S-метру. При этом диаграмма направленности близка к круговой и аналогична диаграмме антенны Inv-V, т.е. имеет диаграмму в виде двух восьмёрок одна из которых имеет горизонтальную , а другая вертикальную поляризацию, что позволяет уверенно проводить радиосвязи как со станциями ближней так и дальней зоны.

Вес антенны около 6 кг.

Полоса пропускания по КСВ <1.5

14 мГц — 200 кГц

21 мГц — 250 кГц

28 мГц — 680 кГц

У антенны SADV 10-24 КСВ в пределах диапазонов не превышает 1.3

Длина плеча SADV 14-28 — 4,5 м, SADV 10-24 — 5,5 м

Усиление антенны — 2.15 dBi

Входное сопротивление — 50 Ом. Желательна запитка через балун 1:1 любой конструкции.

Антенна изготавливается в модификации для мощности  1300 Вт.

Цена антенны SADV 14-28 — 12000 р, SADV 10-24 — 13000  р.

Выпускаются траповые трёхдиапазонные Яги близкие по параметрам к A3S  и A4S.

 

Многодиапазонная вертикальная — Антенны КВ

Предлагаемая вертикальная антенна (рис. 1) разрабатывалась как компромиссный вариант, обеспечивающий удовлетворительное качество работы на всех основных любительских КВ диапазонах.

Вибратор универсальной антенны выполнен из алюминиевых труб диаметром 40…50 мм.

В верхней его части расположен фильтр-пробка, настроенный на среднюю частоту диапазона 40 МГц (7,05 МГц). В диапазоне 80 м фильтр имеет индуктивное сопротивление и «удлиняет» вибратор до электрической длины l/4. В диапазоне 40 м фильтр-пробка «отключает» верхнюю часть вибратора, в результате чего электрическая длина антенны также равна его l/4. В диапазоне 20 м сопротивление фильтра имеет емкостный характер и его длина становится равной 3l/4.

В диапазонах 21 и 28 МГц фильтра-пробка укорачивает электрически вибратор до длины 5l/4 и 7l/4 соответственной

Система противовесов состоит из 20 отрезков медного провода диаметром 1…3 мм, соединенных в одной точке, находящейся под вибратором. На каждом из дяти диапазонов используется по четыре противовеса, для диапазона 80 м — длиной 20,8 м, 40 м — 10,4 м, 20 м — 5,2 м, 15 м — 3,49 м, 10 м — 2,62 м. На рис. 2 показано расположение противовесов в одном квадранте.

Антенну питают по 50- или 75-омному коаксиальному кабелю длиной, равной половине длины волны в диапазоне 80 м.

Это упрощает согласование антенны с фидером, так как активное сопротивление антенны заметно изменяется при переходе с одного диапазона на другой.

Описанная антенна установлена на крыше четырехэтажного железобетонного панельного дома. Наилучшие результаты были достигнуты в диапазонах 80, 40 и 20 м. КСВ ни на одном из диапазонов не превышал 2.

Если антенна будет размещаться на земле или вблизи нее, следует заземлить точку соединения противовесов (их длина в этом случае должна быть около 0,4l), а сами противовесы закопать в грунт на глубину 40…70 см.

М. Чирков (UL7GCC) г. Алма-Ата (Радио №12 1991г.)


Поделитесь записью в своих социальных сетях!

При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!


7-метровый вертикал с СУ | YL3BU.lv

В 2012 году, в поисках лёгкой и многодиапазонной антенны для работы на выездах, я наткнулся на сайт DK7ZB с описанием антенны, которую автор использовал в своих DX-экспедициях [1]. Антенна представляет из себя нерезонансный 7-метровый вертикал с тремя, также 7-метровыми, противовесами, запитанный симетричной линией через автоматический антенный тюнер SG-239.

Антенна меня заинтересовала, но был один момент вызывавший сомнения — для запитки несимметричной антенны использовалась симметричная линия, да ещё и расположенная несиметрично относительно самой антенны. Однако пришла идея проверить (расчитать на моделировщике MMANA) два вопроса:

  1. Почему длинна вертикала, и его радиалов, выбрана автором (DK7ZB) именно 7 метров?
  2. Что будет если подвесить мой SG-239 непосредственно в точке питания антенны? Сможет ли он обеспечить согласование и на какие диапазоны?

7 meter vertical antennaИсходя из наличия пластиковой мачты высотой 10 метров, была смоделирована возможная конструкция будущей антенны представленная справа на рисунке. Семи метровые элементы антенны — медные провода (диаметр не критичен). Антенный тюнер укреплён на мачте на высоте 3 метра над землёй. Вертикальный излучатель и радиалы подключены непосредственно ко входу тюнера. Коаксиальный кабель от тюнера до трансивера произвольной длины.

Расчёты показали, что вертикальный излучатель длиной 7 метров является приемлемым компромисом для дипазонов от 10 до 40 метров. В диапазоне 40 метров антенна является укороченной и проигрывает полноразмерному четвертьволновому вертикалу, однако совсем незначительно, а диаграмма направленности практически соответствует — максимальное излучение под зенитным углом примерно 250. В диапазоне 10 МГц антенна почти полноразмерная (укорочена примерно на 41 см) — почти четвертьволновая. 

7 meter vertical antenna7 meter vertical antenna

Начиная с диапазона 14 МГц преимущество перед четвертьволновым вертикалом начинает ощущаться сильнее — максимумы диаграммы направленность в вертикальной плоскости начинают прижиматься к горизонту. В диапазонах 18 и 21 МГц максимум усиления под зенитным углом 150…170 — это весьма неплохо для дальних связей.

7 meter vertical antenna7 meter vertical antenna7 meter vertical antenna

В диапазонах 24 МГц и 28 МГц начинает ощущаться длинна антенны. Угол максимального излучения задирается сильно вверх, особенно на 28 МГц. Однако если сравнить усиление рассматриваемой антенны под малыми углами, то оно выше чем у четвертьволнового вертикала.

7 meter vertical antenna7 meter vertical antenna

Таким образом антенна интересна не только для повседневных, но и для DX связей. 

В диапазоне 80 метров антенна сильно укорочена. Её входное сопротивление около 5 Ом с огромной реактивной составляющей. Автоматическому антенному тюнеру согласовать такое практически непосильно, да и общая эффективность будет мала. Здесь я подошёл к вопросу а сможет ли имеющийся у меня в наличии антенный тюнер SG-239 согласовать такую антенну, при установке его непосредственно в точке питания.

MMANA позволяет мгновенно и просто расчитать параметры согласующего устройства антенны на нужной частоте — т. е. можно пробежаться по всем диапазонам и получить необходимые комбинации и величины L и C для СУ.  А производитель автоматического антенного тюнера SG-239 позаботился и выложил подробные характеристики своего устройства, где можно увидеть какие максимальные и минимальные величины L и C он может обеспечить в своём СУ. Расчёты и сравнение показали, что тюнер SG-239 с успехом справится с согласованием данной антенны на диапазонах от 10 до 40 метров.

В итоге, в 2013 году антенна была построена и испытана. Расчёты полностью подтвердились. Антенна активно использовалась в поездках. Для ещё большего удобства было реализовано питание антенного тюнера по коаксиальному кабелю с использованием инжекторов постоянного тока на стороне тюнера и на стороне трансивера. Об устройстве инжектора можно прочитать здесь: «Питание по коаксиальному кабелю». Таким образом необходимость тащить к антенне дополнительный кабель 12 В питания тюнера (или устанавливать аккумулятор рядом с тюнером) отпала — всё происходит по одному коаксиальному кабелю. В некоторых случаях это очень удобно. Например, в ниже приведённых примерах использования данной антенны, был вариант установки её на башне маяка высотой 35 метров в дни ILLW активности. Достаточно было спустить вниз один RG213 коаксиальный кабель (длина его была 55 метров) чтобы подать 12 Вольт питания на тюнер и запитать антенну.

Примеры использования этой антенны приведены ниже. Всегда, после прочтения подобных описаний каких-то конструкций, хочется увидеть что-то реальное в примерах (Hi) — вот, это реальные выезды с реальным применением этой антенны, с фото и даже видео 🙂 

DXpedition to Kihnu Island, Estonia, 01-03.06.2013:

7 meter vertical antenna

Полевой день в Lielrauceņi (II) 15-16.06.2013:

YL1ZX/P IARU Reg 1 Fieldday 06.2014:

ILLW 2017 — YL3BU and YL3AX from Oviši Lighthouse:

Vertical antenna with automatic tuner SG-239

 

Немного об автоматическом антенном тюнере SG-239. Чтобы сэкономить я выбрал тюнер именно этого типа. Он продаётся без корпуса и поэтому существенно дешевле. Заказывал непосредственно у производителя из Америки. Если планируется постоянная установка на улице, то выйгрыш в цене на тюнер без корпуса весьма сомнительный, так ка подобрать устоичивый к перепадам температур и влажности хороший и герметичный корпус довольно трудная задача. Для временной установки я использую сравнительно дешёвую электрическую коробку — «Корпус для автоматического антенного тюнера SG-239». Что ещё мне понравилось в его конструкции — вся печатная плата тюнера полностью помещена в экран. Наружу выведены только клемы подключения и светодиодные индикаторы для контроля. Очевидно это немаловажно при установке тюнера непосредственно около антенны, для защиты его внутренней электроники от наводок. Опционально для SG-239 можно приобрести (или сделать самому — не сложно) пульт управления, подключаемый по проводам, но этой опцией я не пользовался. 

 

Ссылки:

  1. The CE0Y-7-m-Triple-Leg by DK7ZB
  2. SG-239 Smartuner (SGC SMARTUNER™ COMPARISON CHART)
  3. MMANA-GAL (DL2KQ.de)

 

Многодиапазонная вертикальная антенна — Антенны КВ

Вертикальные антенны «Ground Plane» не обладают широкополосностью и без подстройки могут работать только в узкой полосе частот.

Так называемые «толстые» вертикальные антенны, излучающая поверхность которых имеет разнообразные формы, свободны от этого недостатка и удовлетворительно работают в диапазоне частот с коэффициентом перекрытия до 3. Наибольшее распостранение получили конические (рис.1а) и экспоненциальные (рис.1б) антенны.

Рис.1

Волновое сопротивление конической антенны постоянно вдоль ее длины и зависит от угла альфа при вершине конуса. Широкополосные свойства антенны возрастают с увеличением угла альфа и достигают оптимума при 60…70 градусов; в этом случае волновое сопротивление антенны равно примерно 70…80 Ом.

Экспоненциальная антенна, волновое сопротивление которой возрастает вдоль ее длины приблизительно по экспоненциальному закону, обладает такими же широкополосными свойствами, как коническая. В то же время экспоненциальная антенна имеет большое преимущество — ее максимальный диаметр в 3 раза меньше, чем конической.

Для коротковолнового диапазона практически не представляется возможным осуществить антенну со сплошной излучающей поверхностью в виде фигур, изображенных на рис.1. Подобные антенны выполняют из трубок или проводов. Для экспоненциальных антенн, кроме того, плавную огибающую заменяют ломанной.

На радиостанции UW4HW используется экспоненциальная антенна на диапазон 14, 21 и 28 МГц, конструкция которой показана на рис.2. Излучающая система антенны образована шестью проводами, расположенными в вертикальных плоскостях под углом 60 градусов один к другому.


Рис.2

В основании и на вершине антенны провода электрически соединены вместе и с помощью изоляторов укреплены на несущей мачте. Последняя изготовлена из трех одинаковых по длине отрезков труб, соединенных изолирующими вставками. В качестве несущей мачты можно использовать также деревянный шест. Форма антенны обеспечивается распорками, укрепленными на уровне одной трети общей высоты антенны. Каждая распорка заканчивается изолятором, через который проходит провод антенны.

При необходимости можно отказаться от установки распорок и обеспечить форму антенны с помощью растяжек, крепящихся к проводам в точке перегиба с применением изоляторов. В этом случае, если мачта имеет достаточную жесткость, можно обойтись без дополнительных растяжек.
Питание антенны осуществляется с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом. Центральную жилу подсоединяют к нижней точке антенны, а экранирующую оплетку — к хорошему заземлению при установке антенны непосредственно на земле или к искусственной земле, если антенна устанавливается на крыше дома.

Искусственной землей может служить металлическая крыша или шесть горизонтальных проводов, радиально расходящихся от основания антенны. Провода искусственной земли располагаются в одних вертикальных плоскостях с соответствующими излучающими проводами антенны и имеют длину, равную длине излучающих проводов.

Антенна и искусственная земля выполнены из медного провода диаметром 1,5 мм. Практически измеренные значения КСВ в диапазоне частот 14,0; 21; 29,7 МГц находятся в пределах 1,2…1,9. Расчет размеров антенны для других диапазонов частот несложно произвести, задаваясь длиной проводов антенны в пределах:

и углом альфа у основания антенны в пределах 60…70 градусов. Опыт использования этой антенны показывает, что по характеристикам она превосходит антенну «Ground Plane» и благодаря простоте исполнения может успешно применяться в радиолюбительской практике.

Инж.Ю.Матийченко (UW4HW), мастер спорта. «Радио» №12/1968 год


Поделитесь записью в своих социальных сетях!

При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *