Антенна «Длинный луч» в городе. Все секреты. [Long Wire antenna secret’s in town]
Для полноценного участия в эфирных мероприятиях в городе незаметно можно установить не так уж много антенн. Miniwhip — не пойдет — это только прием, Magnetic Loop — сложен в согласовании и перестройке по диапазонам, другие антенны не так уж и просты в размещении и эксплуатации, поэтому остается лишь вариант — «Длинный луч», Long Wire (LW). Начало луча закрепляется в зоне доступа радиолюбителя на окне, карнизе балконе изолированно от металлоконструкций здания. Второй конец отводится как можно дальше и выше от здания. Длина луча примерно соответствует половине длинны волны самого низкочастотного диапазона, предполагаемого для работы. Это условие обеспечит высокое входное сопротивления луча, которое связано с сопротивлением излучения антенны, которое в свою очередь связано с коэффициентом полезного действия соотношением:
КПД = Rизл.антенны / [Rизл.антенны + Rпотерь]
Где Rпотерь — сопротивление случайного высокочастотного заземления (ВЧЗ), которое и будет использоваться радиолюбителем.
Посмотрим на модель антенны в программе MMANA:
Определим оптимальные длины луча по диапазонам, импедансы антенны для длины луча 40.6 метра и уточним данные по ядру NEC-2 для MMANA:
Оптимальная длина луча отличается для разных диапазонов, поэтому можно выбрать компромиссный вариант между 40.6 и 41.7 метра (без учета коэффициента укорочения).
Для расчета я выбрал 40.6 метра. Из таблицы видно что импедансы по диапазонам от 80М до 10М больше 50 Ом.
В качестве луча я использую провод — нерасплетенную полевку П-274, она обеспечит необходимую жесткость, и электрическую проводимость. Если имеется несколько кусков полевки, их можно соединить, скручивая металлические жилы и пропаивая медные. Далее защитить лаком, и закрыть термоусадкой или изолентой.
Для протяжки провода между веток деревьев можно использовать удилище длиной 8 метров с грузиком на конце, а также веревку длиной 20 метров, которая пригодится для фиксации Long Wire на высоте.
Мне удалось закрепить ближний край луча на высоте 4.5 метра, середину на высоте 6-7 метров и дальний конец на высоте 7-8 метров.
(нижний провод на фото)
В качестве ВЧЗ буду использовать металлическую раму окна. Питающий кабель перед согласующим устройством нужно сбухтовать или использовать отсекающий дроссель.
Это обеспечит минимум шумов от помещения, и минимум излучения оплеткой питающего кабеля. Для подключения луча к питающему кабелю используем согласующее устройство (СУ), в простейшем варианте LC, можно использовать Т и П схемы, а иногда и повышающие трансформаторы, например 1:9.
Рассмотрим простейший вариант согласования — LC цепочку, включенную по схеме ФНЧ, для работы с высокоомной нагрузкой. (Hi-Z).
Высокое входное сопротивление отмечено звездочкой справа на диаграмме Смита.
Изменяя емкость конденсатора, изменяем активное и реактивное сопротивление до попадания на окружность 50 Ом, вращая индуктивность компенсируем остаточную реактивность до минимальных значений.
Для диапазона 80М (и выше) должно хватить максимальной индуктивности 25 мкГн и ёмкости 330 пФ. Грубый шаг переключения индуктивности может не дать получить оптимальную настройку с КСВ близким к 1. С этим приходится мириться, либо повышать дискретность переключений, либо использовать вариометр, и прочие хитрости: http://lavrinenkov.blogspot.com/2021/03/lc-l-match-vk3ye2e0bax.html
Теперь посмотрим на измерения полученные с помощью NanoVNA. Подряд три картинки:
прямое измерение луча с ВЧЗ (максимальные сопротивления на 2.5 МГц, 5.6 МГц, 9.07 МГц), измерение трансофрматора 1:9 и измерение трансформатора с подключенным лучом и ВЧЗ.
Трансформатор снижает КСВ до уровня не более 4 почти во всём в диапазоне коротких волн, обычно так и представляют такие виды антенн, как универсальные многодиапазонные.
Однако работа с повышенным КСВ вряд ли понравится вашему передатчику. В моем частном случае КСВ не более 1.5 получился только для диапазона 15М.
КПД передачи мощности передатчика на неоптимальную по КСВ нагрузку можно оценить по формуле:
n = 4 / [2 + КСВ + 1/КСВ]
Или посмотреть по таблице:
КСВ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 7 | 10 | 20 |
β | 100% | 88% | 75% | 64% | 55.6% | 44% | 33% | 18. |
1%Я бы не рекомендовал работать с передатчиком при КСВ нагрузки более 3.
Теперь подключим согласующее устройство и посмотрим на полосы согласования по коротковолновым диапазонам:
Как видим, согласование достигается на всех показанных диапазонах, кроме 160М, где согласование может быть получено при использовании более объемного ВЧЗ или системы противовесов.
Теперь посмотрим на диаграммы направленности антенны длинный луч (LW) из NEC-2. Для анализа выбраны небольшие зенитные углы, соответствующие наиболее вероятным рабочим углам.
Основная поляризация — горизонтальная, отмечена зеленым. По мере роста частоты количество лепестков увеличивается. Главные лепестки прижимаются к оси луча, усиление главных лепестков растет.
Для небольшой высоты подвеса, ошибка вычисления усиления и импедансов на ядре MININEC (MMANA) может достигать больших значений. Для сравнения приведу таблицу по MININEC и NEC-2:
Ошибка определения усиления в MININEC может достигать 6 дБ на диапазоне 80М!
Теперь проведу тестовые включения WSPR, 1 цикл 5 Вт на четырех диапазонах.
20m-5w-1600z-15.07.2021-!
30m-5w-1752z-15.07.2021-!
40m-5w-1718z-15.07.2021-!
80m-5w-1928z-15.07.2021-!
Тест с неоновой лампочкой показал ее зажигание при контакте с горячим концом луча, при мощности 2.5…5 Вт на диапазонах 80М и 40М, на остальных зажигание не возникало. Необходимо оценивать потенциальный риск касания такого конца антенны, находящегося под высоким ВЧ напряжением во время передачи!
Далее для теста луча проведены свзяи:
RA3ZDM 58 мне, 59 ему, SSB, 20M, 5W, 2021.07.17 11:17z
LA5FJA 599 мне, 559 ему, CW, 20M, 5W, 2021.07.17 11:59z
Таким образом антенна длинный провод, луч или Long Wire рассмотрена и может быть повторена радиолюбителями на желаемые диапазоны или исходя из возможностей размещения. Если этой заметки оказалось недостаточно, можно посмотреть видеоматериал:
или почитать необходимый раздел книги Игоря Гончаренко «Антенны КВ и УКВ»
Лавриненков Игорь / R2AJA
Универсальное согласующее устройство
Универсальное согласующее устройствоУстройство предназначено для
согласования передатчика с различными
типами антенн, как имеющими коаксиальный
фидер, так и с открытым входом (типа «длинный
луч» и т.
д.). Применение устройства
позволяет добиться оптимального
согласования передатчика на всех
любительских диапазонах, даже при работе с
антенной случайной длины. Встроенный
измеритель КСВ может быть использован при
настройке и регулировке антенно-фидерных
систем, а также как индикатор мощности,
отдаваемой в антенну.
Принципиальная схема согласующего устройства показана на рис. 1. Он включает в себя два функциональных узла: собственно устройство согласования (катушки L1 и L2. конденсаторы С6-С9, переключатели В2 и ВЗ) и измеритель КСВ, собранный по схеме балансного ВЧ моста.
Обмотка изолирована двумя слоями
фторопластовой ленты. Катушка L2 намотана на
кольцо М30ВЧ2 12Х Х6Х4.5 мм и содержит 30 витков
провода ПЭЛШО 0,41. Блоки переменных
конденсаторов — самодельные, из воздушных
подстроенных конденсаторов типа КПВ.
Конструкция сочленения их в блоки может
быть любой, важно лишь обеспечить изоляцию
роторов и статоров от шасси.Собственно устройство согласования настройки не требует. Измеритель КСВ настраивают следующим образом. От печатной платы отпаивают провод, идущий к конденсаторам С6, С7. К нему подключают резистор сопротивлением 75 Ом и мощностью- 5-10 Вт (можно использовать несколько резисторов МЛТ-2. соединенных параллельно). Вход измерителя подключают к передатчику. Переключатель В1 устанавливают в положение «Прямая». Подают такое напряжение ВЧ (частотой 21 или 28 МГц), чтобы стрелка индикатора отклонилась на всю шкалу. Затем устанавливают переключатель в позицию «Отраженная» и настройкой конденсатора С2 добиваются нулевых показаний индикатора.
Если это не
удается, подбирают резистор R2 или диод Д2.Меняют местами нагрузку и выход передатчика и повторяют настройку конденсате ром С1, а также подбором резистора R1 и диода Д1.
Соотношения прямой и отраженной волн, соответствующие КСВ==1, в правильно настроенном измерителе должны сохраняться во всем диапазоне частот.
Для общей проверки согласующего устройства передатчик подключают к входу устройства, а к его выходу подключают активную нагрузку сопротивлением 75-200 Ом. Конденсаторы С6 и С7 устанавливают в положение максимальной емкости, переключатели — в позиции, показанные на схеме. Включают передатчик и резистором R3 добиваются отклонения стрелки индикатора на всю шкалу. Переводят переключатель B1 в позицию «Отраженная» и переключателем В2 добиваются Минимальных показаний индикатора. Затем настройкой переменных конденсаторов С6 и С7 добиваются нулевых показаний индикатора, что соответствует значению КСВ =1 и свидетельствует о полном согласовании выхода передатчика с эквивалентом нагрузки.
На высокочастотных диапазонах может
потребоваться подключение катушки L2
параллельно L1.Аналогичная процедура настройки выполняется и при подключении реальных типов антенн. Отсчет КСВ производят по формуле
KCB=(А+В)/(А-В)
где А — отсчет по шкале индикатора для
прямой волны. В-для отраженной. Шкалу можно
отградуировать непосредственно в единицах
КСВ.
Описанное устройство
используется автором с антенной «наклонный
луч» длиной 80 м. На всех любительских
диапазонах удается получить полное
согласование антенны с передатчиком.
Помехи телевидению отсутствуют полностью.
Данное устройство проверялось на
радиостанции UA4IF при работе с отрезком
провода случайной длины (15-17 м). На всех
любительских диапазонах было получено
согласование с КСВ не хуже 1.2-1,5.
Инж. В. КОБЗЕВ (UW4HZ) г. Куйбышев
(Р9/75)
Yagi Feed Impedance & Matching » Electronics Notes
Примечания и подробные сведения об импедансе антенны Yagi с описанием того, что на него влияет, а также систем и методов согласования и питания антенны Yagi.
Антенна Yagi включает:
Антенна Yagi
Теория антенны Яги и расчеты
Усиление и направленность антенны Yagi
Сопротивление подачи Yagi и согласование
Как и в случае с любым другим типом антенн, обеспечение хорошего согласования между фидером и самой антенной имеет решающее значение для обеспечения возможности оптимизации характеристик антенны.
Паразитные элементы сильно влияют на импеданс ведомого элемента, поэтому в базовую конструкцию необходимо включить устройства, обеспечивающие хорошее согласование.
Сопротивление питания ведомого элемента Yagi
Импеданс облучателя антенны Yagi можно изменять в широком диапазоне. Хотя импеданс самого диполя в свободном пространстве был бы 73 Ом, он значительно меняется из-за близости паразитных элементов.
Расстояние между ними, их длина и множество других факторов влияют на импеданс фидера, создаваемый диполем. На самом деле изменение расстояния между элементами оказывает большее влияние на импеданс, чем на коэффициент усиления, и, соответственно, установка требуемого расстояния может использоваться в качестве одного из методов проектирования для точной настройки требуемого импеданса подачи.
Тем не менее, близость паразитных элементов обычно снижает импеданс ниже обычно требуемого уровня 50 Ом. Обнаружено, что при расстоянии между элементами менее 0,2 длины волны импеданс быстро падает.
Методы сопоставления яги
Чтобы преодолеть это, можно использовать различные методы. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, как с точки зрения производительности, так и с точки зрения механической пригодности. Ни одно решение не подходит для всех приложений.
Приведенные ниже решения являются одними из основных решений, используемых и применимых ко многим типам антенн. Там тоже не единственные:
- Расстояние между элементами: Существует определенный уровень изменения импеданса, который может быть обеспечен путем изменения расстояния между элементами. Однако невозможно довести импеданс подачи до 50 Ом, необходимого для большинства применений подачи. .
- Балун: Балун — это трансформатор, согласующий импеданс, и его можно использовать для согласования большого числа коэффициентов импеданса, при условии, что импеданс известен при проектировании балуна.
- Складчатый диполь: Один из эффективных методов увеличения импеданса фидера — использование складного диполя. В своей основной форме он увеличивает импеданс в четыре раза, хотя, изменяя различные параметры, можно повысить импеданс на разные факторы.
- Дельта-соответствие: Этот метод согласования импеданса Yagi включает в себя «разветвление» соединения питания с ведомым элементом.
- Соответствие гаммы: Решение согласования гаммы для согласования Yagi включает подключение внешней оплетки коаксиального кабеля к центру ведомого элемента, а центра через конденсатор к точке, удаленной от центра, в зависимости от увеличения импеданса. необходимый.
Регулировка расстояния
Установлено, что добавление паразитных элементов в дипольную антенну снижает полное сопротивление облучателя. Допустимы значения 20 Ом и ниже. В результате этого необходимо предпринять шаги, чтобы снова поднять импеданс до более удобного уровня.
В то время как другие методы могут привести импеданс к правильному диапазону для подачи, регулировка интервала может уменьшить импеданс, чтобы обеспечить оптимальное согласование.
Balun для Yagi, соответствующий
Балун — это очень простой метод согласования импеданса. Балуны 4:1 широко доступны для приложений, включая согласование свернутых диполей с коаксиальным кабелем 75 Ом.
Подобные балуны— это просто ВЧ-трансформаторы. Они должны иметь как можно более широкий частотный диапазон, но, как и любые намотанные компоненты, имеют ограниченную полосу пропускания. Однако, если он предназначен для использования с определенной антенной Yagi, это не должно быть проблемой.
Одной из проблем с балуном является стоимость — он, как правило, дороже, чем некоторые другие формы согласования импеданса Yagi. Они также могут быть ограничены по мощности для данного размера.
Сложенный диполь
Свернутый диполь является стандартным подходом к увеличению импеданса Яги.
Он широко используется в антеннах Yagi, включая телевизионные и радиовещательные FM-антенны.
Простой витой диполь обеспечивает увеличение импеданса в четыре раза. В условиях свободного пространства импеданс диполя сам по себе увеличивается с 75 Ом для стандартного диполя до 300 Ом для сложенного диполя.
Примечание по складчатому диполю:
Сложенный диполь представляет собой разновидность диполя с более высоким полным сопротивлением, чем у стандартного полуволнового диполя — в стандартной версии его полное сопротивление в четыре раза больше. Однако различные отношения могут быть получены путем изменения механических свойств.
Подробнее о сложенном диполе.
Еще одно преимущество использования складчатого диполя для согласования импеданса Yagi заключается в том, что складчатый диполь имеет более плоскую характеристику импеданса в зависимости от частоты, чем простой диполь. Это позволяет ему и, следовательно, Yagi работать в более широком диапазоне частот.
В то время как стандартный витой диполь, использующий проводник одинаковой толщины для верхнего и нижнего проводников внутри витого вибратора, дает четырехкратное увеличение импеданса, изменяя толщину обоих, можно изменить коэффициент умножения импеданса до значительно разных значений.
Дельта-совпадение
Дельта-сопоставление для сопоставления Яги — одно из наиболее простых решений. Он включает в себя разветвление концов симметричного фидера для соединения с непрерывно излучающим ведомым элементом антенны в точке, обеспечивающей требуемое согласование.
Для оптимального соответствия необходимо отрегулировать как длину стороны, так и точку соединения.
Одним из недостатков использования дельта-согласования для обеспечения согласования импеданса Yagi является то, что оно не может обеспечить какое-либо удаление элементов реактивного импеданса. В результате можно использовать заглушку.
Гамма соответствует
Гамма-согласование часто используется для согласования импеданса Yagi.
Это относительно просто реализовать.
Как видно на схеме, внешний коаксиальный фидер подключен к центру ведомого элемента антенны Yagi, где напряжение равно нулю. В связи с тем, что напряжение равно нулю, ведомый элемент также может быть подключен непосредственно к металлической стреле в этой точке без какой-либо потери производительности.
Внутренний проводник коаксиального кабеля затем проходит дальше от ведомого элемента — он подводится к точке ответвления для обеспечения правильного согласования. Любая индуктивность настраивается с помощью последовательного конденсатора.
При регулировке конструкции ВЧ-антенны регулируются как переменный конденсатор, так и точка, в которой плечо касается ведомого элемента. После того, как значение переменного конденсатора установлено, его значение можно измерить и при необходимости вставить постоянный компонент.
Другие темы об антеннах и распространении:
ЭМ волны
Распространение радио
Ионосферное распространение
Грунтовая волна
Разброс метеоров
Тропосферное распространение
Основы антенны
Кубический четырехугольник
Диполь
Отключить
Ферритовый стержень
Логопериодическая антенна
Антенна с параболическим отражателем
Антенны с фазированной решеткой
Вертикальные антенны
Яги
Заземление антенны
телевизионные антенны
Коаксиальный кабель
Волновод
КСВ
Антенные балуны
MIMO
Вернитесь в меню «Антенны и распространение».
. .
ОСНОВЫ КОНСТРУКЦИИ АНТЕННЫ YAGI антенна!
CQ-вызов всем
Ветчины! Реклама
Информация | БАЗОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ АНТЕННЫ YAGI ДЛЯ
ЭКСПЕРИМЕНТ Это
статья не предназначена для того, чтобы дать вам детали конструкции для строительства
Яги. Они обнаружили, что путем добавления «элементов» различной длины
и расстояния перед дипольной антенной и позади нее,
производительность и эффективность диполя могут быть значительно
увеличивается, и картина дипольной радиочастотной энергии может быть «лучевой» или
сфокусированы в одном направлении, в результате чего появляется «эффект»
что передатчик потреблял гораздо больше энергии, чем было на самом деле,
давая гораздо более сильные сигналы как на приеме, так и на
передать! Экспериментально они определили, что «эффект»
их конструкции создали гораздо более «мощные» антенны по сравнению с
стандартный диполь, просто добавив к нему еще несколько элементов. ОТРАЖАТЕЛЬ ПОЛОСА И ИМПЕДАНС ОБ АНТЕННЫХ ШАБЛОНАХ Равные интервалы, директора одинаковой длины могут дают более высокий коэффициент усиления на определенной частоте, но полоса пропускания больше создаются узкие и большие уровни боковых лепестков. Широкий интервал будет увеличить пропускную способность, но боковые лепестки становятся большими. Автор варьируя как расстояние, так и длину директора, шаблон и шаблон полоса пропускания может быть более контролируемой. Больше директоров в пределах данного бума длина не увеличит усиление на сколько-нибудь большую величину, но даст вам лучший контроль диаграммы направленности антенны в более широком диапазоне частот в группе дизайна. Если уменьшить длину каждого последующего директора на заданный коэффициент (%), И увеличить расстояние между каждым последующим директор по другому фактору, очень чистый рисунок с хорошим рисунком пропускную способность можно получить.  TRADE OFF……будет небольшой убыток в оптимальное усиление вперед (от 10% до 15%). В двух словах… когда вы вносите изменения в одну часть антенна, это меняет работу другой части…..все изменения взаимодействовать друг с другом и финальное выступление! УСИЛЕНИЕ против ОТНОШЕНИЕ ПЕРЕДНЯЯ-ЗАДНЯЯ ЧАСТЬ Благодаря конструкции с максимальным усилением в прямом направлении главный лепесток становится уже как в угломестной, так и в азимутальной плоскостях, а задний лепесток всегда присутствует. Когда вы проектируете задний лепесток, рисунок становится шире, и усиление вперед снижается. В некоторых случаях боковые лепестки становятся довольно большой. СЫТЫЙ ЯГИ — СЧАСТЛИВЫЙ
ЯГИ! Система сбалансированного кормления: Другой метод (для точки питания с низким импедансом) использует разъемный элемент, изолированный от стрелы, и питается от «балуна 4: 1 с понижением», сделанного путем объединения двух 1/4 участки длины волны коаксиального фидера параллельно, прикрепляя равные длина изолированного провода снаружи этих секций, а соединительная его к центральным проводникам на конце точки питания и к экранам на конец питающей линии.  Импеданс этого типа «балуна» должен быть равен или
около среднего значения между импедансом точки питания и фидерной линией
импеданс. Например, две параллельные секции по 75 Ом будут равны 37,5 Ом и согласует точку подачи 25 Ом с линией подачи 50 Ом с 1,0 до 1 КСВ. Самый распространенный метод, используемый сегодня радиолюбителями, — это совпадение гаммы. Он обеспечит легкий и надежный метод сопоставления с точкой подачи без потери пропускная способность. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ ЯГИ С НУЛЯ ИСПОЛЬЗУЯ КОМПЬЮТЕР! W7RAI имеет очень хорошую программу проектирования Yagi на основе DOS, которая
можно скачать БЕСПЛАТНО! Подробнее о АНТЕННОЙ ПРОГРАММЕ QY4
ЗДЕСЬ. СМ. A 6 ЭЛЕМЕНТОВ 2 МЕТРА SSB (144.250) КОНСТРУКЦИЯ ЗДЕСЬ Дополнительную информацию о конструкции антенн и системах питания см. Справочник радиолюбителя, Справочник по антеннам ARRL, Яги доктора Дж. Л. Лоусона Проект антенны (ARRL), или Справочник радиоинженера Билла Орра, чтобы назвать только несколько. Спасибо всем, кто делает дизайн антенны для радиолюбителей. и эксперименты — фантастическое подхобби для любителей Радио. Антенная книга ARRL! Назад к конструкции антенны страница проектов! Наши потрясающие предложения для certkiller действуют онлайн
подготовительные и экзаменационные листы — ccda — сертификация хорошо подготовит вас к финальным дампам мозгов — онлайн ged —
сертификационный экзамен. |
Он предназначен для того, чтобы дать вам лучшее базовое представление о том, как
Yagi разработан, и основные функции каждого из его
части. 
Из
первостепенное значение здесь имеет импеданс ведомого элемента, точка
на антенне, где идет передача РЧ от фидера
место. 
«Другими словами… торговля
Помимо строительных соображений, это лучше
системы подачи. Удовлетворение требованиям сбалансированной системы согласования
обычно основная проблема, но есть много доступных методов. 
Вы можете настроить многие из
переменные в нем, чтобы спроектировать Yagi, который будет хорошо работать для вас. Есть
также программа внутри него, которая будет проектировать гамму
соответствовать. 
