Несимметричный диполь на диапазоны 80, 40, 20 и 10 м. Симметрирующий трансформатор — 4:1. SWL и QSO.
Антенна несимметричный диполь на 40-20-10м. Она же Виндом И OCF. Самодельный трансформатор 1:4 EW8OO
Антенна несимметричный диполь на 40-20-10м. Она же Виндом И OCF. Самодельный трансформатор 1:4 EW8OO
Несимметричный диполь80/40/20/10 (Постройка,проверка анализатором,радиосвязь)
Несимметричный диполь80/40/20/10 (Постройка,проверка анализатором,радиосвязь)
В данном видео я собираю антенну на 80 м. диапазон из полевки и подготавливаю её для установки на крышу. Скрепляю с растяжкой (стальной тросик в изоляции) через керамический изолятор. Устанавливаю крепления. На данный момент антенна установлена и отлично работает.
Видео Изготовление антенны диполь на 80 метров канала VASGEN R6DJF
Показать
Работ различных современных средств связи невозможна без таких устройств приема и передачи радиоволн, как коротковолновые антенны (сокращенно кв антенны). Востребованность и популярность данных устройств обусловлены большим разнообразием их видов, а также возможностью самостоятельного изготовления. Особенно распространены они в любительской радиосвязи с разрешенным диапазоном для вещания от 1,81 до 29,7 МГц.
Классическая кв антенна
Диполь Герца
Диполь Герца (полуволновой вибратор) – простейшее устройство данного вида, состоящее из вертикальной опоры и двух плеч общей длиной 1/2 от принимаемой или излучаемой волны. Так, при длине волны 160 метров длина двух плеч диполя должна быть 80 метров. При монтаже на крыше высотного дома вертикальные стойки не используют, закрепляя плечи диполя на коротких опорах.
Укороченный диполь Герца
Такая антенна кв отличается от предыдущей более короткой длиной плеч (до 1/5 от длины принимаемой или излучаемой волны), а также установленными на них катушками индуктивности и концевыми емкостными нагрузками в виде металлических дисков или «звездочек» из проводов или проволоки.
Спиральные антенны
Классическое устройство данного вида («Спираль Тесла») состоит из двух спиралей, расположенных на крестовинах, соединенных между собой перемычкой (траверсом).
Спираль Тесла
Питание антенны
Соединяют такое устройство с трансивером (приемо-передающей аппаратурой) толстым коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50-75 Ом.
Сборка антенны
Собирают небольшое устройство данного вида, наматывая две плоские спирали диаметром 90 см на каркас из полипропиленовой трубы, состоящий из двух крестовин и соединяющей их 90-92-сантиметровой перекладины (траверса). В качестве материала для спиралей используют одножильный изолированный медный провод диаметром 1,5 мм.
Трансформатор
Для данного устройства используют воздушный трансформатор с рабочим диапазоном волн от 10 до 100-160 метров. Делают его, наматывая на полый 140-миллиметровый каркас диаметром 25 мм 16 витков сдвоенного провода толщиной 1,5 мм. Длина намотки провода при этом должна быть 95-100 мм.
Настройка антенны
Процесс настройки включает в себя следующие операции:
- Настройка КВС (коэффициента стоячей волны) – выполняется при помощи специального прибора или зажимами-крокодильчиками, фиксируемыми на спиралях вибратора и перемещаемыми по ним, что приводит к изменению положения точки питания. Полученное в процессе настройки на найденной частоте значение КВС должно быть в пределах 1,0-1,2.
- Настройка частоты резонанса – осуществляется изменением длины проводов вибраторов с помощью тех же зажимов, что и в предыдущем пункте. Настройку производят, передвигая зажимы по изолированному проводу спиралей.
Усиление антенны, полоса пропускания и угол излучения
Размещают спиральную передающую антенну горизонтально на высоте, равной 1/8 длины излучаемой ею волны.
Магнитные антенны
Наиболее распространенной конструкцией кв антенны является магнитная-рамочная петля (magnetic loop), состоящая из:
- Дюралюминиевого или медного излучающего кольца диаметром 25-80 см;
- Петли связи, диаметр которой в 5 раз меньше, чем у излучающего кольца;
- Питающего кабеля (фидера) с волновым сопротивлением 50 Ом;
- Мощного конденсатора настройки резонансной частоты.
Магнитно-рамочная петля
Устанавливают такие простые самодельные передающие устройства как на высоких мачтах, крышах многоэтажек, так и на балконах или подоконниках квартир. Благодаря настроечному конденсатору, способному работать при мощности до 100 Вт, такие радиолюбительские коротковолновые антенны работают в диапазонах от 1,8 до 27 Мгц.
Емкостные антенны
Многодиапазонная антенна
Многодиапазонная антенна – устройство, позволяющее производить вещание во всех разрешенных для любителей диапазонах коротких волн. Благодаря данному свойству, многодиапазонки приобрели большую популярность и распространение.
Одна из многодиапазонок типа UA1DZ имеет следующую конструкцию:
- Вибратор длиной 9,3 м
- З-х метровая подставка;
- 4-5 оттяжек;
- 10-14 дополнительных гибких противовесов-оттяжек длиной 9,4 м.
Соединение таких антенн и передатчиков производят при помощи коаксиального кабеля на 50 Ом.
Основными недостатками, которыми обладают такие многодиапазонные конструкции, являются их громоздкость, высокая парусность и риск поражения молнией при установке на крыше высотного дома или другой многоэтажной постройки.
Вертикальная антенна (Ground Plane)
Вертикальные антенны типа Ground Plane – устройства, предназначенные для вещания на диапазонах от 14 до 24-28 Мгц. Основными составляющими таких вертикальных кв антенн являются 2-х метровая мачта, дюралевый вибратор длиной от 2 до 5 метров, 4-5 противовесов длиной 2,5-3 метра и питающий коаксиальный 50-ти омный кабель.
Устанавливают их как на крышах высоток, так и на фронтонах частных домов.
Укороченная дипольная антенна
Самое простое устройство данного вида на 7 мгц представляет собой конструкцию, состоящую из следующих частей:
- Разделенный на два 3-х метровых плеча проволочный вибратор с изоляторами и оттяжками на концах. В качестве изоляторов используют небольшие кусочки текстолита, для оттяжек применяют прочный бельевой капроновый шнур.
- Две удлинительных 140-ка витковых катушки из медного провода толщиной 0,5-0,6 мм;
- Центральный узел с трансформатором (балуном);
- Фидер – питающий коаксиальный кабель на 50 Ом.
Укороченная диполь
Используют такую укороченную диполь, как в стационарных, так и в полевых условиях, закрепляя ее на высоте от 3 до 4 метров.
На заметку. Для того чтобы произвести настройку такого устройства по резонансу, необходимо равномерно укорачивать длину расположенных горизонтальных или под углом плеч вибратора. После изменения длины плеча укорачивающая ее оттяжка крепится к ближайшему дереву или другой устойчивой опоре.
Вертикальная кв антенна своими руками
Наиболее популярны для самостоятельного изготовления такие передающие коротковолновые устройства, как вертикальные антенны.
Наиболее простую и эффективную из них делают следующим образом:
- В землю вкапывают деревянный столбик высотой 2,5-3 метра;
- На вкопанном столбике при помощи саморезов закрепляют распределительную коробку;
- В закрепленной коробке помещают высокочастотный дроссель – катушку с намотанными на нее витками изолированного коаксиального кабеля;
- К выходу дросселя подключают двухжильный многопроволочный медный кабель сечением 2 мм;
- Провод продевают через пропускные кольца дешевого 6-ти метрового углепластикового удилища;
- Конец провода закрепляют на вершинке удилища при помощи обычного пластикового хомута-стяжки;
- Посередине удилища закрепляют круглую площадку с проволочными оттяжками;
- На верхней части столба крепят 2 клипсы и один хомут-держатель (КТР) для полипропиленовых труб диаметром 32 мм;
- При помощи клипс и держателя удилище с излучателем (продетым сквозь пропускные кольца проводом) закрепляется на столбе;
- Оттяжками мачта с излучателем выравнивается и надежно фиксируется. Оттяжки при этом закрепляются на устойчивых, расположенных рядом столбах, деревьях, вкрученных в несущие конструкции зданий и капитальных построек крюках.
Питающий провод для кв антенн такого вида используют с волновым сопротивлением 50 Ом.
Обслуживание такого устройства сводится к периодической проверке целостности излучателя путем его прозвонки мультиметром, замене сломанных ветром колен мачты, корректировке натяжения оттяжек.
Выбор первого кв трансивера
При выборе первого передающего устройства (трансивера) начинающим радиолюбителям необходимо учитывать:
- Габариты и вес – радиостанция должна иметь такие размеры и вес, чтобы ее можно достаточно легко переносить в руках или походном рюкзаке.
- Функционал – для начинающего радиолюбителя достаточно трансивера, имеющего небольшое количество основных настроек (резонансная частота, мощность, КСВ);
- Надежность и наличие гарантии – как и любая другая аппаратура, коротковолновая радиостанция должна иметь гарантийный срок обслуживания;
- Возможность программирования аппаратуры с использованием персонального компьютера.
Трансивер
Не рекомендуют начинающим радиолюбителям приобретать дорогостоящие и очень сложные в эксплуатации, обслуживании коротковолновые радиостанции. Новичку, заинтересовавшемуся радиолюбительством, будет очень тяжело разобраться в такой аппаратуре, при утрате интереса к данному делу продажа такой дорогостоящей радиостанции за ту же сумму, что она была куплена, будет очень затруднительной.
Другие конструктивы антенн
Из других конструкций антенн кв диапазона внимание заслуживает вертикальный спиральный полуволновой вибратор для волн длиной 80 метров, состоящий из:
- 120-ти сантиметровой спирали из медного изолированного провода диаметром 1-1,5 мм;
- Траверса высотой 150 см;
- Противовеса длиной не менее 80 см;
- Согласующего устройства;
- Высокочастотного автотрансформатора;
- Питающей линии из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом.
Применяют такие вертикальные антенны в условиях ограниченного пространства небольших приусадебных участков, на крышах многоэтажных домов и других высотных построек.
Простейшие самодельные антенны
Самыми простыми в изготовлении коротковолновыми устройствами из описанных выше являются:
- Магнитно-рамочная петля;
- Штыревая антенна;
- Укороченная диполь;
- Полноразмерная диполь.
Изготовить их можно самостоятельно из подручных недорогих материалов, не используя при этом специальные инструменты и оборудование.
Немного слов о коротковолновиках
Коротковолновик
Коротковолновики – радиолюбители, занимающиеся вещанием в коротковолновом диапазоне. Занимающиеся конструированием, изготовлением и ремонтом передающих устройств люди проводят сеансы связи из различных уголков планеты. При этом для каждого из них достижением считается самая дальняя точка, с которой был проведен сеанс радиосвязи.
На заметку. Согласно действующему законодательству РФ, для радиолюбителей-коротковолновиков доступно вещание на 10 коротковолновых диапазонах со следующей длиной волн: 2200 м, 160 м, 80 м, 40 м, 30 м, 20 м, 16 м, 15 м, 12 м, 10 м. Использование высокочастотных диапазонов запрещено.
Антенны мобильных телефонов
Еще не так давно во многих моделях мобильных телефонов использовались достаточно крупные для данных устройств направленные антенны. Однако по мере развития телекоммуникационных технологий работа мобильных средств связи постепенно перешла из коротковолнового в вч диапазоны до 2500 МГц. Такая рабочая частота соответствует длине волны всего 12 см, благодаря чему для проведения эффективных сеансов связи достаточно небольшого встроенного в телефон передающего устройства.
Таким образом, правильно собранная, установленная и настроенная коротковолновая антенна – это залог устойчивой и качественной связи с живущими в самых отдаленных уголках планеты радиолюбителями. Благодаря большому разнообразию конструкций и моделей, собираемое из подручных материалов такое передающее устройство может быть установлено практически в любом доступном месте: на крыше, балконе и даже внутри жилого помещения.
Видео
Без преувеличения можно сказать, что 80-метровый диапазон является одним из наиболее популярных. Однако многие земельные участки слишком малы для установки полноразмерной антенны на этот диапазон, с чем и столкнулся американский коротковолновик Joe Everhart, N2CX. Пытаясь выбрать оптимальный тип малогабаритной антенны, он проанализировал много вариантов. При этом не были забыты классические проволочные антенны, которые при длине более L/4 работают достаточно эффективно. К сожалению, такие антенны, запитанные с конца, нуждаются в хорошей системе заземления. Разумеется, качественное заземление не требуется в случае применения полуволновой антенны, но ее длина оказывается такой же, как у полноразмерного диполя, запитанного по центру.
Таким образом, Joe решил, что самой простой антенной с хорошими параметрами является горизонтальный диполь, возбуждаемый в центре. К сожалению, как уже указывалось, длина полуволнового диполя 80-метрового диапазона часто является препятствующим фактором при его установке. Тем не менее, длина может быть уменьшена примерно до L/4 без фатального ухудшения характеристик. А если приподнять центр диполя и приблизить к земле концы вибраторов, получим классическую конструкцию Inverted V, которая дополнительно сэкономит площадь при установке. Следовательно, можно рассматривать предложенную конструкцию как Inverted V 40-метрового диапазона, который используется на 80 м (см. рис. выше). Полотно антенны образовано двумя вибраторами по 10,36 м, симметрично снижающимися от точки запитки под углом 90° друг к другу. При монтаже нижние концы вибраторов должны располагаться на высоте не менее 2 м над землей, для чего высота подвеса центральной части должна быть не менее 9 м. Малая высота подвеса обуславливает эффективное излучение под большими углами, что идеально подходит для связей на расстояниях до 250 км. Самым главным преимуществом подобной конструкции является то обстоятельство, что ее проекция не превышает 15.5 м.
Как известно, достоинством полуволнового диполя, питаемого по центру, является хорошее согласование с 50 или 75-омным коаксиальным кабелем без применения специальных согласующих устройств. Описываемая антенна в диапазоне 80 м имеет длину L/4 и, следовательно, не является резонансной. Активная составляющая входного импеданса мала, а реактивная — велика. Это означает, что при сопряжении такой антенны с коаксиальным кабелем, КСВ окажется слишком высок, и уровень потерь будет значителен. Проблема решается просто — необходимо применить линию с малыми потерями и использовать антенный тюнер для ее согласования с 50-омной аппаратурой. В качестве антенного фидера был использован 300-омный телевизионный плоский ленточный кабель. Меньшие потери обеспечивает двухпроводная воздушная линия, но ее сложнее завести в помещение. Кроме того, может потребоваться подстройка длины фидера, чтобы попасть в диапазон перестройки антенного тюнера.
В оригинальной конструкции концевые и центральный изоляторы были изготовлены из обрезков стеклотекстолита толщиной 1,6 мм, а для полотна антенны использовался изолированный монтажный провод диаметром 0,8 мм. Провода малого диаметра успешно эксплуатировались на радиостанции N2CX в течение нескольких лет. Разумеется, значительно дольше прослужат более прочные монтажные провода диаметром 1,6…2,1 мм.
Проводники плоского телевизионного кабеля недостаточно прочны и обычно обрываются в точках подключения к антенному тюнеру, поэтому необходимую механическую прочность и простоту подключения линии к тюнеру обеспечивает переходник, изготовленный из фольгированного стеклотекстолита.
Схема тюнера очень проста, и представляет собой последовательную резонансную цепочку, обеспечивающую согласование с коаксиальным кабелем.
Настройка тюнера осуществляется с помощью конденсатора С1. Для QRP-варианта катушка индуктивности L1 содержит 50 витков, a L2 — 4 витка изолированного провода, намотанных на тороидальный сердечник из карбонильного железа Т68-2 (внешний диаметр — 17,5 мм, внутренний — 9,4 мм, высота — 4,8 мм, р=10). Можно использовать и катушку с воздушным сердечником, но при этом увеличатся габариты устройства.
Конструкция тюнера также очень проста. Для его изготовления применен фольгирован- ный стеклотекстолит. На припаянных к основанию боковых пластинах установлены пара клемм с одной стороны и коаксиальный разъем — с другой. Выводы L1 и С1, подключаемые к линии, не имеют соединения с общим проводом. Один конец вторичной обмотки L2 «заземлен» на плату основания и экран коаксиального разъема, а «горячий» конец этой обмотки припаян к центральному выводу коаксиального разъема Конденсатор переменной емкости может быть припаян (приклеен) к основанию или закреплен с помощью винтов, но обкладки конденсатора не должны соединяться с общим проводом.
Для настройки антенной системы с этим тюнером длина 300-омного фидера должна быть 13,7 м. При использовании другого тюнера, возможно, придется удлинить или укоротить фидер, чтобы попасть в диапазон перестройки тюнера. В связи с тем что настройка тюнера довольно «остра», желательно проверить работу устройства до подключения антенны. Эквивалентом антенны может служить зажатый между клеммами 10-ом резистор. Изменяя емкость кондесатора С1 и число витков L2, добиваются КСВ не хуже 1,5. Настройка тюнера при работе с антенной также будет «острой», поэтому вполне удовлетворительным будет значение КСВ около 2 в полосе частот около 40 кГц.
Несмотря на то что описываемая антенна была разработана для диапазона 80 м, она может использоваться и в качестве многодиапазонной. Однако простейший тюнер придется заменить на более сложный.
Joe Everhart, N2CX. — QST, 2001, 4
Укороченный диполь на 80 метров — Антенны КВ
Because of my limited space I had to think about an antenna that is small enough for my yard without having too much loss in gain and I found such an antenna in the antenna collection of Rothammel «Antennenbuch-Rothammel». The WX was fairly good enough in early March and so I decided to give it a try.
This antenna just requires about 24m of free space instead of 41m that a normal half wave 80m antenna needs to hang up.The so called «loaded» dipole uses a coil in every dipole arm to electrically lengthen the mechanical too short dipole arms. Every coil has an inductivity of 120 microHenry.
The exact inductivity should be finally tested with an instrument but I haven´t got any so I built the coils like the calculation said.
You can get about 120 microHenry if you put 90 turns of 1mm insulated Copperwire closely together over a length of 90mm.As body for the coils I used plastic tubes with a diametre of 40mm.If you use other diametre than this you must recalculate the number of turns.
With these measurements I got an SWR at its best on 3.600 MHz 1:1,4. Loaded dipoles have a small bandwitdh, so I checked an SWR up to 1:2 in a 50 KHz range.Out of that range the SWR gets higher rapidly, so to use this antenna on the full 80m band it is necessary to have a tuner connected. This tuner is also needed in rain periods, when coils are getting wet, the resonant frequency changes quite a lot.
I feed this dipole with coax cable….no transformer in centre and I am very satisfied with that small antenna. Recently I worked Gibraltar at 100 Watts QRP, hi. My antenna is about 8m over the ground slightly «inverted V».
Look for good insulators on the end of the dipole legs as there will be high voltage!
Summary what you need:
l1 = 10,07m (2x) antenna wire
l2 = 1,53m (2x) antenna wire
2 Coils: 120 microH each
90 turns of 1mm wire on a 40mm tube (approximately 2x 11,6m of copper enameled wire)
schematic of the dipole
Coils
I have been using this antenna for some month now and sometimes people are astonished about the good signal even when I operate QRP.
DL2HRF
Поделитесь записью в своих социальных сетях!
При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!
Полуволновая антенна (Диапазоны 160 метров и 80 метров )
- Подробности
- Категория: Любительская радиосвязь
Полуволновая антенна, или диполь. Диполь представляет собой прямой проводник, электрическая длина которого равна половине длины излучаемых им электромагнитных волн. Действительная (геометрическая) длина диполя несколько меньше чем λ/2. Это связано с тем, что на концах антенны возникает емкостный ток, который эквивалентен увеличению ее длины. Необходимую длину диполя, с учетом соответствующего коэффициента укорочения, можно рассчитать по приближенной формуле, которая вполне удовлетворяет всем требованиям практики:
Антенна «диполь»
где L – длина диполя в метрах, а f – частота в килогерцах (кГц) и мегагерцах (МГц). При этом для расчета необходимо брать среднюю частоту (fср.) используемого участка диапазона. Используя указанную формулу можно определить, что длина диполя для диапазона 160 м составляет 75 м (fср. = 1900 кГц), а для диапазона 80 м – 39,58 м (fср. = 3600 кГц).
Изготавливается диполь из антенного канатика – многожильного провода, свитого из медных проволок, или биметаллического провода диаметром 3-4 мм. В центре диполя, в его разрыв, подключен (методом скрутки и пайки) коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. Кабель желательно располагать перпендикулярно диполю хотя бы на несколько метров от него.
В качестве изолятора в центре диполя должна использоваться достаточно прочная пластина из гетинакса, текстолита или оргстекла толщиной не менее 10 мм. Кабель необходимо закрепить в нижней части пластины с помощью металлической скобы и двух винтов. Оплетка и центральная жила распаиваются без натяга, так чтобы весь вес кабеля приходился на скобу. Внешние концы диполя изолируются с помощью фарфоровых изоляторов. Это необходимо для сохранения соответствующей длины излучающей части антенны и предотвращения утечки из нее токов ВЧ в землю.
Антенна «диполь» имеет максимум диаграммы направленности излучения в направлении, перпендикулярном оси излучателя (вибратора).
Располагать диполь следует на двух-трех мачтах (при этом можно использовать имеющиеся вблизи высокие деревья), а если вы проживаете в многоэтажном доме (в пять и более этажей), то разместить его лучше над двором, закрепив оттяжки антенны за крыши домов. В качестве оттяжек можно использовать крепкий капроновый шнур, антенный тросик, стальную (желательно оцинкованную) проволоку и т.п.
Самодельный траповый диполь: теория и практика
В рамках статьи Самодельный диполь: теория и практика мы изготовили нашу первую самодельную антенну. Существенным минусом данной антенны является тот факт, что в один момент времени она может работать только в одном радиолюбительском диапазоне. Сегодня мы выясним, как устранить этот недостаток, добавив в антенну трапы.
Теория
Идею иллюстрирует следующая картинка:
Допустим, мы хотим сделать диполь на диапазоны 20 и 40 метров. К балуну крепятся плечи на диапазон 20 метров, два провода по ~5 метров. Свободные концы подключаются к LC-контурам с резонансной частотой около 14.150 МГц, центр 20-и метрового диапазона. Затем к концам контуров подключаются провода, увеличивающие общие длины плеч до ~10 метров, чтобы получились плечи на диапазон 40 метров. Если нужно, чтобы антенна работала больше, чем на двух диапазонах, процедура повторяется — добавляется еще пара LC-контуров с резонансной частотой около 7.100 МГц, и к ним еще провода.
На своей резонансной частоте LC-контур имеет высокое сопротивление. Таким образом, при передаче сигнала с частотой, близкой к 14.150 МГц, LC-контур как бы размыкает плечо диполя, и антенна работает, как обычный диполь на 20 метров. На частотах, близких к 7.100 МГц, контур не резонирует и имеет низкое сопротивление. Поэтому на этих частотах антенна работает, как диполь на 40 метров. LC-контур является как бы ловушкой для сигналов с заданной частотой, поэтому его и называют trap.
Следует однако учитывать, что в диапазоне 40 метров трап на 20 метров будет работать, как удлиняющая катушка. Поэтому в данном диапазоне резонанс будет уже, чем у полноразмерного диполя на 40 метров. Если добавить в антенну еще один диапазон, например, 80 метров, при работе в этом диапазоне получится уже две удлиняющие катушки, поэтому резонанс будет еще уже. Другими словами, каждый добавленный диапазон имеет все более узкий интервал рабочих частот.
Трапы для антенны можно сделать множеством способов. Очень практичный вариант изготовления трапов из коаксиального кабеля был предложен оператором Robert Johns, W3JIP в статье «Coaxial Cable Antenna Traps», опубликованной в журнале QST в мае 1981 года. Его идея была улучшена оператором Robert Sommer, N4UU в статье «Optimizing Coaxial-Cable Traps», опубликованной в журнале QST за декабрь 1984 года. На основе этих и других работ оператором John DeGood, NU3E была написана и выложена в сеть статья An Attic Coaxial-Cable Trap Dipole for 10, 15, 20, 30, 40, and 80 Meters, которая дополнялась с 1998-го по 2010-ый год. На эту статью я и опирался.
Примечание: Архивы радиолюбительских журналов проще всего найти на торрент-трекерах.
В разрезе трап выглядит следующим образом:
Коаксиальный кабель RG58 наматывается виток к витку на кусок пластиковой трубы. Затем экран кабеля с одного конца припаивается к жиле с другого конца согласно схеме. Оставшиеся жила и экран соединяются с плечом антенны. Таким образом, из кабеля получается как бы двойная катушка индуктивности. Плюс к этому, кабель обладает погонной емкостью около 100 пФ на 1 метр, отсюда и возникает емкость. По утверждению W3JIP и N4UU, такие трапы работают на мощности до 1000 Вт.
Практика
Было решено сделать траповый диполь на диапазоны 20, 40 и 80 метров, поскольку именно на этих диапазонах я работаю чаще всего. Таким образом, требовалось изготовить две пары трапов — для диапазонов 20 и 40 метров.
Я использовал диаметры труб и количество витков кабеля, приведенные в статье NU3E. В метрической системе эти размеры следующие.
- Для 20 метров: 6 витков, труба — D = 41.30 мм, L = 45 мм;
- Для 40 метров: 8 витков, труба — D = 57.15 мм, L = 50 мм;
Трубы соответствующих диаметров и длины были напечатаны на 3D-принтере пластиком PLA. Таким, к примеру, получился трап на 20 метров:
Для проверки трапов был использован генератор сигналов MHS-5200A, осциллограф и нагрузка 50 Ом. Как и ожидалось, в окрестностях резонансной частоты амплитуда сигнала уходит практически в ноль.
Если у вас нет 3D-принтера, осциллографа, генератора сигналов и труб точно такого же диаметра, это не страшно. Точный диаметр трубы и количество витков кабеля не играют большой роли, лишь бы трап резонировал около требуемой частоты. Притом погрешность в сотню-другую килогерц вполне простительна. Вместо генератора сигнала можно использовать генератора Клаппа с переменными емкостями и индуктивностями. Что же до зависимости амплитуды сигнала от частоты, ее покажет ваш трансивер. Абсолютные значения видеть не требуется. Достаточно только знать, на какую частоту пришелся минимум.
Fun fact! Уровень S9 на S-метре трансивера соответствует 50 микровольтам или -73 dBm. Теоретически, обладая этой информацией, можно оценить и абсолютное значение амплитуды. Но, к сожалению, во многих трансиверах S-метр является далеко не точным, и все что ниже или выше S9 показывает очень примерно.
Длины плеч я подбирал таким образом. Берется диполь с плечами чуть больше 5 метров и безо всяких трапов. Затем плечи обрезаются до тех пор, пока КСВ во всем диапазоне 20 метров не будет около 1. За один раз я обрезал где-то по 25 см. Затем к каждому плечу прикреплется по трапу на 20 метров и еще провод для следующего диапазона. Проверяем, что КСВ на 20 метрах все еще в порядке, при необходимости удлиняем-укорачиваем кусок провода между балуном и трапом. Если на 20 метрах все в порядке, принимаемся за 40 метров. Снова укорачиваем антенну до тех пор, пока КСВ на 40 метрах не будет около 1. При этом на работу антенны в 20 метрах это укорачивание уже не влияет. В противном случае, с вашими трапами что-то не так. Закончив с 40 метрами, повторяем процедуру для 80 метров.
Отмечу, что процесс этот не быстрый. Антенну приходится часто укорачивать, затем опускать, нести в дом, паять, снова нести на улицу, поднимать. Настройка заняла у меня полный выходной день. Главное — делать все спокойно и не спеша, тогда процесс уверенно сходится. В итоге были получены следующие размеры:
- От балуна до трапа на 20 метров: 485 см;
- От трапа на 20 метров до трапа на 40 метров: 362 см;
- От трапа на 40 метров до конца плеча: 530 см;
Таким образом, общая длина антенны составила 27.5 метров. Напомню, что для диапазонов 40 и 80 метров трапы работают, как удлиняющие катушки. За счет этого антенна получилась короче простого диполя на 80 метров. Отмечу, что приведенные цифры справедливы для конфигурации inverted vee, с высотой центральной части от земли около 7 метров и минимальной высоты плеч от земли 1-2 метра. Для другой высоты мачты может потребоваться корректировка размеров. (Вообще-то, 7 метров — это очень мало для inverted vee на 80 метров, но на данный момент у меня нет возможности установить антенну выше.)
Также отмечу, что погрешность в пару сантиметров здесь ни на что не влияет. Но для успешной работы антенны она должна быть как можно более симметричной. В том числе, трапы должны быть повернуты к балуну одной и той же стороной. У меня трапы на оба диапазона повернуты экраном к балуну.
После настройки все места пайки проводов были изолированы при помощи термоусадочных трубок. Для трапов были напечатаны заглушки в виде дисков. Эти заглушки были приклеены к трапам при помощи супер клея. Изоляторы также были напечатаны на 3D-принтере. Затем, аналогично балуну, трапы и изоляторы были покрыты лаком Plastik 71 в два слоя. Окончательный вид антенны в свернутом состоянии:
На солнечном свете лак выглядит синеватым. В доме он абсолютно прозрачный.
Полученные результаты
Время, потраченное на изготовление и настройку антенны, окупилось с лихвой.
На 20 метрах КСВ не превосходит 1.5 во всем диапазоне. На интервале от 14.160 до 14.350 МГц он равен 1. В диапазоне 40 метров КСВ не превосходит 1.7, притом в интервале от 7.040 до 7.200 МГц он не превосходит 1.5, а на интервале от 7.090 до 7.146 МГц КСВ равен 1. На всем диапазоне 80 метров КСВ не превосходит 3. В интервале от 3.565 до 3.725 МГц КСВ меньше 2, в интервале от 3.600 до 3.690 МГц — меньше 1.5, а в интервале от 3.628 до 3.660 МГц КСВ равен 1.
Антенна была протестирована при работе в режиме SSB на мощности 100 Вт.
На 20 метрах были проведены QSO с операторами из Италии (2230 км), Нидерландов (2000 км), Германии (2000 км), Македонии (1900 км), Турции (1700 км), Румынии (1400 км), Болгарии (1700 км), Кипра (2300 км), Норвегии (1800 км) и Франции (2700 км), а также нескольких городов России. Наиболее удаленным городом оказался Шали (1500 км).
В диапазоне 40 метров мне ответили радиолюбители из Швейцарии (2150 км), Украины (950 км), Польши (1100 км), Греции (2100 км) и Испании (3450 км). Само собой разумеется, также была проведена куча QSO с операторами из России. По удаленности от меня победили Краснодар и Севастополь (1200 км).
На 80 метрах были проведены QSO с коротковолновиками, проживающими в Беларуси (670 км), Украине (830 км) и Киргизии (3000 км). Также было очень много городов России, среди которых самым удаленным оказался Сургут (2150 км).
Кроме того, оказалось, что антенна пригодна для использования и на других радиолюбительских диапазонах. В частности, на 17 метрах мне удалось провести QSO с операторами из Болгарии (1500 км), Франции (2300 км) и с несколькими операторами из Италии (2100 км). Впрочем, поскольку антенна специально не тюнилась на другие диапазоны, то на них она имеет КСВ где-то от 3 до 5. Соответственно, эффективность антенны на таких диапазонах составляет ~50%.
Заключение
Я вполне доволен полученными результатами. С такой антенной вы с кем-нибудь да свяжетесь в любое время суток, в любой день недели. Для перехода между диапазонами не нужно ничего перестраивать, просто берешь, и переходишь. Антенна получилась короче диполя на 80 метров, что тоже плюс. К тому же, антенна получилась довольно компактной и легкой, что делает ее пригодной для использования в походах.
По деньгам вышли примерно те же 25$, что и за диполь без трапов. Правда, я забыл замерить, сколько коаксиального кабеля мне понадобилось для трапов. Пусть будет метров 10. В этом случае общая стоимость антенны не превышает 30$. Это все равно существенно меньше стоимости любой готовой антенны.
Интересно, что используя описанные в данной статье принципы, можно изготовить и вертикальную многодиапазонную антенну (смотри раз и два). Заинтересованным читателям предлагается провести соответствующий эксперимент в качестве упражнения.
Исходники 3D-моделей трапов и изоляторов для OpenSCAD, а также скомпилированные STL-файлы, вы найдете здесь. Как всегда, буду рад любым вашим вопросам и дополнениям.
Дополнение: Вас также могут заинтересовать посты об антеннах «длинный провод», многодиапазонной delta loop, походном вертикале, двухдиапазонной speaker wire antenna и портативной антенне Уда-Яги на диапазон 20 метров.
Метки: Антенны, Беспроводная связь, Любительское радио.