Меню

Вертикальный диполь 145 мгц своими руками

Простая УКВ антенна. Вертикальный диполь.

Простая УКВ антенна. Вертикальный диполь.

Антенный коммутатор для укв антенны своими руками

Антенный коммутатор для укв антенны своими руками

Направленная УКВ антенна 5 элементов

Направленная УКВ антенна 5 элементов

По вопросам сюда: https://vk.com/d.pakulin98
У кого нет ВК сюда: pakulin98@mail.ru

Видео Расчёт и сборка антенны «Диполь» 92.5 мгц канала Дима Пакулин R9FBN

Показать

Последующая проверка сканирующим приемником в указанном диапазоне частот (145 МГц) вблизи передатчика результата не дала. Предшествующая работа в течение двух лет на том же месте и с той же аппаратурой нареканий не вызывала, а разница была лишь одна — другая антенна: до инцидента — «двойной квадрат», затем — описываемая ЭА. Излученная энергия двухваттного передатчика оказалась настолько сконцентрированной в направлении главного лепестка диаграммы направленности антенны, что сравнялась по уровню с сигналом в основном (не зеркаль- . ном) канале «коммерческого» приемника, где прием сигнала передатчика двухметрового ди-апазона стал возможен точно так, как если бы передача велась на частоте на 2Fпч выше.

Прошу радиолюбителей обратить самое серьезное внимание на эту проблему: хотя она, действительно, и «не ваша», устранять ее придется вам. так как коммерсантам (и иже с ними) до этого дела нет: они «заплатили деньги» и раскошелиться на дополнительный фильтр верхних частот или полосовой фильтр вы их не сможете заставить.

Проведя некоторые измерения, автор (от греха подальше) решил перенести эксперименты с ЭА в полевые условия — на дачу. Поскольку антенна весит немного и очень легко свертывается и развертывается, проблем с транспортировкой не возникает. Несколько слов о том, почему именно «квадрат» выбран в качестве переносной антенны. Во-первых, он вдвое короче, например, дипольной антенны (в плане длины элементов). Во-вторых (и это — главное), «квадрат» может эксплуатироваться при очень небольших высотах подвески и малочувствителен к окружающим предметам (влияние руки, поднесенной к антенне сбоку, сказывается только на расстоянии, меньшем 150…200 мм). В-третьих, такая антенна до известной степени подавляет местные шумовые и импульсные помехи. В четвертых (в авторском варианте), имеет замкнутый по постоянному току активный элемент.

Базой для постройки ЭА явился питаемый 75-омным кабелем «двойной квадрат» [ 1 ] с расстоянием между вибраторами 0,2 (см. рис. 1), элементы которого (1 — активный вибратор, 3 — рефлектор) были просто-подвешены на оконной форточке 2 внутри комнаты.

Подобную «форточку»-траверсу можно закрепить с помощью шарниров на стене дома или углу балкона. Поворот такой антенны в зависимости от расположения рефлектора возможен в пределах 120…150°. Для крепления в выбранном направлении можно применить крючки и петли. Такая конструкция, конечно, с учетом конкретных местных условий, может быть удобна как для проведения связей, так и для приема телевидения.

С чего начиналась описываемая ЭА? В помещении (комната на втором этаже деревянного дома) был изготовлен «стенд» для экспериментальной работы с УКВ антеннами: под потолком натянуты два отрезка толстой рыболовной лесы на расстоянии 250…300 мм один от другого. К ним с помощью колечек из той же лесы или обмоточного провода подвешивались элементы (рис. 2): сначала два, затем — три и так далее до 13 (столько вместила комната). Длины элементов активного вибратора (АВ) и рефлектора (Р) рассчитывались по формулам из [ 1 ], после чего проверялись с помощью прибора измерителя частотных характеристик (ИЧХ) XI -48. Директоры (Д1 -Д11) выполнены с уменьшением у каждого последующего (в расчете на одну сторону) на 5 мм. Материал для изготовления элементов — алюминиевый провод в поливинилхлоридной изоляции от трехфазного кабеля АПВ (еще лучше — омедненный алюминиевый провод


Рис. 3

в такой же изоляции, который можно паять). Изоляция с провода не снималась(элементы с изоляцией белого, черного и красного цветов удобно чередовать — легче не путать их при настроечных операциях: через два элемента разница в размерах становится более заметной). Длины сторон рамок и расстояния между ними указаны на рис. 2 (в скобках приведены значения их периметров).

Входное сопротивление антенны — около 45 Ом. Для питания автор применил отрезок коаксиального кабеля РК-50 диаметром 4 мм и длиной примерно 1 м (рис. 3). В месте подключения к вибратору 1 установлено кольцо 2 диаметром 20 мм из феррита 20ВЧ, на котором сделан один виток кабелем 3. Можно применить и гамма-согласование (рис. 4), которое позволит согласовать антенну более точно и, на выбор, как с 50-, так и с 75-омным кабелем. Можно также для согласования подвигать первый директор относительно активного вибратора, а затем подтянуть остальные директоры.

Следует отметить, что антенны с большим числом элементов должны иметь жесткую конструкцию — расстояния между элементами в процессе эксплуатации не должны изменяться. Как показали эксперименты в полевых условиях, двух отрезков лесы недостаточно: малейшее дуновение ветерка — и антенна начинала «играть» — элементы раскачивались подобно белью на веревке. Наилучший вариант — жесткая траверса, но для походных условий это нежелательно, поэтому предлагаю конструкцию, схематично показанную на рис. 5: добавить еще два отрезка 1 рыболовной лесы или струны для теннисных ракеток, т. е. довести их число до четырех. Отрезки следует растянуть по углам внутри рамок 2 и закрепить последние (после окончательной настройки), например, с помощью той же лесы (3), на требуемом расстоянии одна от другой в соответствии с рис. 2. Длину отрезков лесы необходимо выбрать с таким расчетом, чтобы с каждого края антенны осталось по 3…4 м для привязывания к опорам, например, к деревьям.

Для увеличения надежности можно по краям конструкции поместить рамки 2 (рис. 6), изготовленные из деревянных реек, прикрепить к ним по углам концы отрезков лесы 5, а уж за рамки растягивать антенну с помощью, например, капроновых бечевок 3 (здесь 1 — опоры, 4 — элементы антенны). Если на одной или на обеих рамках сделать желоб из деревянных брусков 4 (рис. 7), то вибраторы антенны 3 и растяжки 2 можно будет укладывать в них как в футляр в свернутом состоянии и в таком виде хранить антенну и транспортировать на любое расстояние. Для крепления рамки-крышки 1 к рамке 4 можно использовать крючки или колечки изо-ленты. Питающий кабель при этом может быть уложен вместе с антенной по периметру рамок или отключен (при наличии разъемного соединителя).

Элементы антенны следует изготавливать из хорошо отрихтованного провода. Проще всего это сделать путем его вытягивания, закрепив один из концов в тисках и зажав другой в плоскогубцах. Отрезая заготовки, необходимо предусмотреть припуск на соединение (скрутку или сварку) концов провода, для чего их следует освободить от изоляции. Небольшой «хвостик» из скрученных проводов на работу антенны не влияет, важно лишь, чтобы были соблюдены расчетные периметры рамок. Места соединений элементов лучше расположить с одной стороны, например, снизу. В плоскости рамок не должно быть пе рекосов. Устанавливать их относительно одна другой следует строго параллельно и «концен трически» (при взгляде со стороны рефлекто ра). Ориентировать антенну для уточнения на правления на корреспондента можно так, как показано на рис. 8, т. е. удерживая ее за

деревянную рамку 5 (или оттяжку 6) за рефлектором — в этом случае влияние на нее со стороны оператора минимальное. Растяжку 2, закрепленную на деревянной рамке 3 со стороны директоров 4 желательно привязать к опорам 1. Найдя правильное направление на корреспондента, рамку лучше перевязать за углы — антенна будет меньше крутиться при ветре. Эксперимент с ЭА (при вертикальной поляризации) проводился в непосредственной близости от земли, в осушенной болотистой местности, в низине. Верхние части элементов антенны находились на высоте 1,8 м. ЭА была растянута между стенкой сарая и небольшой доской, врытой в землю в качестве опоры и усиленной со стороны антенны косынкой. Расстояние до корреспондентов достигало 22…24 км. В «створе» ЭА находилась дорога, проходящая по насыпи и делящая «створ» пополам, до дороги примерно 200 м, а за ней — лес 350…500 м (ситуация, схематически изображенная на рис. 9).

При тщательном изготовлении и жесткой конструкции ЭА»пятно», очерчиваемое главным лепестком диаграммы направленности (по уровню 0,7) — 25…30°. При нечеткой установке элементов «пятно» размывается, а усиление падает. Если нет возможности обеспечить механическую стабильность многоэлементной антенны (на четырех отрезках лесы ЭА достаточно жестка) и достаточную точность ее изготовления, лучше ограничиться четырьмя-пятью элементами, а для их изготовления взять провод большего диаметра. В этом случае антенну придется поднимать выше во избежание отражения от земли вблизи антенны из-за расширения главного лепестка диаграммы направленности. Однако крепить элементы все равно придется достаточно жестко.

При работе в лесу (особенно при вертикальной поляризации) следует выбирать разреженные или открытые в сторону корреспондента места (еще лучше — возвышенные), подвешивая антенну между деревьями или опорами с таким расчетом, чтобы избежать присутствия деревьев в «створе» антенны вблизи от нее. Итак, описываемая ЭА может складываться и раскладываться подобно мехам гармоники. Это удобно при свертывании, переноске и последующем быстром развертывании, но годится лишь для сравнительно медленного поворачивания. Впрочем, если все подготовить заранее (крючки для крепления, например), то антенну можно повернуть вдвоем за десяток секунд, что позволяет использовать ее в соревнованиях «Полевой день» на выезде. 13-элементная ЭА рассчитывалась для


Рис.7

работы на частоте 145,5 МГц. При небольшой корректировке и даже без нее антенну можно использовать во всем двухметровом любительском диапазоне. Усиление ЭА — не менее 15…16 dBd. Ширина основного лепестка диаграммы направленности как в вертикальной, так и горизонтальной плоскости — не более 30° (по уровню 0,7). Входное сопротивление — около 45 Ом, КСВ на частоте 145,5 МГц при использовании коаксиального кабеля РК-50 и согласующего устройства, показанного на рис. 3, — 1,8.

Использованные автором методы оценки качества антенны — любительские, приблизительные. При экспериментах применялась зарубежная аппаратура: IC-706, FT-11, FT-270. На расстоянии 24…25 км при низко подвешенной ЭА и мощности 0,3 Вт корреспонденты давали максимальные оценки 3—4 балла по шкалам имеющихся S-метров. Для сравнения: в их аппаратуре «открывается» и «держит» шумоподавитель и разборчивость сигнала равна 100 % при уровнях сигнала, когда S-метр вообще ничего не показывает. А ведь известно, при слуховом контроле 1 балл — прием невозможен, так что уровень сигнала в городе оказался значительным даже при такой малой мощности. При увеличении же ее до 4 Вт максимальные оценки были 59, 59+10 и даже 59+20 дБ! Правда, последние «децибелы» порой «подмаргивали». Эксперимент проводился в ЧМ режиме. Для приема в городе использовались вертикальный диполь, четырехэлементная коллинеарная антенна и вертикальный пятиэлементный «волновой канал» расположенные на крышах домов, причем в дальнем (от ЭА) конце города и «волновой канал» стоял «чуть боком».

Замечено влияние влажной земной поверхности и растительности на прохождение сигнала у земли. Стоило пройти дождю и выглянуть солнцу, как сила сигналов падала на 2 балла. Оценено соотношение уровней сигналов между штатной для F-11 «резинкой» и ЭА: только «изменение спектра шумов — прием невозможен» — к 59 с децибелами, что явно говорит в пользу ЭА.

Антенна «волновой канал» на такой небольшой высоте была бы безнадежно расстроена. Большие линейные размеры элементов такой антенны требуют большей тщательности в эксплуатации и большей высоты подвеса, что не всегда возможно. Хотя при ходьбе, наверное,переносить»Yagi» в свернутом состоянии удобнее, например.

Экспериментировать с УКВ антеннами, как говорилось выше, можно на «стенде» из двух натянутых отрезков лесы. Элементы ди-польных антенн, например, просто кладут сверху и перемещают друг относительно друга при настройке. От случайного смещения их можно закрепить какими-либо зажимами, например, пластмассовыми бельевыми прищепками с пропилами. В качестве образцового можно использовать сигнал «маячка» [З], установленного в «створе» антенны в центре основного лепестка диаграммы направленности на расстоянии не менее 10 длин траверсы (расстояние от рефлектора до последнего директора). Кабель от активного вибратора подключают к входу приемника, настройку ведут по максимуму сигнала «маячка». Таким же образом можно «отработать» направленную антенну для приема сигналов телевидения за зоной уверенного приема. Кабель от антенны в этом случае подключают к телевизору, а настройку ведут, добиваясь

максимальной контрастности и минимума шумов (муара) на экране, а лучше, контролируя напряжение АРУ. Последовательность настройки такая. Сначала натягивают лесы-траверсы в направлении на телецентр, подвешивают активный вибратор и подключают его к телевизору. Затем позади вибратора устанавливают рефлектор и перемещают его по траверсам до получения максимально возможного уровня сигнала (возможно, это будет всего лишь увеличение шумов в канале звукового сопровождения). Закрепив рефлектор в найденном положении, устанавливают первый директор и таким же образом добиваются дальнейшего увеличения сигнала, затем второй и т. д. до последнего директора.

Далее уточняют направление на телецентр, поворачивая траверсы со стороны рефлектора, после чего еще раз корректируют положение всех элементов антенны по максимуму принимаемого сигнала. Подобным образом автором была выполнена десятиэлементная антенна на шестой телевизионный канал для приема передач в горах Карачаево-Черкессии (принимался отраженный от горы сигнал). За неимением подходящего материала активный вибратор пришлось вырубить из листа дюралюминия (вибратор Пистолькор-са).

монтируют вилку коаксиального разъема для подсоединения к антенному гнезду радиостанции.

Поляризацию антенны легко сменить, развернув на 90° только активный вибратор (остальные элементы трогать не нужно). Некоторое неудобство в данной конструкции доставляет отсутствие компенсации веса кабеля при вертикальной поляризации. При небольшой его длине проблем не возникает — оператор сам держит кабель, при большой же. длине приходится поддерживать его дополнительной рогаткой, воткнутой в землю вблизи активного вибратора. Кабель желательно расположить перпендикулярно его стороне (при вертикальной поляризации он должен располагаться строго горизонтально). Автор надеется, что простота конструкции и изготовления описанной ЭА подвигнут радиолюбителей на собственные эксперименты с антенной техникой, ведь известно, что лучший усилитель РЧ — хорошая антенна. Такая антенна позволит чувствовать себя значительно увереннее в походе, на даче, одним словом, везде, где нужно обеспечить надежную связь малой мощностью на большие (по «меркам» УКВ и QRP) расстояния. Ведь малая мощность — малые габариты самой аппаратуры и, главное, источников ее питания. Вспомните результаты испытаний, приведенные выше: только изменение спектра шумов на штатную антенну радиостанции при выходной мощности 4 Вт и 3—4 балла по «загруб-ленному» S-метру при 0,3 Вт — разница существенная!

Антенна названа экспериментальной — радиолюбитель сам решит, как лучше ее изготовить из имеющихся материалов. В походном варианте (без деревянных рамок или футляра и кабеля) она весит меньше килограмма, удобна в переноске — одной рукой можно нести и антенну и сумку (внутри рамок-вибраторов), а концы лес-траверс нетрудно собрать в пучок и временно закрепить колечками ПХВ изоленты или КЛТ. Антенна допускает находиться рядом с ней (сбоку) на расстоянии до 150…200 мм, что, в свою очередь, позволяет использовать кабель небольшой длины. Не менее важно и то, что она нормально работает при малых высотах подвеса (хотя большая высота, если позволяют обстоятельства, нисколько не помешает). На практике верхний край вибраторов должен находиться на высоте не менее 1 м (лучше — 1,5…2м) от земли. Расстояния между вибраторами выбраны с учетом их легкого запоминания, что упрощает изготовление антенны по мере надобности (экспромтом), а также в случае необходимости корректировки положения вибраторов при их случайном смещении.

Следует учесть, что при использовании для изготовления рамок неровного (неотрих-тованного) провода возникает ошибка, выражающаяся в удлиннении периметра элементов. Применение более толстого провода ведет к увеличению собственной емкости рамок, что требует соответствующего уменьшения их периметра. Ориентировочно полосу пропускания F (в мегагерцах), которая растет с увеличением диаметра проводника рамки (в том числе и в виде ленты), можно вычислить, пользуясь формулой, приведеной в [I]. Например, для активного вибратора F — Рmax — Fmin — 304635/Рmin — 304635/Рmax, где Fmax и Fmin — верхняя и нижняя граничные частоты полосы пропускания, соответствующие минимальному и максимальному периметрам рамки (рис. 10).

Ленточный вибратор можно смоделировать из нескольких проводов, электрически соединив их друг с другом (рис. 10, б), чем давно и успешно пользуются при изготовлении зигзагообразных телевизионных антенн. Порой, изготавливая антенну по описанию, лучше несколько увеличить диаметр проводов элементов, и, таким образом, «остаться» в полосе пропускания, несколько потеряв в усилении антенны.

Пользуясь случаем, хочу выразить благодарность оказавшим автору (вольно или невольно) помощь в эксперименте: RA9LO, RA9LZ, RA9LE, UA9LFJ, RA9LT, UA9LAJ.UA9LP, UA9LDG, RA9LY. UA9LAC, UA9LR, RA9LAP, UA9LBG, а также радиолюбителям Свердловской области, устано вившим ретранслятор (канал IARU R1 145025 кГц — ТХ/145625 кГц — RX) и побудившим меня к этой затее. После долгих бдений во время экспериментов с ЭА мне все же удалось обнаружить нечеткие сигналы с S2 QSB ретранслятора. Но на передачу, естественно, двух ватт не хватило (QRB 300 км), чтобы открыть ретранслятор. Пришлось изготовить звуковой генератор синусоидальных колебаний на электромеханическом фильтре ЗЧ с частотой 1343 Гц и полосой пропускания 9 Гц (ШЫ2.067.064 по ТУ радиостанции «Кама-С»), чтобы при «открыва-нии» репитера свердловскими станциями на фоне голоса мог «пролезть» слабый телеграфный сигнал.

Но не тут-то было. Нужно время и отличное прохождение, которое бывает «только раз в году», например, как в ноябре 1996 г., когда со свердловчанами работали ЧМ напрямую, без ретрансляторов. Пока же, применяя ЧМ телеграфию и нажимая на голосовые связки, я смог докричаться только до наших «фирм». Они по достоинству оценили качество моей ЭА и позвонили на контрольный пункт Госсвяэьнадзора, так как уровень моего сигнала (в направлении на Екатеринбург, а при экспериментах — ив других направлениях) скомпенсировал подавление частот двухметрового любительского диапазона входной цепью их приемника (подавление зеркального канала). Эксперимент пришлось прекратить.

Несколько слов о других экспериментах с рамочными антеннами. Испытания двухэлементного «двойного квадрата» показали, что для связи внутри города он подходит в качестве «ненаправленной» антенны с вертикальной поляризацией при мощности передатчика 1…5 Вт. Будучи установленным повыше над крышей, он «достает до самой земли» в любом направлении как при приеме, так и при передаче (эксперименты автора с UA9LFJ). Приобретение антенной ненаправленных свойств объясняется переизлучениями, отражениями, например, от зданий, проводов, металлических столбов и других конструкций.

При использовании такой антенны на краю города вступает в силу ее диаграмма направленности, имеющая довольно широкий (примерно 60° по уровню 0,7) основной лепесток и усиление около 8 dBd (при расположении рефлектора на расстоянии 0,2 от вибратора и входном сопротивлении 75 Ом). Благодаря этому поворачивать антенну не нужно, достаточно направить ее на город.

При удалении от города последний занимает все меньший и меньший угол на горизонте, а уровень сигналов падает пропорционально квадрату расстояния, что соответствует более узкому основному лепестку диаграммы направленности (большему коэффициенту усиления) у антенн с повышенным числом элементов.

Испытывалась и семиэлементная ЭА, расположенная внутри деревянного сарая. Ширина ее главного лепестка оказалась равной примерно 40°, а усиление — около 12 dBd.

Как выяснилось, влияние на настройку активного элемента (в плане резонансной частоты и входного сопротивления) со стороны четвертого и последующих директоров можно не учитывать и число их выбирать по потребности. При этом не следует забывать, что при большом числе директоров хотя и можно сконцентрировать энергию до малого «пятна», но недолго и «промазать» в направлении на корреспондента как по азимуту, так и по углу места. В то же время многоэлементные антенны способны работать на меньшей высоте. Отмечено увеличение сигнала на один балл при поднятии ЭА от первоначальной высоты всего на 300 мм. При смене поляризации на горизонтальную (у корреспондента — вертикальная) сила сигнала падает на четыре балла. Более точного согласования фидера с антенной можно достичь перемещением ферритового кольца по кабелю.

Некоторое опускание средних элементов ЭА и подъем последних директоров (из-за провисания траверс из лесы), а также подвеска верхних сторон элементов на одном уровне (аконцентрично) создает дополнительные условия к небольшому поднятию основного лепестка диаграммы направленности. Это также способствует возможности низкой подвески над поверхностью земли без риска отражения и рассеяния сконцентрированной РЧ энергии вблизи антенны. Вместе с тем условия распространения этой энергии над самой поверхностью земли остаются в пределах раскрыва главного лепестка,

Литература

1. Ротхаммель К, Антенны. М.: Энергия, 1979. С. 267, 268.
2. Ротхаммель К. Антенны. М.: Энергия, 1979. С. 232,233.
3. Беседин В. УКВ Маячок. — KB журнал, 1998,N 2,с.46,47.
4. Беседин В. Адаптация радиостанций промышленного применения к любительским условиям. — Радиолюбитель. KB и УКВ., 1996, N 6, с. 26.

Антенна 5/8 лямбда на 2 метра

А здесь краткий процесс изготовления, без КСВ или АЧХ метра настроить не выйдет, но обещал показать показал, ниже инструкция о том как сконструировать такую антенну.

Антенна такого же типа работает у rk9ugt, вот что он говорит о ней.

  1. Диэлектрическая пластина.
  2. Вибратор, 5/8 длины волны
  3. Согласующая катушка
  4. Металлическая пластина (луженая жесть)
  5. Противовесы 1/4 длины
  6. Шпилька, шайбы, гайки
  7. Коаксиальный кабель

1- Любая изоляционная и стойкая к влаге пластина, размером ~ 80×250 мм.

На нее с помощью хомутов, винтов, проволоки и т. д крепится штырь 2 длина которого составляет 5/8 длины волны нужного диапазона (в нашем варианте 144 МГц), в зависимости от диаметра длина будет:

  • диаметр 4-5 мм биметалл – длина 1270 мм,
  • диаметр 10-14 мм алюминий – длина 1200 мм,

лучше взять с запасом – пригодится при настройке.

Далее мотаем катушку 3 на каркасе диаметром 15 -18 мм (в оригинале использовался маркер) – 9 витков провода, почти любого, голая медь, серебрянка и т.д. диаметром 1,5-2,5 мм (не критично). После намотки растягиваем катушку до длины 34-35 мм.

Верхний конец катушки паяем или через лепесток прикручиваем (в зависимости от используемых материалов) к штырю антенны 2, нижний к пластине 4 из луженой жести 25х35 мм, которая крепиться болтом 6, а лучше шпилькой к основной пластине 1.

Противовесы 5 делаем из биметалла или другой подходящей проволоки диаметром 4-6 мм. Длина чуть больше 1 метра (не забывайте про запас для настройки). Изгибаем их греческой буквой ОМЕГА с длинными усами. ОМЕГА должна быть посередине. Две получившиеся ОМЕГИ крепим к шпильке 6 с разных сторон с помощью гаек и разводим усы в разный стороны под углом 90 градусов.

Кабель 7 крепим к пластине 1 любым способом (продиваем в просверленные отверстия, привязываем проволокой или пропарафиненными нитками и т.д.) Оплетку паяем к пластине 4, а центральную жилу к 3 и 1/3 витка сверху катушки 3.

Берем бутылку, отрезаем дно, делаем отверстие в пробке и четыре отверстия или прорези снизу под противовесы и надеваем на штырь 2. Получилась “бутылочная” антенна.

Крепление антенны к мачте, я думаю, сможете сделать сами.

НАСТРОЙКА.
Лучше всего настраивать антенну с помощью АЧХ-метра (оптимально Х1-48), а не с помощью КСВ-метра, как делают многие.

Настройка заключается в том, чтобы путем изменения длины штыря и противовесв, и сжатия или растягивания витков катушки получить резонанс на нужной частоте. А путем перемещения точки подключения центральной жилы кабеля уже получить минимальный КСВ, к стати согласуется она на любое разумное сопротивление кабеля.

Дальность ~100км при 25Вт.

Спасибо за внимание.

Многоэлементная вертикальная
антенна на 144 МГц

Вниманию читателей предлагается описание конструкции многоэлементной антенны
диапазона 144…146 МГц. Ее достоинствами являются оригинальное исполнение и
малый вес. Антенна размещена внутри рыболовной телескопической удочки и ее
удобно взять с собой, например, в загородную поездку, на дачу и т. д. Для
изготовления антенны требуется всего несколько часов свободного времени. Конечно
же она может быть выполнена и в стационарном варианте.

Как видно из рис.1, антенна представляет собой четыре полуволновых вибратора 1,
расположенных вертикально, с питанием с конца через короткозамкнутую
четвертьволновую согласующую линию-трансформатор 4. Фазосдвитающие элементы 2
обеспечивают синфазное включение вибраторов. Антенна имеет вертикальную
поляризацию и круговую диаграмму направленности.

Конструкция антенны показана на рис. 2. Автор разместил ее в части удилища из
пластика длиной 4,5 м. На рисунке для более удобного прочтения отдельные
элементы (колена) удилища показаны как отдельные трубки. На самом же деле они,
естественно, плотно входят одна в другую, не требуя герметизации.

Трансформатор изготовлен из медного провода диаметром 2 мм. Для увеличения
жесткости конструкции провод припаян к трем пластинам-распоркам 3, изготовленным
из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Фольгу в середине пластин
удаляют, оставляя только у концов, в местах пайки к проводу. Можно применить
распорки другой конструкции и из другого изоляционного материала. Для
согласующей линии подойдет и более толстый провод. Однако следует помнить, что
отношение расстояния между проводниками трансформатора к их диаметру должно быть
8:1.

Каждый фазосдвигающий элемент антенны представляет собой короткозамкнутый
четвертьволновый отрезок двухпроводной линии — шлейф. Чтобы уменьшить габариты,
они свернуты в виде катушек. Для изготовления каждого шлейфа берут отрезок
провода ПЭВ-2 диаметром 1,4 и длиной 1040 мм, оправку из диэлектрического
материала (фторопласт, оргстекло) диаметром 9…10 и длиной 75 мм. Провод
складывают пополам и, начиная от середины оправки, наматывают в разные стороны
виток к витку. Концы проводов обмоток пропускают через сквозные отверстия,
предварительно просверленные на краях оправок, зачищают и опаивают.

Материалом для вибраторов служит антенный канатик диаметром 2…3 мм (для
стационарной антенны применяют медный провод такого же диаметра).

Отдельные элементы антенны соединяют друг с другом пайкой в соответствии с
рис.1.

Рыболовное удилище желательно выбрать максимально жестким и с таким внутренним
диаметром, чтобы все элементы антенны могли бы разместиться внутри. В самом
тонком колене антенный канатик крепится с помощью лески диаметром 0,7 мм или
подходящего эластичного шнура (рис. 2).

В основании удилища вмонтирован ВЧ разъем. Разъем соединен с согласующим
трансформатором коротким отрезком коаксиального кабеля (50 или 75 Ом).
Центральный проводник кабеля припаивают к той стороне трансформатора, к которой
крепится антенное полотно. Оплетку кабеля припаивают, соответственно, к
противоположной. Точки подключения кабеля питания к трансформатору подбирают по
минимуму показаний КСВ-метра. Измерения проводят при максимально удаленных от
антенны всех посторонних предметов.

Настройку стационарной антенны желательно проводить на месте ее постоянной
установки. Кроме того, антенну следует заземлить в основании перемычки
согласующего трансформатора, а на ее полотно надо надеть поролоновые кубики,
чтобы исключить эффект «погремушки» (рис.2). При недостаточной жесткости удилища
следует применить дополнительные растяжки из капронового шнура, закрепив их в
районе второго (третьего) колена.

Антенна конструкции UA9GL хорошо зарекомендовала себя и соперничает даже с более сложными антеннами при проведении радиосвязей, как через троппо, аврору так и через ЕМЕ. Антенна имеет усиление порядка 17-18 dB по отношению к диполю и считается одной из самых хороших антенн.

Антенна легка в постройке практически не требует каких то дополнительных затрат и все хорошо ясно из рисунков. Материалы, что применяются здесь можно заменить на аналогичные с соблюдением естественно рекомендованных размеров. Кабель питания к данной антенне применен распостраненный на 75 ом. Все размеры антенны показаны на рис1. В верху даны размеры длин элементов антенны, а внизу расстояния между ними.

На рис2 приведены размеры активного вибратора основное требование к вибратору отношение диаметров верхнего к нижнему должно быть равно 3.

В нашем приведенном варианте верх = 6 мм, а низ = 2 мм. Концы проволоки должны быть вставлены во внутрь и хорошо там закреплены, пропаяны, опресованы для получения надежного контакта. Материал для изготовления может быть любой от дюраля до меди, латуни все зависит от возможностей на местах.

На рис3 показан узел крепления активного вибратора и крепление его на буме антенны и соединение его с антенным кабелем. Вибратор изолирован от антенного бума. Материал для изготовления изолятора может быть любой от фторопласта до текстолита.

На рис4 показан узел крепления всех пассивных вибраторов антенны и рефлектора. После надежного закрепления винтом М3 вибратора в теле изолятора, необходимо головку винта М3 спилить Материал для изготовления рефлектора и пассивных вибраторов антенны может любой, чем указан на рисунке, но диаметр при этом должен оставаться какой указан — 4 мм.

На рис 5 приведено правильное подключение 75омного кабеля с

U — коленом длина которого равна — 680 мм.

Если вы хотите работать через Луну и т.д., где потребуется иметь прижатый лепесток к горизонту то необходимо воспользоватся рис6. На рисунке приведены размеры при согласовании антенн расположенных в 2 этажа. Везде применен кабель 75 ом, за единственным исключением, чтобы согласовать питающий 75омный кабель и точку соединения верхнего и нижнего этажей необходим трансформатор роль которого и играет отрезок 50омного кабеля длиной равного 337 мм. Расстояние между антеннами должно быть равно от 3,6 до 4,0 метра.

Но если вы хотите создать более хорошую антенну то вам следует обратить внимание на рис7, где приведена схема соединения из таких антенн по схеме 2х2. В данном варианте весь питающий антенну кабель равен 75 омам.

Расстояние между соседними рядами равно 4,0 метра, а между этажами от 3,6 до 4,0 метра.

В любом варианте изготовление одинарная антенна или они будут соединены в группы необходимо обеспечить ветровую жесткость конструкции.

На рис8 приведен пример как обеспечить при одинарном варианте изготовления жесткость за счет растяжек из тросика разбитого орешковывми изоляторами в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Удачи вам изготовлении данной антенны и до встречи на 144МГц.


J-антенна, она же J-pole — популярная среди радиолюбителей антенна, типично используемая на УКВ. Недавно я решил сделать J-антенну на диапазон 2 метра, просто потому что я никогда раньше ее не делал. Заодно было решено попробовать новый для меня материал, медные трубы.

Теория

По форме J-антенна действительно непоминает латинскую букву J:

Схема J-антенны

Фактически, J-антенна — это вертикальный диполь с запиткой снизу. Верхняя часть представляет собой полотно антенны длиной λ/2, то есть, диполь. Нижняя часть антенны — это согласующая секция. Она представляет собой двухпроводную линию длиной λ/4. Коаксиальный кабель подсоединяется к антенне в некоторой точке этой секции, как изображенно на картинке. Этим обеспечивается согласование коаксиального кабеля, имеющего волновое сопротивлением 50 Ом, и диполя, который при запитке с краю имеет высокое сопротивление, несколько тысяч Ом.

Почему такая схема вообще что-то согласует? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим два граничных случая. Допустим, мы решили запитать J-антенну в самом низу согласующей секции. Спрашивается, каково входное сопротивление антенны в этой точке? Нетрудно догадаться, что здесь мы имеем короткое замыкание, то есть, сопротивление 0 Ом. Хорошо, теперь переместимся на λ/4 выше и попытаемся запитать антенну здесь. Какое мы увидим входное сопротивление? Оказывается, что бесконечно большое, поскольку λ/4 секция является не чем иным, как четвертьволновым трансформатором, на конце которого 0 Ом.

Интуиция подсказывает, что где-то между этими двумя крайностями можно найти любое активное сопротивление, хоть 50 Ом, хоть 75 Ом, хоть любое другое. И действительно, на практике именно так и оказывается.

Практика

Антенну было решено делать из медных труб диаметром 10 мм. Раньше я никогда не паял медные трубы. Как оказалось, это не так уж и трудно:

Инструменты для паяки медных труб

Понадобятся следующие инструменты: тиски, балон с газом, газовая горелка, паяльная паста для медных труб, перчатки типа садовых, круглый напильник. Опционально — безсвинцовый припой, труборез. Трубы легко режутся, поэтому, если трубореза нет, сойдет ножовка, дремель или что-то такое. Сантехники используют только безсвинцовый припой, потому что свинец токсичен. Но мы не собираемся качать воду через трубы, поэтому сойдет и старый-добрый ПОС-61.

Материалы в антенне были использованы следующие: разъем SO-239, немного толстой медной проволоки, медная труба диаметром 10 мм (минимум 2 метра, лучше с запасом), к ней два уголка под 90° и две муфты, а также немного эпоксидного клея.

Паяка осуществляется следующим образом. На место пайки наносится паяльная паста, одевается соответствующий фитинг — уголок или муфта. Разогреваем газовой горелкой до тех пор, пока паста не станет характерного серебристого цвета. Это значит, что достигнута оптимальная температура. Отводим горелку в сторону и тыкаем в место пайки немного припоя. Он должен тут же растечься. Выключаем горелку и ждем, пока медь остынет. На словах скорее всего не очень наглядно, но на YouTube вы найдете много видео про то, как это делается.

Важно! Будьте предельно осторожны с газовой горелкой. Температура горения газа в ней — порядка 1000°C.

Размеры антенны не очень критичны. В нашем случае длина волны λ равна:

>>> 300_000_000/145_000_000
2.0689655172413794

Я брал ровно 2 метра. Расстояние между проводниками в согласующей секции — порядка 1-3% от λ. Я использовал в нижней части антенны кусочек трубы длиной 4 см. После припаивания уголков общее расстояние получилось 6 см:

Согласование J-антенны

Муфты припаиваются к разъему SO-239 как на фото и одеваются на трубы. Чтобы муфты скользили по трубам, их требуется изнутри немного обработать напильником. Несем антенну на будущее место постоянной установки. Лично я расположил ее на балконе, прикрепив нейлоновыми стяжками к трубе ПВХ. Затем согласуем антенну путем перемещения муфт по согласующей секции.

В моем случае анализатор EU1KY показал идеальное согласование:

КСВ J-антенны диапазона 2 метра

Заходим на локальный репитер и убеждаемся, что корреспонденты нас прекрасно принимают. Остается только запаять муфты в таком положении, заклеить оставшиеся отверстия в трубах эпоксидкой, добавить отсекающий дроссель, и антенна готова!

Заключение

Некоторые радиолюбители сообщают, что J-pole также работает и в диапазоне 70 см, на третьей гармонике. Приведенную антенну мне удалось нормально настроить только в диапазоне 2 метра, на 70 см все очень плохо. Даже если вам удастся настроить антенну одновременно на два диапазона, на 70 см ее диаграмма направленности будет оставлять желать лучшего. А еще не очень понятно, что делать с отсекающим дросселем. Другими словами, ожидать многодиапазонности от J-антенны не следует.

А доводилось ли вам делать J-антенну или, возможно, родственные ей (Slim Jim, Super-J), и если да, то какие материалы вы использовали?

Метки: Антенны, Беспроводная связь, Любительское радио.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *