Кв антени. Саморобний траповий диполь: теорія та практика Діполь на 80 метрів із симетричним харчуванням

У радіозв'язку, антенам відводиться центральне місце, для забезпечення кращого її, радіозв'язку, дії антенам слід приділяти пильну увагу. По суті, саме антена і здійснює процес радіопередачі. Дійсно, передавальна антена, живлячись струмом високої частоти від передавача, здійснює перетворення цього струму в радіохвилі та випромінює їх у потрібному напрямку. Приймальна антена, здійснює зворотне перетворення – радіохвилі в струм високої частоти, а вже радіоприймач виконує подальші перетворення прийнятого сигналу.

У радіоаматорів, де завжди хочеться більше потужності, для зв'язку з можливо більш далекими цікавими кореспондентами, існує максима – найкращий підсилювач (КВ), це антена.

До цього клубу за інтересами, поки що належу дещо опосередковано. Радіоаматорського позивного немає, але ж цікаво! Працювати на передачу не можна, а от послухати, скласти виставу, це, будь ласка. Власне, таке заняття називається радіоспостереження. При цьому цілком можна обмінятися з радіоаматором якого ви почули в ефірі, картками-квитанціями, встановленого зразка, на сленгу радіоаматорів QSL. Вітають підтвердження прийому і багато радіомовних КВ станції, іноді заохочуючи таку діяльність дрібними сувенірами з логотипами радіостанції – їм важливо знати умови прийому їх радіопередач різних точкахсвіту.

Радіоприймач спостерігача може бути досить простим, принаймні спочатку. Антена ж, споруда не в приклад більш громіздка і дорога і чим нижча частота, тим більш громіздка і дорога - все прив'язано до довжини хвилі.

Громіздкість антенних конструкцій багато в чому викликана і тим, що на малій висоті підвісу, антени, особливо для низькочастотних діапазонів – 160, 80,40м, працюють погано. Так що громіздкість їм забезпечують щогли з відтяжками, та й довжини в десятки, іноді сотні метрів. Словом, не дуже мініатюрні штуки. Добре було б мати для них окреме поле поряд з будинком. Ну, це як пощастить.

Отже, несиметричний диполь.

Вище, креслення-схема кількох варіантів. Згадана там MMAНа – програма для моделювання антен.

Умови біля виявилися такі, що зручно вміщався варіант із двох частин 55 і 29м. На ньому й зупинився.
Декілька слів про діаграму спрямованості.

Антена має 4 пелюстки, «притиснуті» до полотна. Чим вища частота – тим більше вони «притискаються» до антени. Але правда та посилення мають більше. Так що на цьому принципі

можна будувати цілком спрямовані антени, що мають правда, на відміну від «правильних», особливо високе посилення. Отже розміщувати цю антену потрібно з огляду на її ДН.

Антена на всіх діапазонах зазначених на схемі має КСВ (коефіцієнт стоячої хвилі, параметр для антени дуже важливий) в межах розумного для КВ.

Для узгодження несиметричного диполя - він Windom - потрібен ШПТДЛ (широкосмуговий трансформатор на довгих лініях). За цією страшною назвою ховається відносно нескладна конструкція.

Виглядає приблизно так.

Отже, що було зроблено.
Насамперед визначився зі стратегічними питаннями.

Переконався в наявності основних матеріалів, переважно звичайно, відповідного дроту для полотна антени в належній кількості.
Визначився з місцем підвісу та «щоглами». Рекомендована висота підвісу – 10м. Мою дерев'яну щоглу, що стоїть на даху дровника, по весні згорнуло снігом, що змерзло, - не дочекалася, як не шкода, довелося прибирати. Вирішено було поки зачепити одну сторону за коник даху, висота при цьому складатиме близько 7м. Мало звичайно, зате дешево та сердито. Другий бік зручно було підвісити на липі, що стоїть навпроти будинку. Висота там виходила 13...14м.

Що використовувалось.

Інструменти.

Паяльник, зрозуміло, із приладдям. Потужністю, ват, так на сорок. Інструмент для радіомонтажу та дрібний слюсарний. Що не будь свердлильне. Дуже нагоді потужний електричний дриль з довгим свердлом-буром по дереву - коаксіальний кабель зниження пропустити крізь стіну. Звичайно, подовжувач до неї. Користувався термоклеєм. Має бути робота на висоті – варто подбати про відповідні міцні сходи. Дуже допомагає почуватися впевненіше, далеко від землі, страховий пояс - як у монтерів на стовпах. Карабкатися нагору, звичайно не дуже зручно, зате можна працювати вже там, двома руками і без особливих побоювань.

Матеріали.

Найголовніше – матеріал для полотна. Застосував полівку - польовий телефонний провід.
Коаксіальний кабель для зниження скільки потрібно.
Трохи радіодеталей, конденсатор та резистори за схемою. Дві однакові феритові трубочки від фільтрів ВЧ на кабелях. Коуші та кріплення для тонкого дроту. Маленький блок(Ролік) з вухом-кріпленням. Відповідну пластикову коробочку для трансформатора. Керамічні ізолятори для антени Капронову мотузку відповідної товщини.

Що було зроблено.

Насамперед відміряв (сім разів) шматки дротів для полотна. З деяким запасом. Відрізав (один раз).

Взявся за виготовлення трансформатора у коробочці.
Підібрав феритові трубки для магнітопроводу. Він виготовлений із двох однакових феритових трубочок від фільтрів на кабелях моніторів. Нині старі монітори на ЕПТ просто викидають і знайти «хвости» від них не дуже складно. Можна запитувати у знайомих, напевно у кого не будь так припадає пилом на горищах або в гаражі. Успіх, якщо є знайомі системні адміністратори. Зрештою, в наш час, коли скрізь стоять імпульсні блоки живлення і боротьба за електромагнітну сумісність ведеться неабияк, фільтри на кабелях можуть бути багато де, більше того, такі феритові вироби вульгарно продаються в магазинах електронних компонентів.

Підібрані однакові трубочки складені на зразок бінокля та скріплені кількома шарами липкої стрічки. Намотування виконане з монтажного дроту максимально можливого перерізу, такого, щоб вся обмотка помістилася у вікнах магнітопроводу. З першого разу не вийшло і довелося діяти методом спроб і помилок, благо, витків зовсім небагато. У моєму випадку під рукою не знайшлося відповідного перерізу і довелося мотати двома проводами одночасно, стежачи в процесі, щоб вони не перехльостувалися.

Для отримання вторинної обмотки - робимо два витки двома складеними разом проводами, потім витягнути кожен кінець вторинної обмотки назад (у зворотний біктрубки), отримаємо три витки із середньою точкою.

Зі шматочка досить товстого текстоліту, зроблений центральний ізолятор. Існують спеціальні керамічні саме для антен, краще застосовувати їх. Оскільки всі шаруваті пластики пористі і як наслідок дуже гігроскопічні, щоб параметри антени не «плавали», слід добре просочити ізолятор лаком. Застосував масляний гліфталевий, яхтний.

Кінці дротів очищені від ізоляції, кілька разів пропущені через отвори і добре пропаяні з хлористим цинком (флюс «Паяльна кислота»), щоб пропаялися і залізні жилки. Місця пайки дуже ретельно промиваються водою від залишків флюсу. Видно, що кінці проводів, попередньо пройняті в отвори коробочки, де сидітиме трансформатор, інакше доведеться потім просувати в ці дірочки всі 55 і 29 метрів.

Припаяв до місць обробки відповідні висновки трансформатора, вкоротив ці висновки до мінімуму. Не забувати перед кожною дією, приміряти до коробочки, щоб потім усе влізло.

Зі шматочка текстоліту від старої друкованої плати, випилив гурток на дно коробочки, в ньому два ряди дірочок. Через ці дірочки бандажом з товстих синтетичних ниток кріпиться коаксіальний кабель зниження. Той, який на фото, далеко не найкращий у цьому застосуванні. Це телевізійний із спіненою ізоляцією центральної жили, сама жила «моно», для телевізорів, що нагвинчуються, роз'ємів. Але була в наявності бухточка трофейного. Застосував її. Гурток і бандаж, добре просочений лаком і висушені. Кінець кабелю попередньо оброблений.

Припаяні інші елементи, резистор набраний із чотирьох. Все залито термоклеєм, мабуть дарма - важкувато вийшло.

Готовий трансформатор у будиночку, із «висновками».

Тим часом було виготовлено кріплення до ковзана – там на вершині дві дошки. Довгі смуги із покрівельної сталі, петелька із нержавіючої 1.5мм. Кінці каблучок приварені. На смугах по ряду з шести отворів для шурупів – розподілити навантаження.

Підготовлено блок.

Керамічних антенних «горішків» не добував, застосував вульгарні ролики від старовинної проводки, добре, що в старих сільських будинках під знесення ще зустрічаються. По три штуки за кожен край – що краще ізольована антена від «землі», то слабкіші сигнали може прийняти.

Застосований польовий провід із вплетеними сталевими жилками і добре витримує розтягування. Крім того, призначений для прокладання просто неба, що до нашого випадку теж цілком підходить. Радіоаматори досить часто виготовляють з нього полотна дротяних антен і провід непогано зарекомендував себе. Накопичено деякий досвід його специфічного застосування, який в першу чергу каже, що не варто провід сильно згинати - лопається на морозі ізоляція, волога потрапляє на жили і вони починають окислюватися, там, через деякий час, дріт і рветься.

Антена– це радіотехнічний пристрій, який перетворює енергію радіохвиль на електричний сигнал і навпаки. Антени розрізняються за типом, за призначенням, діапазоном частот, за діаграмою спрямованості і т.д. У цій статті ми розглянемо будівництво найпоширеніших радіоаматорських антен. Найкращий підсилювач – це антена!
Досвідчені радіоаматори це чудово знають і не шкодують часу та коштів на вдосконалення своїх антен. Але навіть уявити важко, скільки часу, зусиль і коштів, знадобилося "гарячим фінським хлопцям" з OH8X, щоб спорудити такого "монстра". Три елементи на 160м та чотири повнорозмірні елементи на 80м. Причому, оскільки розміри елементів хвильового каналу дорівнюють половині довжини хвилі, то кожен із чотирьох елементів довжиною в сорок метрів. І все це на висоті 100 метрів. Вражає і вага цієї конструкції – майже 40 тонн

Але “гарячі” хлопці є не лише у Фінляндії. Антена RN6BN, а це


синфазна решітка з 65-ти п'ятнадцятиелементних хвильових каналів на 144мГц, вражає не менше. Або ж антена UN7L. Звичайно не “монстр”, але більшість радіоаматорів про таку можуть лише мріяти.


Ну і для тих, хто є щасливим власником автомобіля та мріє встановити на ньому УКХ антену. Як кажуть, просто, але зі смаком


Всі ці, і подібні антени, вимагають кропіткого настроювання, величезних фінансових вкладень, і, головне, великого досвіду та знань. Слід зазначити, що проста, але налагоджена антена, наприклад диполь, буде набагато ефективнішою за багатоелементну, але не налаштовану антену. Налаштована резонансна антена, дозволить вам слухати і проводити радіозв'язки з дуже слабкими і далекими станціями. Погана ж антена - зведе нанівець усі ваші зусилля з купівлі або будівництва приймача трансівера
Тепер розглянемо самі антени. Почнемо з найпростіших і до найякісніших.

Антена «Похилий промінь»

Її полотно - це відрізок мідного дроту, який з одного кінця закріплений за дерево, ліхтарний стовп, дах сусіднього будинку, а іншою стороною підключається до приймача/трансівера. Переваги: ​​- простота конструкції.


Недоліки: - слабке посилення, сильно схильна до міських шумів, вимагає узгодження з трансівером/приймачем. Для виготовлення антенного полотна підійде будь-який мідний провід – одножильний, багатожильний, в ізоляції та без. Товщина будь-яка, але – «щоб не порвався» від своєї ваги, натягу та вітру. У середньому перетин 2.5-6 кв.мм. Підполе підійде і розплетений армійський телефонний провід. Антена багатодіапазонна, але кількість діапазонів, на яких її можна використовувати, залежить від її розмірів.
Довжину антенного полотна визначаємо для самого низькочастотного діапазону за формулою 300/2*f, де f – частота діапазону діапазону. Зокрема, для 80 метрового діапазону це 42,6 метра. Антена з такими роз'єрами пристойно працюватиме на 3.5, 7,0, 14,0, 21,0 та 28.0 мГц. Зменшивши розміри вдвічі, ми отримаємо все теж, але без 3,5мГц Зрозуміло, що розмір приблизний, тому що довжина полотна залежить від навколишніх предметів, висоти підвісу, від того, в ізоляції провід чи ні. Точні розміри можна отримати лише після ретельного налаштування.
Слід пам'ятати, що провід антени не можна підв'язувати безпосередньо до опор. Потрібно встановити кілька ізоляторів на кінці полотна антени. Ідеальні ізолятори – «горішкового типу»:


Для чого потрібні ізолятори, має бути зрозуміло вже з їхньої назви. Вони ізолюють полотно антени по електриці від дерева, стовпа та інших конструкцій, до яких ви кріпитимете антену. Якщо горішкові ізолятори не знайшли, можна зробити саморобні з будь-якого міцного діелектричного матеріалу: - Пластик, текстоліт, оргскло, пвх трубки і т.д.


Дерево та похідні (ДСП, ДВП і т.д.) використовувати не можна. На кінцях антени має бути 2 – 3 ізолятори, з відстанню 30-50см один від одного. Як відомо, напівхвильовий вібратор, запитаний з кінця, яким і є резонансний (напівхвильовий) похилий промінь, має великий опір і для підключення його до трансівера або приймача з низькоомним входом, необхідний узгоджувальний пристрій. Про різні узгоджувальні пристрої буде розказано в окремій статті.

Антена «Діполь»

Це вже серйозніша антена, ніж похилий промінь. Диполь – це два відрізки дроту, у центрі яких підключається коаксіальний кабель зниження трансівера.


Довжина диполя дорівнює L/2. Тобто для ділянки 80м діапазону, довжина дорівнює 40м. Або по 20м дроти у кожному плечі диполя. Для точного розрахунку застосовуємо формули. Точна формула: Довжина диполя = 468/F х 0.3048 де F–частота в МГц середини діапазону, для якого робите диполь. Приклад для 80м діапазону: - Частота 3.65 МГц. 468/3.65 х 0.3048 = 39.08 метрів. Зверніть увагу – це загальна довжина диполя. Значить, кожне плече буде вдвічі менше, тобто по 19.54 метри. Похибка при побудові плечей диполя повинна бути зведена до мінімуму не більше 2-3см. Найголовніше, щоб плечі були однаковою довжиною. В інтернеті також є онлайн «калькулятори» для розрахунку диполів та інших антен: http://dxportal.ru/raschet-antenn.html та ін.

Для виготовлення антени нам знадобиться так само, як і для похилого променя, мідний дріт. Перетин 2.5-6 кв.мм. Можна використовувати провід в ізоляції, на низькочастотних діапазонах пвх-ізоляція завдає несуттєвих втрат. Розміщення диполя – аналогічно до розміщення похилого променя. Проте, тут висота підвісу грає помітнішу роль.
Низькопідвішений диполь не працюватиме! Для нормальної роботи висота підвісу диполя повинна бути не нижчою за L/4. Тобто, для 80м діапазону має бути не нижче 17-20м.
У випадку, якщо у вас немає такої висоти, то диполь можна зробити на щоглі, щоб він прийняв форму перевернутої літери V.


Останній варіант установки диполя називається "Inverted-V", тобто форма перевернутої літери V. Центр диполя повинен бути не нижче за L/4, тобто для 80м діапазону - 20м. Але в реальних умовах допускається підвішувати центр диполя і на невеликі щогли, дерева, висотою 11-17м. Диполь на такій висоті працюватиме, щоправда, помітно гірше.

Підключається диполь коаксіальним кабелем з хвильовим опором 50 Ом. Це або вітчизняний кабель серії РК-50, або імпортний серії RG та аналогічні. Довжина кабелю особливої ​​ролі не грає, але чим він буде довшим, тим більше в ньому буде загасання сигналу. Так само і з товщиною кабелю, що тонше - тим більше загасань сигналу.
Нормальна товщина кабелю для диполя (вимірюється за зовнішнім діаметром) 7-10мм.

На жаль, сучасний світ- Це світ побутових радіоперешкод - сильних, жирних, свистячих, цвіркучих, гарчать, пульсуючих та інших, поганих. Причина перешкод – наша сучасне життя: – телевізори, комп'ютери, світлодіодні та енергозберігаючі лампи, мікрохвильові печі, кондиціонери, Wi-Fiроутери, комп'ютерні мережі, пральні машиниі т.д. і т.п. Весь цей набір «життя», радіосмог, створює пекельний шум у радіоефірі, який робить прийом аматорських радіостанцій, на низькочастотних діапазонах, часом взагалі неможливим… Тому підключати диполь як раніше, за радянських часів уже не можна.

Тепер докладніше. Стандартне підключення кабелю до Диполя. Звичайно, через підключення несиметричного коаксіального кабелю до симетричного Диполя, його діаграма спрямованості трохи косить, але на КВ це не так суттєво

Плечі диполя прикручуються на будь-яку міцну, діелектричну пластину. Центральна жила кабелю підпаюється до одного плеча, обплетення кабелю – до другого плеча.
Прикручувати кабель не можна, тільки паяти. Таке підключення було стандартним і цілком влаштовувало за радянських часів, коли не було побутових перешкод в ефірі. Зараз таке підключення можна використовувати лише в одному випадку: - Ви живете на дачі або у лісі. Але таке буває рідко, тому переходимо до сучасних варіантів підключення.

Найбільш прийнятний варіант підключення кабелю для міста, при використанні потужного передавача трансівера. Само підключення кабелю до диполя таке ж, але, перед припаюванням - надягаємо на кабель 15-30 феритових кілець, чим більше, тим краще. Головне, щоб ці кільця були якомога ближче до місця підпаювання кабелю, майже впритул.
Кільця бажано використовувати з магнітною проникністю 1000НМ. Але підійдуть будь-які, які знайдете, і які щільно сидітимуть на вашому кабелі. Можна використовувати кільця з телевізорів та моніторів: Після встановлення кілець на кабель, надягніть на них термозбіжну трубку і феном обтисніть, щоб вони щільно сиділи. Якщо немає термозбіжної трубки, то просто обмотайте щільно ізолентою.


Такий спосіб трохи знизить рівень шуму прийому. Наприклад, якщо у вас шум був на рівні 8 балів, то стане 7. Небагато звичайно, але краще, ніж нічого. Суть такого методу – феритові кільця знижують прийом перешкод самим кабелем.

Варіант підключення для міста, а також для малопотужних передавачів. Найкращий варіант. Є два способи підключення. 1. Беремо феритове кільце необхідного діаметра, з проникністю 1000НМ, обмотуємо його ізолентою (щоб кабель не пошкодити), і простягаємо крізь нього 6-8 витків кабелю. Після чого припаюємо кабель до диполя звичайним способом. У нас вийшов трансформатор. Його потрібно так само підключати якомога ближче до точок припаювання диполя.

Якщо немає великого феритового кільця, щоб просунути крізь нього товстий, жорсткий коаксіальний кабель, тоді доведеться попаяти. Беремо кільце поменше, і намотуємо на нього 7-9 витків дроту діаметром 2-4мм. Мотати потрібно одразу двома проводами, а кільце також обгорнути ізолентою, щоб не пошкодити провід. Як підключати – показано на малюнку: Тобто плечі диполя підпаюємо до двох верхніх проводів трансформатора, а центральну жилу та обплетення кабелю – до двох нижніх.


Таке підключення кабелю до диполя вбиває відразу двох зайців: – знижує рівень шумів, які приймає сам кабель та погоджує симетричний диполь, з несиметричним кабелем. А це, у свою чергу, збільшує шанс на те, що вас, зі слабким передавачем (1-5Вт) – почують.

Антена Диполь– хороша антена, яка має невелику діаграму спрямованості та краще приймає та посилює, ніж антена Похилий промінь. Діполь, особливо з 3-м варіантом підключення - ідеальне рішення для роботи в похідних умовах. Особливо якщо у вас малопотужний трансівер з вихідною потужністю 1-5Вт. Так само диполь - ідеальне рішення для міста і для радіоаматорів-початківців, т.к. його просто натягнути між дахами, не містить будь-яких дорогих деталей і не вимагає налаштування,
Звичайно, якщо ви спочатку правильно розрахували його довжину.

Антена "Дельта" або трикутник

Трикутник - це найкраща антена низькочастотних КВ діапазонів, яку тільки можна збудувати в міських умовах.


Ця антена є трикутною рамкою з мідного дроту, розтягнутою між дахами 3-х будинків, в розрив будь-якого кута підключається кабель зниження. Антена є замкнутим контуром, тому побутові перешкоди синфазно гасяться в ній. Рівень шуму у Дельти – набагато нижчий, ніж у Диполя. Для порівняння. Якщо з похилим променем – рівень шуму 9 балів, то Діполь із простим підключенням – рівень шуму 8 балів. Диполь з трансформаторним підключенням – рівень шуму 6.5 бала. Трикутник – рівень шуму 3-4 бали. Також Дельта має більше посилення, ніж Диполь. Для роботи на довгі відстані (понад 2000км), один із кутів антени треба підняти, або навпаки, опустити. Тобто щоб площина трикутника була під кутом до горизонту.

Трикутник виготовляється як із мідного проводу. Розтягується між дахами сусідніх будинків. Довжина дроту дельти розраховується за формулою: L(м)=304.8/F(MГц).
Або можна на сайті, за онлайн калькулятором: http://dxportal.ru/raschet-antenn.html Наприклад для 80м діапазону довжина трикутника має бути 83.42м, або 27.8м кожна сторона.
Висота підвісу – не нижче 15м. Ідеально – 25-35м.

Безпосередньо підключати 50-омний кабель до трикутника не можна, тому що хвильовий опір трикутника 160-210 Ом. Його слід узгодити з кабелем. Для цього створюються узгоджувальні трансформатори. Їх ще називають балуни. Нам потрібний балун 1:4. Якісно та правильно виготовити балун можна лише за допомогою приладів, які вимірюють параметри антени. Тому ми не будемо наводити опис його виготовлення. Для радіоаматорів-початківців, єдиний варіант – це або купити балун, або піти до більш досвідчених радіоаматорів-сусідів, або, наприклад, у місцевий радіокружок і попросити їх допомоги.

На закінчення, ще раз звертаємо вашу увагу на те, що Антена – це найважливіший елемент у радіоаматора. При гарній антені, вас чудово чутимуть, навіть якщо у вас саморобний трансівер з 1-5Вт вихідної потужності. І, ви можете купити за 2 – 3 тисячі у.о. японський трансівер, а антену зробити погану, у результаті вас ніхто не почує. Так, і ще порада: – якщо не знаєте, яка відстань між вашими будинками – загляньте в Яндекс-карти, там є функція лінійки + картки були у 2015 році оновлені.
Можна по них антену розраховувати.

І ще. Ось думка про антену Дельта відомого короткохвильовика RZ9CJ

За багато років роботи в ефірі випробувано більшість з існуючих антен. Коли після всіх них зробив і спробував працювати на вертикальній Дельті, зрозумів - скільки часу і сил я витратив на всі антени - даремно. Єдина неспрямована антена, яка принесла масу приємних годинників за трансівером – це вертикальна Дельта з вертикальною поляризацією. Так вона мені сподобалася, що я зробив 4 штуки на 10,15,20 та 40 метрів. У планах – зробити ще й на 80 м. До речі – майже всі ці антени відразу ж після побудови потрапили більш-менш по КСВ. Усі щогли метрів по 8 заввишки. Труби 4 метри - з найближчого ЖЕКу Вище труб - бамбукові палиці по дві зв'язки вгору. Ох і ламаються вони, зарази. Разів 5 уже міняв. Краще їх по 3 штуки зв'язувати - вийде товстіший але і простоїть довше. Коштують ціпки недорого – загалом бюджетний варіант кращої ненаправленої антени. Порівняно з диполем – земля та небо. Реально "пробивав" pile-up Що не вдавалося на диполі. Кабель 50 Ом підключається в точці живлення до полотна антени. Горизонтальний провід має бути на висоті не менше 0,05 хвилі (спасибі VE3KF), тобто. для 40 м діапазону – це 2 метри. RZ9CJ


На цьому все, удачі вам у будівництві ефективної та малошумної антени!
73!

Без перебільшення можна сказати, що 80-метровий діапазон є одним із найпопулярніших. Однак багато земельних ділянок занадто малі для встановлення повнорозмірної антени на цей діапазон, з чим і зіткнувся американський короткохвильовик Joe Everhart, N2CX. Намагаючись вибрати оптимальний тип малогабаритної антени, він проаналізував багато варіантів. У цьому були забуті класичні дротяні антени, які за довжині більше L/4 працюють досить ефективно. На жаль, такі антени, запитані з кінця, потребують хорошої системи заземлення. Зрозуміло, якісне заземлення не потрібно у разі застосування напівхвильової антени, але її довжина виявляється такою самою, як у повнорозмірного диполя, запитаного по центру.

Таким чином, Joe вирішив, що найпростішою антеною з хорошими параметрами є горизонтальний диполь, що збуджується в центрі. На жаль, як уже зазначалося, довжина напівхвильового диполя 80-метрового діапазону часто є перешкоджаючим фактором при його встановленні. Проте довжина може бути зменшена приблизно до L/4 без фатального погіршення характеристик. А якщо підняти центр диполя та наблизити до землі кінці вібраторів, отримаємо класичну конструкцію Inverted V, яка додатково заощадить площу під час встановлення. Отже, можна розглядати запропоновану конструкцію як Inverted V 40-метрового діапазону, що використовується на 80 м (див. рис. вище). Полотно антени утворено двома вібраторами по 10,36 м, що симетрично знижуються від точки запитки під кутом 90 ° один до одного. При монтажі нижні кінці вібраторів повинні розташовуватися на висоті не менше ніж 2 м над землею, для чого висота підвісу центральної частини повинна бути не менше ніж 9 м. Мала висота підвісу обумовлює ефективне випромінювання під великими кутами, що ідеально підходить для зв'язків на відстанях до 250 км. Найголовнішою перевагою подібної конструкції є та обставина, що її проекція не перевищує 15.5 м-коду.

Як відомо, перевагою напівхвильового диполя, що живиться по центру, є гарне узгодження з 50 або 75-омним коаксіальним кабелем без застосування спеціальних узгоджувальних пристроїв. Антена, що описується, в діапазоні 80 м має довжину L/4 і, отже, не є резонансною. Активна складова вхідного імпедансу мала, а реактивна – велика. Це означає, що при поєднанні такої антени з коаксіальним кабелем, КСВ виявиться занадто високий, і рівень втрат буде значний. Проблема вирішується просто - необхідно застосувати лінію з малими втратами та використовувати антенний тюнер для її узгодження з 50-омною апаратурою. Як антенний фідер був використаний 300-омний телевізійний плоский стрічковий кабель. Найменші втрати забезпечує двопровідна повітряна лінія, але її складніше завести до приміщення. Крім того, може знадобитися підстроювання довжини фідера, щоб потрапити в діапазон перебудови антенного тюнера.

В оригінальній конструкції кінцеві та центральні ізолятори були виготовлені з обрізків склотекстоліту товщиною 1,6 мм, а для полотна антени використовувався ізольований монтажний провід діаметром 0,8 мм. Проводи малого діаметра успішно експлуатувалися на радіостанції N2CX протягом кількох років. Зрозуміло, значно довше прослужать міцніші монтажні дроти діаметром 1,6...2,1 мм.

Провідники плоского телевізійного кабелю недостатньо міцні і зазвичай обриваються в точках підключення до антенного тюнера, тому необхідну механічну міцність та простоту підключення лінії до тюнера забезпечує перехідник, виготовлений із фольгованого склотекстоліту.

Схема тюнера дуже проста, і є послідовним резонансним ланцюжком, що забезпечує узгодження з коаксіальним кабелем.

Налаштування тюнера здійснюється за допомогою конденсатора С1. Для QRP-варіанту котушка індуктивності L1 містить 50 витків, а L2 - 4 витка ізольованого дроту, намотаних на тороїдальний сердечник з карбонільного заліза Т68-2 (зовнішній діаметр - 17,5 мм, внутрішній - 9,4 мм, висота - 4,8 мм, р = 10). Можна використовувати і котушку з повітряним осердям, але при цьому збільшаться габарити пристрою.

Конструкція тюнера також дуже проста. Для його виготовлення застосовано фольгований склотекстоліт. На припаяних до основи бічних пластинах встановлені пари клем з одного боку і коаксіальний роз'єм - з іншого. Висновки L1 та С1, що підключаються до лінії, не мають з'єднання із загальним проводом. Один кінець вторинної обмотки L2 «заземлений» на плату основи та екран коаксіального роз'єму, а «гарячий» кінець цієї обмотки припаяний до центрального виведення коаксіального роз'єму. повинні з'єднуватися із загальним дротом.

Для налаштування антени з цим тюнером довжина 300-омного фідера повинна бути 13,7 м. При використанні іншого тюнера, можливо, доведеться подовжити або укоротити фідер, щоб потрапити в діапазон перебудови тюнера. У зв'язку з тим, що налаштування тюнера досить «гостра», бажано перевірити роботу пристрою до підключення антени. Еквівалентом антени може служити затиснутий між клемами десятим резистор. Змінюючи ємність кондесатора С1 і число витків L2, досягають КСВ не гірше 1,5. Налаштування тюнера при роботі з антеною також буде "гострою", тому цілком задовільним буде значення КСВ близько 2 у смузі частот близько 40 кГц.

Незважаючи на те, що описана антена була розроблена для діапазону 80 м, вона може використовуватися і як багатодіапазонна. Однак найпростіший тюнер доведеться замінити на складніший.

Joe Everhart, N2CX. - QST, 2001, 4

Після зміни QTH у голові роїлися думки щодо оптимального використання його доступного простору для антен як ВЧ, так і НЧ діапазонів. Остаточне рішення народилося після перегляду будинку на виді зверху.

Треповий диполь 160/80м

Одне погано - диполь, що висить у прольоті, буде рівно боком до переважних напрямків на 90 і 270 градусів, а це програш відразу мінімум 2 бали в напрямку на Європу і Японію, особливо на 80м. Однак рішення про розміщення диполя було ухвалено.

Оскільки існуючий IV на 160/80 і 40/30 з трепами вже 8 років бездоганно працював (як і решта моїх трепових конструкцій), без замішень було прийнято рішення про дводіапазонну антену, а саме на 160 і 80. Однак, враховуючи висоту будинку в 9 поверхів, була велика спокуса спустити зверху і вертикал, який оперативно перемикався б.

Отже, вихідні дані: диполь із трепами на 160/80 і вертикал із точки запитки диполя вниз теж із трепом. Плечі диполя є противагою для вертикалу. Ну, і комутація.

Модель диполя-вертикалу

Наспіх накидана модель в ММАНА одночасно показала, що доведеться думати про узгодження диполя на 80м, т.к. його Rвх було близько 100 Ом, а на 160м, як ведеться, в районі 50 Ом. Таким чином, пряма запитка кабелем 50 Ом результату не принесла б. Уточнення в NEC-2 показало приблизно те саме. Ясно, що чвертьхвильовий шматок кабелю з хвильовим опором 75 Ом без проблем узгодить диполь на 80м, але що одночасно відбуватиметься з диполем на 160? Робота з APAK-EL починала вселяти впевненість у тому, що узгодити і 160, і 80 без перемикань реально! Однак, для точного розрахунку кабельного трансформатора необхідно в APAK-EL вносити точні дані щодо імпедансу диполів в обох діапазонах. Завдання не таке просте, як здається - потрібен точний прилад, розміщений у точці запиту антени, т.к. напівхвильовий відрізок все одно для такого завдання не зовсім годиться, що було підтверджено на масштабній конструкції 9.6/18 МГц, підвішеної в 5м від землі і запитаної напівхвильовим повторювачем з малими втратами.

Важливо було зрозуміти, що відбувається з Rвх диполя кожному діапазоні за зміни довжини кабельного трансформатора. Підбираючи довжину трансформатора в APAK-EL, дійшов того, що можна узгодити обидва діапазони, при цьому переміщатимуться резонансні частоти диполів відносно невеликих межах.

На рис.1 показані розрахункові графіки КСВ (APAK-EL) із застосуванням чвертьхвильового кабельного трансформатора довжиною 13.7м (з діелектриком з поліетилену, Ку=0.66) для диполя з самостійнимирезонансами 1.83 МГц та 3.65МГц, що має Rвх 50 та 100 Ом відповідно.

Видно, що резонанс на 80м залишився незмінним, а на 160м зрушився на 10 кГц вниз і трохи піднялося КСВ. На цьому спостереженні і було вирішено знайти компромісну довжину трансформатора для обох діапазонів без огляду на резонансну частоту (її можна правити зміною геометричної довжини антени).

На рис.2. показаний графік КСВ при застосуванні оптимального трансформатора довжиною 10.4м для того ж таки диполя.

Різниця в КСВ, звичайно, невелика, але показує, що можливий підбір лінії таким чином, що компроміс можна досягти і в інших, більш важких випадках.

Я ж «блох ловити» на 160м не став і, в силу широкосмугового діапазону 80м віддав пріоритет на його користь і застосував саме чвертьхвильовий відрізок кабелю SAT-50 (спінений поліетилен, Ку=0.82) довжиною 17.08м. Ось отримані графіки Rвх та КСВ диполів (червона лінія – КСВ, зелена – Rвх акт., синя – Rвх реакт.):

Чи не так, нагадує розрахунковий графік, наведений на Рис.1?

Таким чином, з досить високою точністю виявилося можливим моделювання кабельних трансформаторів в APAK-EL після отримання вихідного файлу формату *.nwl з MMANA (з урахуванням, звичайно, висоти антени над землею в лямбдах – загальне зауваження при моделюванні низьких антен ММАНА), не обтяжуючи себе зняттям точних даних із реальної антени.

З вертикалом на 160/80 проблем із узгодженням при моделюванні не виникло і потрібно було продумати питання комутації всієї системи: необхідно при підключенні диполя вмикати кабельний трансформатор, а при підключенні вертикалу - відключати його. В результаті трансформатор був змотаний в одношарову котушку (tnx RZ9CX) і роз'ємами підключений до комутатора в точці запитки, одночасно будучи і запірним дроселем для диполя.

Отримані графіки для вертикалів:

Для комутації використані всі 4 групи контактів реле РЕН-33. Вплив контактів було прийнято цих частотах незначним. Комутація реле виконана за «полівкою» П-274, яка і є одночасно тросом, що несе, для ВЧ фідера живлення.

Поблизу точки запитки на фідер РК-50-7 надіто 100 кілець М2000НН К20х12х6, на відстані 30м ще 40 таких же кілець – все в термозбіжній трубці. Усього кабельна траса становить 50м до комутатора та ще +55м магістрального кабелю до шека.

Конструкція антени

Виходячи з відстані в прольоті між будинками, яку потрібно було перекрити (120м), було вирішено виготовити всю горизонтальну частину з біметалу 3мм. Однак, в останній момент я передумав (непристойно важка конструкція виходить) і зробив зі свитої полівки. На кінцях променів по 3 горішкові ізолятори 40х28мм з відстанню прогресивно 40-50см один від одного. Полотно вертикалу виконано з того ж кабелю, але в одну нитку. Причому його довжина дозволяла навіть не використовувати ємнісне навантаження - він весь уміщався по висоті (до землі не діставав близько 1м). Але це - виходячи з електротехнічних міркувань, а з міркувань жителів, звичайно, потрібно було нижню точку антени підняти від землі, а довжину, що бракує, компенсувати ємнісним навантаженням у вигляді двох провідників, що розходяться паралельно землі. Реально вийшло не зовсім паралельно, а у вигляді IV з вершиною в 5-6м від землі та кутом при ній близько 140 град. Кабель живлення підведений перпендикулярно до всіх елементів антени збоку (з даху). Герметизація всіх відкритих сполук виконана силіконовим герметиком для акваріумних робіт у професійній тубі (під пістолет).

Трепирозраховані в TrapRus, погонну ємність наявного кабелю міряв сам цифровим вимірником (не брав із наявної бази даних) – ці дані і використовував при розрахунку. Різниця, що вийшла (10пФ) з довідковими даними явно вказувала на те, що при виготовленні трепів рекомендується не користуватися довідковими даними, т.к. навіть кабелі однієї марки, але різні виробники мають різні параметри. Років 10 тому користувався програмою CoaxTrap, але обидва варіанти грішать одним: розрахунок ведеться для конструкції, відмінної від описаної у файлі допомоги до CoaxTrap, про що і було описано: отримані дані по ємності потрібно ділити на 4, а значення індуктивності - множити на 4 і ці дані використовувати при моделюванні в MMAN. В іншому - все точно, якщо правильно внесена погонна ємність та необхідні геометричні розміри, то налаштування не потрібно.

Схема з'єднань:

Застосований кабель РК-50-4 намотаний на каналізаційної трубидля зовнішнього монтажу (руда – вартість 160-280р за п/метр залежно від магазину), параметри дивився аналізатором АА-330, налаштування не знадобилося.

Зовнішній вигляд трепів:

Порівняння у напрямку на Європу з існуючою Inverted "V" з точкою запитки на 10м вище (телескоп на даху) показало наступне (нагадаю: диполь висить боком до Європи і повинен програвати мінімум 2 бали такому ж диполю, але в перпендикулярному напрямку):

1. Від комутатора на даху до точки запитки існуючого IV прокладено 35м кабелю 8D-FB, а до нової антени, що досліджується, - 50м кабелю РК-50-7.
2. У ділянці CW (куди і був налаштований IV) обох діапазонів у напрямку на Європу різниці не помічено, але диполь виявлявся менш галасливим.
3. У ділянці SSB різниця по прийому склала до 20 (ДВАДЦЯТЬ!) дБ, а на передачу від 1 до 2.5 балів на користь диполя перед IV (тим більше перед вертикалом).
4. Вертикал програвав до 3 балів.
5. Оператори з півдня (UK, UN) також були солідарні і схилялися до диполя, характеризуючи його роботу як "дуже сильної", у свою чергу, нижче +10дБ ніхто з них на моєму S-метрі не приймався. Однак, у тому ж напрямку на відстані 600 км вертикал виграв більше 1 бала у диполя при зв'язку з одним кореспондентом, який також мав вертикальний штир, довжиною 18 м з ємнісними навантаженнями. Різниці в силі сигналу цього кореспондента між обома антенами я не відзначив. З IV вже далі сенсу не було порівнюватися - він не вигравав у диполя у всіх випадках навіть у наявній конфігурації...
6. У напрямку на Південь на відстані 10 тис.км. (ZS6) перевагу прийому віддав диполю, як менш галасливому. До того ж, вертикал вузькосмуговий та налаштований у CW, а оскільки порівняння було на 3793 кГц, то виходило, що у SSB ділянці його КСВ уже був непристойно високим. Докричатися до кореспондента на 100 Ватт не вдалося, тому порівняти антени на передачу не вдалося, а шкода - дуже показовий експеримент вийшов би...
7. Отже, крім одного випадку, вертикал програвав обом антенам (Диполю і IV - вивчав до 3000км), а особливо на ближніх трасах і вже на відстані 300км різниця була непристойно великою (близько 5-6 балів програшу вертикала перед диполем). Припускаю, що якби всі кореспонденти, з якими проводилося порівняння, мали вертикальні антени, результати були б протилежними.
8. Вплив диполя на IV через відносно близьке їхнє взаємне розташування було оцінено за показаннями аналізатора - графік IV у частині реактивної складової Rвх помітно розмазався, але реальних змін і патологій у його роботі не відзначено. Зворотного впливу прилад не показав, як і різниці у роботі диполя після згортання IV.
9. У разі з'ясування невиразної роботи вертикалу в оточенні будинків через рік зміню всю систему на несиметричний хвильовий диполь на 80м (якраз напрямок необхідний) і напівхвильовий на 160м - ось тільки питання узгодження треба буде продумати.

Позитивний побічний ефект: вертикал є відмінною оглядовою антеною для прослуховування ВЧ діапазонів паралельно з спрямованою антеною - у напрямку її задньої пелюстки він явно виграє і дозволяє оперативно контролювати ситуацію "ззаду" від основного випромінювання спрямованих антен.

P.S. Антена провисіла 1 рік і була замінена на . Демонтаж показав пошкодження ізоляції полівки у місцях її кріплення до ізоляторів. Довгий проліт для довготривалого монтажу. Ну і не можна не відзначити обтяжувач у центрі у вигляді вузла живлення з кабелем живлення, трансформатором у коробці відтягнутого вертикала.