Укороченная направленная антенна 40 м. Altyn Club - Сетевой Альтруизм

EH-40m на крыше дома

"EH-antenna 40m" установлена с краю плоской крыши 5 (пяти) этажного жилого дома, вместо антенн на диапазоны 20м и 15м, которые были установлены первоночально. Время затраченное на установку составило 40 минут, с учетом того, что мне три раза пришлось спускаться с крыши для контроля частоты резонанса в нужном участке диапазона.

На частоте резонанса получено КСВ в линии питания антенны равным 1.08, точно такой же как при настройке и при тестировании на балконе.

На основе анализа поездок в RDA: RA-08 и RA-27 (где применялся импортный кабель) и успешной установки на крыше антенн (применяется кабель марки РК50-4-11) на различные диапазоны был сделан важный вывод:

Необходимо применять качественный коаксиальный кабель типа РК50-4-11, а не импортные кабели сомнительного качества! Длина кабеля должна равняться половине длины волны с учетом коэффициента укорочения кабеля!

ИНТЕРЕСНЫЕ QSO (с моей точки зрения).

9 декабря 2012г. просматривая диапазон, зафиксировал позывной из Венесуэлы - YV4OW, но увидев что данный позывной в моем аппаратном журнале уже есть, хотел пройти мимо, т.к. у меня было QSO с ним на этом диапазоне, но с использованием антенны FD-8. Решил позвать его и он ответил на мой вызов с первого раза, хотя в этот же момент его вызвали многие станции из Европы! И это при длине антенны в 70см и высоте установки в 3 метра от плоскости крыши.

YV4OW - дистанция 9 863 км

подтверждение в виде eQSL от YV4OW

3B9/OH1LEG - дистанция 8 555 км

Вечером 2 января 2013г. работал на общий вызов на диапазоне. Корреспонденты подходили редко, т.к. в основном мой позывной давно уже есть в аппараных журналах и я просто не интересен для них (повторы на различных диапазонах не засчитываются на дипломы и на мой взгляд это является недостатком условий клуба ЕРС). Чуть позже, зайдя на сайт Display Reception Reports увидел (смотри скриншот ниже), что мой уверенный сигнал принимался в Австралии: VK7KT ор. Graham loc: QE28TT. С этим корреспондентом у меня было уже QSO, может поэтому он не стал меня вызывать? Дистанция составила 14 563 км при использовании антенны длиной в 70 см и установленной мощности на выходе трансивера в 50 Вт!

Утром 13.04.2013 был проведен не запланированный небольшой эксперимент по установке радиосвязи с различными типами антенн с COLOMBIA - радиостанция HK3JJH.

Сканируя диапазон обнаружил работающую станцию на общий вызов HK3JJH. В этот момент была подключена к трансиверу антенна FD8, которая натянута между домами. Для меня это была новая станция с COLOMBIA и естественно я не задумываясь позвал его на FD8. Pedro (HK3JJH) даже не переспросил кто его вызывал. Решил еще раз позвать - безрезультатно. Подключив ЕН - антенну на 40м вызываю снова Pedro (HK3JJH). Он тут же мне ответил и мы с ним провели обычное QSO.

Английскому радиолюбителю G7FEK - удалось добиться эффективной работы антенны даже в диапазоне 80 м. Многодиапазонная антенна длиной всего лишь 14,2 м была разработана для установки на небольшом садовом участке. При использовании хорошей системы заземления в этом диапазоне ее входной импеданс составляет около 25 Ом, а в диапазонах 40 м, 30 м, 17 м, 15 м и 12 м он близок к 50 Ом. Несколько усложнив конструкцию, можно добиться отличного согласования антенны с коаксиальным кабелем и в диапазоне 20 м.

Первый вариант антенны был разработан в 1988 г., прототипом послужила простая антенна Маркони - ненаправленный вертикальный проволочный излучатель, работающий в диапазоне 80 м. Основная идея конструкции - использование двух четвертьволновых Г-образных излучателя, расположенных недалеко друг от друга, но имеющих минимальную взаимную связь вследствие того, что они настроены на разные частоты. Примерно такой же принцип используется, например, в многодиапазонных дипольных антеннах - т.н. fun-диполях, получивших свое название, по-видимому, по сходству с лопастями вентилятора. Но в антеннах с концевым возбуждением (например, четвертьволновых вертикалах) этот принцип практически никогда не использовался.

Антенна G7FEK имеет довольно пологий угол излучения (30-40°) на всех любительских диапазонах, за исключением 30-метрового. В этом диапазоне антенна представляет собой полноразмерный горизонтальный диполь.

При тщательном соблюдении всех конструктивных требований правильно настроенная антенна может работать без антенного тюнера в диапазонах 40 м, 30 м, 17 м и 15 м. В пределах любительских диапазонов 3,5-28 МГц сопротивление излучения составляет 25-200 Ом, что обеспечивает эффективность излучения даже при использовании самых простых систем заземления. В отличие от антенн Windom и G5RV, настройка антенны G7FEK в резонанс на основных диапазонах осуществляется независимо.

Конструкция антенны G7FEK показана выше на рис.1, она была изготовлена из остатков антенны G5RV, а потому она и внешне напоминает эту антенну, правда, меньшего размера.

Если кто-то из радиолюбителей уже пытался использовать антенну G5RV на маленьком загородном участке, то он отлично знает, что качество ее работы в диапазоне 80 м далеко от идеала, а укороченная антенна G5RV вообще совершенно бесполезна при работе с DX в этом диапазоне. В то же время, антенна G7FEK не уступает по эффективности полноразмерной антенне диапазона 80 м, установленной на такой же высоте.

Антенна G7FEK состоит из вертикальной двухпроводной линии длиной 7,3 м, нижние концы которой соединены между собой, к верхним подключены горизонтально подвешенные проводники длиной 11,6 и 2,4 метров. Фактически, антенна представляет собой два Г-образных излучателя.

В диапазоне 80 м используется левый (по рис.1) излучатель, который в этом диапазоне является четвертьволновым. Его длина оптимизирована для получения резонанса на частоте около 3,7 МГц, т.е. в телефонном участке диапазона. Второй Г-образный излучатель, образованный проводниками длиной 7,3 и 2,4 м и располагающийся правее излучателя 80-метрового диапазона (по рис.1), в этом диапазоне имеет высокий входной импеданс и не оказывает заметного влияния на параметры антенны.

При использовании антенны в диапазоне 40 м уже Г образный излучатель 80-метрового диапазона имеет высокий импеданс, а расположенный правее излучатель является четвертьволновым, и его резонансная частота составляет около 7,1 МГц.

В диапазоне 30 м горизонтальная часть антенны работает как диполь, возбуждаемый четвертьволновым трансформатором, в роли которого выступает вертикальная часть антенны.

В диапазоне 20 м обе Г-образные части имеют высокий входной импеданс, и обеспечить хорошее согласование с кабелем можно лишь подключив к точке питания дополнительный проволочный четвертьволновый излучатель длиной 5,1 м.

В диапазоне 17 м излучатель 80-метрового диапазона имеет длину волны равной 5/4, что обеспечивает низкий входной импеданс антенны и возможность ее хорошего согласования с коаксиальным кабелем.

В диапазоне 15 м двухпроводная линия является полуволновым повторителем и обеспечивает хорошее согласование с излучателем диапазона 7 МГц.

В диапазоне 12 м резонансная частота антенны составляет немногим более 25 МГц, но входной импеданс имеет значительную реактивность, поэтому для согласования с передатчиком обязательно требуется антенный тюнер.

В диапазоне 10 м входной импеданс антенны очень велик, поэтому ее можно использовать лишь как вспомогательную. Согласование трансивера с антенной может обеспечить только антенный тюнер. Кроме того, для повышения эффективности излучения следует применять высококачественный фидер с низкими потерями на частотах диапазона 10 м.

Антенна G7FEK не является диполем «в чистом виде», поэтому не следует устанавливать ее в виде «перевернутого V», т.к. такая конфигурация приведет к значительному ухудшению параметров антенны.

Горизонтальное полотно антенны закрепляется на опорных мачтах, которые могут быть металлическими, но следует избегать установки такой мачты в непосредственной близости от двухпроводной линии. Если все же необходимо закрепить линию, то следует воспользоваться диэлектрической мачтой.

Волновое сопротивление открытой линии не имеет значения, но расстояние между ее проводниками должно быть не менее 20 мм. И это действительно так, ибо открытая линия, установленная в вертикальной части антенны, используется именно как часть данной антенны, а не выполняет функции фидера. Следовательно, волновое сопротивление линии не является критичным. Антенна отлично работает даже с 450-омной открытой линией.

Соединенные вместе нижние выводы открытой линии подключаются к центральной жиле 50-омного коаксиального кабеля, а противовесы или система заземления - к оплетке кабеля.

Минимальное требование к противовесу (резонансному радиалу, поднятому на некоторую высоту) - один изолированный провод длинои 19,8 м, проложенный под горизонтальным излучателем 80-метрового диапазона. Если для прокладки провода длины участка недостаточно, то провод можно согнуть так, чтобы он уместился в габариты участка. Следует иметь в виду, что нельзя размещать противовес непосредственно на земле.

Для повышения эффективности излучения и упрощения настройки антенны в диапазоне 7 МГц рекомендуется установить, кроме 19,8-метрового противовеса, хотя бы один противовес длиной 10 м.

Если антенна устанавливается в полевых условиях, то в качестве противовесов желательно использовать два медных провода диаметром 2,5 мм в изоляционной оболочке, длина которых приблизительно составляет 18,3 и 9,1 м. Провода можно расположить непосредственно на поверхности земли. Последние 3 м проводов рекомендуется поднять на высоту приблизительно 50 см. Такая система заземления обеспечит очень низкий КСВ в диапазонах 80 м и 40 м и упростит процедуру настройки антенны.

Так же можно использовать систему заземления с зарытыми в землю проводами. Длина каждого из них должна быть 10 м. Более длинные провода не окажут существенного влияния на качество работы антенны. Минимальное число проводов - 4, но лучше, если их будет больше.

С хорошей системой заземления антенна имеет максимальную эффективность, но ее полный входной импеданс в диапазоне 80 м составляет около 25 Ом, что требует использования антенного тюнера. Для успешной работы с DX предпочтение следует отдать хорошей системе заземления, а не стремиться получить КСВ, близкий к 1, поскольку в любой антенне главное - это эффективность излучения, а не низкий КСВ.

При работе на низких частотах излучение под низкими углами обеспечивает именно вертикальная часть антенны, а потому ни в коем случае нельзя допустить, чтобы какая-то часть этого элемента касалась земли или лежала на ней, крепилась к дереву или прибивалась к стене. Кроме того, снижение высоты антенны ниже 7,3 м тоже неизбежно сказывается на эффективности излучения.

При увеличении длины вертикальной части антенны (т.е. открытой линии) соответственно уменьшаются размеры горизонтальных излучателей. Иными словами, чем выше антенна, т.е. чем длиннее открытая линия, тем меньше пространства требуется для размещения горизонтальных излучателей. А вот увеличивать длину горизонтальных излучателей за счет уменьшения длины открытой линии не следует: в отличие от горизонтальных антенн, в данном случае «длиннее» еще не значит «лучше». Ибо длинная низко висящая горизонтальная антенна абсолютно неэффективна при работе в диапазоне 80 м, поэтому для получения оптимальных рабочих характеристик во всех диапазонах рекомендуется соблюдать предложенные размеры антенны.

Для оптимальной работы с DX необходимо иметь хорошее заземление и надлежащую систему радианов. В ходе многочисленных испытаний антенны не было выявлено кардинальных различий между стандартной системой заземления с множеством зарытых в землю радиалов и простой системой, состоящей из двух приподнятых противовесов длиной 19,8 и 10 м каждый. Радиалы не обязательно располагать только по прямой. Кроме того, радиалы или заземляющие стержни можно зарыть прямо в землю. Правда, заземляющие стержни не очень хороши для работы антенны на высоких частотах, разве что в тех случаях, когда почва в вашем саду имеет очень хорошую проводимость. Тогда нужно просто нарастить число зарытых в землю радиалов. Они могут быть достаточно короткими, менее 10 м. Для закапываемых в землю радиальных линий не рекомендуется использовать изолированный провод.

Настройку антенны следует начинать с подбора длины противовесов и их расположения, добиваясь явно выраженного минимума КСВ в диапазонах 3,7 и 7,1 МГц. Точные вели
чины резонансных частот в этих диапазонах на данном этапе не имеют решающего значения, их можно подстроить позднее. Если невозможно отыскать минимум КСВ ни на одной частоте в пределах этих диапазонов, то источник проблемы - в системе заземления. Значит, она требует проверки и/или доработки.

Добившись низкого КСВ (менее 2:1) в пределах диапазонов 80 м и 40 м, необходимо обеспечить точную настройку антенны в резонанс на частотах 3,7 и 7,1 МГц. Для этого изменяют длину каждого горизонтального излучателя. Очевидно, что когда КСВ минимален на частоте 3,58 МГц, следует укоротить горизонтальный излучатель 80-метрового диапазона. Для этого можно просто смотать конец провода, не отрезая его.

Точная настройка антенны в резонанс на частотах 3,7 и 7,1 МГц гарантирует ее работу на остальных, более высокочастотных диапазонах.

Даже если в процессе установки пришлось несколько изменить размеры антенны, и отсутствуют какие-либо приборы для ее точной настройки, то не стоит отчаиваться - на всех основных любительских диапазонах с помощью антенного тюнера антенну можно легко согласовать с трансивером.

На протяжении 2007 и 2008 годов сравнивалась работа антенны G7FEK и многодиапазонного диполя, установленного на высоте 7 м. Можно однозначно констатировать, что в диапазоне 80 м антенна G7FEK чаще всего более эффективна для радиосвязи с DX. Правда, на очень коротких трассах (100-400 миль) антенна G7FEK все же несколько уступает полноразмерному диполю, подвешенному на такой же высоте. Очевидно, что здесь сказывается более низкий угол излучения антенны G7FEK.

На остальных KB диапазонах антенна G7FEK работает так же, как и многодиапазонный диполь. Разве что, в диапазоне 14 МГц диполь работает несколько лучше, но это понятно: ведь в диапазоне 14 МГц антенна G7FEK не является резонансной. Для повышения эффективности работы в этом диапазоне следует применить дополнительный проволочный излучатель. Тем не менее, даже без такого дополнительного элемента антенна вполне прилично работает в диапазоне 14 МГц.

Если изготовленная антенна не имеет хорошего заземления, то рекомендуется использовать «запорный дроссель» в линии коаксиального питания, что предотвратит протекание ВЧ тока по внешней.оплетке кабеля и, соответственно, его прохождение через аппаратуру радиостанции. Дроссель можно изготовить из коаксиального кабеля RG-58, намотав 6 м кабеля на ПВХ-трубу диаметром 200 мм. Обычно дроссель устанавливается недалеко от точки питания антенны, но в данной антенне его можно установить на расстоянии около 17 м. Хотя такая рекомендация может показаться немного необычной, но она вполне эффективна, т.к. часть коаксиального кабеля (от точки питания до дросселя) играет роль дополнительного противовеса, который улучшает параметры системы заземления.

В диапазоне 30 м угол излучения антенны G7FEK довольно велик, поэтому финский радиолюбитель Juko, OH5RM, предложил использовать четвертьволновый шлейф (рис.2) для «отсекания» вертикальной части антенны от горизонтальной:

В результате, вместо горизонтального диполя с концевым возбуждением получилась типичная вертикальная несимметричная антенна. Наиболее оптимальные параметры для этого диапазона - низкий угол излучения и КСВ, близкий к 1, - получаются при длине вертикальной части 7,2 м, а шлейфа - 5,5 м. Кроме того, на рис.2 показан проволочный излучатель, который используется для повышения эффективности работы антенны в диапазоне 14 МГц.

Катушка жестко закреплена на нижнем колене 7-и метрового стекло-пластикового удилища при помощи каркаса-распорки. Катушка намотана медной трубкой диаметром 3мм. Трубку эту применяют для ремонта холодильной техники (называют эту трубку капиляркой). Части каркаса (4 шт) вырезаны из текстолита толщиной 8мм. Отверстия для витков сверлятся сверлом 4мм с шагом 6мм и зенкуются. У каркаса имеются 3 ножки, в которых круглым напильником делаются продольные канавки, для лучшей фиксации на удочке.

Размер каркаса (а точнее расстояние от «ножек» до отверстий) определяются исходя из диаметра имеющегося удилища. Дело тут вот в чем: сама катушка мотается на каркасе в виде водопроводной трубы D=50мм. После намотки катушка немного «распружинивается и увеличивается в диаметре. У меня получилось после сборки расстояние между осями диаметрально противоположных отверстий 58мм.

Дальнейшая сборка проводится в следующем порядке: Катушку вкручивают в части каркаса. после того как катушка вкручена, все части каркаса располагают с одной стороны катушки и в таком виде надвигают на удилище. Теперь части каркаса распределяют равномерно по окружности катушки. Каркас держится на удилище с приличным трением. Для верности он дополнительно был приклеен клеем ВК-9 к удочке. Верхние и нижние отверстия в каркасе оставляем свободными от витков катушки, туда будут крепится полотно антенны и радиалы.

Полотно антенны: четыре провода МГТФ-0.35 длинной 5.9м закрепленных в верхних отверстиях каркаса и спаянных между собой. В этом месте так-же припаян провод с «крокодилом». Радиалы, по 3 шт (для диапазонов 20-30-40м) закрепляются в нижних отверстиях каркаса и распаиваются на нижний виток катушки. К нему-же припаяна пластинка и стеклотекстолита на которой установлен разъем питания и укорачивающий конденсатор диапазона 20м. К центральному контакту разъема припаян один вывод конденсатора и провод со вторым «крокодилом». Ко второму выводу конденсатора подключается крокодил от полотна антенны во время работы на 20м. Параллельно конденсатору КСО емкостью 82пФ на напряжение 250В подключен кусок кабеля РК50-2-11 длиной 30см (откусывается в процессе настройки). Во время работы на 30 и 40м «крокодилом» от полотна антенны находят виток катушки при котором наблюдается резонанс системы. «крокодилом» от разъема питания подбирают виток при котором наблюдается наименьший КСВ.

Зашел сегодня в магазин Реал. На вывеске о распродаже увидел «Набор шампуров 4 шт» за 9 руб 90 коп. Когда увидел этот «набор» вблизи, сразу появилась мысль использовать эти «шампуры» в качестве колышков для фиксации радиалов системы заземления под вертикалами. Эти шампуры имеют длину 370мм и диаметр 3мм. Изготовлены из стальной проволоки, покрыты хромом. Гнуться достаточно плохо. Сам не удержался и купил 20 таких наборов. При следующем выезде на природу проверим в работе 🙂

Еще один вариант изготовления походной антенны:

Вертикал на диапазоны 80 и 40 метров,
по мотивам широко известной антенны Butternut HF8V

Вообще то вертикалы я не люблю! Должен честно в этом признаться. Из всех прочих сравнительно простых антенн,считаю этот тип антенны самыми заморочными. Кто сказал, что они требуют мало места? Шутники. Даже дельта с тремя точками крепления создает меньше хлопот, чем установка GP где бы то ни было, на крыше дома или непосредственно на грунте.

Вообще то, это у меня не первый вариант сделанного мной GP. И раньше, много лет обратно приходилось ставить вертикалы на 20-15-10м, но на крышах домов, в городе. Правда это все были довольно небольшие вертикалы, которые действительно не занимали много места, включая сюда и сеть радиалов, без которых эти антенны и вовсе не работают нормально.

Моя главная не любовь к этому типу антенн заключается прежде всего в их шумности на приём. Любая горизонтальная правильно установленная антенна,имеет гораздо меньше эфирных шумов на входе приемника, чем GP! И это можно сказать практически аксиома. Людей устанавливающих GP в спальных районах городов, вообще не понимаю.Там и без того, уровень шумов по нынешним временам, просто адский. Бывало включаешь трасивер на 80-ку, а там уже на S-метре, уровень шума не меньше 7-8 баллов. Как вспомню, так вздрогну. Какие там DX вообще, о чем вы?

Мне в этом плане повезло. Уже более 6 лет, наконец то сматался с города и живу теперь в пригороде Риги. Эфир тут просто чистейший как слеза ребенка! На любую "веревку" идет уверенных прием таких станций, о которых в городе можно было бы только мечтать. А мечтают городские радиолюбители о том, чего не слышат в реальном эфире (Hi)

Первоначально в пределах собственных 10-ти соток, у меня стоял тут всем банально известный Inverted Vee на диапазон 80 и 40м. Так сказать, классическая антенна каждого второго радиолюбителя. Но два года обратно, я решил её убрать, ввиду того, что просто она себя уже исчерпала как антенна. Все что было возможно на ней сработать, уже давно было сработано еще в бытность моего проживания в городе. Стальная мачта 12 метров, два яруса оттяжек, четыре конца от диполей, привязанных по участку, просто стали раздражать. Концов много, толку пшик! Да и диапазона всего два, по сути. Делать еще два Inverted Vee, но на 20-15-10м на той же мачте? Вообще бред, даже и комментировать не хочу.

Эффективность классического диполя, с высокой подвеской, гораздо лучше банального Inverted Vee, особенно, если диполя эти будут НЧ и как минимум в 25-30 метрах от земли. Но таких мачт я не имею тут в наличии. Высокие две опоры, это тоже очень не просто. Материал для труб,растяжки..., а участок всего то 10 соток, да и соседи со всех сторон. Да и сам участок тоже не пустует. Имеющиеся застройки, дом, баня, сараи, поглотили почти половину имеющейся земельной площади. Осталось немного свободной землицы под огородик, на котором трудятся мои домашние домочадцы.Но это уже почти святая земля...

Пришлось пересмотреть концепцию в целом. Не отдельные монобэнды с отдельной запиткой каждый, а найти подходящий компромиссный вариант, но такой вариант, что бы был в работе лучше, чем классический Inverted Vee. Решил этот вопрос при помощи не всеми любимым типом антенн, в виде нессимитричного диполя. Установленная антенна, типа FD3, на легкой сравнительно невысокой мачте всего в 10 метров, закрыла мне все основные диапазоны с 40-ки по 10-ку! Об этом я подробно написал тут: OCF antenna FD4-FD3 . Подвешенная слопером, дает весьма неплохие результаты. "Проводов" минимум, один фидер и имеем 4 диапазона. На прием FD3 работает просто отлично. Не шумливая, простая и эффективная антенна, если правильно выполнить настройку и согласование!

Оставался решить главный для себя вопрос,что сделать,что бы задействовать 80-ку! Находясь загородом, нужно работать на НЧ в первую очередь, оставив ВЧ по остаточному принципу, где вполне пока достаточно будет и простой FD3.

В прошлом году, поздней осенью, были попытки установить на скорую руку, хоть что то, что бы как то была возможность вылезти зимой на диапазон 80м. Пробовал установить FD4 длиной 42м, но как не ухитрялся, так и не смог подвесить эту антенну выше 10 метров от земли. Один конец был на небольшой мачте крыши дома (примерно 12м высоты), второй за рядом стоящее дерево, средней высоты. Центр диполя все равно провисал и был где то около 8-9 метров от земли.Кабель тянул все к низу...
Поработав одну неделю, я поставил на этом крест и убрал. Эффективной работы на передачу при такой высоте подвеса, просто не было!

От антенн с горизонтальной поляризацией не имея высоких точек подвески, пришлось отказаться. Таким образом, выбор пал на единственно возможный вариант, это соорудить GP, что бы хоть как то поработать на интерес и добрать недостающие для меня новые страны и территории.

Муки выбора. Вариант - HF2V

Зимой изучал все что было по вертикалам выложено в сети. Нужно было найти наиболее приемлемый вариант для себя исходя из того, что имелось в наличии. А имелось немногое. В сарае нашел старые обрезки дюралевых труб, от былой когда то своей антенной деятельности на крыше многоэтажок, в совокупности порядка 10-ми метров. Трубы разной длины и разного, несуразного диаметра, которые совсем ни фига не телескопической соразмерности.

Перечитав известные радиолюбительские форумы, изучив все что написал Гончаренко DL2KQ,остановился на варианте GP от Butternut HF2V. Данный тип GP, делается фабрично на продажу и в оригинале несет на себе все радиолюбительские диапазоны.Называется HF8V, где цифра обозначает количество бэндов. Делать ВЧ диапазоны не входило в мои планы изначально, а потому, антенна на 80 и 40м, уже имеет сильно упрощенный вариант и легка для повторения.

GP построенные с применением трапов я не люблю! Я вообще не люблю трапы в антенных системах. Это всегда компромисс, который неизвестно чем может обернуться. То что то отвалится и потеряется контакт, то обледенение,то запотевание, то что то может прогореть и пробить по изоляции от мощности TX и т.д. Там вечно будь готов в чудесам. Неработающий трап в теле вертикала, приведет весь вертикал в нерабочее состояние, который можно будет исправить только опустив антенну на землю. А если это произойдет зимой, при -20! А оно нам надо?

Хорошие вертикалы в 16.5м и 13.5м у Гончаренко. Но труб лишних у меня нет. Да и заморачиватся с отдельным СУ, да еще и с возможной коммутацией, тоже не хотелось... Решил с подачи Саши YL2GP, заняться изготовлением HF2V, который он весьма успешно использует уже 3 года подряд. Конструктив понятный и вся система согласований, так же выполнена по классической схеме и без чудес! Единственный небольшой недостаток, это применение в контуре 80-ми метрового диапазона довольно высоковольтных емкостей на 4-6квар.

И хотя антенна довольно сильно укорочена для 80-ки и предсталяет собой 1/8 длины волны, решил все же изготовить и проверить её в работе на этом диапазоне. В конце концов, можно будет усовершенствовать всю конструкцию в целом, оснастив её еще и ёмкостной нагрузкой на верху и довести КПД системы в целом до штыря 1/4 волны. Что должно быть по любому эффективней, чем низко весящие над землей диполя.Это конечно в планах, а как там получится, я еще не знаю. Опыта нет.

Нужен был дубовый и надежный конструктив.В первую очередь чисто по механике.Что бы можно было легко установить на крыше или на грунт или разобрав антенну, легко её перевозить в автомобиле, не боясь деформировать её согласущие элементы. И желательно, без внешней коммутации. Вертикал HF2V, как раз на мой взгляд и имеет такой законченный конструктив, без какой либо внешней обвязки.

Схема реализации на два НЧ диапазона 80 и 40м

Конструкция, настройка и характеристики

В основе у меня была имеющаяся дюралевая труба длиной 2.5м размером 45/40мм диаметром, на которой я и решил выполнить всю систему согласования. В качестве разбивки на отрезки, применил в качестве изолятора дерево, обычный черенок для лопаты диаметром 40мм. Искать цилиндрический тектолит в Латвии, а после еще и бегать искать токаря со станком, что бы выточить нужный диаметр, на задворках Европы, дело хлопотное и муторное, а потому поступил просто и не заморачиваясь, предварительно несколько раз покрыл дерево паркетным лаком для гигроустойчивости. Паркетный лак очень устойчив к истираниям и сохнет почти сутки, но он в тоже время гораздо лучше защищает дерево,чем скажем обычный мебельный лак на ацетоновой основе или какая либо краска, потому что образует защитный, толстый слой, который со временем, буквально костенеет.

Катушки намотаны аллюминивым проводом,диаметром 5.0мм. Для этого пришлось снять изоляцию с силового кабеля, который уже много лет валялся у меня в сарае. В качестве оправки для намотки использовал стеклянную бутылку из под водки местного разлива у которой диаметр оказался 80мм, как раз что и требуется.

Все сочленения между разными размерами труб, выполнены благодаря имеющейся в наличии отрезку трубы (1.5м) с толщиной стенки 4.0мм. Специфическая дюралевая труба, даже не помню, от куда я её брал в свое время. За счет толстой стенки,появилась возможность сделать надежные переходники для стыковок труб. Где то в обхват трубы, где то приходилось делать вставки внутренние, что бы обжимать меньший диаметр следующего колена трубы и т.д. Фиксация всех колен труб при помощи обычных болтов М6 на резбе с гайками.

Что бы механически защитить систему согласования от дождя, снега и во время транспортировки антенны в кузове автомобиля, пришлось изготовить защитный разрезной кожух (в оригинале у антенны HF8V, нет защиты на контурах и она открытого типа), применив обычную пластиковую канализационную трубу диаметром 150мм, предвариательно распилив её вдоль, на две половинки. Одна половинка постоянно прикручена, вторая половина съемная, для удобства настройки и доступа к системе контуров. В качестве торцевых щечек крепления, на что прикручивается кожух, обычная вырезанныя лобзиком ламинированная плита ДСП толщиной 16мм,которая так же многократно покрыта паркетным лаком, а в последвии еще и прокрашена. Сами щеки имеют по центру отвертие равное диаметру трубы, одеты и прикрыты резиновыми шайбами с двух сторон. Резина толстая, толщиной 22м и плотно надета на трубу. У резиновых шайб, по сути функция сальника. Во первых держит щечки из ДСП с двух сторон, а во вторых, не позволяет воде стекать по дюралевой трубе к системе контуров и разбивочным изоляторам из дерева.На фото видно все в разрезе, что и как сделано визуально. Установка защитных кожухов на системе контуров GP, еще и дополнительно снимает возможную нагрузку на излом на разбивочных изоляторах из дерева в первом колене во время сильного ветра. Тем самым добавляет прочности всей антенне в целом. Общий вес первого колена в собранном полностью виде, у меня получился порядка 6 кг! Но учитывая, что это самое нижнее и основное колено длиной 2.5м, то при подъеме распределенный вес снизу, даже облегчает установку антенны в вертикальное положение. По сути, свой вертикал я поднимаю очень легко одной рукой, где второй рукой закрепляю болты в основание вилки.

Идем далее.Сам GP удленнен до размеров 9.80м различным диаметром имеющейся у меня в наличии трубы, где макушка штыря, это уже из трубки диаметром 20мм. Последние два колена фиксируются типичным образом, при помощи автомобильных червячных хомутиков. Весь вертикал покрашен в легкий "камуфляж", что скрывает его на фоне местности.

Учитывая, что антенна изначально задумывалась для установки на земле, без каких либо возвышений, мной была сварена из угольника 45х45мм, вилка крепления с фиксирующими поднятый GP двумя болтами M10, на котором, данный вертикал по сути может даже стоять и без растяжек. Так же с уголка 45х45 и длиной 700мм, сделан костыль заземления. Сеть радиалов подключается непосредсвенно к нему, с помощью болтов, а с него выходит большого сечения плетеная "коса", которая уже подключается к точне "GND" вертикала.

В качестве постоянных радиалов, использован аллюминевый провод от силового кабеля диаметром 3.0мм, длиной 8.5м (0.1лямбды) в кол-ве 8 лучей, которые закопаны в землю на глубину штыка лопаты. Грунт, типичная земля, какая обычно встречается на огородах средней полосы. Такого количества радиалов скорей всего будет недостаточно для наилучего КПД антенны, а потому мной предусмотрены дополнительные радиалы из медного провода 8.5м по 32шт, такой же длины, которые я разбросаю по земле просто сверху, когда закончится всякая сельхоз.деятельность у моих домочадцев. Закапывать порядка 30 радиалов у меня если честно, просто не хватило сил. (Hi)

Настройка антенны не вызвает никакой трудности. Первое же подключение к антенному анализатору MFJ-259b показал резонанс на частоте 4.2мгц с емкостью в контуре 150пф. Сначала настраивается контур L2C1 на рабочий участок 80-ми метрового диапазона. В моем случае, это была частота 3520кгц, для CW DX-окна. Подпаиваем параллельно постоянному конденсатору, переменный и находим необходимую емкость. Мне нужно было 200пф. Устанавливаем постоянный конденсатор. Далее, за счет сжимания и разжимания витков катушки L3 вгоняем антенну в нужный участок 40-ка метрового диапазона. В моем случае, удачно вышло на частоте 7120кгц, почти середина 40м диапазона. Опять перестраиваем анализаторна 3520 и уже катушкой L2 (сдвигая и раздвигая витки) точно подгоняем под начало CW участка диапазона 80м!

Полоса по диапазону 40м, вполне широкая, так как вертикал там работает как 1/4. На 80 метрах, полоса обычно получается шириной не более 50-60кгц. Немного расширить полосу 80-ки помогает установленная у основание GP, в точке запитки кабелем, катушка L1, из 18 витков провода, диаметром 3.0мм. Мне удалось растянуть полосу почти до 80кгц с приемлемым КСВ по краям.Полезным является еще и то, что катушка L1, гальванически обеспечивает заземление всего GP, а это немаловажно, для защиты от молний и статики. Антенна запитана тонким кабелем RG-58/U. Длинна фидера 26-30м. Собственно вот и вся настройка этой антенны.

После настройки, антенный анализатор MFJ-259b,
выдал такие характеристики данного образца HF2V

Примечание:
Центральная частота на 80м - 3520 кгц; полоса - 60 кгц (не хуж. КСВ 1.3)
Центральная частота на 40м - 7120 кгц; полоса - 180 кгц (не хуже КСВ 1.3)
На 40-ка метровом диапазоне,наблюдается небольшая реактивность. Убрать эту реактивность можно, включив параллельно катушке L3, небольшую ёмкость (что собственно и есть в оригинальном описании антенны HF8V), порядка 40пф. Я этого не стал делать по причине того, что все небольшие по емкости конденсаторы ушли в контур 80-м диапазона, для набора общей суммарной ёмкости в 200пф! Говоря по простому, у меня больше не оказалось лишнего конденсатора, расчитанного на высокое напряжение свыше 4КV, который требуется для установки в контур из расчета на подводимую мощность TX в 2 kw!

Фотографии GP HF2V
Конструкция вертикала и практическая реализация
(Кликнуть мышкой для увеличения)

Pic.1 Сборочный чертеж антенны HF8V от LZ1AF	Pic.2 Сборочный чертеж антенны HF8V от LZ1AF	Pic.3 Сборочный чертеж антенны HF8V от LZ1AF
Pic.4 Сборочный чертеж антенны HF8V от LZ1AF	Pic.5 Сборочный чертеж антенны HF8V от LZ1AF	Pic.6 Схема вертикала Butternut HF8V на 8 диапазонов
Pic.7 Земляная вилка для опоры антенны	Pic.8 Земляная вилка для опоры антенны вид сбоку	Pic.9 "Костыль" заземления
Pic.10 Практическая реализация согласущих катушек L2 и L3 в защитном кожухе	Pic.11 Практическая реализация согласущих катушек L2 и L3 в защитном кожухе	Pic.12 Крепление нижней части на опорной вилке

Вид установленной HF2V
(Кликнуть мышкой для увеличения)

Pic.1 Место подключения кабеля и катушка согласования L1 (ширина полосы на 80м)	Pic.2 Настроенные катушки L2 и L3 с конденсаторами	Pic.3 Внешний вид полностью настроенной антенны (Большое фото)
Pic.4 Точка крепления оттяжек на 4 стороны	Pic.5 Пробная сборка и установка. Антенная без оттяжек	Pic.6 Высоко, однако...

Это антенна ZL3XDJ. Если вы живёте на краю света, то к вам сигналы радиолюбителей приходят всегда с одной стороны. Посчитал антенну. У меня получились чуть другие параметры. Почему так? Во первых, если посмотреть на характеристики антенны (диагр. направ.) e автора? то сразу можно сказать что антенна не в резонансе. Посмотрите на четвертый параметр Z: 85.182 +j91.508 Ohm Величина +j91.508 - это реактивная часть входного сопротивления антенны. Кода антенна в резонансе то параметр "j" должен быть равным нулю, а он у нас +91,508 по этой цифре можно сказать что антенна находится за пределами 7,05 мГц. где то 7,9-8,0 мГц. ну естественно и SWR 4.0 (пятый параметр) при волновом сопротивлении антенны Z 85.182 Ом.

Во вторых, меня сильно смущало усиление антенны указанное у автора Ga 6.74 dBi (по отношению к изотропному излучателю). Я нигде не встречал вертикал с таким высоким усилением да еще без противовесов. После просмотра фотографий ZL3XDJ на www.qrz.com/ пришел к выводу что антенна рассчитывалась на жидкой поверхности, а не твердой, т. к. он живет на берегу океана, а значит вода соленая и характеристики земли будут намного выше. Нереально получить усиление антенны 6,74 dBi на качестве земли (среднее) без противовесов. Ну а теперь о расчетах.
Честно признаюсь не хотелось поднимать кучу литературы и тратить на это не один час, а то и день для изучения всех тонкостей GP с директорами, рефлекторами и т.д. и т.п. Распечатал рисунок Brian-а ZL3XDJ и вогнал в масштаб т.е. в 1 см. получилось 990 мм. у него на первом рисунке где нарисована антенна в программе, первый провод обозначен как штырь и высота Length составляет 9,2м. Набросал в MMANA v.1.2.0.20 проводники, вогнал в резонанс, посчитал на нашей Українській земле, а потом на океанических водах Австралии:-) и вот что получилось.
Высота вертикального штыря 9,685м., длинна наклонного луча (рефлектора) при углу в зените 45,2 градуса получилась 13,251 м. и часть загнутого рефлектора равна 6,7м. Нижняя часть рефлектора высоты от поверхности земли (воды) 0,16м. Расстояние между питанием антенны и рефлектором (нижний конец) равен 3,2м. Расстояние верхнего конца штыря и рефлектора равна 0,53м. Все проводники антенны имеют диаметр 1,6мм. медь. Прилагаю файл модели антенны 7050_reflector.maa и характеристики антенны.

Файлы 1.jpg и 2.jpg на них видно усиление антенны Ga(dBi) 7.48 - расчет проводился на поверхности "морская вода" при проводимости 5000mS/m и диэлектрической проницаемости 81 є. ну и соответственно макс. угол излучения равна Elev (гр).10,0 градусов.


Рисунки 3.jpg и 4.jpg показывают нам что расчет проводился на сельской местности, холмы средней высоты, тяжелые глинистые почвы при проводимости 5mS/m и диэлектрической проницаемости 13 є (качество земли среднее). соответственно имеем: усиление Ga(dBi) 2.87 и максимальный угол излучения Elev (гр). 31,0 градус.


Из всего что посчитано хочу сделать вывод. У нас нет такой поверхности воды как у ZL3XDJ, и получить усиление антенны можно если применить много противовесов лежащие на земле, разве что на берегу реки можно приблизится к заданным параметрам. Имея то что имеем и применив к вертикальному штырю рефлектор мы явно получим усиление 2,86dBi, а это почти один бал. По этому у кого нет места для противовесом можно смело устанавливать рефлектор, 13,251м. не так уж и много места и можно смело проводить связи. Ну а что касается подавление заднего лепестка то здесь оно неплохое около -9,7dBi это на нашей почве, а на воде или берегу около -15,3dBi. По этому антенна вертикальный штырь с рефлектором намного лучше чем сам вертикал ну и плюс направление." UY2RA Егор:
Понятно, что мы затевали это не собираясь остановиться на анализе увиденного. Мой опыт подсказывает, что если добавить второй рефлектор и один директор (что очень привлекательно с точки зрения конструкции - сразу получаем растяжки верхней точки, т.е. механический выигрыш), то можно получить куда более серьёзные значения усиления вперёд, ради чего, собственно и огород городиться. А если добавить систему хотя бы из трёх противовесов и приподнять основание штыря хотя бы на полтора метра над землёй, то удасться немного "прижать" диаграмму излучения к земле. Ясный перец, что это годится не всем, но для тех, у кого есть приоритетные направления на этом диапазоне, или наоборот, одна сторона закрыта наглухо, например ЖБ высотками, идея получить выигрыш в другом направлении весьма привлекательная. Поэтому Часть 2
Хорошо, что народ помогает. Вот получил письмо с поддержкой нашего плана рассказа в три этапа по направленному GP от UT3XA

"Доброго дня, Єгор! Пише Андрій UT3XA. Хочу подякувати за Ваш блог! Читаю щодня. А тепер по темі GP yagi. Ось модель, яку розробив Юра UT7XX і поділився зі мною. Цієї зими не встиг її зробити. Але хочу спробувати."

Поскольку мы с Серёжей UR5RMD планируем "разобрать по косточкам" модификации этой (далеко не новой) идеи, то чужой опыт как нельзя кстати. Сегодня добавляем в антенну директор. Тоесть получим трехэлементный GP:-) Проверили, хотя, наверное, больше для того чтобы получить картинки диаграммы:-) Вот что вышло. Сергей UR5RMD : "Промоделировал антенну Юры UT7XX получил неплохие параметры по усилению и подавлению заднего лепестка диаграммы направленности (ДН).
Опишу по порядку: на рис. 3 видим что активное входное сопротивление антенны R=49,6 Ом, можно сказать что ровно 50 Ом, реактивное входное сопротивление антенны jX -1,78 это говорит что антенна немного не в резонансе рис. 4.jpg (7,195мГц.) с заданной частотой 7,1мГц. Ну это не проблема это можно подогнать на jX 0,0 за счет применяемого конденсатора который подсоединяется последовательно со штырем ~220пФ (+-).



Рис. 2 - КСВ 1,04 очень хороший, но вот на 7,050 КСВ-1,18 и растет до 1,55 на 7,003 мГц. рис. 5.jpg. Усиление антенны Ga 4,03dBi добавка почти 1,5 бала это неплохо как для GP. Ну и подавление F/B (отношение излучений вперед/назад) составляет 20,8dB неплохой показатель для спасения от надоедливых соседей или подавления помех. Максимальный угол излучения 27,7* рис. 2.jpg и 3D_diagram.jpg Это результат не лучший, но и неплохой, и, конечно же, зависит от многих факторов... Пожалуй на этом можно закончить кратенький обзор антенны Юры. Как по мне так неплохая антенна для НЧ диапазонов. Вид антенны на рис. 3.jpg, чертеж на быструю руку ant.jpg Что же касается питание антенны вертикала с заземленной мачтой то здесь играет очень большая роль проводимость земли ну или если есть возможность разместить хотя бы радиалы на поверхности земли то это лучше чем плохая земля. В общем каждый параметр антенны требует детального рассмотрения для того что бы понять почему КСВ на нижнем участке диапазона растет и что на это влияет. Естественно что и расстояние между вибратором (вертикалом) и директором или рефлектором тоже играют роль по усилению и подавлению заднего лепестка ДН.

• Назад
• Вперёд

You have no rights to post comments Недостаточно прав для комментирования

Приятно осознавать что твой сайт читают. И не только в русскоязычных странах... :-) Уже второй раз получаю письмо с просьбой ответить как еще, имеется в виду без установки Орбитрона, обновления кеплеровских данных и т.п. заморочек, посмотреть где летит конкретный спутник, который заинтересовал. С учетом того, что мы все любители (читай дилетанты), сами мы за эту задачу не возьмемся. Просто применим два пути, которые приведут к одному и тому же результату (ресурсу) - http://www.n2yo.com/?s=37772

Первый, самый простой, заходим на сайт asmat.org, выбираем там закладку Sat Status, далее нужный спутник, затем просто смотрим включенный в страницу гаджет, который просто показывает на карте Гугля где летит выбранный спутник.

Второй, более интеллектуальный. В связи с тем, что AMSAT показывает не все спутники, заходим на сайт N2YO - www.n2yo.com - затем выбираем группу

EN5R Islands Activity

EN5R Islands Activity: UIA award