Самодельная антенна диполь от 80 10 м. О антенне несимметричный диполь от UB9JAF

Антенна – это радиотехническое устройство, которое преобразует энергию радиоволн в электрический сигнал и наоборот. Антенны различаются по типу, по назначению, по диапазону частот, по диаграмме направленности и т.д. В этой статье мы рассмотрим постройку самых распространенных радиолюбительских антенн. Лучший усилитель – это антенна!
Опытные радиолюбители это прекрасно знают и не жалеют времени и средств на совершенствование своих антен. Но даже представить трудно, сколько времени, усилий и средств, потребовалось “горячим финским парням” с OH8X, что бы соорудить такого “монстра”. Три элемента на 160м и четыре полноразмерных элемента на 80м. Причем, так как размеры элементов волнового канала равны половине длины волны, то каждый из четырех элементов длиной в сорок метров. И все это на высоте 100 метров. Впечатляет и вес этой конструкции – почти 40 тонн

Но “горячие” парни есть не только в Финляндии. Антенна RN6BN, а это


синфазная решетка из 65-ти пятнадцатиэлементных волновых каналов на 144мГц, впечатляет не меньше. Или же антенна UN7L. Конечно не “монстр”, но большинство радиолюбителей о такой могут только мечтать.


Ну и для тех, кто является счастливым обладателем автомобиля и мечтает установить на нем УКВ антенну. Как говорится, просто, но со вкусом


Все эти, и подобные антенны, требуют кропотливой настройки, огромных финансовых вложений, и, главное, большого опыта и знаний. Следует отметить, что простая, но отлаженная антенна, к примеру диполь, будет намного эффективней многоэлементной, но не настроенной антены.Настроенная резонансная антенна, позволит вам слушать и проводить радиосвязи с очень слабыми и дальними станциями. Плохая же антенна – сведёт на нет все ваши усилия по покупке или постройке приемника\трансивера
Теперь рассмотрим сами антенны. Начнем с самых простых и до самых качественных.

Антенна «Наклонный луч»

Ее полотно, это отрезок медного провода, который с одного конца закреплен за дерево, фонарный столб, крышу соседнего дома, а другой стороной подключается к приёмнику/трансиверу. Преимущества:- простота конструкции.


Недостатки:- слабое усиление, сильно подвержена городским шумам, требует согласования с трансивером/приёмником. Дла изготовления антенного полотна подойдет любой медный провод – одножильный, многожильный, в изоляции и без. Толщиналюбая, но – «чтобы не порвался» от своего веса, натяжения и ветра. В среднем, сечение 2.5-6 кв.мм. Вполе подойдет и расплетенный армейский телефонный провод. Антенна многодиапазонная, но колличество диапазонов, на которых ее можно использовать, зависит от ее размеров.
Длину антенного полотна определяем для самого низкочастотного диапазона по формуле 300/2*f, где f – срелняя частота диапазона. В частности, для 80-ти метрового диапазона это 42,6 метра. Антенна с такими разьерами будет прилично работать на 3.5, 7,0, 14,0, 21,0 и 28.0 мГц. Уменьшив размеры в два раза, мы получим все тоже, но без 3,5мГц Понятно, что размер приблизительный, так как длина полотна зависит от окружающих предметов, высоты подвеса, от того, в изоляции провод или нет. Точные размеры можно получить только после тщательной настройки.
Следует помнить, что провод антенны нельзя подвязывать непосредственно к опорам. Нужно установить несколько изоляторов на конце полотна антенны. Идеальные изоляторы – «орешкового типа»:


Для чего нужны изоляторы, должно быть понятно уже из самого их названия. Они изолируют полотно антенны по электричеству от дерева, столба и других конструкций, к которым вы будете крепить антенну. Если орешковые изоляторы не нашли, можно сделать самодельные из любого прочного диэлектрического материала: – пластик, текстолит, оргстекло, пвх трубки и т.д.


Дерево и производные (ДСП, двп и т.д.) использовать нельзя. На концах антенны должно быть 2 – 3 изолятора, с расстоянием 30-50см друг от друга. Как известно, полуволновый вибратор, запитаный с конца, коим и является резонансный (полуволновый) наклонный луч, имеет большое сопротивление и для подключения его к трансиверу или приемнику с низкоомным входом, необходимо согласующее устройство. О различных согласующих устройствах будет расказано в отдельной статье.

Антенна «Диполь»

Это уже более серьезная антенна, чем наклонный луч. Диполь – это два отрезка провода, в центре которых подключается коаксиальный кабель снижения к трансиверу.


Длина диполя равна L/2. То есть, для участка 80м диапазона, длина равна 40м. Или по 20м провода в каждом плече диполя. Для более точного расчета применяем формулы. Точная формула: Длина диполя = 468/F х 0.3048 , где F–частота в МГц середины диапазона, для которого делаете диполь. Пример для 80м диапазона: – частота 3.65 МГц. 468/3.65 х 0.3048 = 39.08 метров. Обратите внимание – это общая длина диполя. Значит, каждое плечо будет в 2 раза меньше, то есть по 19.54 метра. Погрешность при построении плеч диполя должна быть сведена к минимуму, не больше 2-3см. Самое главное, чтобы плечи были одинаковой длины. В интернете так же есть онлайн «калькуляторы» для расчета диполей и других антенн: http://dxportal.ru/raschet-antenn.html и др.

Для изготовления антенны нам потребуется так же, как и для наклонного луча, медный провод. Сечение 2.5-6кв.мм. Можно использовать провод в изоляции, на низкочастотных диапазонах пвх-изоляция вносит несущественные потери. Размещение диполя – аналогично размещению наклонного луча. Но, тут уже высота подвеса играет более заметную роль.
Низкоподвешенный диполь работать не будет! Для нормальной работы высота подвеса диполя должна быть не ниже L/4. То есть, для 80м диапазона должна быть не ниже 17-20м.
В случае, если у вас рядом нет такой высоты, то диполь можно сделать на мачте, чтобы он принял форму перевёрнутой буквы V.


Последний вариант установки диполя называется «Inverted-V», то есть форма перевернутой буквы V. Центр диполя должен быть не ниже L/4, то есть для 80м диапазона – 20м. Но, в реальных условиях, допускается подвешивать центр диполя и на небольшие мачты, деревья, высотой 11-17м. Диполь на такой высоте работать будет, правда, заметно хуже.

Подключается диполь коаксиальным кабелем, с волновым сопротивлением 50 Ом. Это или отечественный кабель серии РК-50, или импортный серии RG и аналогичные. Длина кабеля особой роли не играет, но, чем он будет длиннее, тем больше в нём будет затухание сигнала. Так же и с толщиной кабеля, чем тоньше– тем больше затуханий сигнала.
Нормальная толщина кабеля для диполя (измеряется по внешнему диаметру) 7-10мм.

К сожалению, современный мир – это мир бытовых радиопомех – мощных, жирных, свистящих, стрекочущих, рычащих, пульсирующих и прочих, нехороших. Причина помех – наша современная жизнь: – телевизоры, компьютеры, светодиодные и энергосберегающие лампы, микроволновки, кондиционеры, Wi-Fiроутеры, компьютерные сети, стиральные машины и т.д. и т.п. Весь этот набор «жизни», радиосмог, создаёт адский шум в радиоэфире, который делает приём любительских радиостанций, на низкочастотных диапазонах, порой вообще невозможным… Поэтому, подключать диполь как раньше, в советское время уже нельзя.

Теперь подробнее. Стандартное подключение кабеля к Диполю. Конечно, из за подключения несимметричного коаксиального кабеля к симметричному Диполю, его диаграмма направленности немного косит, но на КВ это не так существенно

Плечи диполя прикручиваются на любую прочную, диэлектрическую пластину. Центральная жила кабеля подпаивается к одному плечу, оплетка кабеля – ко второму плечу.
Прикручивать кабель нельзя, только паять. Такое подключение было стандартным, и вполне устраивало в советские времена, когда не было бытовых помех в эфире. Сейчас такое подключение можно использовать только в одном случае: – вы живёте на даче или в лесу. Но, такое бывает редко, поэтому переходим к современным вариантам подключения.

Более приемлимый вариант подключения кабеля для города, при использовании мощного передатчика трансивера.Само подключение кабеля к диполю такое же, но, перед припаиванием –надеваем на кабель 15-30 ферритовых колечек, чем больше, тем лучше. Главное, чтобы эти колечки были как можно ближе к месту подпайки кабеля, почти вплотную.
Кольца желательно использовать с магнитной проницаемостью 1000НМ. Но, подойдут любые, которые найдёте, и которые плотно будут сидеть на вашем кабеле. Можно использовать кольца из телевизоров и мониторов:После установки колец на кабель, наденьте на них термоусадочную трубку и феном обожмите, чтобы они плотно сидели. Если нет термоусадочной трубки, то просто обмотайте плотно изолентой.


Такой способ немного снизит уровень шума по приёму. К примеру, если у вас шум был на уровне 8 баллов, то станет 7. Не много конечно, но лучше, чем ничего. Суть такого метода – ферритовые кольца снижают приём помех самим кабелем.

Вариант подключения для города, а так же для маломощных передатчиков. Самый лучший вариант. Есть два способа подключения. 1. Берём ферритовое кольцо необходимого диаметра, с проницаемостью 1000НМ, обматываем его изолентой(чтобы кабель не повредить), и продеваем сквозь него 6-8 витков кабеля. После чего припаиваем кабель к диполю обычным способом. У нас получился трансформатор. Его нужно так же подключать как можно ближе к точкам припаивания диполя.

Если нет большого ферритового кольца, чтобы просунуть сквозь него толстый, жесткий коаксиальный кабель, тогда придётся попаять. Берем кольцо поменьше, и наматываем на него 7-9 витков провода, диаметром 2-4мм. Мотать нужно сразу двумя проводами, а кольцо так же обернуть изолентой, чтобы не повредить провод. Как подключать – показано на рисунке:То есть плечи диполя подпаиваем к двум верхним проводам трансформатора, а центральную жилу и оплётку кабеля – к двум нижним.


Такое подключение кабеля к диполю убивает сразу двух зайцев: – снижает уровень шумов, которые принимает сам кабель и согласовывает симметричный диполь, с нессиметричным кабелем. А это, в свою очередь увеличивает шанс на то, что вас, со слабым передатчиком (1-5Вт) – услышат.

Антенна Диполь – хорошая антенна, которая имеет небольшую диаграмму направленности и лучше принимает и усиливает, нежели антенна Наклонный луч. Диполь, особенно с 3-м вариантом подключения – идеальное решение для работы в походных условиях. Особенно, если у вас маломощный трансивер с выходной мощностью 1-5Вт. Так же диполь – идеальное решение для города и для начинающих радиолюбителей, т.к. его просто натянуть между крышами, не содержит каких-либо дорогих деталей и не требует настройки,
естественно, если вы изначально правильно рассчитали его длину.

Антенна «Дельта» или треугольник

Треугольник – это самая лучшая антенна низкочастотных КВ диапазонов, которую только можно построить в городских условиях.


Эта антенна представляет собой треугольную рамку из медного провода, растянутую между крышами 3-х домов, в разрыв любого угла подключается кабель снижения. Антенна представляет собой замкнутый контур, поэтому бытовые помехи синфазно гасятся в ней. Уровень шума у Дельты – много ниже, чем у Диполя. Для сравнения. Если с наклонным лучом – уровень шума 9 баллов, то.Диполь с простым подключением – уровень шума 8 баллов. Диполь с трансформаторным подключением – уровень шума 6.5 балла.Треугольник – уровень шума 3-4 балла. Так же, Дельта имеет большее усиление, чем Диполь. Для работы на дольшие расстояния (свыше 2000км), один из углов антенны надо поднять, или наоборот, опустить. То есть, чтобы плоскость треугольника была под углом к горизонту.

Треугольник изготавливается как же из медного провода. Растягивается между крышами соседних домов. Длина провода дельты рассчитывается по формуле: L (м)= 304.8/F (MГц).
Или можно на сайте, по онлайн калькулятору: http://dxportal.ru/raschet-antenn.html Например для 80м диапазона длина треугольника должна быть 83.42м, или 27.8м каждая сторона.
Высота подвеса – не ниже 15м. Идеально – 25-35м.

Напрямую подключать 50-омный кабель к треугольнику нельзя, потому, что волновое сопротивление треугольника 160-210 Ом. Его нужно согласовать с кабелем. Для этих целей создаются согласующие трансформаторы. Их еще называют балуны. Нам нужен балун 1:4. Качественно и правильно изготовить балун можно только с помощью приборов, которые измеряют параметры антенны. Поэтому, мы не будем приводить описание его изготовления. Для начинающих радиолюбителей, единственный вариант – это или купить балун, или пойти к более опытным радиолюбителям-соседям, или, например, в местный радиокружок и попросить их помощи.

В заключении, еще раз обращаем ваше внимание на то, что Антенна – это самый важный элемент у радиолюбителя. При хорошей антенне, вас будут прекрасно слышать, даже если у вас самодельный трансивер с 1-5Вт выходной мощности. И, вы можете купить за 2 – 3 тысячи у.е. японский трансивер, а антенну сделать плохую, в итоге – вас никто не услышит. Да, и еще совет: – если не знаете, какое расстояние между вашими домами – загляните в Яндекс-карты, там есть функция линейки + карты были в 2015 году обновлены.
Можно по ним антенну рассчитывать.

И еще. Вот мнение об антенне Дельта известного коротковолновика RZ9CJ

За многие годы работы в эфире опробованы большинство из существующих антенн. Когда после всех них сделал и попробовал работать на вертикальной Дельте,понял – сколько времени и сил я потратил на все те антенны – зря. Единственная ненаправленная антенна, которая принесла массу приятных часов за трансивером – это вертикальная Дельта с вертикальной поляризацией. Так она мне понравилась, что я сделал 4 штуки на 10,15,20 и 40 метров. В планах – сделать еще и на 80 м. Кстати – почти все эти антенны сразу же после постройки *попали * более-менее по КСВ.Все мачты метров по 8 высотой. Трубы 4 метра – из ближайшего ЖЭКа Выше труб – бамбуковые палки по две связки вверх. Ох и ломаются же они, заразы. Раз 5 уже менял. Лучше их по 3 штуки связывать – получится потолще но и простоит подольше. Стоят палки недорого – в общем бюджетный вариант лучшей ненаправленной антенны. По сравнению с диполем – земля и небо. Реально *пробивал* pile-up -ы Что не удавалось на диполе. Кабель 50 Ом подключается в точке питания к полотну антенны. Горизонтальный провод должен быть на высоте не менее 0,05 волны (спасибо VE3KF) Т.е. для 40 м диапазона – это 2 метра. RZ9CJ


На этом всё, удачи вам в постройке эффективной и малошумящей антенны!
73!

Радиолюбители в настоящее время часто используют симметричные траповые диполи на диапазоны 160-80-40 метров. Антенны этого типа обладают лишь одним преимуществом - их диаграммы направленности на разных диапазонах совпадают. К недостаткам этого типа антенн относятся достаточно большая трудоемкость изготовления, повышенный вес, большая парусность, узкая полоса на нижних диапазонах и не самые выдающиеся показатели КСВ.

Кроме этого есть достаточно интересные для радиолюбителей многодиапазонные антенны – несимметричные диполи. Основной их недостаток состоит в том, что обычно на самом низкочастотном диапазоне максимум диаграммы направленности отклонен на 90 градусов относительно максимумов на других диапазонах. Часто это вызывает неудобство, и от таких антенн отказываются.

Путем комбинации этих 2х типов антенн мне удалось создать достаточно интересный гибрид - несимметричный траповый диполь . Он обладает диаграммами направленности похожими на диаграммы обычных траповых диполей, однако для его изготовления требуется в двое меньшее количество контуров, а значит существенно уменьшаются все недостатки траповых антенн .

Эскиз антенны на диапазоны 160 80 и 40 метров показан на рисунке 1. Размеры указаны для высоты подвеса 15 метров, в скобках для высоты 30 метров.

Подробнее стоит остановиться на принципе работы данной антенны. На диапазоне 40 метров работает левая часть антенны, до контура, настроенного на частоту 7.05 МГц. На этом диапазоне антенна представляет собой несимметричный диполь с соотношением сторон 1:2. В диапазоне 80 метров к нему подключается отрезок провода, расположенный между трапами, получается диполь так же с соотношением сторон близким к 1: 2, но крайний левый провод становится уже меньшим плечом диполя. В диапазоне 160 метров работает все полотно антенны, соотношение сторон у диполя уже существенно отличается от отношения на более высоких диапазонах, но на этом диапазоне антенна за счет индуктивностей трапов немного укорочена, к тому же она находится на относительно небольшой высоте, все это несколько уменьшает её входное сопротивление. В итоге минимумы КСВ на диапазонах не выше 1.25.

Входное сопротивление антенны на всех диапазонах близко к 110 Омам, поэтому антенна легко может быть запитана пятидесятиомным коаксиальным кабелем при помощи трансформатора на 2х ферритовых трубках с коэффициентом трансформации по сопротивлению 1:2.56 первичная обмотка (та, что подключена к антенне) должна содержать 5 (2 по 2.5) витков а вторичная 3 витка. При необходимости трубки эти легко выдираются из китайских VGA удлинителей, найти которые не составит проблем.

В данном типе антенн ни в коем случае нельзя использовать достаточно подробно описанные и часто встречающиеся в литературе автотрансформаторы, они не обеспечат отсечение токов по внешней стороне коаксиального кабеля. Это в свою очередь вызовет наводки на бытовую аппаратуру, и что самое неприятное - помехи телевизорам соседей. Так же для данного типа антенн полезно установить еще один заградительный дроссель на некотором расстоянии от антенны, скажем у входа фидера в здание.

Необходимо так же для стекания с антенны статического заряда установить резистор, сопротивлением больше 100 кОм (точное сопротивление его не принципиально) между оплеткой кабеля и полотном антенны, лучше сделать это от средней точки первичной обмотки трансформатора. Внизу оплетку кабеля следует заземлить.

Трапы проще всего сделать из коаксиального кабеля, в их расчетах поможет программа trap-rus , я бы рекомендовал использовать РК-75-4-12, гибкий и не дорогой кабель, позволяющий подводить к антенне мощность более киловатта. Использовать кабели со вспененным диэлектриком не стоит. Фотографии подобных трапов есть у Дмитрия, RV9CX, не надо только распаивать трап по его схеме. Как настроить трапы думаю понятно всем.

Если вы собираетесь выполнить эту антенну из не расплетенной полевки, то необходимо учесть коэффициент укорочения, равный примерно 2.8%.

Рисунок 2 – диаграммы направленности.

На рисунке 2 показаны диаграммы направленности антенн для высоты подвеса 30 метров (9 этажное здание.) Небольшое искажение ДН вызвано несимметричностью антенны в купе с неполным запиранием тока трапами, страшного в этом ничего нет, близлежащие предметы влияют на ДН больше...

Настройка антенны так же не должна вызывать трудностей, в диапазоне 40 метров она настраивается пропорциональным изменением длин 2х левых полотен (до трапа на 7 МГц). В диапазоне 80 метров она настраивается длинной полотна, лежащего между трапами, и диапазоне на 160 метров она настраивается длиной крайнего правого полотна (относительно рисунка 1).

Рисунок 3 – двухдиапазонная антенна.

Подобным образом можно создавать и 2х диапазонные антенны, например на Рисунке 3 показан диполь на диапазоны 160 и 80 метров с одним трапом. Размеры указаны для высоты подвеса 15 метров (5 этажное здание), антенна позволяет питать её коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением как 50 так и 75 Ом. Поскольку антенна несимметрична, не стоит забывать про блокирование тока по внешней стороне оплетки, достаточно будет нескольких витков кабеля у точки питания на ферритовом кольце, или скажем сердечнике от строчного трансформатора телевизора. Единственное, при большей высоте подвеса может быть необходимо повышение входного сопротивления антенны, и согласование антенны придется сделать по аналогии с предыдущей антенной.

Роман Сергеев (RA9QCE).

О антенне несимметричный диполь от UB 9 JAF .

Перед каждым радиолюбителем возникает проблема выбора антенны.

Вопрос выбора антенны имеет многоплановый характер, т. к в нем переплетены различные факторы, главными из которых являются экономические, технические и географические. Радиолюбителю приходится потрудиться для того чтобы свести эти факторы в одной плоскости.

Проблема заключается в том, что антенна, имеющая высокие технические параметры обычно имеет большие размеры и требует значительных материальных затрат, а также места для ее расположения.

Большие трудности возникают при выборе антенн на низкочастотные диапазоны, т. к. на этих диапазонах антенны имеют значительные размеры и для создания эффективной антенны требуются соответствующие затраты.

На создание эффективного антенного хозяйства у радиолюбителей уходят многие годы.

Особенно трудно приходится радиолюбителям, которые сменили место жительства и временно остались без антенного хозяйства, а так же тем, кто только начинает работать в эфире.

В этом случае можно обратить внимание на многодиапазонные простые антенны, не требующие больших материальных затрат, но позволяющие начать работу в эфире в короткие сроки.

Одной из таких многодиапазонных антенн является несимметричный диполь.

Антенна получила свойства многодиапазонной в результате смещения точки питания, что позволило ее назвать несимметричной.

Рассмотреть особенности способа питания антенны можно при помощи графика представленного на рис.1.

DIV_ADBLOCK884">

В точке «А» значение входного сопротивления для диапазонов 7мгц, 14мгц, и 28мгц имеет одинаковое значение и составляет 240 ом.

Подключив в эту точку согласующий трансформатор 1:4 и фидерную линию 50 ом, можно получить простую трехдиапазонную антенну.

Для диапазона 21мгц точка «А» соответствует значению сопротивления 3000 ом, поэтому на этом диапазоне вариант с трансформатором 1:4 работать не будет.

На диапазоне 3,5мгц антенна в точке «А» имеет значение сопротивления 240 ом, а на длине 21 метр, т. е на конце антенны ее сопротивление составляет 60 ом, а должно быть 3000 ом, поэтому на этом диапазоне антенна работать тоже не будет.

Однако, если полотно антенны увеличить до 42 метров, то можно получить четырехдиапазонный вариант несимметричного диполя, 3,5мгц, 7мгц, 14мгц, 28мгц.

Фотография антенны представлена на рис.2.

https://pandia.ru/text/80/101/images/image003_49.jpg" width="623" height="421 src=">

Согласующий трансформатор выполнен на кольце ВЧ 65-40-9.

Обмотки трансформатора выполнены из изолированного одножильного проводом диаметром 1,78мм и содержат 17 витков. Намотка трансформатора производилась в два провода. Схема соединения обмоток классическая, конец одной обмотка соединен с началом другой.

После изготовления трансформатора, была проведена его настройка, с использованием прибора MFJ-269. Настройка производилась по типовой методике, представленной в техническом описании прибора.

В процессе настройки трансформатор нагружался на активное сопротивление 200 ом, затем измерялось значение КСВ, на всех любительских диапазонах, далее изменялось количество витков трансформатора, в зависимости от значения КСВ, количество витков трансформатора изменялось в большую или меньшую сторону.

После настройки КСВ трансформатора составляло:

3,5 - 10 мГц КСВ 1,1;

10 – 20 мГц КСВ 1,3;

20 - 30 мгц КСВ 2,2.

После настройки трансформатор был помещен в полиэтиленовый стаканчик рис.4. и залит эпоксидной смолой. Резьбовое соединение, предназначенное для крепления трансформатора к центральному изолятору, выполнено из полиэтилена.

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Таблица 2.

Таблица 3.

Таблица 4.

В результате настройки был выбран вариант длин плеч, представленный в таблице 4.

Схема трансформатора представлена на рис.5.

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Фото трансформатора рис.6.

В результате использования этого трансформатора были получены следующие значения КСВ антенны, таблица 7.

Таблица 7.

Фото антенны рис.7.

г. Нижневартовск 2010 г.

После смены QTH в голове роились мысли по оптимальному использованию его доступного пространства для антенн как ВЧ, так и НЧ диапазонов. Окончательное решение родилось после просмотра дома на «виде сверху».

Трэповый диполь 160/80м

Одно плохо – висящий в пролете диполь будет ровно боком к преимущественным направлениям на 90 и 270 градусов, а это проигрыш сразу минимум 2 балла в направлении на Европу и Японию, особенно на 80м. Однако, решение о размещении диполя было принято.

Поскольку, существующий IV на 160/80 и 40/30 c трэпами уже 8 лет безупречно работал (равно как и остальные мои трэповые конструкции), без замешательств было принято решение о двухдиапазонной антенне, а именно на 160 и 80. Однако, учитывая высоту дома в 9 этажей, был велик соблазн спустить сверху и вертикал, который бы оперативно переключался.

Итак, исходные данные: диполь с трэпами на 160/80 и вертикал из точки запитки диполя вниз тоже с трэпом. Плечи диполя являются противовесами для вертикала. Ну, и коммутация..

Модель диполя-вертикала

Наспех набросанная модель в ММАНА сразу показала, что придется думать о согласовании диполя на 80м, т.к. его Rвх было около 100 Ом, а на 160м, как положено, в районе 50 Ом. Таким образом, прямая запитка кабелем 50 Ом результата явно не принесла бы. Уточнение в NEC-2 показало примерно то-же самое. Ясно, что четвертьволновый кусок кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом без проблем согласует диполь на 80м, но что будет одновременно происходить с диполем на 160? Работа с APAK-EL начинала вселять уверенность в том, что согласовать и 160, и 80 без переключений реально! Однако, для точного расчета кабельного трансформатора необходимо в APAK-EL вносить точные данные по импедансу диполей в обоих диапазонах. Задача не такая простая, как кажется – нужен точный прибор, размещенный в точке запитки антенны, т.к. полуволновый отрезок все равно для такой задачи не совсем годится, что и было подтверждено на масштабной конструкции 9.6/18 МГц, подвешенной в 5м от земли и запитанной полуволновым повторителем с малыми потерями.

Важно было понять, что же происходит с Rвх диполя на каждом диапазоне при изменении длины кабельного трансформатора. Подбирая длину трансформатора в APAK-EL, пришел к тому, что можно согласовать оба диапазона, при этом будут перемещаться резонансные частоты диполей в относительно небольших пределах.

На рис.1 показаны расчетные графики КСВ (в APAK-EL) с применением четвертьволнового кабельного трансформатора длиной 13.7м (с диэлектриком из полиэтилена, Ку=0.66) для диполя с самостоятельными резонансами 1.83 МГц и 3.65МГц, имеющего Rвх 50 и 100 Ом соответственно.

Видно, что резонанс на 80м остался неизменным, а вот на 160м сдвинулся на 10 кГц вниз и чуть поднялось КСВ. Вот на этом наблюдении и было решено найти компромиссную длину трансформатора для обоих диапазонов без оглядки на резонансную частоту (ее можно править изменением геометрической длины антенны).

На рис.2. показан график КСВ при применении оптимального трансформатора длиной 10.4м для того же диполя.

Разница в КСВ, конечно, небольшая, но показывает, что возможен подбор линии таким образом, что компромисс достижим и в других, более тяжелых случаях.

Я же «блох ловить» на 160м не стал и, в силу широкополосности, диапазона 80м отдал приоритет в его пользу и применил именно четвертьволновый отрезок кабеля SAT-50 (вспененный полиэтилен, Ку=0.82) длиной 17.08м. Вот полученные графики Rвх и КСВ диполей (красная линия – КСВ, зеленая – Rвх акт., синяя – Rвх реакт.):

Не правда ли, напоминает расчетный график, приведенный на Рис.1?

Таким образом, с достаточно высокой точностью оказалось возможным моделирование кабельных трансформаторов в APAK-EL после получения исходного файла формата *.nwl из MMANA (с учетом, конечно, высоты антенны над землей в лямбдах – общее замечание при моделировании низких антенн в ММАНА), не утруждая себя снятием точных данных с реальной антенны.

С вертикалом на 160/80 проблем с согласованием при моделировании не возникло и предстояло продумать вопрос коммутации всей системы: необходимо при подключении диполя включать кабельный трансформатор, а при подключении вертикала – отключать его. В итоге, трансформатор был смотан в однослойную катушку (tnx RZ9CX) и разъемами подключен к коммутатору в точке запитки, одновременно являясь и запорным дросселем для диполя.

Полученные графики для вертикалов:

Для коммутации применены все 4 группы контактов реле РЭН-33. Влияние контактов было принято на этих частотах незначительным. Коммутация реле выполнена по «полевке» П-274, которая и является одновременно несущим тросом для ВЧ фидера питания.

Вблизи точки запитки на фидер РК-50-7 надето 100 колец М2000НН К20х12х6, на расстоянии 30м еще 40 таких же колец – все в термоусадочной трубке. Всего кабельная трасса составляет 50м до коммутатора и еще +55м магистрального кабеля до шека.

Конструкция антенны

Исходя из расстояния в пролете между домами, которое нужно было перекрыть (120м), было принято решение изготовить всю горизонтальную часть из биметалла 3мм. Однако, в самый последний момент я передумал (неприлично тяжелая конструкция получается) и сделал из свитой полевки. На концах лучей по 3 орешковых изолятора 40х28мм с расстоянием прогрессивно 40-50см друг от друга. Полотно вертикала выполнено из того же кабеля, но в одну нитку. Причем, его длина позволяла даже не использовать емкостную нагрузку – он весь умещался по высоте (до земли не доставал около 1м). Но это – исходя из электротехнических соображений, а из соображений жителей, конечно, нужно было нижнюю точку антенны поднять от земли, а недостающую длину компенсировать емкостной нагрузкой в виде двух проводников, расходящихся параллельно земле. Реально получилось не совсем параллельно, а в виде IV с вершиной в 5-6м от земли и углом при ней около 140 град. Кабель питания подведен перпендикулярно всем элементам антенны сбоку (с крыши). Герметизация всех открытых соединений выполнена силиконовым герметиком для аквариумных работ в профессиональной тубе (под пистолет).

Трэпы рассчитаны в TrapRus , погонную емкость имеющегося кабеля мерил сам цифровым измерителем (не брал из имеющейся базы данных) – эти данные и использовал при расчете. Получившаяся разница (10пФ) со справочными данными явно указывала на то, что при изготовлении трэпов рекомендуется не пользоваться справочными данными, т.к. даже кабели одной марки, но разных производителей имеют различные параметры. Лет 10 назад пользовался программой CoaxTrap , но оба варианта грешат одним: расчет ведется для конструкции, отличной от описанной в файле помощи к CoaxTrap, о чем и было описано : полученные данные по емкости нужно делить на 4, а значение индуктивности – умножать на 4 и эти данные использовать при моделировании в MMANе. В остальном - все точно, если правильно внесена погонная емкость и требуемые геометрические размеры, то настройка не потребуется.

Схема соединений:

Примененный кабель РК-50-4 намотан на канализационной трубе для наружного монтажа (рыжая – стоимость 160-280р за п/метр в зависимости от магазина), параметры смотрел анализатором АА-330, настройка не потребовалась.

Внешний вид трэпов:

Сравнение в направлении на Европу с существующей Inverted "V" с точкой запитки на 10м выше (телескоп на крыше) показало следующее (напомню: диполь висит боком к Европе и должен проигрывать минимум 2 балла такому же диполю, но в перпендикулярном направлении):

1. От коммутатора на крыше до точки запитки существующего IV проложено 35м кабеля 8D-FB, а до новой исследуемой антенны - 50м кабеля РК-50-7.
2. В CW участке (куда и был настроен IV) обоих диапазонов в направлении на Европу разницы не замечено, но диполь оказывался менее шумным.
3. В SSB участке разница по приему составила до 20 (ДВАДЦАТЬ!) дБ, а на передачу от 1 до 2.5 баллов в пользу диполя перед IV (тем более перед вертикалом).
4. Вертикал проигрывал до 3 баллов.
5. Операторы с юга (UK, UN) также были солидарны и склонялись к диполю, характеризуя его работу как "уж очень сильной", в свою очередь, ниже +10дБ никто из них на моем S-метре не принимался. Однако, в том же направлении на расстоянии 600км вертикал выиграл более 1 балла у диполя при связи с одним корреспондентом, у которого также был вертикальный штырь, длиной 18м с емкостными нагрузками. Разницы в силе принимаемого сигнала этого корреспондента между обеими антеннами я не отметил. С IV уже далее смысла не было сравниваться - он не выигрывал у диполя во всех случаях даже в имеющейся конфигурации...
6. В направлении на Юг же, на расстоянии 10 тыс.км. (ZS6) предпочтение по приему отдал диполю, как менее шумному. К тому же, вертикал узкополосен и настроен в CW, а поскольку сравнение было на 3793 кГц, то получалось, что в SSB участке его КСВ уже был неприлично высоким. Докричаться до корреспондента на 100 Ватт не удалось, поэтому сравнить антенны на передачу не представилось возможным, а жаль - очень показательный эксперимент получился бы...
7. Итак, за исключением одного случая, вертикал проигрывал обеим антеннам (Диполю и IV - изучал до 3000км), а особенно на ближних трассах и уже на расстоянии 300км разница была неприлично большой (около 5-6 баллов проигрыша вертикала перед диполем). Предполагаю, что если бы у всех корреспондентов, с которыми проводилось сравнение, были вертикальные антенны, результаты были бы противоположными.
8. Влияние диполя на IV из-за относительно близкого их взаимного расположения было оценено по показаниям анализатора - график IV в части реактивной составляющей Rвх заметно размазался, но реальных изменений и патологий в его работе не отмечено. Обратного влияния прибор не показал, равно как и разницы в работе диполя после сворачивания IV.
9. В случае выяснения невнятной работы вертикала в окружении домов через год сменю всю систему на несимметричный волновой диполь на 80м (как раз направление требуемое) и полуволновой на 160м - вот только вопрос согласования надо будет продумать.

Положительный побочный эффект: вертикал является отличной обзорной антенной для прослушивания ВЧ диапазонов параллельно с направленной антенной - в направлении ее заднего лепестка он явно выигрывает и позволяет оперативно контролировать ситуацию "сзади" от основного излучения направленных антенн.

P.S. Антенна провисела 1 год и была заменена на . Демонтаж показал повреждение изоляции полевки в местах ее крепления к изоляторам. Длинноват пролет для долговременного монтажа. Ну и нельзя не отметить утяжелитель в центре в виде узла питания с кабелем питания, трансформатором в коробке +оттянутого вертикала.