|
|
|
Простая вседиапазонная дипольная антенна.
| |
| yl2gl | Дата: Понедельник, 25.08.2014, 09:24 | Сообщение # 1 |
|
Админ
Группа: Администраторы
Сообщений: 1124
Статус: Offline
| Информация раскидана по различным темам форума, поэтому решил собрать её в единое целое. Может быть кому-нибудь она пригодится.
Давно созрела необходимость в модернизации используемых у меня малоэффективных проволочных антенн, но, как не любитель возиться с ними, я всё время оттягивал этот момент, ссылаясь то на занятость, то на лень... 
Долгое время посматривал на G5RV, как на интересный для меня вседиапазонный вариант проволочной антенны, но не всё меня в ней устраивало, и, наконец, созрел..., решив сделать вариант подобной антенны по своему и, как показало время, не ошибся.
При запитке дипольных антенн (как в прочем и любых других) коаксиальным кабелем, проявляется несколько неприятных моментов - это изменение согласования антенны с фидером в пределах диапазона и падение КПД антенны при удалении от её резонансной частоты. Поэтому, решил изготовить проволочную дипольную антенну в форме IV, с запиткой её открытой линией, что позволит настраивать антенну на частотах любого диапазона.
Так как, первоначально были сомнения в правильности выбора питания моего варианта дипольной антенны, то для перестраховки, решил изготовить антенну в виде IV на два диапазона - 40 и 80 метров с запиткой открытой линией произвольной длины.
Почему был выбран именно этот вариант IV - было две основных причины. Первая - в случае неудачи с открытой линией, можно было без переделок антенны, перейти на традиционное питание при помощи коаксиального кабеля. Вторая - два диполя, расположенные крестообразно, позволяют закрепить вершину мачты антенны.
В принципе, в случае использования открытой линии питания, второе полотно на 40 метровый диапазон, использовать нет необходимости, так как антенна будет строиться и на 40 метрах с существующим диполем на 80 метровый диапазон.
Подготовку к установке антенны пришлось начать ещё зимой с поиска материалов для изготовления открытой линии в домашних условиях. Выручила идея от DL2KQ - использовать в качестве распорок линии отрезки от зелёной упаковочной ленты, в изобилии имеющейся в мебельных и строительных магазинах и которую с удовольствием вам подарят работники этих учреждений - меньше мусора. 
Поскольку сопротивление открытой линии, в случае многодиапазонного варианта антенны, не критично, то нарезал изоляционные распорки из ленты, длиной около 5 см, пробив по паре отверстий, по краям, простым канцелярским дыроколом:
Прикинув длину открытой линии от мачты до ближайшего окна моего дома, рассчитал количество таких распорок, при креплении их через каждые 10..15 см, получилось около 120 шт. Для проводников открытой линии удачно подошёл, имеющийся у меня обмоточный провод в лаковой изоляции ПЭВ2 1.5 мм.
Далее, растянув два таких провода параллельно, закрепил распорки, через отвертия, кроссировочным проводом, так как рекомендованный метод DL2KQ, крепления при помощи капроновых стяжек, не долговечен - низкие температуры или солнце не оставляют им шансов... 
Поставив металлическую мачту высотой 11 метров (лучше, если есть возможность, использовать диэлектрическую), растянул полотна антенны из того же обмоточного провода, что и воздушная линия, длиной 2 х 20.5 и 2 х 10.2 метра.
Длина полотен, угол их наклона к земле, при запитке антенны воздушной линией не критичен. В этом и заключается вся прелесть использования воздушной линии, так как линия в этом случае не согласованная, а резонансная, позволяющая настройкой легко компенсировать все недостатки и огрехи в выполнении антенны.
Далее, сделав ввод в пластиковое окно через резинки уплотнения (провод в 1.5 мм ещё позволяет такое издевательство, нужно только проследить, чтобы провод случайно не попал на металлические конструкции рамы окна), занялся изготовлением симметрирующего устройства. Первоначально планировал использовать подобное устройство с применением феррита, от чего пришлось в дальнейшем отказаться. Причина заключалась в том, что подобные трансформаторы хорошо работают с активными составляющими волнового сопротивления и не хотят работать с реактивностью, существенно нагреваясь при этом. Проявлялось это в виде постепенного возрастания КСВ при длительной работе на передачу с разогревом феррита трансформатора даже при 100 Вт подводимой к нему мощности.
В принципе, так и должно было быть, так как используется настроенная линия предачи и реактивность в начале линии передачи, при работе в широкой полосе частот, может достигать больших значений. Что и подтвердилось при замерах антенны антенным анализатором DN-AA от UT2FW:
http://yl2gl.ucoz.net/forum/7-65-1
Для симметрирования линии и перехода на не симметричное согласующее устройство, применил трансформатор Нуссбаума, не содержащего ферритовых элементов и прекрасно работающего от 160 метрового диапазона и выше:
Моё симметрирующее устройство в процессе сборки:
Ну и вариант трансформатора Нуссбаума с переключамым коэффициентом трансформации 1:1 и 1:4:
73! YL2GL Валерий
|
| |
| |
| yl2gl | Дата: Понедельник, 25.08.2014, 09:25 | Сообщение # 2 |
|
Админ
Группа: Администраторы
Сообщений: 1124
Статус: Offline
| Для изготовления подобного симметрирующего устройства с коэффициентом трансформации 1 : 4 были использованы две пластиковых трубки диаметром 40 мм из сантехнического магазина, длиной около 25...30 см . Диаметр не критичен, может быть и 30...50 мм. Затем, был резделан электрический кабель с сечением монолитных медных жил 2.5 мм2, длиной около 7 метров (по 3.5 метра для каждой катушки, с учётом длины выводов). Из него взяты две жилы в полихлорвиниловой изоляции (хотя я и не сторонник использования полихлорвинила в ВЧ конструкциях), которыми на каждой трубке было намотано около 23 витков. Количество витков не критично, главное получить индуктивность катушек не менее 8 мкГн для низшей рабочей частоты, начиная от 80 метрового диапазона и не менее 16 мкГн для использования трансформатора начиная от 160 метрового диапазона.
Витки на второй трубке мотаем встречно направлению намотки на первой трубке. Закрепляем витки и соединяем обмотки со стороны подключения трансивера - параллельно, со стороны антенны - последовательно.
Промерил полученный симметрирующий трансформатор, при нагрузке его на резистор 200 Ом, антенным анализатором - получил согласование с КСВ от 1.0, на 160 метровом диапазоне, до 1.37 на 10 метровом диапазоне, при использовании компенсирующей паразитную индуктивность трансформатора, ёмкости 27 пФ, включённую параллельно его выходу. Емкость специально не подбиралась (взята первая попавшаяся из коробки на 500 В), вполне вероятно, что можно получить и лучшие значения КСВ.
После подключения симметрирующего трансформатора к линии (прямо на подоконнике) , подошла очередь согласующего устройства.
Поскольку мой шек находится на удалении от окна, где введена воздушная линия, то пришлось остановиться на идее использовать дистанционно управляемый автоматический антенный тюнер.
Конечно, при использовании подобного тюнера можно вообще отказаться от линии между тюнером и антенной, установив сам тюнер на мачте антенны, но, нужно учитывать, что у нас часто бывают грозы и жизнь тюнера, в этом случае, может быть не долговечна.
Ещё зимой приметил появление у фирмы LDG новинки - герметичного автоматического антенного тюнера RT-100 с питанием по коаксиальному кабелю! Отличная вещь, не требующая отдельных питающих проводов и проводов для управления.
При самой низкой цене (210 евро на момент написания этой статьи), в линейке 100 Вт герметичных (!) тюнеров, широком диапазоне согласуемых сопротивлений (шире, чем у трансиверных тюнеров) и диапазоне рабочих частот от 160 до 6 метрового диапазона, это оказалась неплохая находка для использования в составе описываемой антенны.
Этот тюнер можно приобрести по интернету в немецкой фирме WIMO
http://wimo.de/ldg-antenna-tuner_2_e.html
При отсутствии возможности купить готовый тюнер, можно порекомендовать конструкцию UA3GDW, описанную здесь:
http://yl2gl.ucoz.net/news....-24-121
В крайнем случае, подойдёт и конструкция с ручным управлением, но для этого придётся тянуть открытую линию непосредственно до шека.
Тюнер соединяется с симметрирующим устройством коротким (пол метра) кусочком коаксиального кабеля.
От автоматического тюнера, до шека, проложил около 15 метров коаксиального 50 омного кабеля диаметром около 7 мм. Для перестраховки, сразу за тюнером, сделан запирающий дроссель, выполненный в виде бухты из десятка витков питающего тюнер кабеля, стянутых капроновой стяжкой. Можно выполнить его и на ферритовом кольце или при помощи цепочки ферритовых защёлок.
Антенна строится на всех диапазонах, длина полотна диполя на которых превышает длины пол волны используемого диапазона.
Работа с тюнером несложна - достаточно подать на него небольшую мощность, например, переведя трансивер в АМ режим, и наблюдая за показанием КСВ метра, ждём окончания настройки. После получения КСВ близкого к 1.0, переключаем трансивер в SSB или CW, FM режим и работаем с полной мощностью.
Сравнительная оценка получившейся антенны с вертикальным траповым вертикалом ECO 7+, от итальянской фирмы ECO, запитанной достаточно длинным коаксиальным кабелем и установленной на высоте полу метра над землёй, показала превосходство IV на всех диапазонах от 1 до 5 баллов, как в ближней, так и в дальней зоне.
Вид антенны ECO 7+:
Нужно учитывать, что с повышением частоты, диаграмма направленности IV начинает дробиться на множество узеньких лепестков, что одновременно является и плюсом и минусом этой антенны.
Плюс в том, что возрастает усиление по направлению этих лепестков в диаграмме направленности, минус же в том, что появляются провалы в диаграмме, где усиление падает.
В целом очень доволен качеством работы получившейся антенны!
Если у кого-нибудь возникли непонятки по описанию или вопросы по изготовлению подобной антенны - пишите.
73! YL2GL Валерий
|
| |
| |
| rw3va | Дата: Понедельник, 20.06.2022, 19:43 | Сообщение # 3 |
|
Рядовой
Группа: Пользователи
Сообщений: 1
Статус: Offline
| Здравствуйте, Валерий!
Повторил Вашу антенну из того, что было под руками. Полёвка в качестве полотна двух диполей на 40 и 20 м и открытой линии около 500 Ом, а также многожильный провод из кабеля сечением 2,5 мм кв для трансформатора. Отдельно трансформатор при нагрузке на 200 Ом показал КСВ от 1,3 до 1,9 в диапазоне 3,5...28 МгЦ, а вот реальные два IV диполя 40 и 20 м в этой конструкции имеют КСВ около 1,5 на 80 м и около 1,6 на 20 м. На других диапазонах КСВ запредельное. Как Вы считаете, не может ли это быть следствием применения полевого провода?
|
| |
| |
| yl2gl | Дата: Среда, 22.06.2022, 16:46 | Сообщение # 4 |
|
Админ
Группа: Администраторы
Сообщений: 1124
Статус: Offline
| Доброго дня!
По трансформатору - такого не должно быть, что даже на НЧ диапазонах у вас получился столь высокий КСВ при нагрузке на резистор 200 Ом. Возможно, что у вас проволочный резистор? Или большая погрешность измерителя КСВ? Нагрузите измеритель на графитовый резистор 50 Ом и проверьте показания. Затем подключите трансформатор к измерителю и 200 Ом графитовому резистору. На НЧ диапазонах должен быть КСВ 1. На диапазонах где-то выше 21 мГц начинает проявляться реактивное сопротивление трансформатора и КСВ немного растёт. Но, в общем, это не принципиально. Если сделали трансформатор по описанию, то всё должно работать и так.
Вы наверное, описались, что у вас диполь на 40 и 20 метров работает на 80 метровом диапазоне. Там он работать не должен и настроить его не удастся.
По поводу полёвки - никакой разницы, из чего сделано полотно, быть не должно. Это только критично и важно, если вы запитаете антенну коаксиальным кабелем, так как тогда будет нужно учитывать то, что антенна должна быть согласованна с волновым сопротивлением коаксиального кабеля и уже будет нужно учитывать коэффициенты укорочения полотен антенны - для полёвки и голого провода они отличаются. В случае воздушной линии, это не принципиально, так как воздушная линия допускает работу с высоким КСВ, которое вы согласуете внизу. У меня значения КСВ так же достигают 10 единиц на 80 метровом диапазоне, но это не принципиально, антенный тюнер справляется. Можно его уменьшить, поиграв с длиной воздушной линии, длиной проводов диполя, углом между проводами. Наиболее критична именно длина воздушной линии.
73! YL2GL Валерий
|
| |
| |
|
