Вертикальная антенна на 10.15 метров

Несложную комбинированную вертикальную антенну для диапазонов 10 и 15 м можно изготовить как для работы в стационарных условиях, так и для загородных выездов. Антенна представляет собой вертикальный излучатель (рис.1) с заграждающим фильтром (трапом) и двумя резонансными противовесами. Трап настроен на выбранную частоту в диапазоне 10 м, поэтому в этом диапазоне излучателем является элемент L1 (см. рисунок). В диапазоне 15м катушка индуктивности трапа является удлиняющей и совместно с элементом L2 (см. рисунок) доводит общую длину излучателя до 1/4 длины волны на диапазоне 15 м.Элементы излучателя можно изготовить из труб (в стационарной антенне) или из провода (для походной антенны), закрепленного на фибергласовых трубах.«Траповая» антенна является менее «капризной» в настройке и эксплуатации, чем антенна, состоящая из двух расположенных рядом излучателей.Размеры антенны приведены на рис.2.Излучатель состоит из нескольких отрезков дюралюминиевых труб разного диаметра, соединенных одна с другой через переходные втулки. Питается антенна 50-омным коаксиальным кабелем. Для предотвращения протекания ВЧ тока по внешней стороне оплетки кабеля питание осуществляется через токовый балун (рис.3), выполненный на кольцевом сердечнике FT140-77.Обмотка состоит из четырех витков коаксиального кабеля RG174. Электрическая прочность этого кабеля вполне достаточна для работы с передатчиком с выходной мощностью до 150 Вт. При работе с более мощным передатчиком следует применять либо кабель с тефлоновым диэлектриком (например, RG188), либо кабель большого диаметра, для намотки которого, естественно, потребуется ферритовое кольцо соответствующего размера. Балун устанавливается в подходящей диэлектрической коробке:

Рекомендуется между вертикальным излучателем и опорной трубой, на которой крепится антенна, следует установить безындуктивный двухваттный резистор сопротивлением 33 кОм, который будет предотвращать накопление статического заряда на антенне. Резистор удобно разместить в коробке, в которой установлен балун. Конструкция трапа может быть любой.
Так, катушку индуктивности можно намотать на отрезке ПВХ-трубы диаметром 25 мм с толщиной стенок 2,3 мм (в эту трубу вставляются нижняя и верхняя части излучателя). Катушка содержит 7 витков медного провода диаметром 1,5 мм в лаковой изоляции, намотанного с шагом 1—2 мм. Требуемая индуктивность катушки — 1,16 мкГн. Параллельно катушке подключается высоковольтный (6 кВ) керамический конденсатор емкостью 27 пФ, и в результате получается параллельный колебательный контур на частоту 28,4 МГц. Точная настройка резонансной частоты контура проводится сжатием или растяжением витков катушки. После настройки витки фиксируются клеем, но следует иметь в виду, что излишнее количество нанесенного на катушку клея может значительно изменить ее индуктивность и привести к росту диэлектрических потерь и, соответственно, снижению КПД антенны. Кроме того, трап можно изготовить из коаксиального кабеля, намотав 5 витков на ПВХ-трубе диаметром 20 мм, но необходимо предусмотреть возможность изменения шага намотки для обеспечения точной настройки на требуемую резонансную частоту. Конструкция трапа для его расчета очень удобно воспользоваться программой Coax Trap, которую можно скачать из Интернета. Практика показывает, что такие трапы надежно работают со 100-ваттными трансиверами. Для защиты трапа от воздействия окружающей среды он помещается в пластиковую трубу, которая сверху закрывается заглушкой. Противовесы можно изготовить из неизолированного провода диаметром 1 мм, и их желательно разнести как можно дальше друг от друга. Если для противовесов применяется провод в пластиковой изоляции, то их следует несколько укоротить. Так, противовесы из медного провода диаметром 1,2 мм в виниловой изоляции толщиной 0,5 мм должны иметь длину 2,5 и 3,43 м для диапазонов 10 и 15 м соответственно. Настройку антенны начинают в диапазоне 10 м, предварительно убедившись, что трап настроен на выбранную резонансную частоту (например, 28,4 МГц). Минимума КСВ в фидере добиваются изменением длины нижней (до трапа) части излучателя. Если эта процедура окажется безуспешной, то придется в небольших пределах изменить угол, под которым противовес располагается относительно излучателя, длину противовеса и, возможно, его расположение в пространстве.Только после этого принимаются за настройку антенны в диапазоне 15 м. Изменением длины верхней (после трапа) части излучателя добиваются минимума КСВ. Если добиться приемлемого КСВ невозможно, то следует применить решения, рекомендованные для настройки антенны диапазона 10 м.В опытном образце антенны в полосе частот 28,0—29,0 и 21,0— 21,45 МГц КСВ не превышал 1,5.

  Funkamateur

                               Настройка антенн и контуров с помощью генератора помех.

Для работы с данной схемой генератора помех можно использовать реле любого типа с соответствующим напряжением питания и с нор мальнозамкнутым контактом. При этом чем выше напряжение питания реле, тем выше уровень помех, создаваемых генератором. Для уменьшения уровня наводок на испытываемые устройства, необходимо тщательно заэкранировать генератор, а питание осуществлять от батареи или аккумулятора для предотвращения попадания помех в сеть. Кроме наладки помехозащищенных устройств, с таким генератором помех можно производить измерения и наладку высокочастотной аппаратуры и ее узлов.

                                          Определение резонансной частоты контуров и резонансной частоты антенны.

При использовании обзорного приемника с непрерывным диапазоном или волномера можно определить резонансную частоту испытываемого контура по максимальному уровню помех на выходе приемника или волномера. Для устранения влияния генератора и приемника на параметры измеряемого контура их катушки связи должны иметь минимально возможную связь с контуром При подключении генератора помех к испытуемой антенне WA1, можно аналогично с измерением контура определить ее резонансную частоту или частоты.

И.Григоров, RK3ZK

                                                 Широкополосная аперищдическая антенна T2FD

Постройка антенн на НЧ в связи с большими линейными размерами вызывает у радиолюбителей вполне определенные трудности, связанные с отсутствием необходимого для этих целей пространства, сложности изготовления и установки высоких мачт. Поэтому, работая на суррогатных антеннах, многие используют интересные НЧ диапазоны в основном для местных связей с усилителем «сто ватт на километр». В радиолюбительской литературе встречаются описания довольно эффективных вертикальных антенн, которые, по заявлениям авторов, «практически не занимают площади». Но стоит вспомнить, что для размещения системы противовесов (без которых вертикальная антенна малоэффективна) требуется значительное пространство. Поэтому в отношении занимаемой площади выгоднее использовать линейные антенны, особенно выполненные по типу популярной «инвертированное V», так как для их сооружения требуется всего одна мачта. Однако, превращение такой антенны в двухдиапазонную намного увеличивает занимаемую площадь, так как излучатели разных диапазонов желательно размещать в различных плоскостях. Попытки использовать переключаемые удлиняющие элементы, настроенные линии питания и прочие способы превращения отрезка провода во вседиапазонную антенну (при доступных высотах подвеса 12-20 метров) приводят чаще всего к созданию «суперсуррогатов» настраивая которые можно проводить потрясающие испытания своей нервной системы. Предлагаемая антенна не является «сверхэффективной», но позволяет нормально работать в двух-трех диапазонах без всяких переключений, отличается относительной стабильностью параметров и не нуждается в кропотливой настройке. Имея высокое входное сопротивление при небольших высотах подвеса, она обеспечивает лучший к.п.д., чем простые проволочные антенны. Это несколько видоизмененная широко известная антенна T2FD, популярная в конце 60-х годов, к сожалению, почти не применяемая в настоящее время. Очевидно, она попала в разряд «забытых» из-за поглощающего резистора, на котором рассеивается до 35% мощности передатчика. Именно боясь потерять эти проценты, многие считают T2FD несерьезной конструкцией, хотя спокойно используют на ВЧ диапазонах штырь с тремя противовесами, к.п.д. которого не всегда «дотягивает» до 30%. Пришлось услышать множество «против» в отношении предлагаемой антенны, зачастую ничем не обоснованных. Попытаюсь кратко изложить те «за», благодаря которым была выбрана T2FD для работы на НЧ диапазонах. В апериодической антенне, представляющей собой в простейшем варианте проводник с волновым сопротивлением Z, нагруженный на поглощающее сопротивление Rh=Z, падающая волна, достигнув нагрузки Rh не отражается, а полностью поглощается. Благодаря чему устанавливается режим бегущей волны, для которого характерно постоянство максимального значения тока Iмакс вдоль всего проводника. На рис. 1(A) изображено распределение тока вдоль полуволнового вибратора, а на рис. 1(B) — вдоль антенны бегущей волны (потери на излучение и в проводнике антенны условно не учтены. Заштрихованная область называется площадью тока и применяется для сравнения простых проволочных антенн. В теории антенн существует понятие эффективной (электрической) длины антенны, которая определяется замещением реального вибратора мнимым, вдоль которого ток распределяется равномерно, имея такое же значение Iмакс, что и у исследуемого вибратора (т.е. так же, как на рис. 1(B)).  Длина мнимого вибратора выбирается такой, чтобы геометрическая площадь тока реального вибратора была равна геометрической площади мнимого. Для полуволнового вибратора длина мнимого вибратора, при которой площади тока равны, составляет величину равную L/3.14 [пи], где L — длина волны в метрах. Не трудно вычислить, что длина полуволнового диполя с геометрическими размерами = 42 м (диапазон 3,5 МГц) электрически равна 26 метрам, которые и являются эффективной длиной диполя. Вернувшись к рис. 1(B), легко обнаружить, что эффективная длина апериодической антенны практически равна ее геометрической длине. Проведенные эксперименты в диапазоне 3,5 МГц позволяют рекомендовать данную антенну радиолюбителям в качестве неплохого варианта «затраты-отдача». Немаловажным достоинством T2FD является широкополосность и работоспособность при «смешных» для НЧ диапазонов высотах подвеса, начиная с 12-15 метров. Например, диполь 80-метрового диапазона при такой высоте подвеса превращается в «военную» зенитную антенну, т.к. излучает вверх порядка 80% подведенной мощности.Основные размеры и конструкция антенны показаны на рис.2,  На рис.3 — верхняя часть мачты, где установлен согласующе-симметрирующий трансформатор Т и поглощающее сопротивление R    Конструкция трансформатора на рис.4 Выполнить трансформатор можно практически на любом магнитопроводе с проницаемостью 600-2000 НН. Например, сердечник от ТВС ламповых телевизоров или пара сложенных вместе колец диаметром 32-36 мм. Он содержит три обмотки, намотанные в два провода, например МГТФ-0,75 кв.мм (использовался автором). Сечение зависит от подводимой к антенне мощности. Провода обмоток уложены плотно, без шага и скруток. В месте, указанном на рис.4, провода следует скрестить. Достаточно намотать 6-12 витков в каждой обмотке. Если внимательно рассмотреть рис.4, то изготовление трансформатора не вызывает каких-либо затруднений. Сердечник следует защитить от коррозии лаком, желательно масляным или влагостойким клеем. Поглощающее сопротивление должно теоретически рассеивать 35% подводимой мощности. Экспериментально установлено, что резисторы МЛТ-2 при отсутствии постоянного тока на частотах KB диапазонов выдерживают 5-6-кратные перегрузки. При мощности 200 Вт достаточно 15-18 резисторов МЛТ-2, соединенных параллельно. Результирующее сопротивление должно находиться в пределах 360-390 Ом. С указанными на рис.2 размерами антенна работает в диапазонах 3,5-14 МГц. Для работы в диапазоне 1,8 МГц желательно увеличить общую длину антенны хотя бы до 35 метров, идеально 50-56 метров. При правильном выполнении трансформатора Т антенна в какой-либо настройке не нуждается, необходимо лишь убедиться в том, что КСВ лежит в пределах 1,2-1,5. В противном случае ошибку следует искать в трансформаторе. Следует отметить, что с популярным трансформатором 4:1 на основе длинной линии (одна обмотка в два провода) работа антенны резко ухудшается, причем КСВ может быть 1,2-1,3.

                                            German Quad Antenna -на 80,40,20,15,10 и даже 2м.

Большинство городских радиолюбителей сталкиваются с проблемой размещения коротковолновой антенны из-за ограниченного пространства. Но если имеется место для подвеса проволочной антенны, то автор прелагает воспользоваться им и сделать "GERMAN Quad Antenna". Он сообщает, что она хорошо работает на 6-ти любительских диапазонах 80, 40, 20, 15, 10 и даже 2 метрах. Схема антенны приведена на рисунке.Для ее изготовления потребуется ровно 83 метров медного провода диаметром 2,5 мм. Антенна представляет собой квадрат со стороной 20,7 метра, который подвешивается горизонтально на высоте 30 футов - это примерно - 9 м. Соединительная линия делается из коаксиального кабеля 75 Ом. По сообщению автора антенна имеет усиление 6 дБ по отношению к диполю. На 80 метрах имеет достаточно высокие углы излучения и хорошо работает на расстояниях 700... 800км. Начиная с 40 метрового диапазона, углы излучения в вертикальной плоскости уменьшаются. По горизонту антенна не имеет каких-либо приоритетов по направленности. Ее же автор предлагает использовать и для мобильно-стационарной работы в полевых условиях.

                                                                    3/4 Long Wire антенна

Большая часть его дипольных антенн базируется на длине волны 3/4L каждой из сторон. Одна из них — «Inverted Vee» мы и рассмотрим.
Физическая длина антенны больше ее резонансной частоты, увеличение длины до 3/4L расширяет полосу пропускания антенны по сравнению со стандартным диполем и понижает вертикальные углы излучения, делая антенну более дальнобойной. В случае горизонтального расположения в виде угловой антенны (полуромба), она приобретает весьма приличные направленные свойства. Все указанные свойства распространяются и на антенну, выполненную в виде «INV Vee». Входное сопротивление антенны понижается, и требуются специальные меры по согласованию с линией питания.При горизонтальном подвесе и общей длине 3/2L, антенна имеет четыре главных и два незначительных лепестка. Автор антенны (W3FQJ) приводит множество расчетов и диаграмм для разных длин плеч диполя и улов подвеса. По его словам он вывел две формулы, содержащие два «магических» числа, позволяющие определить длину плеча диполя (в футах) и длину фидера применительно к любительским диапазонам:

L (каждой половины) = 738/F(в МГц) (в футах feet),
L (фидера) = 650/F(в МГц) (в футах feet).

Для частоты 14,2МГц,
L (каждой половины) = 738/14,2 = 52 фута (feet),
L (фидера) = 650/F = 45 футов 9 дюймов.
(Перевод в метрическую систему проведите самостоятельно, автор антенны считает все в футах). 1 Фут =30,48 см

 Тогда для частоты 14,2МГц: L (каждой половины) = (738/14,2)* 0,3048 =15,84 метра ,L (фидера) = (650/F14,2)* 0,3048 =13,92 метра

P.S. Для других выбранных соотношений длин плеч коэффициенты изменяются.