Вибір конструкції антени - зазвичай важко вирішувана проблема для кожного коротковолновіка, особливо якщо в його планах - робота з далекими станціями та участь у престижних міжнародних змаганнях. У цьому випадку перевагу, як правило, віддають багатоелементних обертовим антен або системам антен з перемиканим напрямком основного випромінювання. Однак, далеко не всі радіоаматори мають реальну можливість спорудити подібну антену навіть на один діапазон.

Звичайно, не кожен здатний виготовити або придбати поворотні пристрої, щогли або ферми, велика кількість конструктивних матеріалів. До того ж досить часто "антенне поле" радиолюбительскои станції обмежена лише кількома квадратними метрами даху. Не випадково багато радиоспортсмены, особливо початківці, боязко підключаються до участі у змаганнях, пояснюючи це, зазвичай, відсутністю у них складних антен.

У зв'язку зі сказаним, автору цих рядків хотілося б познайомити читачів з результатами багаторічних експериментів, проведених колективом UZ3QBM з найпростішими типами антен і їх використанням в спортивній та повсякденному DX-роботі.

Ми повністю згодні з майстром спорту Ст. Узуном (UB5MCI), який у своїй статті "Як стати чемпіоном" (Радіо, 1979, № 3 і № 4) писав: "...Відсутність на радіостанції багатоелементних антен, що обертаються зовсім не повинне служити приводом для відмови від участі в змаганнях".

Дійсно, маючи навіть прості, але якісно виконані і добре налаштовані антени, чітко представляючи їх властивості, об'єктивно оцінюючи можливості апаратури і правильно вибравши тактику на майбутні змагання, безумовно, можна досягти непоганих результатів. Вони, безсумнівно, будуть зростати в міру накопичення досвіду і вдосконалення всього комплексу спортивної техніки.

Припустимо, однак, що ваш досвід і технічні можливості обмежені. Що ж, тоді виходом з положення може служити спорудження вертикальних штирьових антен. Їх конструкції при довжині випромінювача дорівнює чверті довжини хвилі докладно описані в літературі. З збільшенням розміру більше половини довжини хвилі в діаграмі спрямованості у вертикальній площині з'являються пелюстки, спрямовані під невеликими кутами до поверхні Землі. При штирі довжиною 5l/8 випромінювання під малими кутами досягає максимуму. Саме це властивість було вирішено використовувати в створюваних нами антенах на високочастотні аматорські KB діапазон и.

Система виглядає наступним чином. Випромінювач довжиною 5l/8 електрично подовжений послідовно включеної індуктивністю до 3l/4, а радіальні провідники (противаги) мають довжину l/4. Таким чином, з випромінювача, індуктивності і противаг вийшов як би хвильовий диполь. Зміна резонансної частоти та узгодження з лінією живлення досягається в першу чергу індуктивністю, що є критичним елементом всієї системи.

У таблиці наведені розміри подібних антен на діапазони 14, 21 і 28 МГц.

Таблиця 1

Діапазон, МГц

Довжина штиря, м

Середній діаметр, мм

Довжина противаг, м

Котушка індуктивності

Діаметр, мм

Довжина намотування, мм

Число витків

Діаметр дроту, мм

14

13,2

32

5Х5,3

35

80

11

4

21

8,7

28

5Х3,5

25

50

10

2,5

28

6,6

22

5X2, 62

25

50

6

2,2

У всіх варчантах випромінювач встановлений на ізоляторі і виконаний зі зменшенням діаметра у верхній частині. Для 10-метрового діапазону він складений з двох частин, а для 15 - і 20-метрових відповідно з трьох і чотирьох дюралюмінієвих труб, закріплених необхідною кількістю розтяжок. Противогесы виготовлені з антенного канатика і з'єднані між собтой у точці між штирем і його підставою (півтораметрової трубою), ізольованою від них. Під кутом в межах 95...105° до випромінювача противаги спускаються до даху. Антени живлять по коаксіальному кабелю з хвильовим опором 75 Ом довільної довжини.

Кілька технологічних рад з виготовлення котушок індуктивності. Оскільки котушки знаходяться в пучности струму, їх необхідно робити з таким розрахунком, щоб вони зберігали свої геометричні розміри при зміні сигналу. В антенах на діапазони 21 і 28 МГц котушки виконані на каркасі з ізоляційного матеріалу, на яких є канавка з заданим кроком. Для антени на 14 МГц котушка безкаркасні. Вона намотана мідною трубкою діаметром 4 мм на оправці діаметром 35 мм. Після видалення оправки на витки котушки нагвинчують три пластини з органічного скла розмірами 5X12X100 мм з просвердленими в них з потрібним кроком отворами діаметром 4,2 мм Ці своєрідні "ребра жорсткості" розташовують під кутом 120° один до одного.

Налаштування антен зводилася до визначення резонансної частоти і, якщо потрібно, її корекції зміною індуктивності котушки. При цій операції домагалися мінімуму КСВ на вибраній частоті.

Добре налаштовані антени володіють широкою смугою пропускання, стійкими до кліматичних змін і підстилаючої поверхні характеристиками. Вимірювання показали, що КСВ на діапазоні 14 МГц не перевищував 1,4, на 21 МГц - 1,5, 28 МГц - 1,8 (рис. 1). Мінімальні значення на резонансних частотах відповідно дорівнювали 1; 1,02 і 1,08.

Прості ефективні антени для дальніх зв'язків
Рис.1

Якість роботи штирьових антен оцінювався методом статистики в порівнянні з різними простими антенами для відповідних діапазонів. Було проведено більше тисячі оціночних порівнянь при зв'язках з кореспондентами, розташованими від декількох сотень до декількох тисяч кілометрів.

Найбільш цікавими є дані по відношенню до четвертьволновому штиря. При відстані до 2000 км виготовлені антени "програвали" йому за шкалою S до 1,5 бала. Це відбувається з-за того, що хоча в їх діаграми направленості у вертикальній площині є пелюстки під кутом близько 30", але інтенсивність випромінювання в цьому напрямку менше, ніж у традиційних СР. У міру збільшення дальності до кореспондента починає виявлятися перевага випромінювання під малими кутами до горизонту і при видаленні на 4000...5000 км штир довжиною 5l/8 "виграє" у середньому 1 бал. На протяжних трасах, до 10000...2000 км, рівень сигналу як на прийом, так і на передачу зростає на 1,5...2 бали. Найбільш помітна перевага створеної антени при зв'язках з так званого "довгого шляху" і на трасах, що проходять через полярні шапки.

Таким чином, незважаючи на простоту конструкції і малі матеріальні витрати, подібні системи показують хороші результати в радіоаматорський практиці. Безглуздо заперечувати переваги багатоелементних антен, проте роки експлуатації штирьових антен свідчать про те, що вони дозволяють досить успішно займатися як спортивної, так і DX-роботою в ефірі.

При зовнішній простоті ці антени займають певний простір, який дуже часто буває лімітовано.

Цілком природно бажання якось підвищити коефіцієнт їх використання. Однак пошуки якихось компромісних рішень можуть звести нанівець всі позитивні властивості.

Безсумнівно, що будь-яку із запропонованих вище одднодиапазонных антен можна погоджувати на всіх аматорських діапазонах, але таке завдання не ставилося, так як на всіх діапазонах не виходить оптимальний результат. Тому були випробувані двухдиапазоные варіанти, ідея яких полягала в з'єднанні четвертьволновой GP для більш низькочастотного діапазону і штирьовий довжиною 5l/8 для високочастотного. Так випромінювач довжиною 5l/8 на діапазон 28 МГц використовувався як подовжений четвертьволновый штир на 14 МГц, для чого загальне число противаг збільшено вдвічі, причому половина з них має довжину 2,62 м, а решта - 5,3 м. На підставі з'явився комутує елемент - реле, яке на 20-метровому діапазоні підключає центральну жилу фідера до конденсатора змінної ємності (100 пФ), а на 10-метровому - до колишньої котушці індуктивності. Конструктивно конденсатор являє собою відрізок коаксіального кабелю. Реле - РМУГ, контакти якого захищені від вологи.

За такою ж схемою антена виконана на діапазони 7 і 14 МГц. Однак, тут довелося трохи зменшити довжину вертикальної частини до 12,55 м з тим, щоб емкоесть кондденсатора, що включається на 40-метровому діапазоні, не була надто малою, як у випадку з випромінювачем довжиною 13,2 м. В остаточному варіанті вона дорівнювала 180 пФ. Загальне число противаг - вісім, - чотири довжиною 5,3 м розташовані рівномірно по колу, ще чотири довжиною 10,8 м натягнуті з урахуванням форми будівлі. В іншому конструктивні особливості обох двухднапазонных антен такі ж, як і в описаних вище варіантах.

Поява переключаюших елементів особливих труднощів не повинно викликати. Для питьтания реле використовується оплетка кабелю і додатковий провід. Принципово можливо подавати живлення і по центральній жилі, "розв'язавши" високочастотну і постійну складові.. На рис. 2 показана залежність КСВ від частоти.


Рис.2

Всі антени, про яких йшла мова у статті, протягом декількох років експлуатувалися і на колективній радіостанції, і на радіостанції автора. Їх неодноразово повторювали радіоаматори. Антени виявилися досить технологічними, показали стійкість своїх параметрів.

Автор: Р. Болотов (UA3QA) р. Воронеж; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Add comment

Навігація

Інструкції з експлуатації

Copyright © 2019 Електричні принципові схеми.