Строим кв антенну пособие для начинающих радиолюбителей. Кв антенны Кв антенна направленная 40 м диапазона

Каждый радиолюбитель мечтает иметь на своей радиостанции направленные антенны. Особенно эта проблема актуальна для низкочастотных диапазонов, где полноразмерные направленные антенны, например Yagi, получаются уже столь внушительных размеров, что даже не представляется возможным установить такое сооружение. Да и ко всему — получить разрешение на установку таких просто громадных антенн – далеко не простая задача.

Вниманию представлен вариант направленной антенны для диапазона 40 метров (7 МГц). Эта антенна имеет следующие характеристики:

• Усиление 4,2 dbi
• Угол максимального излучения в вертикальной плоскости 33 градуса
• Отношение вперед/назад 24 db (4 балла по S метру)
• Ширина диаграммы направленности (ДН) по азимуту (по уровню -3db) 192 градуса

Антенна показана на рис. 1

Рис. 1

Она представляет из себя наклонный полуволновой диполь диной 19,65 м из медного провода 1,5-2 мм. Провод можно применить в ПВХ изоляции, но в этом случае следует учесть коэффициент укорочения провода в ПВХ примерно 0,96, т.е. диполь будет иметь общую длину 18,87 м. Неотъемлемой частью этой антенны является мелаллическая труба высотой 13,7 м и диаметром 40 мм, установленная на изоляторе. Внизу труба соединена с медным проводом-радиалом длиной 9-10 м. Эта длина не очень критична в сторону увеличения, т.к. излишек длины будет скомпенсирован конденсатором С. Провод обычный медный Ø 1-1,5 мм. В точке соединения трубы и радиала в разрыв включен кондесатор переменной ёмкости с максимальной ёмкостью 300-400 пФ, который является настроечным органом этой антенны.

Из рисунка становится понятно, что труба с радиалом представляют из себя пассивный рефлектор с общей длиной 22,7 м. Конденсатор в данном случае выступает в роли укорачивающего элемента для рефлектора. Активный вибратор – наклонный диполь. Нет нужды разъяснять как работает рефлектор любой антенны. Сверху труба продолжена до высоты 15,2 м диэлектрической вставкой. Это может быть полиэтиленовая, ПВХ, фибергласс или любой другой диэлектрик, например дерево.

К концу вставки прикреплен наклоный диполь. Нижний конец диполя может быть расположен над землёй/крышей на расстоянии 1 м. Известно, что на концах диполя всегда максимум напряжения, поэтому в целях безопасности лучше расположить его выше, скажем 2,5 метра, но тогда придётся увеличивать общую высоту всей антенны. Можно сделать следующий вариант – согнуть нижний конец диполя в направлении на мачту и закрепить его верёвкой к мачте. В этом случае обеспечивается безопасность от случайного прикосновения к диполю во время передачи. Такой альтернативный вариант немного теряет в усилении (примерно 0,5 dbi), но зато уменьшается на 1 градус угол излучения в вертикальной плоскости,

Антенну лучше всего настраивать на максимальное подавление сигнала. Усиление антенны в процессе перестройки конденсатора остаётся почти постоянным, а вот подавление меняется очень сильно. Поэтому для настройки лучше всего использовать генератор с вертикальной антенной-штырем, отнесённым от антенны минимум на 3-4 лямбды. При моделировании получается ёмкость 260 пФ. В реальности это значение возможно будет другим. После окончания настройки конденсатор можно заменить постоянным керамическим с нужным количеством кВар. ДН антенны в вертикальной плоскости показана на рис. 2

Рис. 2

Видно, что антенна принимает и излучает сигналы в большом диапазоне углов. Это хорошо, как для коротких трасс, так и для трансатлантических. На рис. 3 показана азимутальная ДН антенны. Красным цветом показана вертикальная составляющая излучения антенны, синим (восьмёрка) – горизонтальная, а чёрным – суммарная ДН антенны.

Рис. 3

При подключении кабеля питания антенны, жилу кабеля следует подключить к верхней половине диполя а оплётку — к нижней. Входной импеданс диполя в этой антенне равен 110 Ом. Если запитать антенну кабелем 75 Ом, то получим КСВ=1,47. Для тех, кто хочет тщательнее согласовать диполь с кабелем можно применить ¼ волновой отрезок кабеля 75 Ом подключенный к диполю. На другом конце такого кабеля-трансформатора будет импеданс 51,1 Ом, поэтому к нему уже можно подключить кабель 50 Ом любой длины.

Теперь некоторые рекомендации для тех, кто захочет сделать такую антенну с ДН на 4 направления. В этом случае естественно понадобятся 4 аналогичных диполя и 4 индивидуальных радиала, по 9 метров для каждого направления. Но в этом случае, при работе в конкретном направлении остальные диполи не должны принимать участия. Для этого нужно отключать при помощи реле неработающие в данный момент кабеля (оплётку и жилу), прямо у точки питания каждого диполя. Таким образом каждый диполь будет состоять из двух отрезков примерно по 10 метров, которые не резонируют и значит не вносят влияния в работу антенны. Также желательно отключать не работающие радиалы. Если радиалы не отключать — антенна теряет усиление до 3,1 dbi и у неё снижается отношение вперёд/назад до 15-16 дб.

Антенну можно использовать и для других диапазонов, смасштабировав её размеры. Такая антенна будет полезной охотникам за DX, дипломами, контестменам.

А. Барский VE3XAX ex VA3TTT

73!

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.

В радиосвязи, антеннам отводится центральное место, для обеспечения лучшего ее, радиосвязи, действия антеннам следует уделять самое пристальное внимание. В сущности, именно антенна и осуществляет сам процесс радиопередачи. Действительно, передающая антенна, питаясь током высокой частоты от передатчика, производит преобразование этого тока в радиоволны и излучает их в нужном направлении. Приемная же антенна, осуществляет обратное преобразование – радиоволны в ток высокой частоты, а уже радиоприемник выполняет дальнейшие преобразования принятого сигнала.

У радиолюбителей, где всегда хочется побольше мощности, для связи с возможно более дальними интересными корреспондентами, бытует максима – лучший усилитель (КВ), это антенна.

К этому клубу по интересам, пока принадлежу несколько опосредовано. Радиолюбительского позывного нет, но интересно же! Работать на передачу нельзя, а вот послушать, составить представление, это, пожалуйста. Собственно, такое занятие называется радионаблюдение. При этом, вполне можно обменяться с радиолюбителем которого вы услышали в эфире, карточками-квитанциями, установленного образца, на сленге радиолюбителей QSL. Приветствуют подтверждения приема и многие радиовещательные КВ станции, иногда поощряя такую деятельность мелкими сувенирами с логотипами радиостанции – им важно знать условия приема их радиопередач в разных точках мира.

Радиоприемник наблюдателя может быть довольно простым, по крайней мере, на первых порах. Антенна же, сооружение не в пример более громоздкое и дорогостоящее и чем ниже частота, тем более громоздкое и дорогостоящее – все привязано к длине волны.

Громоздкость антенных конструкций, во многом вызвана и тем, что на малой высоте подвеса, антенны, особенно для низкочастотных диапазонов – 160, 80,40м, работают плохо. Так что громоздкость им обеспечивают как раз мачты с оттяжками, ну и длины в десятки, иногда сотни метров. Словом, не особенно миниатюрные штуки. Хорошо бы иметь для них отдельное поле рядом с домом. Ну, это как повезет.

Итак, несимметричный диполь.

Выше, чертеж-схема нескольких вариантов. Упомянутая там MMAНа – программа для моделирования антенн.

Условия на местности оказались таковы, что удобно умещался вариант из двух частей 55 и 29м. На нем и остановился.
Несколько слов о диаграмме направленности.

Антенна имеет 4 лепестка, «прижатых» к полотну. Чем выше частота - тем более они «прижимаются» к антенне. Но правда и усиление имеют больше. Так что на этом принципе

можно строить вполне направленные антенны, имеющие правда, в отличии от «правильных», не особенно высокое усиление. Так что размещать эту антенну нужно учитывая ее ДН.

Антенна на всех диапазонах указанных на схеме, имеет КСВ (коэффициент стоячей волны, параметр для антенны весьма важный) в пределах разумного для КВ.

Для согласования несимметричного диполя - он же Windom – нужен ШПТДЛ (широкополосный трансформатор на длинных линиях). За сим страшным названием скрывается относительно несложная конструкция.

Выглядит примерно так.

Итак, что было сделано.
Первым делом определился со стратегическими вопросами .

Убедился в наличии основных материалов, в основном конечно, подходящего провода для полотна антенны в должном количестве.
Определился с местом подвеса и «мачтами». Рекомендуемая высота подвеса – 10м. Мою деревянную мачту, стоящую на крыше дровника, по весне свернуло сходящим смерзшимся снегом - не дождалась, как не жаль, пришлось убирать. Решено было пока зацепить одну сторону за конёк крыши, высота при этом будет составлять около 7м. Маловато конечно, зато дешево и сердито. Вторую сторону удобно было подвесить на стоящей напротив дома липе. Высота там получалась 13…14м.

Что использовалось.

Инструменты.

Паяльник, понятно, с принадлежностями. Мощностью, ватт, этак на сорок. Инструмент для радиомонтажа и мелкий слесарный. Что ни будь сверлильное. Очень пригодилась мощная электрическая дрель с длинным сверлом-буром по дереву – коаксиальный кабель снижения пропустить сквозь стену. Конечно удлинитель к ней. Пользовался термоклеем. Предстоят работы на высоте – стоит позаботиться о подходящих крепких лестницах. Очень помогает чувствовать себя увереннее, вдали от земли, страховочный пояс – как у монтеров на столбах. Карабкаться наверх, конечно не очень удобно, зато можно работать уже «там», двумя руками и без особых опасений.

Материалы.

Самое главное – материал для полотна. Применил «полевку» - полевой телефонный провод.
Коаксиальный кабель для снижения, сколько нужно.
Немного радиодеталей, конденсатор и резисторы по схеме. Две одинаковые ферритовые трубочки от ВЧ фильтров на кабелях. Коуши и крепеж для тонкого провода. Маленький блок (ролик) с ухом-креплением. Подходящую пластиковую коробочку для трансформатора. Керамические изоляторы для антенны. Капроновую веревку подходящей толщины.

Что было сделано.

Первым делом отмерил (семь раз) куски проводов для полотна. С некоторым запасом. Отрезал (один раз).

Взялся за изготовление трансформатора в коробочке.
Подобрал ферритовые трубки для магнитопровода. Он изготовлен из двух одинаковых ферритовых трубочек от фильтров на кабелях мониторов. Сейчас старые мониторы на ЭЛТ просто выбрасывают и найти «хвосты» от них не особенно сложно. Можно поспрашивать у знакомых, наверняка у кого ни будь да пылится на чердаках или в гараже . Удача, если есть знакомые системные администраторы. В конце концов, в наше время, когда везде стоят импульсные блоки питания и борьба за электромагнитную совместимость ведется нешуточная, фильтры на кабелях могут быть много где, более того, такие ферритовые изделия вульгарно продаются в магазинах электронных компонентов.

Подобранные одинаковые трубочки сложены на манер бинокля и скреплены несколькими слоями липкой ленты. Намотка выполнена из монтажного провода максимально возможного сечения, такого, чтобы вся обмотка поместилась в окнах магнитопровода. С первого раза не получилось и пришлось действовать методом проб и ошибок, благо, витков совсем немного. В моем случае, под рукой не нашлось подходящего сечения и пришлось мотать двумя проводами одновременно, следя в процессе, чтобы они не перехлёстывались.

Для получения вторичной обмотки - делаем два витка двумя сложенными вместе проводами, потом вытащить каждый конец вторичной обмотки назад (в обратную сторону трубки), получим три витка со средней точкой.

Из кусочка довольно толстого текстолита, сделан центральный изолятор. Существуют специальные керамические именно для антенн, лучше конечно применять их. Поскольку все слоистые пластики пористы и как следствие весьма гигроскопичны, чтобы параметры антенны не «плавали», следует хорошенько пропитать изолятор лаком. Применил масляный глифталевый, яхтный.

Концы проводов очищены от изоляции, несколько раз пропущены через отверстия и хорошенько пропаяны с хлористым цинком (флюс «Паяльная кислота»), чтобы пропаялись и стальные жилки. Места пайки очень тщательно промываются водой от остатков флюса. Видно, что концы проводов, предварительно продеты в отверстия коробочки, где будет сидеть трансформатор, иначе придется потом продевать в эти же дырочки все 55 и 29 метров.

Припаял к местам разделки соответствующие выводы трансформатора, укоротив эти выводы до минимума. Не забывать перед каждым действием, примерять к коробочке, чтобы потом все влезло.

Из кусочка текстолита от старой печатной платы, выпилил кружок на дно коробочки, в нем два ряда дырочек. Через эти дырочки, бандажом из толстых синтетических ниток крепится коаксиальный кабель снижения. Тот, который на фото, далеко не лучший в данном применении. Это телевизионный со вспененной изоляцией центральной жилы, сама жила «моно», для навинчивающихся телевизорных разъемов. Но была в наличии бухточка трофейного. Применил ее. Кружок и бандаж, хорошенько пропитан лаком и высушены. Конец кабеля предварительно разделан.

Припаяны остальные элементы, резистор набран из четырех. Все залито термоклеем, вероятно зря – тяжеловато получилось.

Готовый трансформатор в домике, с «выводами».

Между делом было изготовлено крепление к коньку – там на самом верху две доски. Длинные полосы из кровельной стали, петелька из нержавеющей 1.5мм. Концы колечек приварены. На полосах по ряду из шести отверстий для саморезов – распределить нагрузку.

Подготовлен блок.

Керамических антенных «орешков» не добыл, применил вульгарные ролики от старинной проводки, благо, в старых деревенских домах под снос еще встречаются. По три штуки на каждый край – чем лучше изолирована антенна от «земли», тем более слабые сигналы может принять.

Примененный полевой провод с вплетенными стальными жилками и хорошо выдерживает растягивание. Кроме того, предназначен для прокладывания под открытым небом, что к нашему случаю тоже вполне подходит. Радиолюбители довольно часто изготавливают из него полотна проволочных антенн и провод неплохо себя зарекомендовал. Накоплен некоторый опыт его специфичного применения, который в первую очередь говорит, что не стоит провод сильно изгибать – лопается на морозе изоляция, влага попадает на жилы и они начинают окисляться, в том месте, через некоторое время, провод и рвется.

Не сложная конструктивно и простая в настройке антенна была спроектирована для работы в диапазоне 40 метров. При соответствующей коррекции размеров элементов она может работать практически на любом KB диапазоне. Антенна относится к классу Crossed Field Antenna (CFA) - антенн на скрещенных полях, которые, подчиняясь общим законам физики отличаются от классических способом формирования фронта волны излучения. Теоретические предпосылки, послужившие основой к созданию этой антенны. разработаны шотландскими профессорами М. Хейтли и Б. Стюартом.

При просмотре в очередной раз настольной книги коротковолновиков изложенная К. Ротхаммелем логическая цепь в статье о преобразовании резонансного контура в магнитную антенну мне показалась незавершенной:

Радиолюбитель DL1BU наглядно представил формирование магнитной кольцевой антенны. Сначала рассматривается параллельный колебательный контур (рис. 1а).

При возбуждении такого контура на резонансной частоте его электрическая энергия колеблется между конденсатором (электрическое поле) и катушкой (магнитное поле). Поля обоих типов концентрируются в этой замкнутой системе, почти не выходя за ее пределы.

Если в замкнутом колебательном контуре (рис. 1а) развести пластины конденсатора (рис. 16), ранее замкнутая система оказывается разомкнутой и между пластинами возникает электрическое, преимущественно ближнее поле. Так как электрическое поле распространяется во внешнее пространство. можно говорить, что данный колебательный контур представляет собой электрическую антенну. Она соответствует сильно укороченному вибратору с концевой емкостью, известному как элементарный диполь, или диполь Гэрца.

Вернув пластины конденсатора в прежнее положение и растянув витки катушки так, чтобы из ее провода образовалось кольцо, получим магнитную рамочную антенну (рис. 1в).

Исходя из логики работы CFA, следует, что рамку, излучающую в основном магнитную составляющую, нужно оснастить элементами, способными излучать электрическую составляющую электромагнитной волны. И действительно, было бы логично конденсатор, образованный лучами, использовать для излучения электрической составляющей сигнала.

Антенна, выполненная в соответствии с электрической схемой, изображенной на рис. 2, по распределению тока и напряжения (и это проверено экспериментально) соответствует неразрывному полуволновому излучателю, и в кратком виде её работу можно описать так: Рамка, находясь в зоне максимального тока, формирует магнитную составляющую электромагнитной волны излучения, а лучи антенны, находящиеся в зоне максимального напряжения, - электрическую составляющую волны. Контур, образованный внутренним проводником рамки и конденсатором С1, расширяет рабочую частотную полосу антенны, обеспечивает синфазность этих составляющих и, тем самым, работу антенны в CFA режиме.

Конструкция антенны представлена на рис. 3. Рамка выполнена из радиочастотного коаксиального кабеля, применяемого для устройства фидерных линий при строительстве станций сотовой связи. Его наименование по документам - «кабель коаксиальный 1″ гибкий LCFS 114-50 JA, RFS (15239211)». Его внешний проводник выполнен в виде медной гофрированной трубы диаметром около 25 мм, внутренний проводник - медная трубка диаметром около 9 мм (фото на рис. 4, ниже). Черная ПВХ оболочка с кабеля удалена, и его внешний проводник покрыт несколькими слоями бесцветного лака марки «ХВ».

Полагаю, рамку также можно выполнить из спортивного обруча или металлопластиковой водопроводной трубы. Потребуется только поместить внутрь проводник подходящего сечения, исключив при этом возможность его перемещения внутри трубы (например, с помощью изоляционных шайб), и обеспечить хороший гальванический контакт с лучами и конденсатором.

Лучи антенны удобно использовать в роли оттяжек при её установке. Изначально у автора они были выполнены из антенного канатика диаметром 3 мм, но по прошествии нескольких дождей он настолько почернел и позеленел, что был заменен луженым многожильным медным проводом приблизительно такого же диаметра без изоляции. Также можно попробовать применить один провод от двухпроводного полевого кабеля П-274.

Конденсатор С2, подключенный к внешнему проводнику рамки, - двухсекционный КПЕ емкостью 12…495 пФ от старого радиовещательного приемника. Чтобы исключить влияние скользящих контактов ротора, к рамке подключены выводы статорных пластин, при этом секции КПЕ оказываются включенными последовательно, а емкость уменьшается вдвое. При указанной длине лучей для настройки антенны в резонанс достаточно ёмкости конденсатора 50…100 пФ. Можно также заменить переменный конденсатор постоянным и настройку антенны производить подборкой длины лучей. Но такой способ представляется слишком хлопотным. Так как конденсатор включен на участке с небольшим напряжением, требования к его электрической прочности невысоки. Конденсатор С1, подключенный к внутреннему проводнику рамки, - типа «бабочка».

Оба конденсатора размещены в герметичной пластиковой коробке подходящих размеров, приобретенной в магазине электротоваров (рис. 5).

Петля связи с антенной изготовлена из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом, по которому она питается. На конце кабеля и в месте, отстоящем от него на 1900 мм, удалена внешняя изоляционная ПВХ оболочка, а в середине этого отрезка на длину 10 мм удалена и оболочка, и внешний проводник - оплетка (рис. 6). Внутренний проводник припаивают на конце кабеля к оплетке. Затем этот конец кабеля накладывают на второй участок с удаленной внешней изоляцией и припаивают к нему. Полученную петлю (кольцо) прикрепляют к верхней части рамки антенны (рис. 6), которая, в свою очередь, закреплена на бамбуковом шесте высотой 5,5 м с помощью нейлоновых кабельных стяжек.

Для настройки антенны требуется минимум приборов - трансивер, КСВ-метр, индикатор напряженности поля или неоновая лампа. П-контур трансивера следует предварительно настроить на эквиваленте нагрузки на максимальную отдаваемую мощность в середине диапазона 40 метров (при последующей эксплуатации антенны конденсаторами П-контура можно будет в некоторой степени её подстраивать).

Подключают антенну к трансиверу, устанавливают ротор конденсатора С1 в положение, соответствующее ёмкости приблизительно 10 пФ, и конденсатором С2 настраивают антенну в резонанс по максимальной громкости принимаемых сигналов. Затем измеряют КСВ антенны в рабочей частотной полосе. Минимум КСВ в антенне совпадает с максимумом резонанса, поэтому проблем с настройкой нет. У автора при указанных размерах и высоте установки полоса пропускания антенны превышает 150 кГц при КСВ не более двух.

Также можно включить трансивер на передачу и настроить антенну по максимальному показанию индикатора напряженности поля или по максимальной яркости свечения неоновой лампы, поднесенной к одному из лучей.

Антенна прошла длительный цикл климатических испытаний. В зимнее время на её долю достались снегопады и обледенение, а также весьма серьёзные ветры, которые случаются в нашей местности едва ли не каждую зиму. Видимо, небольшая высота установки и применение неметаллической (бамбуковой) мачты избавили от проблем. Толщина обледенения достигала полутора сантиметров. Но к моменту, когда появилась возможность проверить работоспособность антенны в условиях обледенения, изоляторы уже успели оттаять, хотя вся остальная часть была покрыта добротной коркой льда. Как ни странно, это не отразилось на работоспособности антенны и её параметрах.

Беда пришла, откуда не ожидал. Подготавливая антенну к зиме, я старательно уплотнил все швы и соединения силиконовым герметиком. И как оказалось, зря. Частые зимние оттепели и повышенная влажность воздуха вызвали обильное образование конденсата в коробке с конденсаторами, что с течением времени привело к замыканию конденсатора С2. Проявилось это возрастанием КСВ до 5…6. Проблема разрешилась после удаления заглушек нижних отверстий в монтажной коробке (кстати, воды вытекло изрядное количество). Когда коробка и конденсаторы высохли, антенна опять заработала. Назад я эти заглушки не поставил, и подобной проблемы больше не возникало.

В процессе экспериментов с антенной было установлено, что:
1. При переключении лучей антенны к противоположным выводам витка рамки прием полностью прекращается. Отсюда можно сделать вывод, что необходимые фазовые соотношения образуются у лучей только со «своей частью рамки». Другими словами, рамка активно участвует в формировании диаграммы направленности. По мере увеличения длины лучей провал в диаграмме (в горизонтальной плоскости) уменьшается вплоть до полного исчезновения, и она приобретает вид эллипса, вытянутого в плоскости антенны. При повороте антенны на 90 град, уровень принимаемого сигнала на дальних трассах падает на 1,5…2 балла.

2. Угол вертикального излучения антенны уменьшается с увеличением длины лучей. То же происходит и при увеличении наклона лучей. Это хорошо определяется по уменьшению уровня сигнала ближних и увеличению уровня сигнала дальних радиостанций. При указанных на рис. 2 длине и угле наклона лучей радиостанции, расположенные ближе трехсот километров, не слышны либо их сигналы значительно ослаблены.

3. Увеличение длины лучей с пяти до восьми метров повышает уровень принимаемых сигналов на 6… 10 дБ, что несколько непропорционально и явно превышает увеличение сигнала, которого следовало ожидать. Причины непропорционального увеличения сигнала, видимо, объясняются образованием гребня падающей волны, описанного в . Если это так, то описываемая антенна является первой конструкцией, использующей этот эффект! Чем длиннее лучи (в разумных пределах - не более 1/4 длины волны), тем шире полоса пропускания антенны и меньше напряжение на конденсаторе С2.

4. При изменении высоты установки рамки (от двух до четырех метров по нижней кромке) КСВ изменяется от 1,3 до 1. Для компенсации потребовалось увеличение емкости конденсатора С2 менее чем на 10 пФ. В остальном характеристики антенны остались прежними, не считая уменьшения угла излучения из-за увеличенного наклона лучей. Экспериментально установлено, что высоты установки примерно 1/8 длины волны достаточно, чтобы практически полностью исключить влияние эемли.

5. На работу антенны не влияет перемещение массивных металлических предметов или людей даже при высоте лучей над землей около двух метров. Она мало подвержена помехам вообще, и грозовым в частности. Удавалось без особых проблем работать в разгар грозы.

Уровень шума антенны при условии размещения на одной из центральных улиц города не превышает 4…5 баллов.

На основе всего вышеизложенного можно сделать ряд выводов. Так, при указанной незначительной высоте подвеса антенна, несомненно, превосходит волновой диполь, установленный на высоте четырех метров над крышей пятиэтажного здания.

На основании пунктов 1 и 2 экспериментальных наблюдений можно считать, что антенна, несомненно, относится к классу CFA, в котором формирование потока излучения происходит непосредственно у её элементов, а не на удалении, как у классических. Видимо, этим и объясняется малая чувствительность антенны к изменению высоты установки и наличию проводящих предметов непосредственно под антенной.

На основании пункта 2 с помощью несложных геометрических расчетов можно определить, что угол максимального излучения антенны в вертикальной плоскости равен 25 град. Фактор умножения для вертикального лепестка пренебрежимо мал по сравнению с фактором умножения для основного лепестка. В этом отношении, как ни странно, эта антенна соответствует полуволновому диполю, установленному на высоте 1/2X (для диапазона 7 МГц это 20 м). Оптимальные углы возвышения для диапазона 40 метров лежат в пределах 12…40 град. При высоте мачты 5,5 м в вертикальной составляющей диаграммы направленности зенитное излучение практически отсутствует. Вместе с тем, при высоте мачты 3,5 м и длине лучей 5 м, расположенных параллельно земле, антенна позволяет проводить как местные, так и относительно дальние радиосвязи.

Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости не имеет ярко выраженных минимумов, и антенна позволяет работать во всех направлениях.

За более чем годовое время эксплуатации антенны совместно с SDR-трансивером мощностью 100 Вт было проведено множество радиосвязей практически со всеми странами Европы, многими странами Азии и Африки. Наиболее экзотическими для меня являются связи с Азорскими и Карибскими островами, островом Цейлон, северными территориями Австралии, Бразилией, ну и,конечно, Японией.

После установки антенны на высоту 8м к вышеперечисленным странам добавились Индонезия, США, Гана, Венесуэла и редкая (для меня) связь с радиостанцией, находящейся в локаторе АО-42.

Александр ГРАЧЁВ (UA6AGW)

Антенны. антенны 2 антенны 3 антенны 4

Моя первая ЕН антенна

Я назвал её RDA-антенна, потому что она задумана была именно для связи на диапазоне 80 м с ближними РДА-районами, которые недоступны на 20-ке. Вобщем антенна «ближнего боя» J

Почитав на сайтах W0KPH и F6KIM, а также в журнале “Радиомир”, я немного загрустил, потому что для антенны на 80м диапазон нужна пластмассовая труба диаметром 200 мм - где такую взять! Но при дальнейшем изучении вопроса я понял, что можно попробовать и с меньшим диаметром. На рынке полно сантехнических труб 110 мм, я нашёл повреждённую подешевле J . Цилиндры сделал из латунной фольги, провод для катушек 1,6мм Б/У. Сделал расчёт катушек по программке, данной у F6KIM, но поскольку формулы созданы для “нормальных” размеров, то резонансная частота моей антенны оказалась на 1 МГц ниже расчётной L . Отмотал часть витков – теперь выше требуемой! Постепенно “вогнал” в SSB участок и вышел в эфир. У меня уже был опыт работы с малогабаритными антеннами, в часности с кольцевой магнитной рамкой, поэтому я ожидал сигнал значительно слабее, чем, скажем, от диполя. К тому же антенна стояла на кухне на первом этаже двухэтажного дома с железной крышей. Но к моему удивлению сигналы шли 59+10! Правда, эта антенна оказалась узкополосной, но всё-таки не так, как рамка, где «шаг влево – шаг вправо» и КСВ более 10. Думаю, что при нормальных размерах полоса была бы значительно шире.

После водружения её на крыше частота скакнула вверх. Снова подгонка, правда всего лишь сдвиганием витков основной катушки. Даже не на резонансной частоте сигналы из UA9Y, UA9U и UA0A шли 59+20. Услышал Крым на 55. Что ещё замечено. Когда антенна подсоединена ТОЛЬКО к КСВ-метру MFJ-259, то легко достигается КСВ=1,1 или даже 1,0. Но стоит только оплётку кабеля подсоединить к корпусу трансивера, КСВ растёт, частота двигается. Начал мерить через антенное реле, соединённое с корпусом РА, вроде бы приблизился к «боевым» условиям. После этой процедуры при настройке Пи-контура чувствовалась лучшая согласованность с антенной, но оплётка всё же излучала. Пропустил кабель через ферритовое кольцо, сделав два витка – оплётка перестала излучать, однако достичь хорошего КСВ не удавалось. Решил оставить затею с кольцом вблизи антенны, но вблизи трансивера оставил.

После нескольких попыток всё же удалось получить приемлемый КСВ:

3,600 1,5

3,630 1,0

3,650 1,2

Конструкция антенны показана на Рис.1

Здесь D = 110 мм. В = 200 мм. В катушке L содержится 30,7 витка провода d = 1,6 мм виток к витку (насколько позволили неровности провода J). Катушка связи – 3 витка. Расстояние между катушкой L и цилиндром равно 30 мм, а катушка связи может передвигаться при настройке и в конце концов приблизилась на расстояние ~ 10 мм к катушке L.

Вот ссылки на сайты, где черпал информацию. Все объяснения принципа работы антенны мне не нравятся, самым употребительным словом там фигурирует «фазирование», правда, непонятно чего с чем и за чсёт чего J . И только рассуждения Ллойда Батлера VK5BR (последняя ссылка) действительно что-то проясняют.

http://www.qsl.net/w0kph/

http://f6kim.free.fr/sommaire.html

http://www.eheuroantenna.com

http://www.qsl.net/sm5dco

http://www.antennex.com/hws/ws1201/theeh.html

http://www.qsl.net/vk5br/EHAntennaTheory.htm

ЕН-антенна RZ0SP

Павел Барабанщиков RZ0SP

Ознакомившись в Интернете с чертежами и схемой EH антенны UA3AIC, решил повторить и сделал по чертежам автора антенну на 20-ти метровый диапазон. Антенна заработала сразу. Никаких настроек антенны я не проводил, только предварительно просчитал емкости для последовательного колебательного контура измерив индуктивности уже собранной антенны без подключения коаксиального кабеля. Результатом оказался несколько удивлен и обрадован: антенна работала. Но на мой взгляд ей явно чего-то не хватало. Я прослушивал станции 3, 4, 6 районов, станции JA1, 7A3, HL, но меня слышали только 0s, 0Q, 9M, короче говоря, станции ближайших районов. Вторую антенну я уже делал на 80 метров, но уже со своими доработками (методика просчёта контуров антенны та же). Ниже схематичный рисунок собственно антенны. На рисунке указаны: коричневым – медный запаянный с торцов цилиндр (2 шт.), красным – катушки индуктивности, намотанные проводом диаметром 2мм с шагом 1мм – 18 витков (индуктивность в собранной антенне – 12мкгн). Катушки вставлены в отверстия в стеклотекстолитовом изоляторе равномерно относительно геометрического центра каждого из цилиндров, в моём случае общий диаметр катушки – 50мм (при диаметре цилиндра 100мм и длине 300мм). Расстояние между цилиндрами (30мм) для герметичности залито пенополиуретаном. Зелёным обозначен фидер РК-75-20, фиолетовым – центральная жила, голубым – вибратор λ/2, бирюзовым и серым – конденсаторы типа КСО-250в. Особое внимание уделил фазировке цилиндров и катушек, кстати, ёмкости подгонялись с учётом ёмкостей, вносимых в схему цилиндрами, но без учёта ёмкости коаксиального кабеля. И соответственно, луч и фидер изолированы от цилиндров фторопластовыми втулками. Антенна подвешена Г-образно, основная длина луча – более 30 метров – висит на высоте 10 метров над землёй.

Уверенно, на 9–8 баллов, при небольших QSB прослушивал станции Белоруссии, Камчатки, Московской обл. Несколько хуже станции Краснодарского края. Во время UB DX contest проведены QSO со станциями Индии YU, Канады, VP2. Конечно, о реальных результатах говорить пока рано, но хотелось бы отметить хорошую помехоустойвость антенны, особенно в условиях промышленных QRM.

На фотографии в руках у меня контур элемента антенны на 20-тиметровый диапазон, встроенный в элемент delta loop, сделанный по такому же принципу, что и элемент на 80-метровый диапазон.

Укороченная вертикальная антенна на диапазон 40 метров

В настоящее время многие коротковолновики используют довольно мощные (до 100 Вт) и компактные приемопередатчики. Однако для выездов на природу в этом случае чаще всего приходится брать довольно большие антенны, транспортировать и устанавливать которые нелегко. Поэтому определенный интерес представляют укороченные антенны, которые при небольших размерах имеют вполне удовлетворительную эффективность и позволяют проводить радиосвязи на средние и большие расстояния при мощности передатчика соответственно около 10 и 100 Вт.

Довольно простую укороченную вертикальную антенну (рис.1) для диапазона 40 м предложил немецкий радиолюбитель Rudolf Kohl, DJ2EJ. Антенна довольно компактна, но, по мнению автора, имеет неплохие параметры. Она представляет собой вертикальный излучатель длиной 2,5 м, емкостное реактивное сопротивление которого компенсирует удлиняющая катушка L1. Противовесами являются 6 горизонтальных проводников длиной по 2,5 м. Согласование входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением коаксиального кабеля обеспечивает катушка L2. Точную настройку антенны на рабочую частоту производят изменением индуктивности удлиняющей катушки L1 с помощью колец из порошкового железа, перемещаемых внутри катушки. Индуктивность согласующей катушки L2 достаточно подобрать при первоначальной настройке антенны. Для этой схемы согласования предпочтительна гальваническая связь всех компонентов, предотвращающая образование на антенне статического заряда.

Учитывая, что противовесы не являются идеальной «землей» и в них протекает небольшой ВЧ ток, для предотвращения затекания этого тока на внешнюю поверхность оплетки коаксиального кабеля обязательно следует установить эф-фективный кабельный дроссель (рис.2), расположенный непосредственно под противовесами. Кроме того, если для антенны в качестве опорной применяется металлическая мачта, то ее следует электрически «разорвать» диэлектрической вставкой.

КПД антенны зависит от отношения сопротивления излучения к сопротивлению потерь. Большое влияние на КПД оказывают потери в земле в ближнем поле антенны и добротность удлиняющей катушки. Повышенные сопротивления проводов и переходные сопротивления всех ВЧ токоведущих соединений снижают КПД антенны.

Потери в диэлектриках и изоляторах особенно сильно проявляются в местах, где присутствует высокое ВЧ напряжение, поэтому для укороченной антенны, имеющей низкое сопротивление излучения (1,6 Ом) и приемлемый КПД, требуется согласующая цепь с малыми потерями. Для этого целесообразно объединять согласующие элементы и излучающие проводники в одну электрически и механически законченную конструкцию.

Антенна, установленная на высоте 3 м над поверхностью земли, имеет коэффициент усиления -4,6 dBi при вертикальном угле возвышения максимума излучения 28°, что позволяет проводить радиосвязи на средние расстояния. Для радиосвязей на большие расстояния требуется, чтобы антенна излучала под малым углом к горизонту. Для этого (как следует из графика на рис.3) требуется установить антенну повыше.

Конструкция согласующего узла показана на рис.4 и 5. Согласующая цепь и изолирующие элементы образуют единый блок. Круглый пруток из полиэфирного стеклопластика длиной 1 м соединяется с монтажной панелью, на которой крепятся шесть противовесов длиной по 2,5 м каждый, ВЧ разъем для подключения коаксиального кабеля и согласующая катушка L2 (на отдельном монтажном уголке). Несколькими сантиметрами выше монтажной панели на стеклопластиковом прутке закреплена удлиняющая катушка L1. На верхнем конце стеклопластико-вого прутка находится держатель, в котором жестко фиксируется вертикальный излучатель длиной 2,5 м. Ниже монтажной панели располагается кабельный ВЧ дроссель. Тонкий стеклопластиковый пруток служит для перемещения направляющей гильзы с тремя сложенными вместе кольцевыми сердечниками Т157-2 (DHap=39,9; DBHyTp=24,1; h=14,5 мм) из порошкового железа.

Нижний конец стеклопластиково-го прутка, на котором закреплены согласующие элементы, вставляется в алюминиевую мачту. При небольшой высоте установки антенны для крепления мачты в земле достаточно конического винта. Нижняя часть антенны (противовесы) должна находиться на высоте не менее 2,5 м от земли. Такая высота установки обеспечивает и снижение влияния потерь в земле на КПД антенны, и электробезопасность (снижается риск прикосновения к противовесам в режиме передачи). Если требуется «всепогодная» антенна, то согласующий узел следует защитить от дождя и сырости пластмассовым кожухом.

В авторском варианте противовесы изготовлены из тонкостенных омедненных стальных трубок диаметрами 8 и 4,5 мм, а для вертикального излучателя длиной 2,5 м используются две трубки диаметрами 11,5 и 8 мм. Для снижения ВЧ напряжения на верхнем конце излучателя установлен алюминиевый шарик 030 мм. Моточные данные катушек приведены в таблице.

Первоначальная настройка антенны заключается в подборе индуктивности удлиняющей катушки L1 на выбранной частоте и индуктивности катушки 12 до получения КСВ в кабеле, близкого к 1. При эксплуатации антенны потребуется только подстройка индуктивности катушки L1.

В летние месяцы в течение всего дня антенна, установленная на высоте всего лишь 2,5 м над землей, позволяла без проблем проводить CW- и SSB-радиосвязи с любительскими радиостанциями всей Европы на передатчик мощностью 10 Вт. С передатчиком мощностью 100 Вт и поднятой выше антенной в соответствующие периоды времени были проведены радиосвязи с DX. Особенно впечатляет чистый прием на природе, в местах, где практически отсутствуют промышленные помехи. Здесь в приемнике звучит «тончайшая первоматерия - чистейшая и высочайшая форма воздуха», как греческие философы называли светоносный эфир!

При уменьшении индуктивности удлиняющей катушки L1 и незначительном изменении индуктивности катушки L2 антенна может работать в одном из более высокочастотных KB диапазонов. При этом, с ростом частоты ее эффективность увеличивается. Однако, начиная с диапазона 21 МГц, ее диаграмма направленности в вертикальной плоскости начинает приобретать многолепестковый характер.

По материалам статьи «Kleiner unsymmetrischer vertikaler Dipol», опубликованной в журнале CQ DL, №8/2008.

Подготовил В.Корнейчик. И.ГРИГОРОВ, RK3ZK.

ЕН-антенна "Isotron"

Еще одна антенна компактных размеров, не требующая устройства согласования. (Щелкнув по изображению справа, вы попадете на сайт ISOTRON (http://www.isotronantennas.com/). Для диапазонов 40

и 80m она изготавливается из двух полос, согнутых в форме перевернутого “V”, острые углы которых затем соединены вместе катушкой. Устройство в целом довольно компактно.

Ниже представлено описание процесса самостоятельного изготовления радиолюбителем антенны Isotron на диапазон 40m. Скачать или просмотреть описание можно

"Секретная" антенна

при этом вертикальные «ноги» имеют длину  /4, а горизонтальная часть -  /2. Получаются два вертикальных четвертьволновых излучателя, запитанных в противофазе. Важным преимуществом этой антенны является то, что сопротивление излучения составляет около 50 Ом. Запитывается в точке сгиба, причём центральная жила кабеля подсоединяется к горизонтальной части, а оплётка – к вертикальной Настройка заключается в подгонке длины, потому что окружающие предметы и земля несколько понижают расчётную частоту. Надо помнить, что ближний к фидеру конец мы укорачиваем на  L = ( F/300 000)/4 м, а дальний конец – в три раза больше.

Предполагается, что диаграмма в вертикальной плоскости приплюснута сверху, что проявляется в эффекте "выравнивания" силы сигнала от дальних и бдлижних станций. В горизонтальной плоскости диаграмма вытянута в направлении, перпендикулярном полотну антенны.

Вседиапазонный диполь

Коротковолновые передающие антенны

INV. VEE на 14 мгц из коаксиального кабеля

Источник - журнал "CQ DL".

В сравнении с вертикальной антенной на дальних трассах аботает одинаково, но шумит гораздо меньше и перекрывает весь диапазон с хорошим КСВ

Многодиапазонный одноэлементный круг

Из публикаций известно, что эффективность круга (по усилению) превышает антенны типа квадрат и треугольник, поэтому выбрал антенну типа круг.

Применение согласующего устройства во многодиапазонном варианте не принесет антенне эффективную работу на ВЧ диапазонах, поскольку применяется линия передачи коаксиального типа. Между выходом согласующего устройства и точкой питания антенны, т.е. в кабеле, КСВ не меняется. На ВЧ диапазонах кабель будет находиться под высоким КСВ. Следовательно, реально эта антенна только для диапазонов 160, 80, 40 метров.

Удлиняющую катушку 160-метрового диапазона выполняют на диэлектрическом каркасе диаметром 41 мм, 68 витков (намотка виток к витку), провод ПЭВ – 1 мм. Индуктивность около 87, 2 мкГн. После намотки катушку несколько раз обрабатывают водоотталкивающим клеем и высушивают при высокой температуре. Так как заземленная мачта здесь является составной частью антенны, металлические оттяжки должны быть разбиты изоляторами. Настраивается антенна с помощью КСВ метра в местах, показанных на рис.3. Наиболее эффективной является антенна Slореr длиной 1λ (рис. 4).

L(м) = 936/F (МГц) х 0,3048.

Сторона А(м) = 702/F (МГц) х 0,3048.

Сторона В(м) = 234/F (МГц) х 0,3048.

Если установить на одной мачте 3-4 такие антенны, то с помощью антенного коммутатора можно выбирать различные направления излучения. Антенны, не участвующие в работе, должны автоматически заземляться. Однако самой эффективной конструкцией из представленных антенн является система K1WA, которая состоит из пяти переключаемых полуволновых диполей. В этой системе один диполь находится в работе, а четыре остальных, с разомкнутыми на концах отрезками кабеля длиной 3/8λ, образуют рефлектор. Таким образом производят выбор одного из пяти направлений излучения антенны. Усиление у такой антенны по отношению к полуволновому диполю – около 4 дБ. Подавление вперед-назад – до 20 дБ.

Игорь Подгорный, EW1MM.