Диполь на 27 мгц самодельный: Антенна быстрого развертывания на Си-Би (27.200)

Содержание

Антенна быстрого развертывания на Си-Би (27.200)


Авторство конструктива антенны принадлежит RX3AKT. По сути, данная антенна представляет собой полуволновой вибратор запитанный с конца и согласованный кабельным шлейфом. По эффективности такая коаксиальная антенна не сильно уступает заводским аналогам от того же Sirio, а в изготовлении гораздо проще и компактнее. Антенна задумывалась как походный вариант, поскольку очень легкая и компактная, но вполне может применяться и стационарно.

Для изготовления понадобится 7 метров кабеля RG-58 (полотно антенны + согласующая часть), некий кусок кабеля RG-58 произвольной длины, для соединения антенны с рацией, разъем PL-259 или SO-239, несколько сантиметров термоусадки подходящего диаметра (например 7мм и 12мм), клей момент, острый нож, паяльник с припоем и канифолью, и минут 40 свободного времени. Для моделирования я рекомендую использовать самый паршивый кабель из тех, что есть на рынке, а именно, REXANT. Эти ребята делают отличный припой и другие радиомонтажные штуки, но кабель их по настоящему ужасен, зато он дешевый и на нем можно ставить эксперименты по антенностроению.

Антенна состоит из 3-х частей. Часть длиной 520 см, это полотно антенны – излучающая часть. Часть длиной 152 см, это согласующая часть, она представляет собой емкость, часть длиной в 23-24 см, тоже относится к согласующей части и представляет собой индуктивность. В процессе сборки проще всего пользоваться изображением из заголовка статьи. Точки на рисунке, это места соединения пайкой.

1. Берем кабель RG-58 и отрезаем кусок длиной 7 метров.
2. Зачищаем оплетку на кабеле с обоих концов, примерно на 1-1,5см.
3. Убираем фольгу, если она есть, и скручиваем центральную жилу с экраном кабеля.
4. Аккуратно пропаиваем скрутку центральной жилы и экрана.
5. Далее, отмеряем от одного из концов кабеля 23см и делаем надрез оплетки кабеля, но так, чтобы не повредить экран. Отступаем от надреза еще сантиметра 2 (25см) и делаем еще один надрез. Наша задача удалить ПВХ оплетку кабеля не повредив то, что находится под ней.

Оплетку и фольгу удаляем, а экран сдвигаем на одну сторону и разрезаем пополам. Оставляем пока в покое, к этому мы еще вернемся.

6. Отмеряем от участка со снятой оплеткой 152 см, и также как и в пункте 5 срезаем с кабеля часть оплетки шириной примерно 1,5-2 см. После этого, отрезаем экран от короткой части (23 см + 152 см) так, чтобы на короткой части экран выступал за пределы оплетки минимально. Фольгу удаляем.

7. Острым ножом снимем половину полиэтилена защищающего центральную жилу, так чтобы не повредить ее и целиком не разрезать полотно пополам. Облуживаем центральную жилу и экран и припаиваем их друг к другу.
8. После остывания места пайки и затвердевания полиэтилена, нужно загерметизировать соединение. Для этого используем клей Момент. Обильно намазываем его, особенно на место пайки и обрезанные концы оплетки. Без фанатизма. Обязательно даем клею немного подсохнуть и только после этого переходим к следующему пункту.
9. Сверху одеваем термоусадочную трубку диаметром 6-7мм и усаживаем ее (лучше всего гагревая феном). Сверху, можно наложить еще один слой термоусадки, так сказать, для прочности, большей длины. После остывания и засыхания клея получается вполне прочное и герметичное соединение.
10. Возвращаемся к куску 23 см. Аналогично пункту 7, снимаем слой полиэтилена до центральной жилы и Подпаиваем кабель снижения. Его нужно предварительно зачистить, как в пункте 2. Припаиваем центральную жилу кабеля снижения к центральной жиле в точке 24 см.
11. Сверху одеваем термоусадку диаметром 8-10 мм, и усаживаем ее на обе центральные жилы.
12. Спаиваем экраны части кабеля 23 см, части кабеля 152 см и кабеля снижения в одной точке.
13. Место пайки обильно замазываем клеем момент, даем ему подсохнуть и одеваем сверху термоусадку диаметром 12мм. Усаживаем.
14. На концы  антенны (23 см и излучающая часть) также обмазав моментом одеваем тремоусадку и усаживаем и герметизируем концы.
15. На конец кабеля снижения напаиваем разъем для радиостанции и… Готово.

Полевые испытания

В процессе…

Всем удачи, 55, 73!

Самодельный траповый диполь: теория и практика

В рамках статьи Самодельный диполь: теория и практика мы изготовили нашу первую самодельную антенну. Существенным минусом данной антенны является тот факт, что в один момент времени она может работать только в одном радиолюбительском диапазоне. Сегодня мы выясним, как устранить этот недостаток, добавив в антенну трапы.

Теория

Идею иллюстрирует следующая картинка:

Допустим, мы хотим сделать диполь на диапазоны 20 и 40 метров. К балуну крепятся плечи на диапазон 20 метров, два провода по ~5 метров. Свободные концы подключаются к LC-контурам с резонансной частотой около 14 МГц. Затем к концам контуров подключаются провода, увеличивающие общие длины плеч до ~10 метров, чтобы получились плечи на диапазон 40 метров. Если нужно, чтобы антенна работала больше, чем на двух диапазонах, процедура повторяется — добавляется еще пара LC-контуров с резонансной частотой около 7 МГц, и к ним еще провода.

На своей резонансной частоте LC-контур имеет высокое сопротивление. Таким образом, при передаче сигнала с частотой, близкой к 14 МГц, LC-контур как бы размыкает плечо диполя, и антенна работает, как обычный диполь на 20 метров. На частотах, близких к 7 МГц, контур не резонирует и имеет низкое сопротивление. Поэтому на этих частотах антенна работает, как диполь на 40 метров. LC-контур является как бы ловушкой для сигналов с заданной частотой, поэтому его и называют trap.

Следует однако учитывать, что в диапазоне 40 метров трап на 20 метров будет работать, как удлиняющая катушка. Поэтому в данном диапазоне резонанс будет уже, чем у полноразмерного диполя на 40 метров. Если добавить в антенну еще один диапазон, например, 80 метров, при работе в этом диапазоне получится уже две удлиняющие катушки, поэтому резонанс будет еще уже. Другими словами, каждый добавленный диапазон имеет все более узкий интервал рабочих частот.

Трапы для антенны можно сделать множеством способов. Очень практичный вариант изготовления трапов из коаксиального кабеля был предложен Robert Johns, W3JIP в статье «Coaxial Cable Antenna Traps», опубликованной в журнале QST в мае 1981 года. Его идея была улучшена Robert Sommer, N4UU в статье «Optimizing Coaxial-Cable Traps», опубликованной в журнале QST за декабрь 1984 года. На основе этих и других работ John DeGood, NU3E написал и выложил в сеть статью An Attic Coaxial-Cable Trap Dipole for 10, 15, 20, 30, 40, and 80 Meters, которая дополнялась с 1998-го по 2010-ый год. На эту статью я и опирался.

В разрезе трап выглядит следующим образом:

Коаксиальный кабель RG58 наматывается виток к витку на кусок пластиковой трубы. Затем экран кабеля с одного конца припаивается к жиле с другого конца согласно схеме. Оставшиеся жила и экран соединяются с плечом антенны. Таким образом, из кабеля получается как бы двойная катушка индуктивности. Плюс к этому, кабель обладает погонной емкостью около 100 пФ на 1 метр, отсюда и возникает емкость. По утверждению W3JIP и N4UU, такие трапы работают на мощности до 1000 Вт.

Практика

Было решено сделать траповый диполь на диапазоны 20, 40 и 80 метров, поскольку именно на этих диапазонах я работаю чаще всего. Таким образом, требовалось изготовить две пары трапов — для диапазонов 20 и 40 метров.

Я использовал диаметры труб и количество витков кабеля, приведенные в статье NU3E. В метрической системе эти размеры следующие.

  • Для 20 метров: 6 витков, труба — D = 41.30 мм, L = 45 мм;
  • Для 40 метров: 8 витков, труба — D = 57.15 мм, L = 50 мм;

Трубы соответствующих диаметров и длины были напечатаны на 3D-принтере пластиком PLA. Таким, к примеру, получился трап на 20 метров:

Для проверки трапов был использован генератор сигналов MHS-5200A, осциллограф и нагрузка 50 Ом. Как и ожидалось, в окрестностях резонансной частоты амплитуда сигнала уходит практически в ноль.

Если у вас нет 3D-принтера, осциллографа, генератора сигналов и труб точно такого же диаметра, это не страшно. Точный диаметр трубы и количество витков кабеля не играют большой роли, лишь бы трап резонировал около требуемой частоты. Притом погрешность в сотню-другую килогерц вполне простительна. Вместо генератора сигналов можно использовать генератор Клаппа с переменными емкостями и индуктивностями. Что же до зависимости амплитуды сигнала от частоты, ее покажет ваш трансивер. Абсолютные значения видеть не требуется. Достаточно только знать, на какую частоту пришелся минимум.

Fun fact! Уровень S9 на S-метре трансивера соответствует 50 микровольтам или -73 dBm. Теоретически, обладая этой информацией, можно оценить и абсолютное значение амплитуды. Но, к сожалению, во многих трансиверах S-метр является далеко не точным, и все что ниже или выше S9 показывает очень примерно.

Длины плеч я подбирал таким образом. Берется диполь с плечами чуть больше 5 метров и безо всяких трапов. Затем плечи обрезаются до тех пор, пока КСВ во всем диапазоне 20 метров не будет около 1. За один раз я обрезал где-то по 25 см. Затем к каждому плечу прикреплется по трапу на 20 метров и еще провод для следующего диапазона. Проверяем, что КСВ на 20 метрах все еще в порядке, при необходимости удлиняем-укорачиваем кусок провода между балуном и трапом. Если на 20 метрах все в порядке, принимаемся за 40 метров. Снова укорачиваем антенну до тех пор, пока КСВ на 40 метрах не будет около 1. При этом на работу антенны в 20 метрах это укорачивание уже не влияет. В противном случае, с вашими трапами что-то не так. Закончив с 40 метрами, повторяем процедуру для 80 метров.

Отмечу, что процесс этот не быстрый. Антенну приходится часто укорачивать, затем опускать, нести в дом, паять, снова нести на улицу, поднимать. Настройка заняла у меня полный выходной день. Главное — делать все спокойно и не спеша, тогда процесс уверенно сходится. В итоге были получены следующие размеры:

  • От балуна до трапа на 20 метров: 485 см;
  • От трапа на 20 метров до трапа на 40 метров: 362 см;
  • От трапа на 40 метров до конца плеча: 530 см;

Таким образом, общая длина антенны составила 27.5 метров. Поскольку трапы также работают, как удлиняющие катушки, антенна получилась короче простого диполя на 80 метров. Отмечу, что приведенные цифры справедливы для конфигурации inverted vee, с высотой центральной части от земли около 7 метров и минимальной высоты плеч от земли 1-2 метра. Для другой высоты мачты может потребоваться корректировка размеров. (Вообще-то, 7 метров — это маловато для inverted vee на 80 метров, но на данный момент у меня нет возможности установить антенну выше.)

Также отмечу, что погрешность в пару сантиметров здесь ни на что не влияет. Но для успешной работы антенны она должна быть как можно более симметричной. В том числе, трапы должны быть повернуты к балуну одной и той же стороной. У меня трапы на оба диапазона повернуты экраном к балуну.

После настройки все места пайки проводов были изолированы при помощи термоусадочных трубок. Для трапов были напечатаны заглушки в виде дисков. Эти заглушки были приклеены к трапам при помощи супер клея. Изоляторы также были напечатаны на 3D-принтере. Затем, аналогично балуну, трапы и изоляторы были покрыты лаком Plastik 71 в два слоя. Окончательный вид антенны в свернутом состоянии:

На солнечном свете лак выглядит синеватым. В доме он абсолютно прозрачный.

Полученные результаты

Время, потраченное на изготовление и настройку антенны, окупилось с лихвой.

На 20 метрах КСВ не превосходит 1.5 во всем диапазоне. В диапазоне 40 метров КСВ не превосходит 1.7, притом в интервале от 7.040 до 7.200 МГц он не превосходит 1.5. На всем диапазоне 80 метров КСВ не превосходит 3. В интервале от 3.565 до 3.725 МГц КСВ меньше 2, а в интервале от 3.600 до 3.690 МГц — меньше 1.5. Впрочем, здесь измерения проводились с помощью КСВ-метра трансивера, поэтому цифры приблизительные.

Антенна была протестирована при работе в SSB на мощности 100 Вт.

На 20 метрах были проведены QSO с операторами из Италии (2230 км), Нидерландов (2000 км), Германии (2000 км), Македонии (1900 км), Турции (1700 км), Румынии (1400 км), Болгарии (1700 км), Кипра (2300 км), Норвегии (1800 км) и Франции (2700 км), а также нескольких городов России. Наиболее удаленным городом оказался Шали (1500 км).

В диапазоне 40 метров мне ответили радиолюбители из Швейцарии (2150 км), Украины (950 км), Польши (1100 км), Греции (2100 км) и Испании (3450 км). Само собой разумеется, также была проведена куча QSO с операторами из России. По удаленности от меня победили Краснодар и Севастополь (1200 км).

На 80 метрах были проведены QSO с коротковолновиками, проживающими в Беларуси (670 км), Украине (830 км) и Киргизии (3000 км). Также было очень много городов России, среди которых самым удаленным оказался Сургут (2150 км).

Кроме того, оказалось, что антенна пригодна для использования и на других радиолюбительских диапазонах. В частности, на 17 метрах мне удалось провести QSO с операторами из Болгарии (1500 км), Франции (2300 км) и с несколькими операторами из Италии (2100 км). Впрочем, поскольку антенна не тюнилась на данные диапазоны, на них она имеет КСВ > 3 и эффективностью не блещет.

Заключение

Я вполне доволен полученными результатами. С такой антенной вы с кем-нибудь да свяжетесь в любое время суток, в любой день недели. Для перехода между диапазонами не нужно ничего перестраивать, просто берешь, и переходишь. Антенна получилась короче диполя на 80 метров, что тоже плюс. К тому же, антенна получилась довольно компактной и легкой, что делает ее пригодной для использования в походах.

По деньгам вышли примерно те же 25$, что и за диполь без трапов. Правда, я забыл замерить, сколько коаксиального кабеля мне понадобилось для трапов. Пусть будет метров 10. В этом случае общая стоимость антенны не превышает 30$. Это все равно существенно меньше стоимости любой готовой антенны.

Интересно, что используя описанные в данной статье принципы, можно изготовить и вертикальную многодиапазонную антенну (смотри раз и два). Заинтересованным читателям предлагается провести соответствующий эксперимент в качестве упражнения.

Исходники 3D-моделей трапов и изоляторов для OpenSCAD, а также скомпилированные STL-файлы, вы найдете здесь. Как всегда, буду рад любым вашим вопросам и дополнениям.

Дополнение: Вас также могут заинтересовать посты Простая антенна начинающего коротковолновика и Эксперименты с трапами различной конструкции.

Метки: Антенны, Беспроводная связь, Любительское радио.

ДЛЯ РАДИОСВЯЗИ В ДИАПАЗОНЕ 27 МГЦ – СДЕЛАЙ САМ

Важнейшей частью любой радиостанции является антенна. От ее эффективной работы, высоты установки, размеров, диаграммы направленности в вертикальной плоскости и других сопутствующих факторов зависит успех корреспондента в проведении радиосвязи. Си-Би связью пользуются в основном начинающие радиолюбители и корреспонденты, осуществляющие связь на канале 27 МГц, что предполагает относительно небольшие расстояния. Однако, учитывая ограниченные возможности по установке высококачественных антенн в городских условиях, корреспондентам приходится выбирать из того, что есть.

При небольшой высоте установки антенны (меньше 0,5 длины волны) диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости искажается и большая часть энергии радиоволн излучается под большим углом к горизонту. Для связи на больших расстояниях, при прочих равных условиях, горизонтальное направление антенны особенно важно, но при таком расположении ее КПД малоэффективен. Отсюда вывод: антенну надо устанавливать как можно выше над ближайшей к ней проводящей поверхностью, например крыши. Если, скажем, установить антенну над просмоленной, но не покрытой металлом крышей деревянного дома, ближайшей проводящей поверхностью будет считаться земля. А если крыша или дом железобетонные или построены с использованием металла, проводящей поверхностью будет крыша дома.

При изменении проводимости поверхности, например при большой влажности деревянной крыши дома после обильных осадков, эффективность работы такой антенны соответственно ухудшается.

Среди радиолюбителей, использующих для общения Си-Би-связь, широкое распространение получили простые антенны, такие, как «двойной квадрат», полуволновой вертикальный вибратор, GP (гра- ундплэйн), вертикальная антенна «5/8», антенна «волновой канал» и ее разновидности и другие, информацию и параметры которых можно найти в литературе. Среди них различают антенны направленного и ненаправленного действия. Большинство из приведенных примеров антенн доступны радиолюбителям для повторения: их настройка не сложна, их можно устанавливать как в городах массовой застройки, так и в сельской местности (действует общее правило: высота установки должна быть как можно выше). Но есть и другой вариант, которым хочу поделиться с радиолюбителями.

Если хотя бы один из корреспондентов находится за городом (имеет собственный участок), можно использовать простую антенну-диполь, которая, в зависимости от мощности передатчика-трансивера, позволит осуществлять связь на канале 27 МГц до 50 км. Конструкцию антенны можно считать классической и не требующей детального описания. Поэтому имеет смысл остановиться только на некоторых практически важных моментах и на результатах ее применения, которые превосходят все ожидания.

По всем своим параметрам данная антенна имеет право на существование, тем более что по затратам на установку она «вне конкуренции». С помощью таких антенн можно вести качественный радиообмен на каналах 26…28 МГц между двумя корреспондентами в сельской местности или в режиме «пригород — город». Это означает неограниченные возможности связи для удаленно расположенных радиолюбителей, причем реализация этих возможностей не потребует существенных материальных затрат — антенна по существу сделана из подручных материалов.

Конструкция антенны

Антенна состоит из диполя (1) и отражателя (2). Общая длина диполя выбрана 5.24 м, соответственно по 2.62 м на каждое плечо (Рис. 2.1).

Рис. 2.1. Конструкция антенны-диполя

Соединительный провод (3). Кабель РК-75 с волновым сопротивлением 75 Ом. Имеет общую длину до трансивера 12 м. По возможности длина должна быть минимальной.

Диполь. Выполнен из армейской проволоки «полевка», с которой снята изоляция. Места соединения диполя и кабеля пропаиваются. Концы диполя (4) и (5) привязываются обыкновенной рыболовной леской, (например, диаметром 2 мм) к стволам деревьев так, что леска служит изолятором. Длина отрезков лески, закрепленных на стволах и на концах отражателя, одинакова — 15…20 см.

Отражатель (2). Выполнен в виде буквы V (Рис. 2.1) из армейской проволоки «полевка», с которой снята изоляция. Его общая длина составляет 5.34 м, т.е. на 10 см больше, чем длина диполя. Отвод к заземлению от середины.

Высота натяжения диполя и отражателя над землей — 3. 8 м (насколько позволяет высота деревьев). По принципу действия антенна направленная, поэтому расположение диполя относительно деревьев выбирается так, чтобы он был обращен по направлению к городу (второму корреспонденту). Соответственно отражатель оказывается с диаметрально противоположной стороны (под углом с противоположной стороны от другого корреспондента).

Диполь и отражатель должны находиться в натянутом положении (в струну), поэтому основные крепления (стволы) должны быть надежными. Если нет деревьев на подходящем расстоянии друг от друга, можно в качестве стволов использовать другие вертикальные предметы — штанги.

Эксперимент проводился в июне 2005 г. в Северо-Западном регионе РФ. В качестве первого корреспондента выступал 12-этажный дом в черте Санкт-Петербурга. На крыше была установлена вертикальная антенна-вибратор «1/2», штырь длиной 5.3 м, четыре противовеса; длина мачты составляла 2.8 м. В качестве приемопередающего устройства использовался трансивер «Alan 9001» с внешним усилителем мощностью 50 Вт.

Вторым корреспондентом был поселок Лемболово, расположенный в 44 км от черты города. Передающее устройство представляло собой автомобильный трансивер «President George» (выходная мощность 15 Вт, SSB-21 Вт), а связь осуществлялась по каналу 16сЕ по европейской сетке.

Применение направленной антенны-диполя в сочетании с другими, в том числе географическими, факторами местности позволило «загородному» корреспонденту отказаться от дополнительного усилителя мощности.

Безопасность работ по установке антенн

Работа на высоте нескольких метров от земли может быть чреватой травмами, поэтому и установка антенны, и натяжение диполя должны выполняться вдвоем или с участием нескольких человек, чтобы обеспечить должную страховку.

Нельзя заниматься установкой антенны в сырую погоду, при грозоопасной обстановке, сильном ветре, а также в темное время суток. Если задуматься, то все эти простые требования логичны и по сути дела призваны обеспечить безопасность и по возможности оптимальную установку антенны.

Нельзя натягивать антенны и их элементы, а также токопроводящие растяжки над проводами электрической осветительной сети 220 В и радиотрансляционной сети, а также над другими теле- и радиокоммуникациями. Случайный обрыв антенны и ее элементов может привести к их падению на провода других коммуникаций, что чревато коротким замыканием и воздействием на провода антенны, фидер и трансивер высокого напряжения. Кроме того, как уже отмечалось, согласно общему правилу для достижения максимальной эффективности антенны не располагаются близко к проводящим поверхностям.

Мощность Си-Би-передатчиков относительно невелика, однако на концах диполя и резонирующих элементах возможно напряжение ВЧ в сотни вольт. Это опасно и может привести к ожогам при прикосновении. В данном случае мера предосторожности предельна проста — при работе трансивера на передачу не следует подходить к антенне на расстояние ближе 1 м.

При установке антенны необходимо позаботиться о грозозащите. Это позволит спасти трансивер при грозовом разряде, хотя в грозу редко кто пользуется Си-Би-связью: во-первых, неэффективно, во-вторых, опасно. Опасность поражения приемопередающих узлов существует не только при прямом попадании молнии, но и при накоплении заряда статического электричества, который может возникнуть даже при сухой погоде и сильном ветре. В качестве заземления в рассматриваемых условиях используется металлический штырь (труба), забитый в землю до влажного слоя.

Источник: Кяшкаров А. П., Собери сам: Электронные конструкции за один вечер. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2007. — 224 с.: ил. (Серия «Собери сам»).

Самодельная антенна для радиолюбителей на сложенном диполе

Клод Жолле - VE2DPE
(N-D-Prairies, Квебек, Канада)

Схема сложенного диполя

Гнутый дипольный центральный подводящий патрубок

Сложенный диполь, коаксиальный балун 4: 1

Конечные точки сложенного диполя

ПРИМЕЧАНИЕ: 16 июня 2019 г. в следующий текст были внесены важные исправления.

Я только что поставил самодельную антенну для любительского радио. Это сложенный диполь для 6-метрового диапазона. Технику строительства можно применить и к другим тесьм.

Создавать его было так весело, и он работает так хорошо, что я подумал поделиться подробностями своего проекта здесь.

Мне не терпелось выбраться на 6 метров по многим причинам.

1. Антенна для любительской радиосвязи длиной 6 метров проста в сборке и достаточно мала, чтобы поместиться практически на любой территории.

2.Это «относительно сложный» диапазон для работы из-за распространения. Там есть вызов, достойный моего внимания! 🙂

3. Он далеко не переполнен, что приятно по сравнению с низкими КВ диапазонами!

4. Даже если технически этот диапазон является легальным диапазоном любительского радио в Канаде, он был запрещен для меня ... до недавнего времени!

Почему 6-метровый диапазон был для меня недоступен?

Мы живем на окраине популярного телеканала 2 (на расстоянии примерно 60 км или примерно 40 миль). Мне пришлось избегать «шестерки», потому что я бы уничтожил очень слабый телевизионный сигнал канала 2 в моем районе, даже на QRP (... Я попробовал однажды вечером)! 🙁

Я наконец получил свой шанс выйти на шесть метров, когда канадские телеканалы перешли на цифровой формат. Станция, которая была на канале 2 (54 МГц), перешла на канал 19 на 500 МГц). Это было событие, на которое я надеялся. Теперь я мог попробовать свои силы в создании 6-метровой радиолюбительской антенны!

Почему я выбрал свернутый диполь

Свернутый диполь имеет немного лучшую полосу КСВ, чем обычный однопроволочный диполь.Другими словами, большая часть диапазона доступна при КСВ менее 1,5: 1, чем при использовании однопроволочного диполя.

Читая снова о сложенном диполе и однопроволочном диполе в Справочнике по антеннам ARRL, я решил использовать в своем самодельном устройстве лестничную линию, чтобы минимизировать потери в линии передачи. Это очень желательно при работе слабого сигнала на прием. Еще я хочу попробовать поработать "шестеркой" на QRP. В QRP учитывается каждый децибел мощности сигнала!

У меня было достаточно лестницы, чтобы поэкспериментировать.Из формулы для полуволнового диполя (468 / f МГц) антенной части потребуется около 9 футов 4 дюйма (2,83 метра). Придется подрезать до резонанса.

Я хотел, чтобы антенна была на высоте хотя бы одной длины волны над землей, чтобы минимизировать влияние земли. Я бы хотел, чтобы он был выше, но мне пришлось обойтись имеющимися концевыми опорами антенны:

1. 24-футовая телебашня в задней части дома,
2. Моя 48-футовая радиомачта на расстоянии около 30 футов от шака.

Таким образом, высота телебашни стала пределом высоты, с которым мне пришлось бы работать.К счастью, оно было достаточно высоким.

Тюнер не нужен

Я также хотел избежать использования антенного "тюнера", чтобы упростить мои первые испытания.

Я все еще могу построить и использовать тюнер, потому что я буду экспериментировать с самодельными установками QRP и / или модифицированным оборудованием.

Тюнер, который я имею в виду, будет низкочастотной "L" сетью. Это поможет уменьшить возможное излучение гармоник. Большинство телеканалов отошли от низкочастотных каналов, но уровень их сигнала не изменился, по крайней мере, в моем районе!

Линия передачи

Мне нужна была линия питания длиной около 30 футов, чтобы покрыть расстояние между моей радиорубкой и антенной.Однако коаксиальная линия передачи может значительно снизить мощность сигнала на частоте 50 МГц, если только она не относится к категории с низкими потерями. Исходя из исключения, выбрать тип ЛЭП стало действительно легко.

1. Коаксиальный кабель 50 Ом с низкими потерями (например, RG-8 Belden 7810A) = слишком тяжелый для приложения (у меня нет центральной опоры для диполя) + слишком дорого для меня + 4: 1 балун должен быть на точка питания антенны и еще больше увеличит весовую нагрузку в точке питания антенны.

2. Коаксиальный кабель на 50 Ом меньшего размера с низкими потерями (например, RG-8X Belden 7808A) = дорогостоящий и по-прежнему требует симметрирующего устройства в точке питания антенны (чего я хотел избежать из соображений веса).

Использование той же лестничной линии для линии передачи, которую я использую для сложенного диполя, стало очевидным идеальным выбором:

1. Допустимое несоответствие импеданса 1,5: 1 между антенной и линией = означает почти максимальную передачу сигнала (сложенный диполь имеет характеристическое сопротивление около 300 Ом, а характеристическое сопротивление моей лестничной линии - 450 Ом).

2. Лестничная линия имеет наименьшие возможные потери в линии среди всех типов линий передачи.

3. Лестничная линия - самая легкая из всех типов ЛЭП.

Между прочим, двухпроводной кабель ТВ типа 300 Ом имеет очень большие потери по сравнению с открытой лестничной линией из проволоки 16 калибра. Хуже того, антенная часть системы скоро сломается при сильном ветре или обледенении. TV Twin Lead просто недостаточно силен.

Подсоединение линии к антенне

Балун не требуется в точке питания антенны, поскольку он питается напрямую по лестничной линии. (см. фото)

Подключение линии к трансиверу

Балун необходим, потому что лестничная линия является симметричной (теоретический номинальный импеданс приблизительно 450 Ом), а ВЧ вход / выход трансивера небалансного типа 50 Ом.

Теоретически потребуется понижающий балун 9: 1 между лестничной линией 450 Ом и 50-омным коаксиальным выводом в хижину.

Однако из-за несоответствия импеданса в соединении антенны с фидерной линией я понятия не имел, каким будет комплексный импеданс на другом конце лестничной линии.

Для простоты я решил попробовать полуволновой коаксиальный балун 4: 1 (см. Фотографии). Я почерпнул эту идею из книги по антеннам ARRL (21-е издание, стр.18-6).

Я также решил построить балун с использованием коаксиального кабеля RG-8X ... потому что у меня было достаточно на складе! 😉 (см. фото).

Проектирование и тестирование антенной системы

Я использовал антенный анализатор RigExpert, модель AA230-PRO, для измерения и тестирования полуволнового балуна 4: 1, самой свернутой дипольной антенны и всей антенной системы. (см. видео и фотографии)

Размеры готовой антенны

Вы можете обойтись без антенного анализатора, если вы построите свою шестиметровую сложенную дипольную антенную систему со следующими размерами:

==> Шестиметровый сложенный диполь, изготовленный из лестничного троса на 450 Ом, 7-жильный стальной медный провод №16: длина 8,66 футов (2,64 метра). Резонирует на частоте 50,4 МГц.

==> Коаксиальный балун 4: 1, полуволна на 50.4 МГц, изготовлен из RG-8X, 7,93 фута (2,417 м в длину).

==> Линия передачи, состоящая из лестничной линии 450 Ом (такая же, как часть свернутой дипольной антенны). Используйте любую длину, которая вам нужна. У меня длина 30 футов (9,144 метра).

Результаты
Готовая антенная система обрезана для резонанса на частоте 50,4 МГц и имеет КСВ 1,19: 1. Он также имеет довольно широкополосный отклик.

КСВ 1,28: 1 на 50,0 МГц
КСВ 1,19: 1 на 50,4 МГц
КСВ 1,28: 1 на 51,0 МГц

Будучи в основном сделанным из лестничной линии с низкими потерями (за исключением коаксиального понижающего балуна RG-8X), он будет быть очень эффективной антенной системой.

Детали из "мусорного ящика"

==> Примерно 45 футов лестничной линии (7-прядная сталь, плакированная медью # 16), предположительно, имеет импеданс около 450 Ом (остатки от другого проекта)

= => Около 20 футов коаксиального кабеля RG-8X - используется для коаксиального балуна 4: 1 и для линии передачи между балуном и трансивером.

==> Старая 5-портовая разветвительная коробка телевизора в качестве распределительной коробки для соединительной линии передачи - балуна - коаксиального вывода в хижину (см. Фото).

==> Три (3) F-разъема (тип для телевизионного соединительного кабеля).

==> один (1) разъем PL-259 для коаксиального кабеля в хижину.

Примерно единственное, что у меня было в наличии, но которое не вышло из моего "мусорного ящика", это моя любовь к возиться с антеннами! 😉

73 де VE2DPE

73 de VE2DPE
Claude Jollet
7, Rue de la Rive, Notre-Dame-des-Prairies, Québec, Canada J6E 1M9

Диполь для диапазона 6 метров - Сведения о ресурсах

Диполь с шестиметровым диапазоном, горизонтальный или вертикальный

По K9STH Просмотров: 29701 | Голосов: 28 | Рейтинг: 5.35

О диполе для диапазона 6 метров

В настоящее время ресурс указан на dxzone.com в одной категории. Основная категория - Самодельные антенны для диапазона 6 метров 50 МГц , то есть планы антенн 50 МГц, самодельные антенны на 6 метров. Эта ссылка указана в каталоге нашего веб-сайта со среды, 27 апреля 2005 г., и до сегодняшнего дня " Диполь для диапазона 6 метров " использовалась в общей сложности 29701 раз.На данный момент получено 28 голосов с общим баллом 5. 35 / 10
. Вы можете найти другие интересные сайты, похожие на этот, в следующих категориях:
  • Антенны / планы антенн 6М - 50МГц, самодельные антенны на шесть метров

Оцените этот ресурс

получил 28 голосов, общий балл 5.35 / 10

По шкале от 1 до 10, где 1 - плохо, 10 - отлично.

Вебмастер, добавьте удаленный рейтинг

Ссылки по теме

Мы подумали, что вам также могут быть интересны эти дополнительные ресурсы, которые мы выбрали из той же категории:
  • W5GI Mystery Antenna - W5GI Mystery Antenna - это многодиапазонная проволочная антенна, которая работает, кроме...
  • 50 Mhz Dipole - В этой статье описывается простой, но эффективный шестиметровый широкополосный ...
  • 6-метровый всенаправленный гало - Эта гало-антенна для 50 МГц сделана с истинной гамма-секцией в это время ...
  • Rotatable Диполи - Портативные и укороченные с загрузочными катушками, вращающиеся диполи на 6 метров . ..
  • Петлевая антенна на 6 метров - Внутренняя рамочная антенна на шесть метров, проект Colen Harlow, G8BT ...

Поделитесь этим ресурсом

Поделитесь этой ссылкой с друзьями, опубликуйте в популярных социальных сетях или отправьте по электронной почте.

Поиск

О нас

DXZone - крупнейшая созданная и поддерживаемая людьми библиотека веб-сайтов, посвященных любительскому радио, в настоящее время содержит более 20 000 ссылок, организованных в более 600 категорий. Real Hams ежедневно просматривает новые сайты с 1998 года на предмет возможного включения в Каталог и определения лучшего места для их включения.

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Получайте наши последние новости и ссылки по электронной почте.Сервис предоставляется Google FeedBurner

Обзор

Дипольные антенны - Palomar Engineers®

Дипольные антенны очень просты в сборке и использовании и очень эффективны, если правильно подобраны по высоте точки питания. Дипольные антенны и коаксиальная фидерная линия могут улавливать окружающий шум, который может маскировать многие слабые сигналы и затруднять прием и двустороннюю связь.

К счастью, у Palomar Engineers есть простые конструктивные решения для решения проблем согласования и шума, а также редко используемая вертикальная конструкция, которая имеет более высокую эффективность излучения и более сильный прием сигналов диапазона ВЧ (1–30 МГц) для любительской и коммерческой радиосвязи.

Вот типичная дипольная антенная система:

Компоненты антенной системы

Типичная антенна (вертикальная или горизонтальная поляризация) состоит из 6 компонентов.

Антенна или излучающий элемент (конкретные характеристики см. В разделе «Типы антенн» ниже).

Компоненты согласования импеданса антенны (ВСТАВКА «Z» выше) для согласования импеданса антенны с импедансом коаксиальной линии (обычно 50 Ом). Для дипольных антенн с импедансом точки питания менее 50 Ом вам понадобится трансформатор импеданса с малым коэффициентом (например,г. Нагрузка 25 Ом на коаксиальный кабель 50 Ом, также известный как балун 1: 2). Для дипольных антенн с импедансом более 50 Ом вам понадобится повышающий трансформатор импеданса (например, для нагрузки с 100 Ом на коаксиальный кабель 50 Ом потребуется симметричный резистор 2: 1). Информация о трансформаторе импеданса ЗДЕСЬ. Для диполей с импедансом точки питания, близким к 50 Ом, вы можете отказаться от трансформатора импеданса и просто использовать дроссель питающей линии.

Дроссель питающей линии (БЛОК «FC» выше) для подавления синфазного тока за пределами коаксиальной питающей линии.Линия питания (FC) действует как знак остановки для РЧ тока, желающего протекать обратно по внешней стороне коаксиального кабеля. Чем выше сопротивление дросселя питаемой линии, тем меньше синфазный ток радиопомех в коаксиальной оплетке и больше мощности в антенной системе. Альтернативные дроссели линии подачи: ЗДЕСЬ . См. ТИПЫ АНТЕНН ниже для получения информации о конкретных типах дросселей для каждой антенны.

Линейный изолятор используется для отвода синфазного тока, индуцированного антенным излучением, на коаксиальной оплетке на длинных (> 1/2 длины волны) коаксиальных линиях питания.Обратите внимание, что радиостанции с несколькими антеннами и несколькими линиями питания, наведенный синфазный ток на конкретной линии питания может исходить от антенны, подключенной к другой линии питания! Эта перекрестная связь синфазного тока представляет собой особую проблему для многодиапазонных станций, работающих одновременно. Линейные изоляторы часто могут снизить этот синфазный ток (который воспринимается приемником как широкополосный шум) до приемлемых уровней. Рассмотрите возможность использования линейных изоляторов для любых коаксиальных линий питания, длина которых превышает 1/2 длины волны на самой высокой рабочей частоте, используемой на радиостанции.Для очень длинных коаксиальных линий питания разделите линию питания несколькими линейными изоляторами на каждые 1/2 длины волны. Изоляторы линии (также называемые дросселями линии подачи TUBE): ЗДЕСЬ .

Коаксиальные фильтры шума (БЛОК «NF» выше) очень полезны для всех типов антенн, но очень эффективны для вертикальных падений в линии питания, так как большая часть широкополосного шума имеет вертикальную поляризацию. Синфазный ток, наведенный излучаемыми источниками (плазменный телевизор, маршрутизаторы, компьютеры, передатчики, излучающие антенны и т. Д.), Может быть снят с внешней стороны коаксиальной оплетки от точки входа антенны обратно в приемник.Эта часть коаксиальной оплетки действует как приемная антенна, улавливая синфазные шумовые сигналы, которые перекрывают слабые сигналы, что делает их трудными или невозможными для прослушивания! Решение? Фильтр синфазных помех с высоким дроссельным сопротивлением на приемном конце коаксиального кабеля. Фильтры синфазного шума ЗДЕСЬ.

Радиостанция также является ключевым компонентом антенной системы и выполняет две функции: передачу и прием. Согласование передатчика с коаксиальной фидерной линией часто выполняется с помощью антенного тюнера, и следует установить приемные системы, чтобы максимизировать отношение сигнал / шум. Снижение шума приемника имеет решающее значение для приема слабого сигнала, и для оптимального приема обычно требуется использование коаксиальных шумовых фильтров И шумовых фильтров линий питания приемника (переменного или постоянного тока). Уменьшение радиопомех, генерируемых радиостанцией (вы ИСТОЧНИК радиопомех) или получаемых вашей радиостанцией (вы - ЖЕРТВА радиопомех), является важным аспектом работы радиостанции. Palomar Engineers предлагает множество решений для проблем с радиопомехами - нажмите ЗДЕСЬ , чтобы разработать альтернативные стратегии в зависимости от вашей конкретной ситуации.

Типы антенн

Диполи 1/2 длины волны (см. Ниже)

Дипольные антенные фидеры и сопротивление фидера

- знание того, как правильно питать дипольную антенну, может улучшить ее характеристики, а также уменьшить нежелательные эффекты. Расчет импеданса точки питания также является ключевой частью этого процесса.

Импеданс питания имеет особое значение наряду с знанием наилучшего способа питания дипольной антенны.

Для обеспечения оптимальной передачи энергии от фидера или источника / нагрузки импеданс фидера дипольной антенны должен быть таким же, как у источника или нагрузки.

За счет согласования импеданса питания диполя с источником или нагрузкой антенна может работать с максимальной эффективностью.

Длина полуволнового диполя составляет 468 / F (МГц).

Основы импеданса дипольного питания

Импеданс питания диполя определяется соотношением напряжения и тока в точке питания. Простой расчет закона Ома позволит определить полное сопротивление.

Хотя на диполь можно подавать питание в любой точке, обычно он подается в точке максимума тока и точки минимума напряжения.Это дает низкий импеданс, который обычно более управляем.

Большинство диполей имеют длину, кратную половине длины волны. Следовательно, можно питать диполь в любой из этих точек минимума напряжения или максимума тока, которые возникают в точке, находящейся в четверти длины волны от конца, а затем с интервалом в половину длины волны.


Базовая полуволновая дипольная антенна с центральной точкой питания Хотите попробовать сделать простой диполь на 500 Вт? Попробуйте комплекты Bullet ™ Dipole - купите балун Bullet 1: 1 и центральную точку подачи и добавьте дополнительный комплект проводов для вашего браслета: Нажмите на продукт ниже:

Мы также предлагаем комплекты дипольных проводов для упрощения конструкции антенны - выберите диапазон интереса - включая изоляторы и разъемы для балуна.

Импеданс питания диполя складывается из двух составляющих:

  • Сопротивление потерь: Сопротивление потерь является результатом резистивных или омических потерь в излучающем элементе, то есть диполе. Во многих случаях сопротивление потерь диполя игнорируется, поскольку оно может быть низким. Чтобы он был низким, следует использовать достаточно толстый кабель или трубопровод, а металл должен иметь низкое сопротивление. Также необходимо учитывать кожные эффекты.
  • Сопротивление излучения: Сопротивление излучения - это элемент импеданса дипольной антенны, который возникает в результате «рассеивания» мощности в виде электромагнитной волны. Цель любой антенны - таким образом «рассеять» как можно больше мощности.

Как и в случае любой РЧ-антенны, импеданс фидерной дипольной антенны зависит от множества факторов, включая длину, положение фидера, окружающую среду и тому подобное. Полуволновая дипольная антенна с центральным питанием в свободном пространстве имеет импеданс 73,13 Ом, что делает ее идеальной для питания с фидером 75 Ом.

Факторы, изменяющие импеданс питания диполя

Импеданс питания диполя может быть изменен множеством факторов, причем близость других объектов оказывает заметное влияние.Земля имеет большое влияние. Если дипольная антенна образует излучающий элемент для более сложной формы RF-антенны, то элементы RF-антенны будут иметь влияние. Часто это приводит к снижению импеданса, и при использовании в некоторых антеннах импеданс фидера дипольного элемента может упасть до десяти Ом или меньше, и необходимо использовать методы, обеспечивающие хорошее согласование с фидером.

Высота диполя над землей

Для больших дипольных антенн, таких как те, которые используются для частот ниже примерно 30–50 МГц, высота над землей может иметь большое влияние на импеданс питания.На этих частотах расстояние между антенной и землей во многих случаях может составлять всего одну или две длины волны. На такой высоте земля может иметь большое влияние на импеданс, особенно когда антенна устанавливается горизонтально, как это часто бывает.


Изменение полуволнового диполя на разной высоте над землей

Как видно из графика изменения импеданса, наибольшие колебания импеданса наблюдаются, когда дипольная антенна находится ближе всего к земле.Затем он приближается к значению свободного пространства. В таблице ниже приведены фактические значения высоты для каждой частоты в любительских диапазонах. Многодиапазонные антенны могут иметь разные импедансы точки питания на каждом диапазоне. Между длинами волн 0,25 и 0,4 диполь демонстрирует импеданс около 100 Ом, и балун 2: 1 может быть более близким к согласованию, чем 1: 1, при условии, что в балуне 2: 1 достаточно ограничивающего импеданса (как наш BA-2 -1000 или CB-2-1500 в сборе) для отключения синфазного тока снаружи коаксиальной оплетки. Если антенна находится на низком уровне, то на нее можно подавать питание от балуна 1: 1 / модуля для подавления синфазного тока.

Плоский диполь Точка питания Зависимость сопротивления от высоты над землей

Опции точки подачи диполя

При питании диполя лучше всего использовать дроссель питающей линии, чтобы удерживать ВЧ от передатчика на антенне, подавляя любой ток, желающий вернуться через внешнюю коаксиальную оплетку. При использовании дросселя ваш диполь не станет триполем и не станет причиной излучения коаксиального кабеля.

Полезные ссылки, которые помогут выбрать дроссель фидера для вашей антенны:

Опции дросселя линии подачи

Дроссели линии подачи

Диполи со смещением от центра

Основы складчатой ​​дипольной антенны

В своей основной форме сложенная дипольная антенна состоит из основного диполя с дополнительным проводником, соединяющим два конца вместе, чтобы образовать законченную петлю из проволоки или другого проводника. Поскольку концы кажутся загнутыми назад, антенна называется свернутым диполем.

Базовый формат складной дипольной антенны показан ниже. Как видно из этого, это симметричная антенна, такая же, как и стандартный диполь, хотя она может питаться от несимметричного фидера при условии, что симметричный преобразователь некоторой формы используется для преобразования несбалансированной структуры питания в сбалансированную.

Полуволновая складчатая дипольная антенна

Одной из основных причин использования складчатой ​​дипольной антенны является увеличение импеданса питания, которое она обеспечивает.Если проводники в основном диполе и втором проводнике или «складчатом» проводнике имеют одинаковый диаметр, то обнаруживается, что имеется четырехкратное увеличение (т. Е. Два в квадрате) импеданса питания. В свободном пространстве это дает увеличение импеданса питания с 73 до примерно 300 Ом. Кроме того, антенна RF имеет более широкую полосу пропускания.

В стандартном диполе токи, протекающие по проводникам, синфазны, и в результате не происходит подавления полей и излучения. Когда второй проводник добавляется для создания складчатой ​​дипольной антенны, это можно рассматривать как продолжение стандартного диполя с загнутыми назад концами, чтобы встретиться друг с другом.В результате токи в новой секции текут в том же направлении, что и в исходном диполе. Следовательно, токи вдоль обеих полуволн находятся в фазе, и антенна будет излучать с теми же диаграммами направленности и т. Д., Что и простой полуволновой диполь.

Увеличение импеданса можно вывести из того факта, что мощность, подаваемая на сложенную дипольную антенну, равномерно распределяется между двумя секциями, составляющими антенну. Это означает, что по сравнению со стандартным диполем ток в каждом проводе уменьшается вдвое.2 х р.

Преимущества сложенного диполя

Существует ряд преимуществ или причин для использования складной дипольной антенны:

  • Увеличение импеданса: Когда необходимо использовать фидеры с более высоким импедансом или когда импеданс диполя уменьшается из-за таких факторов, как паразитные элементы, сложенный диполь обеспечивает значительное увеличение уровня импеданса, что позволяет антенне работать. быть более легко согласованным с имеющимся кормушкой.
  • Широкая полоса пропускания: Сложенная дипольная антенна имеет более плоскую частотную характеристику - это позволяет использовать ее в более широкой полосе пропускания.

Опции точки подачи сложенного диполя

Изогнутые диполи с точкой питания 300 Ом могут быть согласованы с сопротивлением 50 Ом с трансформатором полного сопротивления 300: 50 Ом (6 к 1) (сконфигурированным как балансир) или коаксиальным кабелем 75 Ом с трансформатором полного сопротивления 300: 75 (4 к 1) (настроен как балун). В любом случае необходим дроссель питающей линии между входом балуна и коаксиальным кабелем приемника / передатчика станции для предотвращения протекания синфазного тока на внешней стороне коаксиальной оплетки.См. Зачем мне балун .

Palomar Engineers 300: балуны на 50 Ом ЗДЕСЬ

Palomar Engineers 200: балуны на 50 Ом ЗДЕСЬ

Дроссели питающей линии Palomar Engineers: ЗДЕСЬ

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *