Кв антенна вертикал. Вертикальная КВ антенна на 9 диапазонов: конструкция, настройка и результаты

При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!

Антенна G8JNJ – многодиапазонный вертикал – Поговорим о радио?

Недавно вспоминал популярную антенну, которая в народе известна как «Антенна выходного дня». Я решил разобраться, откуда она появилась и почему она так популярна среди радиолюбителей. Здесь будет опубликован перевод статьи по антенне с сайта G8JNJ.

G8JNJ является широкополосной, она не требует тюнера и была скопирована многими компаниями. Заметки и описание ниже описывают конструкцию широкополосной вертикальной антенны, для которой не требуется тюнер, и которая способна обеспечить среднюю эффективность на всех диапазонах от 7 МГц до 28 МГц (возможна работа с низкой эффективностью с 3,5 МГц до 51 МГц).

Я провел длительные исследования антенны типа Comet CHA-250 с использованием специально сконструированного трансформатора 5:1. Я попробовал многие другие проекты, прежде чем, наконец, пришел к текущей версии.

Основной дизайн и принципы, первоначально изложенные на этой странице в 2008 году, были скопированы многими компаниями (в основном в Северной Америке) без какого-либо признания источника авторского дизайна. Они продают свои продукты за сотни долларов США и продолжают делать диковинные заявления об их эффективности.

Так что, если вы хотите поэкспериментировать и построить довольно компактную многодиапазонную антенну, которая работает умеренно хорошо, не требует тюнера и может быть построена менее чем за 20 фунтов, если вы присматриваетесь к запасным частям, то эта статья для вас.

Обратите внимание, что эта антенна НЕ будет превосходить веревочную антенну длиной 30 метров на ВЧ-диапазонах или провод длиной 80 метров на НЧ-диапазонах – она ​​работает так же хорошо, как и вертикальная антенна длиной 7 м. !

Принцип действия заключается в том, что конкретная длина излучающего элемента выбирается таким образом, чтобы он представлял среднее значение импеданса в большинстве любительских диапазонов. Специальный согласующий трансформатор присоединен в точке питания, чтобы преобразовать импеданс антенны в значение, близкое к 50 Ом.

Обратите внимание, что все эти «простые в согласовании» антенны работают более или менее одинаково путем включения резистивных потерь в согласующий трансформатор или путем добавления внешних резисторов, которые применяются в таких антеннах, как Diamond BB7V и BB6W.

Большинство из них имеют низкое значение сопротивления шунта, благодаря чему КСВ стремится к единице, когда присоединен отрезок провода с высоким сопротивлением точки подачи (1/2 волны и даже кратно). Это можно наблюдать по тому, как обеспечивается низкий КСВ даже когда к трансформатору не подключен антенный провод.

Некоторые другие используют высокое значение последовательного сопротивления, которое делает КСВ хорошо выглядящим, когда присоединена длина провода с низким импедансом точки подачи (1/4 длины волны) или используется электрически короткий провод. Это можно наблюдать по низкому КСВ,  когда выход трансформатора закорочен на заземление экрана коаксиального кабеля.

Когда используется хороший трансформатор с низкими потерями, оба вышеупомянутых теста должны дать очень высокое значение КСВ, поскольку нет потерь на трансформаторе (обрыв цепи и короткое замыкание).

Когда через трансформатор подключен резистор для улучшения согласования, он будет поглощать большую часть приложенной мощности, которая в идеале должна излучаться. Значение резистора будет определять, сколько энергии будет потрачено впустую и какой будет КСВ в худшем случае. Если у трансформатора есть резистор, значение которого равно его вторичному сопротивлению, то он рассеивает большую часть приложенной мощности, но без подключенной антенны КСВ будет близок к 1:1. Точная величина мощности, которая будет излучаться, будет зависеть от импеданса провода антенны на конкретной частоте, но, вероятно, она будет излучать больше мощности, когда импеданс антенны ниже значения сопротивления нагрузки.

Если вы используете сопротивление, которое в два раза превышает значение вторичного сопротивления трансформатора, то максимальный КСВ без подключенной антенны будет 2: 1. Обычно это максимальный КСВ, который большинство радиостанций может выдержать без срабатывания защиты КСВ для снижения выходной мощности до безопасного уровня.

На приведенном ниже графике показано измеренное значение КСВ вертикальной проволочной антенны длиной 6,5 м.(установленной на удочке длиной 10 метров), с использованием 10 скрытых радиальных лучей и подключенными различными значениями резистивных нагрузок.

Красный график с 50-омным сопротивлением, желтый с 100-омным, оранжевый с 200 Ом, зеленый 300 Ом и синий с 450 Ом. Таким образом, самый низкий общий КСВ – с сопротивлением согласующего сопротивления около 200-300 Ом. Два маркера показывают резонансную частоту 1/4 (M1 при 10,5 МГц) и резонансную частоту 1/2 волны (M2 при 21 МГц).

Если учесть некоторые дополнительные потери в трансформаторе и потерю около 2 дБ в коаксиальном кабеле, а излучающий элемент и радиальная система настроены точно, то можно достичь КСВ менее 2:1 в большинстве любительских диапазонов.

Моя улучшенная конструкция трансформатора все еще имеет некоторые потери, но она намного меньше, чем у оригинального клона Comet. Это приводит к улучшению усиления антенны на несколько дБ по сравнению с версией Comet (измерения A/B сделаны с помощью удаленного приемника).

График, показывающий потери через трансформаторы. Синий след — это клон Comet, а красный — мой улучшенный трансформатор.

Эффективность нового трансформатора намного лучше, чем в предыдущих версиях, которые я тестировал. Я больше не могу измерить какое-либо улучшение мощности излучаемого сигнала, подключив удаленный тюнер в конце коаксиального кабеля с низкими потерями, питающего антенну (кроме 1,9 МГц и 3,6 МГц, где наблюдалось улучшение примерно на 2 дБ).

Проходные потери намного ниже, чем в оригинальной версии, и конструкция антенны обеспечивает лучшую эффективность излучения и немного более высокий показатель КСВ.

Однако из-за уменьшения сквозных потерь (и его маскирующего эффекта на КСВ) КСВ немного выше, чем у клона Comet.

Обратите внимание, что трансформатор добавляет постепенно большее сопротивление шунта на низких частотах, что улучшает КСВ. Дальнейшие улучшения в согласовании можно получить, используя короткие противовесы вместо большой системы заземления. Это увеличивает резистивную составляющую полного сопротивления антенны на самых низких частотах. Хотя это уменьшает усиление антенны, оно мало влияет на общие характеристики в полосах низких частот, так как антенна слишком короткая, чтобы в любом случае работать на этих частотах. Эти факты могут ужаснуть вас, но многие производители коммерческих антенн используют похожие методы, они просто не говорят вам!

Многие люди также утверждают, что потери в 2 или 3 дБ в соответствующей сети слишком велики. Но мои тесты показывают, что даже хороший тюнер может добавить потери в пределах от 0,5 до 1,5 дБ, и что многие балуны 4:1, особенно те, которые намотаны на сердечниках из железного порошка, также могут добавить потери от 1 до 3 дБ, особенно при питании с низким импедансом или с реактивной нагрузкой. Таким образом, потери от 2 до 3 дБ могут быть довольно средними, и я бы сказал, что многие любители уже имеют такое количество потерь на своем пути передачи, даже не осознавая этого, поскольку они никогда не тратят время на его измерение.

На приведенной ниже диаграмме показан КСВ, измеренный с помощью кабеля длиной 10 м. у основания антенны. Обратите внимание, что любые дополнительные потери в фидере улучшат показатели. Например, когда подключена типичная длина коаксиального кабеля (с потерями от 1 до 2 дБ), КСВ будет улучшаться дальше. например, нагрузка с КСВ 3:1 будет измеряться как 2,3: 1 с потерей в кабеле 1 дБ и 1,9:1 с потерей в кабеле 2 дБ.

9-диапазонная вертикальная антенна

Как правило, для работы вертикальной антенны на нескольких диапазонах, в вибратор антенны вводятся специальные конструктивные элементы для настройки антенны в резонанс на разных диапазонах. Эти  элементы могут быть сосредоточенными (LC, L, C, например, антенна Cushcraft R7000) или распределенными (шлейфы, линии, например, антенна GAP-Titan). Т.е. вибратор «разбит» на несколько частей между которыми и находятся те самые настроечные элементы, обеспечивающие резонанс антенны на рабочих диапазонах. Чем больше таких элементов, тем больше сложностей с их оптимальной настройкой, да и надежность конструкции в целом оставляет желать лучшего из-за того что вибратор «разрезан» изоляторами.  Конечно, за счет того что антенна является многорезонансной, для смены диапазона достаточно переключить диапазон в трансивере — просто и удобно, но не все так хорошо если ваши близкорасположенные соседи по хобби активны в эфире — шорохи и щелчки от сигналов соседей с других диапазонов являются обычным делом. Многодиапазонную вертикальную антенну можно сделать и по совершенно другому конструктивному принципу:  излучающая часть антенны цельная и подключается к контуру,  согласующему импеданс антенны с фидером. Другими словами, входное сопротивление вибратора на любой частоте имеет комплексную величину, т.е. активную и реактивную составляющие, а  контур согласует (преобразовывает) комплексную величину входного сопротивления вибратора с активным сопротивлением фидера. Естественно, для оптимального согласования на каждый диапазон нужен отдельный переключаемый согласующий контур. Совмещенный многодиапазонный контур не лучший выбор — очень сложно добиться оптимального согласования (ведь для разных диапазонов и схемы согласования могут быть разные) и обеспечить необходимую добротность, соответственно, будет больше потерь чем при отдельном согласовании для каждого диапазона. Материалов о подобных конструкциях сравнительно мало (например, QST, ARRL), хотя они имеют некоторые достоинства перед другими  вертикалами. Например:

Конструкция.
5 метров самой нижней трубы (см. рис.1)  — диаметр 50мм, далее 5 метров диаметр 40мм, 2м -диаметр 20мм, 85см -диаметр 10мм. Все трубы из дюралюминия, общая длинна 12.85м. На расстоянии 2.85м от верхнего конца антенны, т.е. на стыке 40мм и 20мм труб, закреплены (и гальванически соединены с вибратором) 4 провода емкостной нагрузки из 3мм медного канатика длинной по 1.4 метра. На концах проводов установлены изоляторы к которым крепятся 4 капроновые растяжки верхнего яруса. Нижний ярус (тоже из 4 растяжек) расположен на уровне 5 м от основания. К торцу нижней 50мм трубы жестко прикручен керамический изолятор, который соединен с втулкой опирающейся на стальной шарик диаметром 10мм (см. рис.2). Т.е. получается, что вся антенна стоит только на этом шарике.

Очень похоже на конструкцию обнинской Высотной метеорологической мачты (ВММ310), которая введена в эксплуатацию в 1959г., имеет высоту 310м, и шарик там всего 30 см диаметром. Достоинство данного решения в том, что за счет шарика к керамическому изолятору прилагается только безопасное усилие на сжатие, а не на изгиб, соответственно, в вертикальной трубе антенны весьма эффективно гасятся механические резонансы и вибрация от ветровой нагрузки. К основанию подключены 8 противовесов (4шт. длинной 20м, 4 шт. длиной 10м), а также и контур заземления проходящий по крыше 9-этажного жилого дома. У основания антенны установлен блок согласования, представляющий из себя герметизированную металлическую коробку размерами 390x250x120 мм, в которой находятся 8 штук двух обмоточных реле типа «хлопушка». Реле установлены якорем вниз, т.е. в неактивном состоянии якорь свободно висит между замыкаемыми контактами. Управление на реле подается по 8-ми жильному кабелю UTP (витая пара для локальной сети) от двух полярного источника питания 24V/1A (лучше если будет 27V). Для повышения электрической прочности к наведенному электричеству все схемы согласующих LC контуров выполнены с гальваническим связью антенны и фидера с землей. Для согласования диапазонов 14 и 21 МГц используется один и тот же контур, поэтому левая замыкающая группа реле Р5 (см. схему) используется для переключения фидера на другую антенну. Фидер с волновым сопротивлением 50 Ом может иметь произвольную длину.

Настройка.
Настройка антенны, а точнее согласующих контуров, производилась с помощью анализатора AEA HF SWR Analyst и трансивера Yaesu FT-990AC с приоритетом в CW участках КВ диапазонов.. Анализатор использовался для общей, визуальной настройки и подбора схем включения контуров. Надо иметь ввиду, что анализатор производит измерения при очень маленькой мощности и, соответственно, чувствителен к эфирным сигналам, что может проявляться в хаотических искажениях диаграммы КСВ. Трансивером проверялись итоговые настройки КСВ, но они только подтвердили то, что было настроено с помощью анализатора. Измерения КСВ после фидера (т.е. уже внизу) дали те же зависимости по диапазонам, а уровень КСВ не изменился или стал еще ниже (примерно на 0.1) за счет потерь в кабеле. КСВ всегда можно настроить в «1», зависит от кропотливости и потраченного времени. В моем случае уровень КСВ до 1.1-1.2 показался вполне достаточным на момент настройки, с расчетом «потом настрою еще лучше», но «потом» почему-то так и не наступило 🙂

Результаты.
Опыт эксплуатации показал (работаю на такой антенне на всех КВ диапазонах с 1997г.), хотя теория и пугала невысокой эффективностью (особенно на 1.8) и сравнительно высокими лепестками в вертикальной плоскости (на 18МГц и выше), но на практике оказалось все даже очень не плохо! Хотя, давать объективную оценку качеству работы всенаправленной антенны достаточно сложно,  т.к. в этом участвует много факторов, например: прохождение, мощность передатчика, опыт оператора и т.п.. Но те кто принимал участие в охоте за DX до середины 2004г (т.к. c этого времени я пока не активен в эфире по независящим от HAMRADIO причинам), наверняка вспомнят мой позывной и это было бы более весомо чем моя субъективная оценка… Прямое сравнения с другими антеннами в моем случае невозможно, т.к. она у меня всего одна. Однако, косвенные сравнения при работе с DX говорят о достаточно высокой эффективности на всех КВ диапазонах. На эту антенну и 100W (это 90% QSO, остальные с помощью 3хГУ50 и только на 3.5/7/14Mc) c 1997 и до 2004г. сработано 325 стран по DXCC, из них 322 CW. Здесь можно посмотреть часть QSO из лога. На НЧ диапазонах ближняя зона явно ослабляется (в сравнении с соседями). Особенно была заметна разница при косвенном сравнении c R7000+, совсем не в пользу последней. Несколько раз, во время выезда в полевые условия, блок согласования снимался с крыши и подключался к антенне с аналогичными размерами, но из труб меньшего диаметра (примерно в 1.5. раза меньше). Антенна устанавливалась на земле с изолятором и такими же 8-ю радиалами. Относительно антенны установленной на крыше, КСВ изменялся максимум на 0.2-0.3 и то за счет незначительно сдвига КСВ по частоте. Графики значений КСВ антенны (установленной на крыше 9-эт. панельного дома) на различных КВ диапазонах приведены ниже. При приеме, ослабление сигналов  на других диапазонах (т.е. если антенна включена  не на «свой» диапазон)  составляет в среднем 10-20дб, и эта дополнительная фильтрация очень даже пригодилась: значительно снижалась помеха от моего соседа RA3XO, работающего на соседнем диапазоне на вертикальную антенну находившуюся в 12м от моей. Такая же по принципу антенна, но высотой около 18м для повышения эффективности на НЧ диапазонах, используется у RW3XW. При этом, естественно, параметры LC контуров получились совершенно другие.

Рекомендации.
1. В процессе эксплуатации (через год, два) стал проявляться эффект отсутствия приема на некоторых диапазонах. Именно «на прием», т.к. после передачи даже одной короткой точки (на минимальной мощности) все встает на свои места… Оказалось, что причиной является окисление открытых посеребренных контактов реле. Замена на реле того же типа, но с другим покрытием, уменьшает вероятность этой проблемы процентов на 90 и тем не менее «редко, но бывает». В этой связи, желательно вместо открытых реле использовать вакуумные замыкатели, например В1В.
2. Т.к. конденсаторы подключены к «горячим концам» согласующих контуров, то при передаче на них может присутствовать весьма значительное напряжение (примерно до 1KVpp при 100-200W). Мною использовались конденсаторы КВИ (импульсные, реактивная мощность для них не нормируется) на напряжения 5-10KV. При таком запасе по напряжению, КВИ достаточно стабильны, а при номинальных напряжениях  могут значительно греться и, соответственно, доставить массу хлопот, т.к. КВИ это импульсные и не подходят для мощностей более 500Вт…  Если предполагается излучение большей мощности, то рекомендуется ставить только конденсаторы К15-У с соответствующей реактивной мощностью (КВар) и запасом по напряжению (не менее 1.5).
КСВ по диапазонам.

P.S.
Применительно к HAMRADIO, любая антенна (впрочем, как трансивер, PA, компьютер) является всего лишь инструментом для проведения QSO. Инструмент может быть эффективным или «не очень», японским или самодельным и т.д. (кому что нравится), но сам по себе он не является определяющим фактором! Эти «железки» могут только повысить эффективность работы оператора, но никак не заменить его. И даже в цифровых RTTY и PSK, уж про CW и не говорю, именно оператором определяется что, где, когда и как, хотя непосвященному и кажется что все делает компьютер. А тех операторов у которых в шеке главным является «железо», пусть и достойное, очень даже хорошо «слышно». В смысле, «уши мои бы не слышали..». Давайте гармонично совершенствовать и аппаратуру и свою квалификацию как оператора, ведь в этой гармонии и есть смысл HAMRADIO! 

Комментарии

Вертикал на 80м … без противовесов — КВ Антенны

Привет всем

Живу в частном доме. Давно хотел соорудить что-то на 80ку не сильно укороченное. Диполи и всякие горизонтальные веревки на высоте 10 метров нормально не работают. Вешать горизонтальную рамку — это все в зенит греть облака. Вертикал будет поинтереснее, но ему нужны противовесы, а их надо где-то размещать.

Была придумана такая вот конструкция — на изолятор (кусок силикатного кирпича, ага) была установлена дюралевая мачта от чего-то армейского длиной 10 метров. На нее сверху насажено стеклопластиковое удилище 6ти метровое. По нему пущен кусок полевки длиной 6м. Таким образом мы имеет два сегмента — нижний 10м и верхний — 6м. Между собой они не соеденены! В стык нижнего и верхнего сегментов подключен фидер в виде воздушной линии. Опять же из полевки. Расстояние между проводами линии около 10см. Длина этого «фидера» — порядка 9 метров. На конце к нему подключен автотюнер.

Фидер я не зря взял в кавычки. Тут он излучает. Самый близкий прототип этой антенны — G5RV если ее развернуть вертикально.

Померил анализатором что получилось на конце фидера по диапазонам. На 80ке КСВ=1.6 — на частоте 3700 резонанс. Активная составляющая около 30 ом. Реактивка понятное дело ноль. На 40ке около 1ком т.к. общая длина приближается к одной лямбда (2*9+10+6=34м). Но тюнер строит. На диапазонах выше КСВ не превышает 10 и тюнер справляется там вообще без проблем. Нижний сегмент заземлять нелья — это приводит к существенному ухудшению КСВ на 80ке.

Антенна планировалась на 80/40/20м — выше ее использование скорее всего не имеет смысла т.к. появляется много лепестков под большими углами к горизонту — слишком длинная она. Построить адекватную модель в ммане не получилось )) Практические измерения импеданса с помощью анализатора EU1KY существенно отличаются от рассчетных.

Теперь по результатам. Все на 100вт. На 80ке отвечают — антенна работает. За эффективность пока сложно говорить. На 40ке дают 59+10/15дб )) Особо статистику по работе еще не набрал — буквально неделю как собрал все.

Пока все в стадии экспериментов, хотя и работает

Траповый вертикал на классические ВЧ диапазоны 10-15-20 метров и его расширеный вариант. — Антенны — Каталог статей

Длина противовесов и их наклон, подобраны так, чтобы на всех диапазонах входное сопротивление было близкое к 50 Ом. При этом, на более высокочастотных диапазонах входное сопротивление антенны, как правило, ниже 50 Ом, а на более низкочастотных диапазонах – больше 50 Ом. Антенна настраивалась с помощью антенного анализатора RigExpert AA-54. Высота мачты 2.8 метра. КСВ в кабеле питании по краям диапазонов не хуже 2:1.

     Для устранения перетекания ВЧ энергии на внешнюю оплетку кабеля, необходимо сделать ВЧ дроссель из 10-12 витков кабеля питания. Диаметр витков 150 мм (по образцу). Если продеть витки кабеля через ферритовое кольцо 600НН от отклоняющей системы телевизоров, достаточно будет 3-4 витка.

Можно применить набор из колец М600НН 20х12х6. Количество 22шт — достаточное для того, чтоб обеспечить 12мкГн, а именно такая индуктивность нужна для создания реактанса в 1кОм на диапазоне 20м.

Настройка антенны с помощью

антенного анализатора RigExpert AA-54.

При установке антенны на новом месте, в зависимости от высоты установки антенны, параметров реальной земли, длины питающего кабеля, частоты минимальных КСВ по диапазонам, могут незначительно измениться.

     При необходимости, после установке антенны на новом месте, нужно путем изменения наклона противовесов, добиться минимального КСВ на самом высокочастотном диапазоне и проверить значение КСВ на остальных диапазонах. Подстройку резонансных частот вертикала по диапазонам можно выполнить путем регулировки длин секций вертикала в последовательности от секции 1 до секции 3.  

 Предлагается так же расширеный вариант трапового вертикала на 10, 15, 20, и 40метров(кликабельно)

.

Вариант установки антенны на мачте с применением противовесов и укорачивающего дросселя в секции №4 антенны 

Здесь опять же,подстройку резонансных частот вертикала по диапазонам можно выполнить путем регулировки длин секций вертикала в последовательности от секции 1 до секции 4.Но удобней настраивать антенну путем регулировки длины противовесов начиная с диапазона 10 метров . Существуют много вариантов выполнения трапов для антенны.
Я выбрал ниже приведенную конструкцию трапа. 

После настройки трапа он геметизируется толстостенной термоусадочной трубкой со слоем термоклея.

Конструкция укорачивающей катушки. Ее индуктивность  10 µH.

Для изготовления антенны применялись алюминиевые трубы Ø30х2; Ø25х1,5;  Ø22х2; и Ø16х1.

Графики КСВ антенны, измеренные на опытном образце антенны антенным анализатором RigExpert AA-54

Растяжки вертикала следует выполнить из лески диаметром 2 мм или из шнура DANLINE.

Следует заметить, что при применении резонансных противовесов на каждый диапазон (не менее 3 шт. на каждый диапазон), эффективность антенны будет выше. При этом высота вертикала будет ниже.Я выбрал компромисный вариант – 4 противовеса длиной по 3 метра. Антенна испытывалась в течение 6 месяцев. Сравнивалась  антенна с «условно вседиапазонной» антенной Delta-80m.

Сравнение работы антенн длинный провод, траповый вертикал и 3-х элементный антенны волновой канал смотреть здесь

Особой разницы на трассах в педелах 600-1500 км не замечено. При приеме удаленных радиостанций 12-20 тыс км., вертикал выигрывает 1-2 бала.Известно, что на передачу антенны типа GP эффективно работают благодаря формированию лепестка диаграммы направленности с небольшим углом излучения в вертикальной плоскости. При приеме на антенну типа GP, в связи с тем, что противовесы разнесены в пространстве, ЭДС возбуждаемая в них имеет сдвиги по фазе. Тоесть лепесток диаграммы направленности с небольшим углом излучения в вертикальной плоскости при передаче, при приеме не работает. Следовательно выигрыш вертикала по сравнению с антенной Delta-80m в режиме передачи больше чем в режиме приема.

73! Виктор, UR0EG.

КВ вертикал на стальной яхте

Я написал этот текст, потом понял, что нужно немного объясниться. Для большинства моих собеседников КВ радиосвязь и ее технические особенности выглядит седой историей, что-то соответствующее лошадиной упряжи, прямому парусному вооружению и способам добывания огня трением. Вытащил телефон, набрал номер… «алё…». Вопросов нет, пока мы находимся в населенном мире, больше ничего не надо — вайфай, три жи, четыре жи, пять жи, за сущие копейки… Задача полностью меняется, достаточно уйти из радиуса действия сотовой связи. А это совсем недалеко, каких-то двадцать-тридцать миль в море. Казалось бы, в чем проблема — связи нет? Вытащил спутниковый телефон… Однако скорость радиообмена, а главное, его стоимость кардинально меняются. Со связью особо не разгуляешься, а бюджет кусается. Такая ситуация остается неизменной уже десятки лет, в позитиве только обещания Илона Маска и конкурентов.

Мир быстро меняется. В двадцатом веке, взяв с собой радиоприемник «Спидолу» и забравшись в глухую тайгу или на дальние острова, можно было выбрать любую из сотен радиостанций всего мира, — музыка, новости, пропаганда на любом языке были в эфире 24 часа в сутки. Сейчас в эфире остался лишь Восток — японцы, китайцы и северокорейцы. Современный стиль жизни подразумевает, что человек должен находиться в коллективе, под контролем, на него и работают сотовые, ФМ, и прочие башни ПБЗ. Огромное большинство сидящих под колпаком это вполне устраивает. Особо одаренные — желающие странного одиночки, либо остаются полностью отрезанными от цивилизации, либо платят за спутниковую связь.

Как обычно, небольшое, но важное «но» присутствует. Мировая секта ретроградов-радиолюбителей продолжает поддерживать радиообмен между собой на коротких волнах, мало того, у этой общественной организации есть Винлинк — созданная в прошлом веке система глобальной электронной почты на КВ, которая все еще жива и даже развивается. Подробней о системе — здесь.

Спутниковую связь я попробовал, в походе вокруг Японии, тогда это явно меня не устроило по ряду причин. В то же время старая добрая радиосвязь с применением цифровых протоколов связи оказалась бесплатным, и вполне рабочим вариантом для применения в открытом море. Из моих контактов с парусным сообществом Тихого океана я вынес, что на большинстве лодок близких с «Чавой» размеров и сходных решаемых задач используется именно КВ радиосвязь и Винлинк. Будущее здесь пока не наступило, поэтому реалистам, уходящим в дальние дали, советую учить азбуку Морзе и получать позывной. Это — работает.

Теперь конкретно об антенне

Через пятнадцать лет использования коротковолновой радиосвязи в дальних походах я вдруг задумался об оптимизации антенны. Все эти годы в качестве антенны использовался штырь длиной несколько метров, установленный на корме, длина которого определялась сначала длиной использованного ствола бамбука, а затем длиной стеклопластикового стержня неизвестного назначения, подобранного на свалке. То есть — была случайной, и никак не привязывалась к резонансу антенны. Для настройки антенны использовался автоматический антенный тюнер — устройство согласования, которое через кусок коаксиального кабеля длиной около 7 метров подсоединялось к штырю и противовесу, в качестве которого использовался стальной корпус лодки и хорошо проводящая морская вода. Для того, чтобы по оплетке фидера не протекал ток во время работы передатчика, на коаксиал надеты, равномерно распределены и закреплены ферритовые кольца — «заглушки». В такой схеме подключения главная задача тюнера — обеспечить комфорт для передатчика, чтобы он работал на штатную активную нагрузку 50 Ом. По-видимому, в основном благодаря такой хорошей «земле» антенна неплохо работала, обеспечивая связь с базовыми станциями на дистанциях в несколько тысяч морских миль при мощности передатчика до сотни ватт.

Однако такой вариант согласования довольно неэффективен. Большая часть электромагнитной энергии теряется в кабеле и «заглушках», антенна излучает «абы как» из-за того, что не настроена в резонанс и ее активное сопротивление мало. Поскольку меня интересовали узкие, выделенные для цифровых видов связи участки любительских диапазонов, а именно — 7.09 — 7.16 МГц, 10 — 10 МГц, 14 — 14 МГц, 18 — 18 МГц, 21 — 21 МГц, нужно было сделать согласующее устройство на каждый из этих участков, переключаемое вручную. Такое СУ, или тюнер, описано в статье Гончаренко, я просто повторил его и разместил непосредственно возле штыря антенны. Статья довольно подробно описывает конструкцию и процесс настройки, так что повторяться не буду, добавлю от себя только некоторые детали.

Во-первых, наша специфика плавания на металлической посудине по электролиту, заставляет обращать особое внимание на устранение гальванического контура по постоянному току. То есть — на лодке есть единое место соединение «минуса» всех электрических цепей, и расположено оно в центре лодки возле двигателя. Вертикальная антенна — наш штырь на транце, будет работать только при условии хорошего заземления, в качестве которого используется стальной корпус лодки. Если просто взять и соединить оплетку коаксиального кабеля — фидера, идущего от передатчика с корпусом — мы получим вторую точку «минуса» с текущими по корпусу гальваническими токами, которые вызовут знатный электрохимический процесс с чудесами неожиданных разрушений узлов и систем. Поэтому разрываем цепь, идущую с оплетки фидера на «корпус» по постоянному току набором керамических конденсаторов. Лучше поставить несколько, разной емкости, набрав в общей сложности 0,3 — 0,5 мкФ. На радиочастоте их сопротивление ничтожно, и качество антенной «земли» от этого не страдает.

Во-вторых, поскольку мощность нашей системы ограничена ста ваттами и антенна работает в морских условиях, я заменил конденсаторы из отрезков коаксиала в конструкции Гончаренко на обычные трубчатые.

Начинаем с 30-метрового диапазона (10 МГц). Штырь (на этот раз настроенный, а длина которого при настройке у меня получилась около 6,5 м) подсоединен к фидеру через конденсатор 320 пФ. Точная подстройка резонанса на 10,14 МГц проводится изменением длины штыря. Причем на этапе точной настройки мне уже не нужно было валить антенну на палубу для настройки, я просто приподнимал или приопускал штырь в гнезде, меняя общую длину. Когда резонанс был найден и определена точная длина полотна антенны, лишний провод был обрезан и сделана герметизация термоусадкой.

Тюнер собран в пластиковом контейнере для ЗИПа надувной лодки. Катушки намотаны эмалированным медным проводом диаметром 2мм на каркасе из пластиковой дюймовой водопроводной трубы. Диапазоны переключаются перестановкой зажима «крокодил» на другую контактную пластину, все сделано предельно просто. Повозиться с настройкой пришлось, тем не менее — все в конечном итоге заработало, и заметно лучше, чем раньше. При первых же тестах прямо на стоянке в закрытой бухте удались устойчивые связи «цифрой» с RT9K (Тарко-Сале), второй Winlink станцией РФ, Западная Сибирь, дистанция больше 4 тыс. км.

Второй вопрос, который меня всегда занимал, но руки до него не доходили — как влияет рангоут стальной шхуны на диаграмму направленности и эффективность антенны, установленной на транце. То есть, когда-то экспериментальным путем я выяснил, что штырь на корме работает заметно лучше, чем провод, поднятый от того же транца к топу грот-мачты. На этом я тогда успокоился, как выяснилось — временно. Когда мне на глаза попалась программа моделирования антенных систем с теплым названием Мманя, я потратил вечер, чтобы перенести в нее парусный план своей лодки — мачты и стоячий такелаж. В результате расчетов получились довольно интересные картинки. Шхуна со штырем на корме в морской воде образовала довольно приличную направленную антенну на 20, 30 и 40 метровом диапазонах, основных, используемых для связи в море. Эксперименты в море подтверждают теорию, стоит развернуть лодку кормой к корреспонденту, скорость обмена заметно возрастает. Единственное неудобство, что прицеливать такую антенну приходится изменением курса, но преимущества, которые дает усиление в корму в 6-8 DBi его компенсируют с лихвой.

Модель, которая использовалась при расчетах диаграммы направленности

Сборка согласующего устройства

Диаграмма направленности на 40 метровом диапазоне

Диаграмма направленности на 30 метровом диапазоне

Диаграмма направленности на 20 метровом диапазоне

На высокочастотных диапазонах направленность пропадает и антенна начинает «лупить» в зенит.

Диаграмма направленности на 17 метровом диапазоне

Диаграмма направленности на 15 метровом диапазоне

Это было интересно и принесло практическую пользу для понимания работы антенной системы в море.

Кстати, КВ радиосвязь на лодке — наша основная система связи в море, которая обеспечивает работу электронной почты, получение GRIB-файлов прогноза погоды по району плавания, выдачу в интернет текущей позиции лодки, причем на бесплатной основе. Еще раз — подробности о работе системы Winlink — в статье «Глобальная почта…»

Антенны 160-метрового диапазона / Антенны / Сайт радиолюбителей

Как правило, уровень шума на этом диапазоне выше, чем на диапазоне 3,5 МГц, и, тем более, на ВЧ-диапазонах Это обусловлено значительным атмосферным шумом, а также индустриальными помехами и помехами от бытовых приборов (в том числе, от телевизиров) Гармоники частоты строчной развертки способны порой полностью подавить прием DX-сигналов Учитывая это, лучше всего размещать антенну 160-метрового диапазона на максимально возможном расстоянии от телевизионных антенн Напряжение питания для телевизора желательно подавать через сетевой фильтр — это предотвратит излучение гармоник через электропроводку. 

Идеальная горизонтальная антенна, предназначенная для работы с DX, должна располагаться на высоте не менее XI2 от поверхности земли Это относительно легко реализовать на 20-метровом диапазоне, но для антенны на 3,5 МГц требуемая высота уже составит 43 м, а в диапазоне 1,8 МГц идеальная антенна должна быть поднята над землей на 83 м’ Очевидно, что подавляющему числу радиолюбителей такая антенна явно «не по зубам». 

Итак, при установке горизонтальной антенны 160-метрового диапазона на типичных для радиолюбительских антенн высотах (10 30 м) не стоит рассчитывать на ее эффективную работу Потери в «земле» будут очень большими, и основное излучение антенны окажется направленным в зенит С такой антенной ночью можно проводить радиосвязи на расстояния примерно до 1000 км Как известно, диполь, подвешенный на высоте АУ2 над землей, в точке питания имеет входное сопротивление около 75 Ом Однако следует учесть, что в зависимости от высоты подвеса его входное сопротивление меняется, и при малой высоте может потребоваться система согласования между коаксиальным кабелем и антенной. 

По сравнению с горизонтальным диполем, антенна InvV при малой высоте установки работает несколько лучше, т к, кроме горизонтальной, имеет и вертикально поляризованную составляющую излучения В горизонтальной плоскости диаграмма направленности близка к круговой. 

Достаточно популярными и эффективными антеннами 160-метрового диапазона являются Г-образные Грамотно выполненные, такие антенны хорошо работают при проведении как местных, так и дальних радиосвязей В излучении Г-образной антенны преобладающей является вертикальная составляющая Антенна имеет довольно пологий угол излучения (20 35°), что позволяет проводить DX-связи Многие радиолюбители выполнили условия диплома DXCC на 160 м с помощью простых Г-образных антенн.

Полная длина одной из таких антенн (включая вертикальную и горизонтальную части) приблизительно равна АУ4 (рис.1) Антенна возбуждается током, поэтому для достижения хорошего КПД требуется весьма разветвленная система радиалов Пара забитых в землю. 

металлических штырей не может заменить такую систему В то же время, если длины расположенных в земле вертикальных стержней будут не менее 2,5 м, они обеспечат заземление антенны и радиостанции по постоянному току. 

Г-образная антенна изготавливается из провода длиной Х/4 Длина вертикальной части Н должна быть как можно больше Поддерживающие полотно антенны мачты желательно изготовить из диэлектрика, хотя вполне допустимо использовать металлические Наиболее простой способ установки такой антенны — развесить ее между двумя высокими деревьями. 

Принципиальная схема простого согласующего устройства, которое очень хорошо работает с четвертьволновой Г-образной антенной, приведена на рис.2 Конденсатор переменной емкости можно снабдить электромеханическим приводом, что позволит дистанционно изменять его емкость, добиваясь КСВ=1 в любой точке диапазона Индуктивность катушки подбирается только при начальной настройке — полностью перекрыть 160-метровый диапазон обычно позволяет конденсатор С1. 

Возбуждаемая напряжением полуволновая антенна (рис.3) отлично работает всего лишь со штырем заземления Для использования этой антенны в диапазоне 80 м индуктивность катушки L1 согласующего устройства (рис.4) должна изменяться с помощью реле, установленного около точки питания антенны Конденсатор С1 должен иметь большой зазор между пластинами, а еще лучше применить вакуумный КПЕ.

Совершенно различные распределения токов в четвертьволновой и полуволновой Г-образных антеннах обуславливают их различные излучающие свойства На рис.6 и 7 приведены диаграммы направленности Г-образных антенн (соответственно, четвертьволновой и полуволновой), размещенных над почвой со средней проводимостью Опорные мачты высотой 15 м — из изоляционного материала. 

Основным недостатком вертикальных антенн по сравнению с горизонтальными является более высокий уровень шума при приеме Это обусловлено тем, что индустриальные помехи в основном имеют вертикальную поляризацию Кроме того, при использовании вертикальных антенн можно заметить эффект ‘мертвой зоны», когда порой сигналы, приходящие от радиостанций, удаленных на несколько сотен километров, оказываются очень слабыми Размеры «мертвой зоны» определяются минимальной длиной скачка пространственной волны Однако проявление такого эффекта зависит от условий распространения радиоволн в конкретное время суток. 

По материалам статей «The 160-Meter Antenna Dilemma» (QST, November 1990) и «160-Meter Antennas». 

Butternut HF9V Butternut HF9V 9-полосные вертикальные антенны

Марка: Butternut

Номер детали производителя: HF9V

Тип детали: Вертикальные КВ антенны и комплекты

Линия продуктов: 9-полосные вертикальные антенны Butternut HF9V

Номер детали DXE: НО-HF9V

Тип вертикальной КВ антенны: Многополосный, резонансный

Высота вертикальной антенны: 26.00 футов.

Антенна Wind Survival: 80 миль / ч

Площадь поверхности ветра: 2.200 кв. Футов.

Номинальная мощность антенны: 1500 Вт

Максимальный диаметр антенной трубки: 1.125 дюйм.

Тип вертикального крепления антенны: Кронштейн без наклона

Работа с креплением антенны: Не наклоняемое крепление

Материал крепления вертикальной КВ антенны: Алюминий

Вертикальное крепление антенны в комплекте: Нет

Монтажные зажимы в комплекте: Нет

Радиальная пластина в комплекте: Нет

Радиальный провод в комплекте: Нет

UNUN Включено: Нет

Требуется антенный тюнер: Нет

Антенный тюнер в комплекте: Нет

Тип подключения антенного фидера: ДМВ женский, SO-239

Вес антенны: 12.00 фунтов.

Количество: Продается индивидуально.

Примечания: Номинальная мощность: 1,5 кВт PEP / CW, 375 Вт Digital 75/80, 40, 20, 15, 10 метров; 800 Вт PEP / CW, 200 Вт Digital 17, 12 метров; 500 Вт PEP / CW, 125 Вт Digital 6, 30 метров.

Добавьте радиалы для повышения производительности: да

Вертикальные антенны Butternut HF9V работают в девяти популярных диапазонах — от 80 до 6 метров — с чрезвычайно эффективным вертикальным излучателем, длина которого составляет всего 26 футов.высокий! Антенны HF9V легко монтировать и настраивать, и они прослужат вам долгие годы.

Антенны Butternut HF9V, получившие международное признание, требуют радиальной системы или комплекта для монтажа на крыше. Антенна поставляется с базовым изолятором 1–1 / 8 дюйма и монтажной трубкой с внешним диаметром 1–1 / 4 дюйма x 2 фута для непосредственного размещения в земле или монтажа на стандартной стальной телевизионной мачте.

Предпочтительной, легко настраиваемой высокопроизводительной установкой является наземный HF9V, для которого требуется минимум 12 равномерно распределенных прямых радиальных проводов.Чем больше, тем лучше, с удвоенным количеством равномерно распределенных радиалов, что позволяет почти вдвое повысить эффективность и качество сигнала, эффект, который достигает максимума при примерно 60 радиальных радиалах заземления. Каждый радиальный провод, прикрепленный скобами к земле или проложенный на дюйм или около того ниже поверхности почвы, может иметь любую длину от 20 до 45 футов. Радиальные провода должны быть на 50% длиннее над песчаной и каменистой почвой для сохранения эффективности. И наоборот, для HF9V с приподнятым креплением требуется три или четыре радиала резонансной длины на полосу. Комплект для монтажа на крышу RMK-II включает в себя радиальные переходники STR-II на 40-10 метров, но для этого требуются отдельные радиальные переходники полной длины на 80 и 30 метров.Приподнятая установка HF9V — более сложная установка для настройки и поддержки антенны и конца каждого радиального провода, но результаты могут быть превосходными.

Хотите слышать и работать со станциями, с которыми другие операторы работают легко? Наслаждайтесь расширенными возможностями работы на КВ диапазонах с помощью высокоэффективной вертикальной установки антенны. Получите больше удовольствия от DX с отличным сигналом на 9-полосной вертикальной антенне Butternut HF9V.

Радиолюбительский участок — [ВЕРТИКАЛЬНЫЕ антенны]

ВНИМАНИЕ:

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ АНТЕННЫ С ПРОВОДНЫМИ ПРОВОДАМИ

МОЖЕТ ИМЕТЬ СМЕРТЕЛЬНОЕ ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ НА КОНЦАХ ПРОВОДОВ.

ХРАНИТЬ В НЕДОСТУПНОМ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ !!!

имеют малоугловые диаграммы направленности, даже если они установлены близко к земле. Это делает их подходящими для работы с DX, если уделять внимание земле вокруг них.

требует хорошей радиальной сети, чтобы быть эффективной, но этого можно достичь с помощью всего 16 наземных радиалов или всего 4 приподнятых радиалов (больше, конечно, лучше).Даже половина этого много (8 наземных или 2 возвышенных) радиалов обеспечат хорошие результаты.

в два раза длиннее, но не требует наличия обширной радиальной сети для эффективной работы. Однако при установке вертикали этого типа у земли ее точка питания должна быть приподнята как минимум на один уровень. метр, предпочтительно два метра (от 4 до 7 футов) над землей. Половинноволновые вертикали имеют ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ около точки питания.это Важно, чтобы люди и животные не могли прикасаться к этой части антенны. Недостатком является то, что полное сопротивление точки питания очень высокое (от 2 кОм до 3 кОм), и это должно быть согласовано с 50. Ом.

(в лучшем случае) имеют длину 1/2 волны и питаются посередине через коаксиальный кабель от 50 до 70 Ом. Их преимущества заключаются в том, что они не требуют радиалов, специального согласования в точке питания и, как правило, имеют угол взлета примерно на 5 градусов ниже, чем вертикаль четвертьволны.Недостаток: точка питания находится на полпути от антенны, что может вызвать механические трудности. ПРИМЕЧАНИЕ: при кормлении с легкими сдвоенными выводами, такими как лестничная линия на 300 Ом, и согласованными в лачуге со спичечным коробком, они образуют хорошие многодиапазонные антенны. В этом случае можно укоротить диполь, даже если всего 1/8 длины волны, если у вас есть спичечный коробок хорошего качества.

См .: Вертикальные дипольные решетки

См .: G4ATA’s 4-КВАДРАТНЫЙ

Для сравнения, горизонтальные антенны должны иметь высоту не менее 1/4 длины волны, чтобы даже начать эффективно работать для DX, а 1/2 длины волны — это минимальная высота, чтобы быть уверенным, что они хорошо работают для DX.Они хорошо работают для NVIS на более низких высотах, но не для DX.

высота, необходимая для горизонтальных антенн для работы DX, фактически недоступна большинству радиолюбителей. В результате мы часто обращаемся к вертикальным антеннам для нашего решения DX.

, особенно те, что построены на опорах из стекловолокна Spiderbeam, были проверены на практике десятками любителей.В этом разделе я покажу вам, как легко создать эффективный DX. вертикальная антенна для любого из НЧ диапазонов.

Примечание: вертикали, которые я здесь представляю, очень просты в построении и довольно эффективны. Я не говорю, что их нельзя улучшить путем добавления большего количества радиалов или лучшего согласования. . .

НО Я УТВЕРЖДАЮ, ЧТО ОНИ РАБОТАЮТ ОЧЕНЬ ХОРОШО ДЛЯ DX,

В СРАВНЕНИИ С НИЗКОВОЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ

ИЛИ КОММЕРЧЕСКАЯ МНОГОПОЛОСНАЯ ЛОВУШКА ВЕРТИКАЛЬНАЯ.**

** ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ: Антенны установлены на открытом воздухе. Если они находятся между кучей домов или других объектов, Трудно предсказать, как что-то будет работать, независимо от того, будет это коммерческая или самодельная антенна.

ВЫБЕРИТЕ АНТЕННУ ИЗ МЕНЮ СЛЕВА.

Горизонтальные и вертикальные антенны на низких ВЧ диапазонах

АНТЕННЫ С ЗЕМЛИ ВВЕРХ

8. Кроссворды

Л. Б. Чебик, W4RNL

Даже на НЧ диапазонах (160-30 м) есть разногласия по поводу того, что лучше: горизонтальная или вертикальная антенна. И, конечно же, неизбежное Ответ такой: все зависит от обстоятельств. . .

Я не собираюсь разрешать спор. Вместо этого давайте попробуем поймите кое-что из того, что делает эту полемику самой популярной.Первый из В общем, поляризация сигналов лишь косвенно связана с диспутом. Ионосфера большую часть времени искажает большинство поляризованных сигналов, так что каждый получает смешанный пакет — большую часть времени.

Поляризация влияет на диаграмму направленности антенны в дальней зоне. И это делает Сделать разницу. Вот что мы здесь исследуем. Мы ограничимся к диаграммам высоты различных антенн, потому что это даст нам хорошая картина того, как далеко мы можем послать сигнал и поймать приближающийся назад.

Во-вторых, поскольку наше пространство ограничено, я поставлю все наши антенны на 7.15 МГц. Однако все сказанное относится к каждому из наших НЧ диапазонов, если вы перевести все высоты в доли длины волны.

Горизонтальная традиция : Начнем с диполя 1/2 wl и будем использовать его в качестве стандарт для сравнений. По большей части нас интересуют различные углы излучения: а. угол места максимальной радиации (взлетная угол) и b. определенные специфические углы возвышения для сравнения на большом расстоянии представление.Мы можем нанести на карту угол взлета на нескольких высотах с помощью интервалы 1/8 wl (что составляет около 17,2 ‘на 7,15 МГц).

  Ht wl Ht ft Угол T-O (град.)
0,125 17,2 90
0,25 34,4 61
0,375 51,6 38
0,5 68,8 28
0,625 86,0 22
0,75 103,2 19
0,875 120,4 16
1,0 137,6 14
  

Большинство радиолюбительских антенн имеют ширину 1/2 или меньше на 160-30 метров. Следовательно, диполь имеет большой угол излучения.Диаграмма возвышения диполя при 1/4 wl вверх выглядит как на Рисунке 1.

Хотя антенна вполне удовлетворительна для более короткого перескока под большими углами. трасс, усиление при угле места 20 составляет около 1,5 дБи. Очевидно, в принимаемых сигналах и шумах будут преобладать более близкие источники.

Мы можем улучшить эту ситуацию, построив горизонтальные антенны с более низким углы взлета. Одна из таких антенн — проволочная Яги. Используя провод №14, ведомый элемент длиной около 66 футов и отражатель длиной около 70 футов, примерно 20-футовый интервал даст нам некоторое улучшение как по углу взлета, так и по высоте. усиление в направлении желания.

  Ht wl Ht ft Угол T-O (град.)
0,125 17,2 58
0,25 34,4 45
0,375 51,6 34
0,5 68,8 27
0,625 86,0 22
0,75 103,2 18
0,875 120,4 16
1,0 137,6 14  

Обратите внимание, что улучшение угла возвышения в основном происходит на самом низком уровне. высоты.Выше половины длины волны угол взлета точно соответствует этому диполя. Двухэлементный образец возвышения Яги на высоте 1/4 ширины выглядит как на рисунке 2.

Yagi демонстрирует усиление примерно на 3 дБ больше, чем диполь, под углом максимальное излучение. При угле возвышения 20 коэффициент усиления составляет около 5,3 дБи, почти на 4 дБ лучше, чем у простого диполя. Тем не менее, как и диполь, в принимаемом сигнале и в шуме преобладает излучение под большим углом.

Однонаправленный луч — не единственный способ добиться лучших характеристик при нижние углы.Рассмотрим одну вертикально ориентированную четырехугольную петлю длиной около 36 футов. на стороне. Мы будем кормить нашу модель снизу по горизонтали. поляризованный узор. Для этой антенны потребуется высокая опора, но такая высокая проволока также обеспечивает антенну более низкий общий угол возвышения радиация на любой высоте. Действительно, что касается углов взлета, Диполь-эквивалентная высота квадрата составляет примерно 2/3 высоты квадрата. Здесь — таблица углов отрыва для квадрокоптера.

  Ht wl Ht ft Угол T-O (град.)
0.125 17,2 43
0,25 34,4 32
0,375 51,6 26
0,5 68,8 21
0,625 86,0 18
0,75 103,2 15
0,875 120,4 14
1,0 137,6 12  

Схема высотной отметки петли с нижним тросом на 1/4 ш. Рисунок 3.

Хотя четверная петля не может соответствовать усилению Яги на их соответствующие углы максимального излучения, квадроцикл имеет усиление 5,3 дБи при угол возвышения 20. Более того, если вы посмотрите на рисунок четырехъядерный цикл, вы увидите, что он выделяет меньше места для шаблонов для самого высокого углы излучения, найденные в диполях или диаграммах Яги. Результат что более низкие угловые сигналы будут пропорционально сильнее по сравнению с более высокими угловые сигналы, что облегчает прием оператора.

Есть несколько очень веских причин избегать горизонтально ориентированных 1-миллиметровых петель. любой формы (треугольник, квадрат, шестиугольник и т. д.) Все такие петли рассчитаны на для излучения поперек плоскости антенны. Когда выложено по горизонтали они изо всех сил стараются излучать вверх. На очень низкой высоте (до 1/4 ширины), они показывают углы взлета, намного превышающие углы взлета диполя. Между 5/8 wl и 1 wl они имеют выпуклость в центре, направленную прямо вверх, которая сильнее, чем низкоугловые лепестки излучения.В таблице главный лепесток отображается, за которым следует угол вторичного лепестка, если главный лепесток прямой вверх.

  Ht wl Ht ft Угол T-O (град.)
0,125 17,2 89
0,25 34,4 86
0,375 51,6 44
0,5 68,8 30
0,625 86,0 23
0,75 103,2 84 (19)
0,875 120,4 59 (17)
1,0 137,6 48 (15)  

На рис. 4 показан график высот шестигранной петли 1 wl на высоте 1/4 wl для сравнение с другими антеннами.

Потому что иногда трудно понять весь импорт антенных участков когда каждый установлен так, чтобы он касался внешнего кольца, на Рисунке 5 сравнивается масштаб высотные диаграммы диполя, Яги и вертикально ориентированных Четверная петля, все на высоте 1/4 ширины, с нижней проволокой четверки на этой высоте. Цифра больше, чтобы облегчить сравнение.

Обратите особое внимание на очень сопоставимые коэффициенты усиления излучения при малых углах для обоих квадроцикл и Яги. Однако обратите внимание на количество излучения под большим углом в узор Яги.

The Vertical Mystique : низкочастотные DXеры утверждают, что они могут работать больше DX на вертикальная, чем горизонтальная антенна. Это, конечно, предполагает, что DXer в вопросе нет доступа к 200-футовым башням и неограниченным средствам для квадроциклы, яги и журналы. Есть ли в заявлении какой-либо смысл, и если да, то Почему?

Во-первых, давайте разберемся, что мы подразумеваем под вертикальной антенной. Они входят три основных типа. Во-первых, это четвертьволновая заземляющая плоскость, вертикальная, либо наземный, либо приподнятый.Связанные с этой антенной фазированы массивы вертикалей и 5/8 ш. На втором месте вертикаль диполь и любая антенна, которую мы могли бы получить от диполя, например Яги. Эти антенны не требуют заземления, так как оба полюса антенны физически включен в конструкцию. В-третьих, это класс проводных антенн, которые включают равностороннюю дельту (подается на 25% вверх на одну ногу), прямоугольную дельту (накормил 12% одной ногой) и полуквадрат. Все эти антенны антенны с замкнутым контуром (полуквадрат безвредно открывается при был бы высоковольтный апекс).Эта последняя антенна обычно закреплен с помощью горизонтального троса на верхних и вертикальных элементах свисающие вниз, в то время как обычное расположение дельт — это горизонтальная проволока внизу и пусть вершина будет вверху.

Более правильный способ просмотра точек питания этих трех антенн — это увидеть они находятся на расстоянии 1/4 ширины от вершины или открытого конца. Все требуют полного длина волны провода, при этом центральная часть 1/2 длины провода составляет фазировку секция, излучение которой аннулируется, оставляя только излучение от большинство вертикальных четвертьволновых участков.Результат преимущественно вертикальная поляризация; что еще более важно, паттерны берут на себя многие из характеристики других классов вертикальных антенн. Обратите внимание, однако, что перемещение точки питания на другие части антенны радикально меняет диаграмма направленности и характеристики антенны. Кормят в центре, они не вертикали.

Поскольку вертикальная плоскость заземления имеет так много переменных, которые влияют на ее эффективности, давайте использовать вертикальный диполь в качестве стандарта. Даже в обход антенны на земле, трудно провести точное сравнение между вертикально поляризованные антенны.Вертикали не имеют общей горизонтали плоскость, которую мы можем назвать высотой антенны. Однако на рисунке 6 показан высота вертикального диполя на высоте 10 футов над землей на его нижнем конце. Его точка питания находится примерно на 44 футах вверх, а самый высокий конец — примерно на 78 футов.

Угол максимального излучения равен 16, а коэффициент усиления составляет всего 0,24 дБи. Однако обратите внимание на относительное отсутствие излучения под большим углом. Мы скажем подробнее об этом, прежде чем мы закончим.

Прямоугольная дельта, пожалуй, более эффективная из двух дельт, с импеданс точки питания около 50 Ом.Требуется больше горизонтального пространства, но меньше вертикальное пространство, чем равносторонняя дельта. И у него больше выгоды от боковая сторона антенны. На рисунке 7 показаны образцы высот треугольник с основанием 30 ‘На этой высоте угол взлета составляет 17, а коэффициент усиления составляет 2,0 дБи. Опускание основания антенны до 20 ‘ уменьшает усиление до 1,9 дБи и увеличивает угол взлета до 20.

Среди проволочных вертикалей наибольшее усиление имеет полуквадрат, частично потому что его нормальная низкочастотная ориентация помещает точку питания с высоким током в самой верхней части антенной конструкции.Как под прямым углом дельта, полуквадрат с угловым питанием имеет сопротивление точки питания, которое близко соответствует коаксиальному кабелю. На рис. 8 показана диаграмма возвышения полуквадрата, у которого самая низкая точка — 20 футов. Я рекомендую вам оставить половину квадрата на этом уровне (чуть ниже не оказывает существенного вреда производительности). Шаблон показывает небольшую выпуклость на отметке 60 градусов, и эта выпуклость перерастает в значительный лепесток при дальнейшем подъеме антенны.

Обратите внимание, что усиление полуквадрата составляет около 3.3 дБи, значительный улучшение как по диполю, так и по прямоугольной дельте. Стоимость составляет несколько более узкая овальная азимутальная диаграмма при угле взлета 16 ( самая низкая из трех смоделированных здесь вертикалей).

Чтобы лучше понять, насколько уменьшается излучение под большим углом за счет этих вертикалей, Рисунок 9 показывает составную часть горизонтального диполя, вертикальный диполь и полуквадрат на указанных ранее высотах. Поскольку планарного стандарта не существует, сравнение носит лишь рекомендательный характер. не авторитетный.

Обратите внимание, что диполь имеет наибольшее усиление, но при очень высоком уровне излучения. углы. Под самыми низкими углами вертикали имеют большее усиление, плюс очень резкое уменьшение излучения под большими углами.

Учитывайте диаграмму направленности под большим углом с точки зрения приема. Для диполь, все QRM, QRN и фоновый шум ближнего пропуска расстояние преобладает при приеме, снижая отношение сигнал / шум любого низкий угол DX, который в противном случае мог бы быть слышен. Вертикали, несмотря на их более низкие максимальные коэффициенты усиления, действуют как естественные фильтры, будучи менее чувствительными на минимум 2 S-единицы на высокоугловое излучение.На самой низкой (DX) отметке углов, вертикали по силе не уступают диполю. Маленький удивительно, что они нравятся малобюджетным Dxерам.

Так что же делать бедной ветчине? Во-первых, подумайте о том, что вы оперируете. любите делать и выбирайте тот класс антенны, который, вероятно, будет работать лучше всего для этой цели. Во-вторых, определите пределы того, что вы можете возвести и поддерживать. Затем приступайте к работе над своей антенной. В идеале конечно приятно иметь две антенны, одну для более короткого скипа, одну для DX — и переключатель.С участием правильное планирование и много работы, мечты сбываются.

Обновлено 15.12-97. Л. Б. Чебик, W4RNL. Данные могут быть использованы в личных целях, но не могут быть воспроизведены для публикации в печати или на любом другом носителе без разрешения автора.

Перейти на страницу индекса серии
Вернуться на страницу любительского радио

ПРЕКРАЩЕННАЯ Вертикальная базовая антенна HV-2 с торцевым питанием

Магазин не будет работать корректно, если куки отключены.

Похоже, в вашем браузере отключен JavaScript. Для наилучшего взаимодействия с нашим сайтом обязательно включите Javascript в своем браузере.

ПРЕКРАЩЕННАЯ вертикальная базовая антенна HV-2 с торцевым питанием

Это высококачественная антенна из стеклопластика, рассчитанная на длительный срок службы….. Качество бриллиантов — цены Moonraker! Эта модель изготовлена ​​из стекловолокна, настроена и полностью защищена от атмосферных воздействий. Кронштейны для крепления мачты входят в комплект. Отличная антенна с дополнительным бонусом в виде отсутствия радиуса — без компромиссов по усилению, производительности или КСВ

Обратите внимание: в качестве заземляющей поверхности используется опора мачты — не подходит для мачт из стекловолокна

Основные характеристики / характеристики:

• Тип: стекловолокно 1/2 волны
• Частота передачи: 144-146 МГц
• Длина: 100 см
• Усиление: 2 м дБд
• КСВН: 1.5: 1 или лучше
• Мощность: 150 Вт
• Подключение: розетка типа N
• Радиалы: Не требуется

ДОСТАВКА

Мы стремимся отправить все посылки в течение 24 часов. Обычно мы можем отправить посылки в ЖЕ ДЕНЬ, если заказы получены до 14:00 с понедельника по пятницу.

Принадлежности

1. 3,95 фунта стерлингов

Обзоры 1

Рейтинги и обзоры

Поделитесь своими мыслями с другими клиентами

Radials для четвертьволновых вертикальных антенн — обзор

Steve Telenius-Lowe PJ4DX Рассказывает, как создать эффективную систему заземления для четвертьволновой вертикальной антенны

Steve Telenius-Lowe PJ4DX Рассказывает, как создать эффективную систему заземления для четвертьволновой вертикальной антенны, развеивая некоторые мифы.

Большинство операторов ВЧ делают по крайней мере некоторые из своих антенн, даже если они «всего лишь» диполи или четвертьволновые вертикальные антенны. Мало что может пойти не так с полуволновыми диполями, и обычно их просто нужно немного «подрезать» до размера с помощью антенного анализатора или КСВ-метра, после чего они хорошо работают.

Четвертьволновые вертикали немного сложнее получить правильно, одна из причин — им нужны радиалы. К сожалению, вы не можете просто проложить четвертьволновой вертикальный провод и ожидать, что он будет работать должным образом.Необходимость радиалов под вертикалью для работы в качестве заземляющей плоскости, по сути, своего рода «зеркала», создающего «изображающую» антенну, Рис. 1 , — если хотите, недостающая половина полуволнового диполя — хорошо известен. Однако их необходимость вызывает вопросы типа «сколько радиалов необходимо?» , «как долго они должны быть?» и «следует ли их закопать, положить на землю или поднять над землей?» Эти три вопроса на самом деле взаимосвязаны.Другой вопрос: «если радиалы подняты, как высоко они должны быть над землей?»

Сколько радиалов?

Обычный ответ на вопрос, сколько радиалов «чем больше, тем лучше» . Работа, проделанная в 1937 году членом Института радиоинженеров США, Джордж Х. Браун , и его коллеги установили стандарт в 120 заглубленных радиалов каждые 0,5λ (λ, греческая буква лямбда, являющаяся принятым символом длины волны). длинный [1] .Было установлено, что это максимально приближенный к идеальному заземлению слой, и он до сих пор является стандартом, используемым Федеральной комиссией по связи для антенн средневолновых станций в США.

Это число непрактично для среднего любителя, и действительно, 120 полуволновых радиалов на 160 м составляют почти 10 км провода. Купил новый здесь, на Бонэйре, который будет стоить более 2000 фунтов стерлингов, больше, чем я хочу платить за заземляющие провода только для одного диапазона, даже если это улучшит мой 160-метровый сигнал на несколько децибел! Если затраты и физические усилия не являются объектом внимания, то такая система, несомненно, будет приносить дивиденды.Чешская клубная станция OK7K использует вертикаль 39 м на 160 м и имеет обширную наземную радиальную систему, Рис. 2 . Это, безусловно, работает хорошо: 20 февраля 2018 года OK7K можно было отлично читать здесь, на Бонайре (8500 км), на 160 м SSB до 22:30 по UTC, за 15 минут до моего заката, а через 15 минут после заката их сигнал достиг пика на уровне S9 + 10 дБ, что довольно необычно для расстояния. вовлеченный.

www.ok7k.estranky.cz

Как долго?

Есть старая поговорка, которая гласит, что при определенном количестве проволоки лучше проложить больше коротких радиалов, чем меньше длинных.В документе 1937 года говорится, что радиалы должны быть длиной 0,5 л, но что, если у вас достаточно провода, чтобы проложить, скажем, четыре радиала длиной 0,5 л? Не лучше ли было бы поэтому восемь радиалов длиной 0,25 л? А как насчет шестнадцати радиалов длиной 0,125 л? Ответ в обоих случаях: «да» : радиальные диски должны быть только 0,5 л, если вы кладете до 120 штук.

Спустя годы для любителей почему-то стало нормой использовать четвертьволновые радиалы, а не полуволновые.Однако при закапывании или укладке непосредственно на землю радиальные элементы соединяются с землей, поэтому им вообще не нужно быть резонансными, и, в разумных пределах, их длина не критична. Если вы установили четвертьволновую вертикаль с несколькими закопанными или лежащими на земле радиалами 0,25 л, вы, вероятно, могли бы улучшить ее характеристики, укоротив радиалы и добавив их — читайте дальше!

Это поднимает другой вопрос, а именно: «насколько короткими могут быть радиалы, но при этом они будут эффективными?» John Stanley K4ERO более 40 лет назад проделал некоторую работу, чтобы ответить на этот вопрос.Обобщая данные, содержащиеся в профессиональной публикации Radio Broadcast Ground Systems , Стэнли написал статью в журнале ARRL QST за декабрь 1976 года. Его работа цитируется в The ARRL Antenna Book [2] и Table 1 — это выдержка из представленных там данных , которые, в свою очередь, были получены из информации в Radio Broadcast Ground Systems .

Эта таблица на самом деле предоставляет нам большой объем информации, не в последнюю очередь важнейшую взаимосвязь между «сколько?» и «как долго?» , и результаты несколько нелогичны.Например, чем меньше вы положите радиалов, тем они могут быть короче. Нельзя сказать, что несколько коротких радиалов будут работать так же хорошо, как много более длинных — они не будут работать! — но это означает, что если у вас есть только ограниченное количество проволоки для изготовления радиалов, вы можете максимизировать свои результаты, тщательно выбрав правильную длину и количество проволок.

Таблица 1 показывает, что если вы положите только 16 радиалов, они должны быть не длиннее 0,1 л. Вы можете сделать их длиннее, но — имея только 16 — производительность не улучшится за счет увеличения их длины: вам также нужно будет увеличить их количество.

С шестнадцатью радиалами длиной 0,1 л вы получите почти идеальное соответствие с коаксиальным кабелем мощностью 50 Вт, тогда как если вы приложите усилия и поставите радиалы длиной 120 x 0,4 л, импеданс упадет примерно до 35 Вт. В результате ваш КСВ увеличится с идеального 1,0: 1 примерно до 1,43: 1. Это не повод для беспокойства и просто показывает, что идеальный КСВ 1: 1 — это не всегда то, к чему вы должны стремиться!

Так как любительский «стандарт» — это радиалы длиной 0,25 л, что, если вы уже поставили шестнадцать 0?Радиалы длиной 25 л на земле? Интерполируя цифры в Таблице 1, можно ожидать улучшения сигнала примерно на 1,25 дБ, если вместо этого вы установите 30 радиалов длиной 0,13 л каждый. Обратите внимание, что в каждом случае вы используете одну и ту же общую длину провода: 4l. Если для начала у вас было менее шестнадцати радиалов 0,25 л, улучшение должно быть несколько больше. Улучшение на 1,25 дБ может показаться незначительным, но, имея в виду, теоретически разница между 16 радиалами длиной 0,1 л (1.6 л проволоки) и радиальные элементы длиной 120 х 0,4 л (колоссальные 48 л проволоки), на нее нельзя чихать. (Однако на практике кажется, что разница между минимальными и действительно обширными радиальными системами составляет более 3 дБ.)

PJ4DX 80 м вертикальный первоначально имел 18 проводов совершенно произвольной длины в качестве радиальных заземляющих. Некоторые провода были значительно длиннее 0,25 л, но после изучения этой статьи я изменил конфигурацию на 32 провода длиной 0,15 л, Рис. 3 . Я не могу категорически утверждать, что это улучшило мой 80-метровый сигнал, но, по крайней мере, я чувствую, что теперь оптимально использую имеющийся провод.

Под землей, на земле или на возвышенности?

Следует ли закапывать радиалы под землю, укладывать на землю или поднимать над землей? Самый простой способ — просто уложить радиалы поверх земли, будь то лужайка, бетонный двор или плоская крыша многоквартирного дома. Но если ваша вертикальная антенна находится рядом с красиво подстриженным газоном, возможно, вам не захочется, чтобы в саду было много проводов, поэтому решение — закопать их.

Здесь есть два варианта.Первый — прорезать узкую щель в газоне лопатой, протолкнуть провод в щель и снова закрыть. К счастью, радиалы не нужно закапывать глубоко, достаточно сантиметра. Тем не менее, это может быть непосильной работой, если вы закапываете много длинных радиалов. Второй вариант — очень коротко подстричь газон в конце вегетационного периода, прижать луковицы к траве, удерживая их на месте булавками, а затем позволить траве расти над ними. Вам нужно будет быть осторожным, чтобы не порезать провода в первые несколько раз, когда вы косите газон в следующем сезоне, но, в конце концов, черви сделают свою работу, и радиалы окажутся похороненными.

Поскольку радиалы, лежащие на земле, соединяются с землей, нет электрической разницы между помещением их на землю и закапыванием. Выбор стоит только между простотой размещения радиалов на земле и неудобством наличия проводов по всему саду.

Радиальные элементы с приподнятыми надписями

Альтернативой обоим вышеперечисленным является поднять радиалы над землей. Это дает одно большое преимущество, но дает несколько недостатков.Чтобы радиальные элементы не соприкасались с землей, в идеале они должны находиться на высоте не менее 0,05 л над землей. Это означает, что приподнятые радиалы для вертикали 80 м должны иметь высоту не менее 4 м, или вдвое больше высоты на 160 м, чтобы они стали «электрически поднятыми».

Радиальные элементы также должны быть достаточно высокими, чтобы люди не забились о провода. При передаче на концах радиальных проводов будет высокое напряжение, поэтому следует позаботиться о том, чтобы к ним не могли прикасаться люди или животные.Все это говорит о том, что возвышенные радиалы должны быть не менее 2 м над землей, независимо от диапазона частот.

Подъемные радиалы подразумевают, что точка питания антенны также находится на подъеме. Это не проблема на верхних диапазонах, хотя это проблема на 80 м и 160 м, где достаточно сложно выставить четвертьволновые вертикали, не подняв точку питания на несколько метров в воздухе.

Если приподнятые радиалы расположены слишком близко к земле, их одно главное преимущество теряется — тот факт, что требуется гораздо меньше радиалов по сравнению с наземной радиальной системой.Большинство коммерческих ОВЧ-антенн с заземляющим покрытием имеют четыре радиальных антенны, хотя есть мало свидетельств того, что четыре обеспечивают какое-либо улучшение по сравнению с двумя, при условии, что две расположены по прямой линии (под углом 180 ° друг к другу). Я использую только два приподнятых радиала, высотой 2 м, на моем вертикальном 40-метровом корпусе, Рис. 4 .

В отличие от заземленных радиалов, приподнятые радиалы необходимо сделать резонансными (электрически длиной 0,25 л). Для этого сначала сделайте временный полуволновой диполь из двух радиальных проводов и разместите его там, где будут радиалы вертикали.Используя антенный анализатор, «диполь» можно подрезать до резонанса, где это необходимо. Поскольку он будет намного ближе к земле, чем полуволновой диполь, используемый для передачи, емкостная нагрузка от земли будет означать, что она, вероятно, будет короче, чем ожидалось. После резонанса удалите коаксиальный кабель, соедините два провода вместе, и вот ваша радиальная система.

Я сказал, что вы можете использовать всего два приподнятых радиала, но это не совсем так. Вы даже можете обойтись только одной, хотя получившаяся вертикальная антенна больше не будет всенаправленной — будет небольшой нуль позади единственной горизонтальной радиальной антенны.Если задуматься, вертикаль с одним горизонтальным радиалом — это просто диполь с перевернутой V с углом 90º между двумя ножками, повернутый на бок.

A Рекомендуется к прочтению

В 2010 году Руди Севернс N6LF написал статью [3] о радиалах, которая стала классикой любительского радио. Это стало кульминацией 18 месяцев практической работы (а не компьютерного моделирования) по обобщению результатов многочисленных экспериментов с наземными и приподнятыми лучами.Он был загружен в Интернет [4] , и я очень рекомендую его.

Два вывода N6LF таковы: «Установка системы, по крайней мере, с 16 радиалами, даст вам большую часть достижимого улучшения [по сравнению с полным отсутствием радиалов]. По мере того, как мы переходим к 32, а затем 64 радиалам, улучшение становится все меньше » и « … четыре приподнятых радиала на высоте 48 дюймов находятся в пределах 0,2 дБ от 64 радиалов, лежащих на земле ». Однако здесь есть нюанс.В более поздней статье [5] N6LF указал, что чем меньше количество приподнятых радиалов, тем более вероятно, что даже небольшая асимметрия в системе приведет к значительным изменениям резонансной частоты, импеданса точки питания, диаграммы направленности и радиационная эффективность антенны. Он пришел к выводу, что «нельзя просто отбросить любые четыре луча и получить ожидаемые результаты» . Поэтому N6LF рекомендует использовать по крайней мере от 10 до 12 приподнятых радиалов вместо четырех.

Последние мысли

Хотя два радиальных радиатора длиной 0,25 л на моей 40-метровой вертикали дали хорошие результаты, я прочитал [5], и мне интересно, можно ли улучшить его характеристики, увеличив число, скажем, до 12.

Я вообще не упомянул о проводимости земли. Достаточно сказать, что существует огромная разница между работой вертикальной антенны над соленой водой или рядом с ней по сравнению с такой же антенной на плохой каменистой земле. Однако вы не можете повлиять на проводимость вашей земли, тогда как вы всегда можете улучшить радиальную систему.Чем хуже проводимость грунта, тем важнее становится радиальная система.

******** ПРЕДЛОЖИТЬ ЭТОТ РАЗДЕЛ В ЦВЕТНОЙ / ТЕНЕННОЙ КОРОБКЕ *****

Обобщить

• Нет разницы между заглубленными радиалами и радиалами, уложенными непосредственно на землю.
• Заземленные радиалы не обязательно должны быть резонансными.
• Для данной длины провода используйте больше коротких радиалов, чем меньше длинных.Между ними существует взаимосвязь и оптимальное соотношение числа к длине.
• Как ни странно, чем меньше радиусов заземления вы используете, тем короче они могут быть.
• Теоретически существует разница всего в 3 дБ между радиалами длиной 16 x 0,1 л и радиалами длиной 120 x 0,4 л (хотя на практике обычно больше).
• Увеличение количества и длины радиалов увеличит КСВ антенной системы, но это не обязательно проблема, если ваша установка может справиться с этим.
• Приподнятые радиалы должны быть электрически длиной 0,25 л.
• Надземные радиалы должны находиться на высоте не менее 0,05 л над землей и по соображениям безопасности не менее 2 м в высоту.
• Два или четыре приподнятых радиала могут работать так же хорошо, как и обширная наземная радиальная система, хотя большее количество, вероятно, будет работать лучше.

******** КОНЕЦ ЦВЕТНОЙ / ТЕНЕННОЙ КОРОБКИ *****

Список литературы

[1] Наземные системы как фактор эффективности антенны , Джордж Х. Браун, Р. Ф. Льюис и Дж. Эпштейн, Труды Института радиоинженеров, июнь 1937 г.Этот документ доступен в Интернете по адресу k6mhe.com/files/GroundSystems.pdf

[2] Практические рекомендации для вертикальных наземных систем , Книга по антеннам ARRL (Глава 3, стр. 9–10 в 20-м издании 2003 г.).

[3] Экспериментальный взгляд на наземные системы для ВЧ-вертикалей , Руди Севернс N6LF, QST March 2010, pp30-33.

[4] www.nonstopsystems.com/radio/pdf-ant/article-antenna-elevated-radials.pdf

[5] Более пристальный взгляд на вертикальные антенны с наземными системами , Руди Севернс N6LF, http://rudys.typepad.com/files/elevated-ground-systems-article-final-version.pdf

Таблица 1: Шесть возможных конфигураций заземляющих радиалов (источник: The ARRL Antenna Book ).

Длина радиалов 0,4 л 0,25 л 0,2 л 0,15 л 0,125 л 0,1 л

Количество радиалов 120 90 60 36 24 16

Импеданс 35 Вт 37 Вт 40 Вт 43 Вт 46 Вт 52 Вт

Малоугловые потери 0 0.5 дБ 1 дБ 1,5 дБ 2 дБ 3 дБ

Эта статья была опубликована в июльском выпуске журнала Practical Wireless

Лучшая многодиапазонная вертикальная КВ антенна 10-80 м — ProMaster

Описание

Это лучшая многодиапазонная вертикальная КВ антенна, которая обеспечивает сбалансированную ограниченную пространственную базу или портативную систему дипольного типа OCF, которая поддерживает относительно низкий и настраиваемый КСВ на 10 -80 метров.

В комплекте:
— 1 Крепление для тяжелых условий эксплуатации и крепеж
— 1 Трансформатор внутри наружного шкафа NEMA
— 1 Самонесущий телескопический вертикальный элемент с шестью 3-дюймовыми секциями и 5 зажимами из нержавеющей стали
— 1 проволочный элемент NVIS
— 1 заземленный трос противовеса и заземляющий стержень (не требуются дополнительные радиалы)

Возможность установки на дополнительный штатив

Дополнительный штатив
Дополнительный 6-футовый стальной штатив рассчитан на срок не менее 2 лет непрерывного использования вне помещений, в несоленой воде.Наши двухлетние испытания этого штатива на открытом воздухе показали, что он по-прежнему имеет прочную конструкцию и проявляет только признаки выцветания с некоторой поверхностной ржавчиной (в основном на винтах и ​​вокруг них). Если антенна установлена ​​на штатив, вам следует закрепить антенну, если будет слишком ветрено, и хотя антенну ProMaster можно развернуть в условиях соленой воды, мы не рекомендуем использовать штатив 24/7/365 в соленой воде.

Дополнительная мачта, рекомендованная для базовой установки

Поместите одну из этих дополнительных опор мачты примерно на 3 фута в землю.

Вариант 1 — Home Depot — YARDGARD 1-3 / 8 дюймов x 10 футов 6 дюймов, верхняя направляющая 17 калибра-328913DPT

Вариант 2 — Lowes — LG055 GL CP 1-3 / 8X10-6 SE в ограждении из звеньев цепи Рельс

Вариант 3 — Истинная ценность — Верхний рельс звена цепи, 1-3 / 8 дюйма. х 10,5 футов. | True Value

Антенна Alpha ProMaster полностью развернута

Фотография предоставлена ​​OH5XB

Анализ и спецификации для конфигурации по умолчанию:
Развернут с использованием конфигурации по умолчанию, с использованием 1 элемента NVIS плюс 1 вертикальный элемент и 1 заземленный противовес.
— Диапазон частот: от 3,5 до 30 МГц
— Мощность: 250 PEP SSB, 125 CW или 25 Вт для цифровых режимов

Технические характеристики и анализ с использованием дополнительных четырех элементов NVIS:
Развертывается с использованием дополнительных 4 (четырех) NVIS Элементы, расположенные под углом 90 градусов друг к другу, плюс 1 вертикальный элемент и 1 заземленный противовес. ПРИМЕЧАНИЕ. — Комбинации четырех 35 ’элементов можно вращать между положением NVIS и Counterpoise для изменения требований к характеристикам.
— Диапазон частот: 1.От 6 до 30 МГц
— Мощность: 250 PEP SSB, 125 CW или 25 Вт для цифровых режимов

3D-модель системы Alpha Antenna® ProMaster

УСТАНОВКА
ProMaster может быть установлен на дополнительном Штатив или мачта с наружным диаметром от 1 1/4 до 1 5/8 дюйма Основание крепления антенны не следует устанавливать на высоте менее 5 футов. Например, его можно установить на оцинкованной верхней направляющей ограждения из звеньев цепи или мачты из нержавеющей стали, или прилагаемое алюминиевое крепление длиной 2 фута можно прикрепить болтами к деревянному столбу забора, оптимально на высоте 5-7 футов от земли.В качестве альтернативы ProMaster может быть установлен на крыше, но не на нашем штативе, если у вас мачта с внешним диаметром от 1 1/4 до 1 5/8 дюйма. При установке на крышу трос NVIS Element можно привязать под углом к ​​вентиляционной трубе из ПВХ с помощью дополнительной длины наружного троса к прилагаемому зеленому изолятору после того, как из него вынуты алюминиевые колышки. Затем заземляющий провод можно привязать (при необходимости с дополнительным проводом) к алюминиевому желобу или закрепить на краю черепицы, любой из которых должен обеспечивать достаточное заземление.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
Для получения наилучшей многодиапазонной вертикальной ВЧ антенны в эфире одновременно используйте элементы, которые производят всенаправленный NVIS и направленный DX (см. 3D-модель ниже). В частности, физическое объединение вертикальной алюминиевой мачты HF и проволочного элемента NVIS улучшает направленный DX диапазона высоких частот (в противоположном направлении работает элемент проводного NVIS) и, главным образом, всенаправленный NVIS диапазона низких частот. Обратите внимание, что элемент NVIS не должен лежать на земле, а должен наклоняться в сторону, как растяжка.Кроме того, прилагаемый заземленный провод противовеса (без радиалов) и колышек будут проходить в направлении, противоположном проводному элементу NVIS, и это заземление завершает сбалансированную цепь на антенне (Примечание — без заземления не было бы пути для тока, что означает, что будет обрыв цепи, и система не будет работать так эффективно). Просто установите антенну на высоте примерно 5-7 футов от земли на любой проводящей или непроводящей мачте и подключите коаксиальный кабель к SO239 на прилагаемой серой коробке NEMA.

Низкий КСВ на многих диапазонах — это природа хорошо сбалансированного диполя OCF, который часто использует балун 4: 1. Однако ProMaster можно использовать на гораздо большем количестве диапазонов, потому что он:
1) обеспечивает сбалансированное ВЧ-заземление через прилагаемый заземленный противовесный провод (без радиальных проводов),
2) обеспечивает сбалансированные излучающие элементы с вертикальным элементом 17 футов 6 дюймов и проводной элемент NVIS, который пересекается и подключается к излучающей стороне трансформатора,
3) затем обеспечивает точку питания с SO239 для вашей линии питания, которая использует две из трех точек подключения на трансформаторе, которые все заключены в высоковольтный корпус NEMA для наружного применения.

Результат этой широкополосной конструкции делает ProMaster идеальным для использования в режимах ALE (автоматическое установление соединения) или военного цифрового шифрования с расширенным спектром. ProMaster также эффективен для всех других режимов HF, включая, помимо прочего, CW, SSB (USB / LSB), AM и т. Д. Вы также можете использовать внешний антенный тюнер, если 1) ProMaster установлен на плохой земле. , 2) параллелен металлической конструкции, 3) установлен на крыше без надлежащего заземления, или 4) или не размещен на открытом пространстве.

ПОТЕРИ и ВЫБОР
Чтобы прояснить, существуют потери на диполе OCF, который имеет балун 4: 1, который начинает нагреваться, когда его трансформатор становится насыщенным, а затем также увеличиваются «потери» при уменьшении частоты . Точно так же трансформатор в ProMaster также будет работать для обеспечения очень настраиваемого КСВ на диапазонах, для которых он предназначен. Да, даже однополосный диполь в свободном пространстве также будет иметь потери из-за сопротивления элементов провода и частично из-за балуна, который потребуется (если не используется лестничная линия) для изменения естественного (приблизительного) 72 Ом. до 50 Ом, при этом потери на нижних диапазонах все равно не будут такими большими, как у диполя OCF из-за трансформатора, который обеспечивает многополосную работу.И да, вы должны установить 10-метровую дипольную антенну высотой 5 метров для минимизации потерь, высотой 10 метров для 20-метрового диполя и высотой 20 метров для 40-метрового диполя и т. Д. Самый популярный способ получить положительный коэффициент усиления по сравнению с диполем. состоит в том, чтобы установить балку на опору, где, как и диполь, луч также необходимо будет установить в свободном пространстве, чтобы минимизировать потери, но все же должен быть балансир для преобразования импеданса. Мы упоминали лестничную линию, и хотя она имеет меньшие потери, чем коаксиальный кабель (особенно для более длинных трасс), вам в конечном итоге понадобится тюнер / балун, чтобы преобразовать ее на 50 Ом, потому что это то, что требуется для ввода / вывода современной установки.А как насчет прямой вертикали, где, конечно, вам нужно иметь недвижимость для прохождения необходимых радиалов? Что ж, вертикали обычно подходят для DX, если вокруг них нет препятствий. Хотя вертикальная антенна традиционно более шумная, из-за чего она страдает от более высоких RFI (радиочастотных помех), которые могут скрыть слабый сигнал … и вы часто теряете большую часть возможностей NVIS, которые может обеспечить другая антенна.

Суть в том, что антенны, которые обеспечат вам лучшее качество многодиапазонных ВЧ вертикальных антенн, построены на основе базовых методов построения антенн, и будут работать.Но какую антенну выбрать? Alpha Antenna рекомендует подумать о выборе антенны, исходя из требований вашего диапазона, а также ваших физических потребностей и ограничений окружающей среды. Так что подумайте, какие производители антенн готовы ответить на ваш телефонный звонок, а также на электронную почту. Тогда помните, что мы здесь, чтобы помочь, если вам понадобится помощь в определении того, какая антенна подойдет вам лучше всего. Наконец, знайте, что мы доступны после покупки вашей антенной системы Alpha.
Итак! Если вам просто нужна антенна длиной 10–80 метров, которая довольно проста в плане ее установки и хорошо работает, то ProMaster вполне может стать для вас очевидным выбором.

Щелкните ЗДЕСЬ, чтобы получить дополнительные советы по использованию антенны Alpha ProMaster

Мы стремимся улучшить все наши антенны. Технические характеристики и описания могут быть изменены без предварительного уведомления.

Если у вас есть предложение по цене или по улучшению этого продукта, отправьте нам свой отзыв, нажав здесь.

Обзоры https://www.eham.net/reviews/view-product?id=10727

https://alphaantenna.com/

GAP — Вертикальная антенна — КВ антенны — Антенны

GAP — Несколько иная коротковолновая антенна …

GAP Вертикали это нечто другое …
идеальные антенны ??

Краткий экскурс в теорию вертикальных антенн:
Обычная вертикальная антенна состоит из вертикально установленного металлического стержня с фидером, нагруженным основанием, и определенного количества концентрических радиалов.Для обеспечения многодиапазонной работы ловушки вставляются в соответствующие места, которые эффективно регулируют (= сокращают) электрические размеры антенны до четверти длины волны

Пока все хорошо; а куда девается мощность радио?

Предположим, мы используем антенну, приподнятую на 8 м. На расстоянии 80 м эту антенну следует поднять на 20 м над землей, чтобы выполнить случай резонанса 1/4 λ. «Недостающие» 12 м заменяются ловушками. Теперь антенна электрически «слишком коротка», что приводит к сопротивлению антенны прибл.4 Ом. 4 Ом представляют собой виртуальное сопротивление, которое эффективно излучает радиочастотную энергию.
Сопротивление антенны, к сожалению, не единственное сопротивление в нашей антенной системе. Наиболее важным сопротивлением является так называемая потеря на землю. Потери земли зависят от характеристик почвы, а также от радиалов.
Если, например, для антенны используются три радиала, результирующее сопротивление заземления будет порядка 30 Ом. Наша антенная система теперь состоит из излучающей антенны с последовательным сопротивлением заземления 4 Ом и 30 Ом.Потеря грунта очень сильно нагреет окружающую почву! Всего в системе 34 Ом. Однако вклад в излучение антенны составляет всего 4 Ом! Таким образом, если радио подает 100 Вт в антенную систему, излучается только 12 Вт . Если сложить радиационные потери ловушек, необходимые для многополосной работы с 2 Ом, то эффективной излучаемой мощностью будет всего 11 ватт. Потери на землю вносят самый значительный вклад, помимо ловушек.

Решение этой проблемы: просто, просто используйте намного больше радиалов !!
Хорошо…. возьмите 1000 м провода и создайте 60 радиалов заземления: Это снизит сопротивление заземления с 30 Ом до 4 Ом; неплохо, но все же излучаемая мощность составляет всего 50 ватт, и предпринятые действия были масштабными!
И все же половина радиочастотной энергии греет землю!

Чтобы значительно улучшить эту ситуацию, необходимо использовать новую антенную технологию.

Антенны GAP поднимают точку питания. Преимущество конструкции с приподнятой точкой подачи:

• Устойчивость к радиации увеличивается с повышением точки питания.Если выбрана правильная высота, сопротивление излучения будет 50 Ом, что идеально подходит для фидерной линии.
• Поднятие точки питания также практически исключило потери на землю. Антенна GAP имеет сопротивление антенны 50 Ом и потери на землю 5 Ом. Эта эффективность около 90% создает антенну с очень небольшими потерями; если мы возьмем приведенный выше пример, будет излучаться 90 Вт из 100 Вт на входе. Горячая точка, обозначающая максимальный ток антенны, теперь расположена близко к центральной части антенны, а не близко к земле.Результат: РЧ излучается, а не используется для обогрева земли.
• Результирующее усиление антенны при малых углах взлета увеличивается.

Антенны GAP обладают высоким КПД:

• без потерь на землю
• без потерь в ловушках и трансформаторах
• антенна по всей длине способствует высокочастотному излучению. Захваченные антенны вносят вклад в излучение в более высоких диапазонах только частью своей механической длины.

В антенне GAP нет ловушек, катушек или трансформатора.

Вот пять причин избегать ловушек:

• при неправильной установке ловушки могут впитывать воду
• катушечная часть ловушки изменяет свое значение в зависимости от температуры, изменяя рабочую частоту антенны.
• ловушка — конденсатор катушки, работающий при высоком напряжении; высокое напряжение во влажной среде склонно к возникновению дуги и саморазрушению.
• для эффективной работы ловушка должна иметь высокий Q; высокий Q приведет к узкой полосе частот и ограничит ширину полосы частот антенн.
• наконец, как всем известно, ловушки лохи; они крадут мощность передатчика.

Антенны GAP не требуют настройки.

Вам абсолютно не на что настраиваться …. На самом деле, поездка за поездкой для перенастройки антенны на крыше или на мачте поднимает вам уровень разочарования и вы можете потерять «хладнокровие»… Все антенны GAP поставляются с заводскими настройками полностью электронно.

Антенны GAP имеют широкую полосу пропускания.
За некоторыми исключениями, антенны GAP покрывают все радиолюбительские диапазоны с КСВ <2: 1.

Тихо — пожалуйста.

Шум — нежелательный спутник вертикальных частот, особенно на низких частотах. Все вертикальные антенны GAP — это «тихие» антенны, в первую очередь из-за гибкой фидерной линии и использования противовеса. Антенны GAP исключают развертывание тысяч футов радиальных проводов «параллельно» линиям электропередач переменного тока, которые передают шум от линий электропередачи.

Антенны GAP легко устанавливаются.

Просто вкрутите гайки и болт в предварительно просверленные отверстия с помощью прилагаемого инструмента!

Антенны GAP рассчитаны на срок службы

Вам должны быть важны всепогодные характеристики. Простота и минимальное количество деталей — ключевые элементы надежности. Рассмотрим элементы антенны GAP — алюминиевые трубки и коаксиал.