Что представляет собой антенна G5RV. Как менялась ее конструкция с момента создания. Какие модификации G5RV существуют. Каковы преимущества и недостатки этой антенны. Как правильно изготовить и настроить G5RV своими руками.
История создания антенны G5RV
Антенна G5RV имеет долгую и интересную историю. Ее прототип был впервые описан в 1935 году в журнале «Signal Magazine». Авторами оригинальной конструкции были Art Collins (ex. W9CXX) и L.M.Groft. Эта ранняя версия представляла собой массивную антенну из алюминиевых трубок с плечами по 15,69 м и линией передачи длиной 25,4 м с волновым сопротивлением 300 Ом.
Однако настоящую популярность антенна G5RV получила благодаря британскому радиолюбителю Луису Варни (позывной G5RV), который в начале 1950-х годов модифицировал и усовершенствовал оригинальную конструкцию. Свой вариант антенны Варни впервые описал в июльском номере «RSGB Bulletin» за 1958 год.
Особенности конструкции классической G5RV
Классическая антенна G5RV, предложенная Луисом Варни, имеет следующие ключевые особенности:
- Два горизонтальных плеча по 15,54 м каждое
- Открытая двухпроводная линия передачи длиной около 10,36 м
- Общая длина антенны около 31 м
- Работает в диапазонах от 80 до 10 м
- Требует симметричного антенного тюнера
Главная идея Варни заключалась в том, что отрезок симметричной линии служит не только для питания антенны, но и является согласующей частью. Это позволило создать компактную многодиапазонную антенну с хорошими характеристиками.
Модификации и варианты исполнения G5RV
За годы существования антенны G5RV было предложено множество ее модификаций. Некоторые из наиболее популярных вариантов:
1. Укороченная G5RV
Имеет уменьшенные размеры и работает только на ВЧ-диапазонах. Общая длина антенны около 15,55 м, длина двухпроводной линии — 4,88 м. Такой вариант выпускается фирмой MFJ под маркой MFJ-1778M.
2. G5RV с коаксиальным кабелем
В этой модификации часть открытого фидера заменена на коаксиальный кабель. Используется обычный Т-образный антенный тюнер. Такой вариант проще в исполнении, но имеет худшие характеристики по сравнению с классической конструкцией.
3. Антенна ZS6BKW
Разработана Брайаном Остином (ZS6BKW) в середине 1980-х годов. Имеет оптимизированные с помощью компьютерного моделирования размеры для работы без согласующего устройства на максимальном количестве диапазонов. Длина полотна немного короче, а симметричной линии — длиннее, чем у оригинальной G5RV.
Преимущества и недостатки антенны G5RV
Антенна G5RV получила широкое распространение среди радиолюбителей благодаря ряду преимуществ:
- Многодиапазонность (работа от 80 до 10 м)
- Относительная простота изготовления
- Компактность по сравнению с полноразмерными антеннами
- Низкий угол излучения на некоторых диапазонах
- Хорошие показатели при правильном исполнении
Однако у G5RV есть и определенные недостатки:
- Необходимость использования антенного тюнера на большинстве диапазонов
- Критичность к длине элементов
- Возможные проблемы с согласованием при неправильном исполнении
- Худшие характеристики по сравнению со специализированными однодиапазонными антеннами
Изготовление антенны G5RV своими руками
Для самостоятельного изготовления классической G5RV потребуются следующие материалы:
- Медный провод или антенный канатик диаметром 2,5-3 мм для горизонтальных плеч
- Провод диаметром 1,6-1,8 мм для открытого фидера
- Изоляторы для крепления плеч и разделения проводов фидера
- Коаксиальный кабель для подключения к трансиверу
Процесс изготовления включает следующие основные этапы:
- Отмерить и отрезать два куска провода по 15,54 м для горизонтальных плеч
- Подготовить открытый фидер длиной 10,36 м из двух параллельных проводов
- Закрепить плечи на изоляторах и соединить их с фидером
- Установить распорки на фидере через каждые 10-15 см
- Подключить нижний конец фидера к антенному тюнеру или трансиверу через коаксиальный кабель
Настройка и оптимизация работы G5RV
Правильная настройка играет ключевую роль в эффективной работе антенны G5RV. Вот несколько важных рекомендаций:
- При настройке следует изменять только длину горизонтальных плеч, не трогая длину фидера
- Использование антенного анализатора значительно упрощает процесс настройки
- На большинстве диапазонов потребуется применение антенного тюнера
- Желательно поднять антенну как можно выше над землей
- Расположение в виде перевернутой V («Inverted Vee») может улучшить характеристики на некоторых диапазонах
Важно помнить, что G5RV — это компромиссная конструкция. Не стоит ожидать от нее таких же характеристик, как у специализированных однодиапазонных антенн.
Применение балуна в антенне G5RV
Вопрос использования балуна (симметрирующего устройства) в конструкции G5RV вызывает споры среди радиолюбителей. Давайте разберемся, нужен ли балун в этой антенне?
Аргументы за использование балуна:
- Предотвращает затекание высокочастотных токов на оплетку коаксиального кабеля
- Улучшает симметрию антенны
- Может снизить уровень помех
Аргументы против использования балуна:
- Сам изобретатель антенны, Луис Варни, считал применение балуна нецелесообразным
- Многочисленные тесты показали отсутствие существенной разницы в работе антенны с балуном и без него
- Усложняет конструкцию и может внести дополнительные потери
В итоге, решение об использовании балуна остается за радиолюбителем. Многие коммерческие варианты G5RV поставляются без балуна, но его добавление может быть оправдано в некоторых ситуациях, особенно при наличии проблем с помехами.
Сравнение G5RV с другими многодиапазонными антеннами
Антенна G5RV часто сравнивается с другими популярными многодиапазонными конструкциями. Рассмотрим ее основные отличия от некоторых альтернатив:
G5RV vs диполь с трапами
- G5RV проще в изготовлении и не требует настройки трапов
- Диполь с трапами может иметь лучшее согласование на отдельных диапазонах
- G5RV обычно имеет большую полосу пропускания
G5RV vs W3DZZ
- W3DZZ имеет меньшие размеры
- G5RV обеспечивает работу на большем количестве диапазонов
- W3DZZ проще в настройке на основных диапазонах
G5RV vs диполь «Американка»
- «Американка» имеет большие размеры
- G5RV обычно показывает лучшие результаты на высоких диапазонах
- «Американка» может иметь преимущество на низких диапазонах
Выбор между этими антеннами зависит от конкретных условий установки, предпочитаемых диапазонов работы и личных предпочтений радиолюбителя.
Проволочная антенна G5RV. История создания. | RUQRZ.COM
Антенна G5RV
История этой антенны началась в далеком 1935 году, когда в декабрьском выпуске «SIGNAL MAGAZINE» была опубликована статья, авторами которой были Art Collins (ex. W9CXX) и L.M.Groft. Антенна представляла собой тяжелую конструкцию, выполненную из алюминиевой трубки. Длина каждого плеча была 15 м 69 см. Линия передачи, также выполненная нз трубки, имела длину 25,4 м, а волновое сопротивление линии было равно 300 Ом. Усиление — 1 дБ по отношению к полуволновому диполю. Антенна предназначалась для работы в диапазонах 80, 40, 20 м. В начале 50-х годов эта антенна вновь появилась в Англии и в модифицированном виде была представлена радиолюбителем R.L. Vamey G5RV.
Следует отметить, что в таком исполнении G5RV имеет наилучшне показатели, т.к. открытый (симметричный) фидер имеет высокие характеристики и минимум потерь. Антенна выполняется из медного провода или антенного канатика диаметром 2.5…3 мм, а открытый фидер — из такого же материала, но диаметр составляет 1,6… 1,8 мм. Существует еще несколько модификаций антенны G5RV, к которым сам R.L.Varney G5RV никакого отношения не имеет. Однако в свое время он выделил одну из них (рис. ниже).
Вариант антенны предложеный самим G5RV
Это компромиссный вариант антенны с использованием коаксиального фидера и обычного Т-образного тюнера. ВЧ-дроссель и линия передачи выполнены из коаксиального кабеля 75 Ом. Намотка дросселя — виток к витку, 10 витков на оправке 150 мм. В случае применения кабеля 50 Ом линия передачи открытого типа должна быть с волновым сопротивлением 300 Ом, а длина ее — 9 м. Можно применить линию типа КАТВ, где Rволн= 300 Ом, хотя ее характеристики резко ухудшаются при воздействии влаги.
Лучше изготовить открытый фидер самому:
Воздушная линия для питания антенны
Расстояние между проводниками определяют пользуясь таблицей 1.
Расчет линии питания
S=K*d, где:
S-расстоянне между центрами проводов,
К — коэффициент,
d — диаметр провода
Необходимо отметить, что это компромиссная много диапазонная антенная система, состоящая из самого излучателя, линии передачи и Т-образного антенного тюнера, по входу которого всегда КСВ = 1, но в самой линии передачи присутствуют определенные значения КСВ. Тем не менее, передатчик работает на согласованную нагрузку и имеет высокий КПД. Значения КСВ в линии передачи определяют КПД самой антенной системы (вспомним, что это компромиссная антенна). Если не удается получить КСВ = 1 по входу антенного тюнера, следует проверить правильность работы КСВ-метра или откалибровать П-контур трансивера либо усилителя мощности на эквиваленте антенны = 50 или 75 Ом.
Обратимся к табл.2 — «Значення КСВ в линии передачи антенны G5RV», которую вывел Bill Огг (W6SAI), известный разработчик антенн и автор калифорнийского «HANDBOOK» (радиоежегодника).
Зависимость КСВ
Несмотря на определенные значения КСВ внутри антенной системы, W6SAI остался доволен работой G5RV в целом. Антенна G5RV может быть расположена как обычный диполь параллельно земле, как «Sloper» (под наклоном) или как «Inverted Vee». Обычно ее устанавливают как «Inverted Vee». В случае применения металлической мачты открытый фидер располагают не ближе 40 см от нее. Эта часть линии передачи располагается вертикально. Все это сказывается на значениях КСВ в линии. В диапазоне 160 м можно использовать эту антенну, но для этого линию передачи закорачивают в точке подключения к согласующему устройству, образуя Т-образную антенну. В этом случае необходимо иметь хорошее заземление.
Настройка производится также по минимуму КСВ по входу антенного тюнера. Тех, кто наберется терпения и изготовит симметричный (балансный) антенный тюнер, ждет успех использования антенны G5RV, запитанной 450-омным двухпроводным фидером длиной 25,6 м, однако использование варианта антенны с коаксиальным кабелем и Т-образным антенным тюнером дает весьма хорошие результаты по сравнению с другими простыми антеннами.
Что еще почитать по теме:
www.ruqrz.com
G5RV, частично с открытым фидером и далее с коаксиальным кабелем и обычным Т-образным антенным тюнером это антенна бедного радиолюбителя. На отдельных диапазонах в фидере SWR=3. Для открытой линии это брызги, а для коаксиального кабеля плохо. Известно, что антенный тюнер не оказывает никакого воздействия на КСВ в линии передачи.Применял такой вариант антенны лет 8 — примитивная, компромисная антенна. Настоящая антенна G5RV это совершенно другая антенна. Существует два ее варианта — укороченная и полноразмерная. Укороченная работает только на ВЧ-диапазонах. Полноразмерная — от 80-ки до 10-ки и имеет два плеча по 15,54 м. Фидер — полностью симметричный. Антенный тюнер — СИММЕТРИЧНОГО типа.
Неплохой вариант компактной (общая длина — 15,55м, двухпроводная линия — 4,88м) дачной многодиапазонной антенны G5RV, где 1ft = 30,48см. Выпускается фирмой MFJ под маркой MFJ-1778M.
или вариант совмещающий 80 метровый диапазон (но он уже в два раза длинее…), работающий, по информации фирмы MFJ и на 160 метрах, как вертикальный излучатель с ёмкостной нагрузкой, но требующий систему противовесов: Сопротивление воздушной двухпроводной линии от 200 до 600 Ом рассчитывается по формуле: Хотя, я бы не очень доверял формуле и таблице, так как рассчитанные по формуле данные не совпадают с табличными. Например, при диаметре провода 1 мм и расстоянии между проводами 20 мм по формуле получается сопротивление воздушной линии — 359 Ом, в таблице — 450!
Дополнительно, из Ротхамеля, здесь, при том же соотношении (1 мм/20 мм), получается 440 Ом:
Ниже описывается предложенный G5RV вседиапазонный диполь с автоматической перестройкой, который за последнее время получил распостранение, особенно у коротковолновиков скандинавских стран. Конструкция и размеры описываемой антенны показаны на рисунке. |
rn6llv.ucoz.ru
Антенна G5RV. — 16 Июля 2010
Неплохой вариант компактной (общая длина — 15,55м, двухпроводная линия — 4,88м) дачной многодиапазонной антенны G5RV, где 1ft = 30,48см.
Выпускается фирмой MFJ под маркой MFJ-1778M.
или вариант совмещающий 80 метровый диапазон (но он уже в два раза длинее…), работающий, по информации фирмы MFJ и на 160 метрах, как вертикальный излучатель с ёмкостной нагрузкой, но требующий систему противовесов:
Сопротивление воздушной двухпроводной линии от 200 до 600 Ом рассчитывается по формуле:
Хотя, я бы не очень доверял формуле и таблице, так как рассчитанные по формуле данные не совпадают с табличными. Например, при диаметре провода 1 мм и расстоянии между проводами 20 мм по формуле получается сопротивление воздушной линии — 359 Ом, в таблице — 450!
Требуется уточнение.
Позднее найден график, здесь, при том же соотношении расстояния между проводами линии и диаметром провода, получаем 425 Ом:
Дополнительно, из Ротхамеля, здесь, при том же соотношении (1 мм/20 мм), получается 440 Ом:
======================================================
Для открытой линии изготовил такие изоляционные распорки, нарезав упаковочную ленту ножницами и пробив дыроколом отвестия по их краям:
Ну, а дальше — дело техники. Натягиваем параллельно два провода будущей линии, по одной накладываем на них полученные изоляционные распорки через каждые 10…15 см и прикручиваем их к проводам линии кроcсировочным проводом. Использование капроновых стяжек, для этой цели — не рекомендуется, так как они не долго служат на открытом воздухе. Боятся ультрафиолета и низких температур.
В результате получилось так:
yl2gl.ucoz.net
Антенна G5RV — Радионаблюдатель (SWL)
Луис Варни (G5RV) впервые описал свою конструкцию антенны в июльском номере “RSGB Bulletin” за 1958 год. Ключевая идея состоит в том, что отрезок симметричной линии является не только снижением, но и согласующей частью антенны.
Сам Луис Варни по-разному описывал свою антенну, поэтому встречаются различные варианты питания этой антенны.
Это одна из самых популярный радиолюбительских антенн. Кроме многодиапазонности эта антенна имеет ряд свойств, которые делают её привлекательной для начинающего радиолюбителя:
1. Эта проволочная антенна достаточно проста в изготовлении. Промышленный симметричный фидер можно с успехом заменить самодельным на распорках.
2. На некоторых диапазонах нет необходимости использовать согласующее устройство (антенный тюнер).
3. На некоторых диапазонах угол излучения более низкий, чем у диполя.
Диаграмма направленности антенны G5RV в вертикальной плоскости
Справедливости ради надо сказать, что сейчас радиолюбители чаще применяют не G5RV, а его модернизированную версию – антенну ZS6BKW.
Антенна ZS6BKW
В середине 1980-х годов, Брайан Остин (ZS6BKW) провел компьютерный анализ этой антенной системы. Он стремился рассчитать оптимальные размеры антенны, чтобы при максимальном количестве диапазонов, получить минимальный КСВ без использования согласующего устройства на фидере 50 Ом.
В результате, получилась антенна, внешне аналогичная G5RV, но с другими размерами полотна (немного короче) и симметричной линии (немного длиннее).
Антенна ZS6BKW
Антенна ZS6BKW может работать без согласующего устройства на 40, 20, 17, 12 и 10 м. Для работы на 6, 15, 30 и 80 метрах необходим антенный тюнер, который подключают к нижнему концу симметричной линии.
При настройке этих антенн рекомендуется изменять длину только полотна, длину снижения изменять не рекомендуется.
Так как мы имеем дело с соединением симметричной линии с несимметричным кабелем, то многие рекомендуют включить запорный дроссель (токовый балун), дабы отсечь паразитные токи на оплетке 50-омного кабеля. Однако большинство коммерческих вариантов его не имеют. Да и сам изобретатель позже считал применение балуна нецелесообразным. Дело в том, что многочисленные тесты показали, что нет особой разницы в работе антенны с балуном и без.
С точки зрения физики, в нижнем конце открытой двухпроводной линии должно быть подключено регулируемое согласующее устройство (антенный тюнер). В этом случае это будет классическая антенна “Dublet”.
swl.net.ru
