Эффективная_антенна_на_145_мгц

Эффективная_антенна_на_145_мгц

Эффективная антенна на 145 мгц

Мне понадобилась простая антенна, с хорошими характеристиками для работы на 145МГц из дома, когда нет возможности установить антенну на крыше, из автомобиля на стоянке, в походе. Перебрав разные конструкции, я остановился на двух элементной антенне. Несмотря на простоту (я бы даже сказал: банальность) конструкции, у неё много приемуществ, а простота изготовления, позволяет назвать её ‘конструкцией выходного дня’.

На фотографиях вы видите, как эта антенна установлена у меня на балконе. Конструкция получилась крепкой, дождь и сильный ветер ей не страшны. До этого, на балконе стояло несколько разных антенн: зигзаг без рефлектора, фирменные A-100 и A-200, но именно эта конструцию доказала свою эффективность, поэтому остальные антенны я убрал, за ненадобностью.

При установке на крыше, 2эл. на 145МГц не прогрывают коллинеарной антенне 3×5/8, я проверял A-1000 длиной 5метров. При тестировании, на расстоянии 50км, сигнал от A-1000 и 2х элементной антенны был одинаковым. Так и должно быть потому что, A-1000 имеет реальное усиление примерно 4дб, а описанная здесь 2х эл. антенна 4.8дб. Она всегда выигрывала у любых автомобильных антенн типа: 1/4, 1/2, 5/8, 6/8, 2×5/8. Если две такие антенны сфазировать вместе, они уверенно выигрывают у A-1000. Проверьте сами и убедитесь в этом.

Рассмотрим конструкцию, она очень простая (хотя возможно и не красива внешне, я ее сделал за 20 минут) и состоит из рефлектора длиной 1002мм и разрезного вибратора длиной 972мм (разрыв для кабеля 10мм). Расстояние между рефлектором и активным элементом, примерно 204 — 210мм. Сами элементы выполнены из 4мм проволоки в изоляции. Если у вас провод будет другой, нужно скорректровать размеры. Места пайки, залепите сырой резиной, чтобы влага не попадала. КСВ от 144 до 146МГц, примерно 1.0 — 1.1, измерения проводились прибором SWR-121.

Входное сопротивление антенны 12.5ом, для оптимального согласования с кабелем 50ом, я использовал трансформатор сделанный из двух кусков пятидесятиомного кабеля. Они должны иметь одинаковую длину по 37 — 44см (при настройке подберите точнее) каждый. Оба куска кабеля, нужно прижать друг к другу по всей длине. Вот собственно и все.

Рекомендую эту антенну всем, вместо штырей, зигзагов, фирменных коллинеарных антенн и прочей гадости, на которых пишут явно завышенное усиление!

Если сравнивать её с двумя квадратами, то при примерно равном усилении, на два квадрата вам понадобится 4 метра проволоки, а на эту антенну только два. Для двух квадратов, нужна будет более крепкая палка, потому что они будут заметно тяжелее. Разница в усилении составляет 0.3 дб, что совсем несущественно при реальных QSO, зато подавление по бокам и сзади у 2ел. антенны значительно меньше и это тоже плюс, нам ведь нужна круговая диаграмма направленности. Антенну легко смоделировать в MMANA и проверить ее характеристики, здесь лежит готовый ММА файл.

Вариант с большим усилением

Многие спрашивают, как еще более поднять усиление описанной антенны и при этом сохранить широкий лепесток. Веть при добавлении элементов, будет не только расти усиление, но и сильно сужаться лепесток. Все очень просто, нужно сфазировать несколько однотипных антенн. На рисунке показано как это сделать. Проще всего сфазировать 2 или 4 антенны, разносить их нужно только по вертикали, потому что, горизонтальный разнос, также сузит главный лепесток. Поскольку описанная антенна обладает слабой направленностью, вы получите антенну с больщим усилением и практически круговой диаграммой.

Еще один важный плюс соединения нескольких однотипных антенн, это улучшение качества приема мобильных станций, находящихся в движении. Да, да, на эту простую конструкцию мобильные станции будут приниматься значительно лучше чем на различные фирменные штыри длиной 5 — 7 метров (типа А-1000, 3×5/8 и др.).

Также рекомендую ставить такие антенны в городах которые окружены со всех сторон горами. Теперь многочисленные ‘отраженки’, возникающие в таких местах, будут работать на вас. В таких условиях 2 х 2 реально будет выигрывать у ‘солидных’ многоэлементных антенн. Реальное усиление конструкции из двух антенн, примерно 7.3дб. Но учтите, что принимать она будет лучше чем одиночная антенна с реальным усилением 8-10дб. Четыре сфазированные антенны, будут иметь усиление 12.3дб, при этом направленность будет практически круговой! Никакая одиночная антенна не сможет тягаться с ней!

Через некоторое время, был сделан разборный вариант антенны, для походов и экспедиций. Испытания в полевых условиях, подтвердили хорошую её эффективность, она не уступает коллинеарным антеннам длиной 3 — 5 метров (2×5/8 или 3×5/8) при дальности до 50км и выигрывает у них на дистанциях от 90км и более. На фотографии, показан походный вариант антенны, в разобранном виде. Для сборки антенны, требуется 30 секунд. В качестве бума, используется водопроводная пластиковая труба, длиной 510мм и диаметром 21мм. Размеры элементов, были немного скорректированы, потому что использовалась другая проволока. Для такой маленькой антенны, всегда найдется место в вашем рюкзаке, да и на больших высотах, в горах, вам не придется прикладывать чрезмерные усилия для ее удержания (кто был на 4000 и выше, знает о чем я говорю). Весь кабель и трансформатор находятся внутри пластиковой трубы, это защищает их от случайных обрывов и влаги. Антенну можно ремонтировать прямо в походе, погнутые элементы достаточно выпрямить рукой. Хотя делать этого не приходилось, потому что там и ломаться то нечему.

Вариант 50-омной антенны

По просьбам ‘лентяев’, которые не хотели делать трансформатор, я расчитал антенну с сопротивлением 50ом, для непосредственного соединения с кабелем идущим к радиостанции. Внешний вид остался прежним. Кабель подключается к активному элементу напрямую, для улучшения симметрирования, рекомендую сделать один виток вокруг ферритового кольца, как можно ближе к месту пайки. Усиление, этого варианта антенны, несколько меньше и составляет приблизительно 4.3дбд. Размеры даны для проволоки диаметром 4мм, если у вас другой материал, нужно скорректировать размеры. Расстояние между рефлектором и активным элементом, нужно подобрать точнее, в пределах 415 — 440мм, до получения минимального КСВ.

Отзывы об антенне

RZ6HON сообщает, что сделал конструкцию и установил ее, у себя на балконе, вместо автомобильного штыря. Слышимость станций на расстояии 20 — 40км заметно улучшилась. Общее впечатление — положительное. Штырь демонтирован и убран в дальний угол.

RW6HQN констатирует, что после установки 2ел антенны, связь из Пятигорска с Кисловодском стала значительно лучше, до этого работала A-1000, установленная на крыше.

В Пятигорском радиоклубе RZ6HXA установлена аналогичная антенна, она работает лучше чем стоящая рядом самодельная Super-J.

Станция UE6GGG работала с горы Большое Седло (высота 1409м), на эту антенну и штырь 5/8. 2-х элементная антенна давала неоспоримое приемущество, с портативки мощностью 5Вт, легко удавались связи в радиусе 200км.

Антенна диапазона 145 МГц на подоконнике

Предлагаемая двухэлементная антенна Уда-Яги с расстоянием между элементами менее 0,1 длины волны (рис. 1) интересна тем, что при малых габаритах и простоте конструкции её коэффициент усиления достигает 7 dB относительно изотропного излучателя. Благодаря взаимному влиянию активного вибратора и рефлектора ток в активном вибраторе возрос примерно в четыре раза по сравнению с одиночным вибратором, в результате чего его входное сопротивление уменьшилось во столько же раз. Поля, излучённые этими элементами, в одном направлении складываются, а в противоположном вычитаются. На рис. 2 показана диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости и приведены её параметры, рассчитанные в программе MMANA-GAL.

Рис. 1. Двухэлементная антенна Уда-Яги

Рис. 2. Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости и её параметры

Моделируя антенну в этой программе, после оптимизации на максимум усиления я получил её входное сопротивление 17 Ом, согласовать с которым стандартный кабель, имеющий волновое сопротивление 50 Ом, проблематично. Поэтому пришлось, потеряв два процента коэффициента усиления, понизить входное сопротивление до 12,5 Ом путём уменьшения расстояния между элементами. Теперь согласующим элементом служат два четвертьволновых отрезка 50-омного коаксиального кабеля, соединённых параллельно.

Не забывайте, что электромагнитное поле в заполненном диэлектриком кабеле распространяется медленнее, чем в воздухе. Поэтому геометрическая длина четвертьволнового отрезка кабеля равна четверти длины волны в свободном пространстве, умноженной на коэффициент укорочения. Для кабеля со сплошной полиэтиленовой изоляцией он равен 0,66.

Важный момент в конструировании антенны — выбор материала для вибратора и рефлектора. Если использовать медную проволоку диаметром 2..2,5 мм, антенну погубит скин-эффект. Дело в том, что на частоте 145 МГц ток течёт только в приповерхностном слое проводника глубиной около 5 мкм в меди и 6 мкм в алюминии. Поскольку с глубиной ток спадает по экспоненте, точной нижней границы этот так называемый скин-слой не имеет. Но в центральной части сечения проводника ток практически отсутствует, поэтому высокочастотные проводящие элементы нередко делают из металлических труб. Увеличение диаметра трубы увеличивает площадь поверхности, по которой течёт ВЧ-ток, следовательно, уменьшает активное сопротивление такому току.

В предлагаемой антенне вибратор и рефлектор выполнены из металлопластиковой трубы MARTEXWELL с внешним диаметром по пластиковому покрытию 16 мм. Диаметр алюминиевой трубы-основы — 14 мм, что и было заложено в модель антенны, созданную в программе MMANA-GAL. Как и предполагалось, внешнее диэлектрическое покрытие проявило себя как замедляющая структура, поэтому и вибратор, и рефлектор пришлось укоротить на 3 %.

Есть ещё один важный для нормальной работы антенны момент — обеспечение небольшого, но свободного пространства вокруг неё. Это пространство называют ближней зоной антенны. Она тоже не имеет чёткой границы. Считается, что эта зона заканчивается на расстоянии D2/X (иногда 2D2A) от антенны, где D — наибольший размер антенны, Я — рабочая длина волны. Для диапазона 145 МГц это расстояние — 0,5. 1 м. Предметы, находящиеся в ближней зоне, не только уменьшают КПД антенны, поглощая часть излучённой ею энергии, но и искажают её диаграмму направленности. Под их влиянием изменяется также входное сопротивление антенны, следовательно, ухудшается КСВ в питающем её кабеле.

При использовании алюминиевой трубы диаметром 14 мм и без покрытия размеры предлагаемой антенны следующие:

Длина активного вибратора, мм . 945

Зазор между половинами активного вибратора, мм . 10

Длина рефлектора, мм. 997

Расстояние между элементами, мм. 188

Если применить металлопластиковую трубу MARTEXWELL диаметром по алюминию 14 мм, длину активного вибратора нужно уменьшить до 916 мм, а длину рефлектора — до 967 мм. Рекомендую в этом случае делать элементы антенны с запасом по длине на 5. 10 мм, а затем, понемногу обрезая их концы, настроить антенну по минимуму КСВ на нужной частоте. Это рекомендация на всякий случай, если будет изменён материал или толщина покрытия металлопластиковой трубы.

Последняя рекомендация касается подключения кабеля к вибратору. Внешнее пластиковое покрытие на конце трубы, к которому предстоит подключить кабель, удалите ножом на длине 10 мм. Внутрь трубы вставьте пробку, а снаружи наденьте на неё хомут из белой жести и стяните его винтом М3 с гайкой. Как показывает практика, контакт алюминий-олово на открытом воздухе надёжен и долговечен. Припаять два кабеля к жестяным хомутам уже не составит труда. Небольшие трудности могут возникнуть при соединении основного кабеля с согласующим элементом из двух отрезков кабеля. Если просто спаять их центральные проводники и их оплётки, оставив всё на открытом воздухе, в фидерную линию будет внесена неоднородность, поэтому бегущая в кабеле волна частично отразится от места соединения.

Чтобы избежать этого, спаяв центральные проводники кабелей, обмотайте место пайки узкой липкой лентой, пока толщина намотки не сравняется с толщиной внутренней изоляции кабелей. Далее оберните сделанную изоляцию тонкой медной фольгой и припаяйте к ней сверху оплётки всех кабелей — не менее двух мест пайки каждой оплётки, одна напротив другой. Этим потери будут минимизированы. Окончательно обмотайте всё с натягом липкой или изоляционной лентой. Желательно зафиксировать эту конструкцию, подложив под неё полоску алюминия и примотав её к месту соединения.

Антенна собрана на плексигласовой траверсе и укреплена на подставке из пластиковой трубы, используемой для прокладки кабелей. Вся конструкция — разборная. Плексигласовую консоль, поддерживающую кабель, можно опустить вниз. Сложенная антенна помещается в багажнике автомобиля, а при выезде на природу её можно поднять на мачту. Выражаю надежду, что изложенный материал пригодится радиолюбителям при изготовлении и настройке антенно-фидерного хозяйства.

Автор: ГеннадийЛАЗУТИН (RW4AU), г. Волжский Волгоградской обл.

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Изготовление антенны GP на 145 МГц

И так, появилась экстренная необходимость в антенне с круговой диаграммой направленности. В принципе у меня есть четвертьволновой диполь сделанный в виде монолитного штыря. Но он мне показался несколько не соответствующим моим запросам, так как мне нужен был вариант который можно просто насадить на штангу, а диполь себя плохо повёл в конструкции когда заземляющая часть трубки находится рядом с посторонними металическими предметами. По этому было решено делать GP (ground plane). Для сравнения, штыревой вариант выглядит вот так.

И так, для изготовления этой антенны я планировал использовать алюминиевые трубки толщиной 8 мм, но оказалось, что трубки из Леруа Мерлен изготовлены из странного алюминиевого сплава, который не паялся ни одним из имеющихся флюсов. Даже специальный припой для лужения алюминиевых сплавов не смог справиться с этими трубками. Снятие окислов в безвоздушной среде тоже не помогло. Можно было попробовать воспользоваться сваркой в среде аргона, но такой возможности у меня небыло. По этому центральный штырь было решено делать из латуни.

Основа всей конструкции — это разъём SO-239 для крепления на корпус оборудования и проходные колодки для провода толщиной 2 мм.

Одним из крайних концов фиксируем проходные соеденители к корпусу разъёма SO-239.

Выравниваем все проходные соединители так чтобы они были параллельны.

Получается так, что снизу разъёму ничто не мешает прикручиваться к кабелю и имеется доступ к винтам для фиксации противовесов.

Верхняя часть соеденителей оказывается на уровне выхода центральной жилы. Убеждаемся, что винты прикручены намертво и после этого припаиваем их к основанию. Если используется активный флюс, то обязательно следует промыть всю деталь в тёплой воде с мылом. Так как активный флюс очень агресивен и он постепенно окислит те места куда он попал.

Далее отрезаем латунную трубку и припаиваем её к центральной жиле разъёма. Для пайки втулки необходимо сначала набрать припой внутрь трубки и расплавить его там прижав паяльник к основанию трубки. Потом необходимо быстро насадить трубку на контакт центральной жилы. За счёт поверхностного натяжения, контакт разъёма втянет в себя часть припоя и получится очень хороший контакт. Необходимо чтобы вся эта операция была молниеносной и точной. Так как разобрать подобную конструкцию не повредив полиэтилен или контакт — очень сложно.

Далее запаивается верхний конец антенны, для того, чтобы туда не попадала вода и прочие атмосферные осадки. Вода попавшая в полотно антенны может его разорвать зимой.

Далее в соеденители были воткнуты противовесы и зажаты винтами. Угол противовесов должен составлять 45 градусов по отношению к горизонту. Если необходимо получить волновое сопротивление не 50 Ом, а 75 Ом, то противовесы должны быть параллельны горизонту. Если невозможно загнуть противовесы вниз, то можно изготовить трансформатор из нескольких кусочков коаксиального кабеля. Но лучше не маяться дурью и загнуть противовесы к земле.

На текущий момент этого достаточно для работы. Но после того как всё будет готово необходимо протестировать антенку и подобрать нужный КСВ. Для подгонки КСВ необходимо подрезать штырь и противовесы. Чем выше частота тем они короче. Писать размеры слегка не корректно, так как всё зависит от диаметра используемых материалов и материала как такового.

Вот так выглядит мой паучёк поставленный на ноги, то есть на противовесы.

Осталось дело за малым — проверить антенну в боевых условиях.

Комментарии

Включите JavaScript для комментирования.

Этот сайт использует файлы cookies, чтобы упростить вашу навигацию по сайту, предлагать только интересную информацию и упростить заполнение форм. Я предполагаю, что, если вы продолжаете использовать мой сайт, то вы согласны с использованием мной файлов cookies. Вы в любое время можете удалить и/или запретить их использование изменив настройки своего интернет-браузера.

Ссылка на основную публикацию
Энергосбытовая_организация_и_гарантирующий_поставщик
Калужская сбытовая компания Гарантирующий поставщик Энергосбытовая компания - гарантирующий поставщик Гарантирующий поставщик – это участник оптового и розничных рынков электрической...
Электрод_по_чугуну_цена
Электроды по чугуну по штучно в Москве Электроды по чугуну ЦЧ-4 3мм,1кг Электроды для аргонодуговой сварки ABICOR BINZEL Е3 2мм...
Электродный_котел_эко_отзывы
Выбираем электродные котлы для отопления частного дома: отзывы владельцев При рассмотрении самых различных вариантов отопительной системы для частного дома, большая...
Энерготехснаб_иваново_официальный_сайт_каталог_цены
Лампы Иваново Адрес: г. Иваново, ул. Почтовая, д.48 Тел.: (4932) 41-24-50, 41-75-56, 30-41-78 Офис и Склад: г. Иваново, ул. Бубнова,...
Adblock detector