Коллинеарная антенна своими руками

Обновлено: 07.07.2024

Антенну можно выполнить без особых затрат она проста в изготовлении и практична. Антенна может быть выполнена из коаксиального кабеля. Для защиты от атмосферных осадков используют отрезок водопроводной трубы.

Данный тип антенных с может обеспечить теоретическое усиление не менее чем на 3 дБ большее по сравнению с четвертьволновым вертикалом. Она не нуждается в противовесах для своей работы и обеспечивает прижатую диаграмму направленности к горизонту. Описании антенны можно найти так же во многих изданиях.

7. При настройки антенны данного типа на частоту 145 МГц необходимо укоротить верхнюю секцию, если выше, то удлинить ее. Конечно,

Крепление антенны и место установки может быть разнообразной на сторону от здания с помощью деревянных реек. Антенна может выдержать значительные подводимые к ней мощности до 100 и более ватт и может быть использована совместно как со стационарными так и с переносными УКВ -радиостанциями. Использование такой антенной совместно с маломощными носимыми радиостанциями даст наибольший эффект.

Антенна выполнялась из отрезка медного провода диаметром 1мм. Катушка L1 содержала 1 метр этого провода, намотанного на оправке размером 18 мм, расстояние между витками было равно не больше 3 мм. При выполнении конструкции точно по размерам антенна не требует наладки. Возможно, понадобится небольшая подстройка антенны сжатием или растяжением витков катушки для достижения минимального КСВ. Антенну располагаем в пластиковый водопроводной трубе. Внутри трубы антенный провод был зафиксирован с помощью кусочков пенопласта. На нижнем конце трубы были установлены четыре четвертьволновых противовеса и была нарезана резьба. С помощью гаек были закреплены на пластиковой трубе. Противовесы могут быть диаметром 2-4 мм в зависимости от возможности нарезать на них резьбу. Для их изготовления можно применить медный, латунный,

Антенна может быть установлена на деревянных пластиковых рейках. Эта антенна может выдержать значительные уровни подводимой к ней мощности.

Коллинеарной антенну можно рассматривать как укороченную антенну КВ диапазона с центральной удлиняющей катушкой. Действительно, измеренный с помощью мостового измерителя сопротивления резонанс. коллинеарной антенны в диапазоне КВ оказался лежащим в районе частоты 27,5 МГц. Очевидно, что варьируя диаметром катушки и ее длиной коллинеарной антенну, но сохранив при этом длину провода ее намотки можно добиться того, чтобы антенна работала как в УКВ диапазоне 145 МГц, так и в одном из КВ диапазонов – 12 или 10 метров. Для работы на КВ диапазонах к антенне необходимо подключить четыре противовеса длиной L/4 для выбранного КВ диапазона. Такое двойное использование коллинеарной антенну сделает ее еще более универсальной.

Коаксиального кабеля имеет коэффициент укорочения равным 0,66. Такой коэффициент укорочения имеют большинство коаксиальных кабелей с полиэтиленовой изоляцией. Размеры согласующей петли. Использования этой петли КСВ антенной системы может превышать 1,7. При настройки антенны данного типа на частоту 145 МГц необходимо укоротить верхнюю секцию, если выше, то удлинить ее. Конечно, оптимальная настройка возможная пропорциональным укорочением-удлинением всех частей антенны.

Созданная своими руками коллинеарная антенна является аналогом той, которую можно приобрести в магазине. Но при этом вариант от производителей стоит совсем не дешево. Если хочется сэкономить, тогда нужно непременно заняться изготовлением антенны самостоятельно.

Набор для изготовления

Для изготовления антенны с усилением необходимо подготовить такие материалы и приборы:
• пластиковая или композитная труба. С помощью первой выполняется прокладка силовых кабелей без армирования алюминием. Если используется второй вариант, то нужно, чтобы в составе композитной трубы было стекловолокно, которое было бы скреплено при помощи эпоксидной смолы. Труба должна быть длиной около 1 м и диаметром 24 мм;

• медный голый провод. Лучше брать не лакированный. Его длина должна быть также 1 мм;
• трубка из меди или латуни. Для создания антенны нужно взять 2 трубки. Диаметр первой -18 мм, а второй – 7 мм. При этом нужно выбрать длину 33 мм и 100 мм соответственно;
• пенополиуретан.

Элемент согласования

Начинать процесс изготовления антенны необходимо с элемента согласования. От того, насколько правильно будет выполнено его произведение, будет зависеть качество работы wi-fi антенны.

Чтобы добиться уровня волнового сопротивления в 50 Ом, необходимо взять трубки с диаметрами внешней 18 мм, а внутренней – 7 мм. После укорочения длина внутренней трубки должна быть ровно 91 мм.

Первоначально нужно запаять центральную трубку на вывод разъема также центральный. После нужно намотать на резьбу тонкий припой в несколько витков, а затем обмазать их нейтральным флюсом. На образованную конструкцию надеваем трубку диаметром 18 мм. При помощи горелки обрабатываем шов, который по итогу получается очень ровным. Как только деталь остынет, необходимо промыть ее от флюса.

Активные элементы конструкции

Для изготовления активных элементов нужно провести такую работу: тонкую трубку необходимо нарезать на элементы одинаковой длины – 56 мм каждый. При выполнении данного действия необходимо делать все очень аккуратно, поскольку погрешность не допускается.

Можно поступить так: обточить один конец трубки и от него начать отмерять нужное расстояние при помощи штангенциркуля. С помощью ножовки нужно сделать пропил. А после приложить небольшие усилия и обломить трубку. Далее поступаем точно так же.

Фазосдвигающие индуктивности

Чтобы изготовить данные элементы, необходимо взять 1,5 миллиметровый медный провод и намотать из него на саморезе, чтобы по итогу получились 4 ветка 6 мм в диаметре каждый. Это обеспечит нужный показатель индуктивности, диаметр которой будет равняться 3,5 мм.

Далее нужно выкрутить саморез, а после загнуть выводы. Делать это нужно медленно и очень аккуратно. Как только это процесс выполнен, можно обрезать выводы с обеих сторон таким образом, чтобы длина концов с одной стороны была 40 мм, а с другой – 10 мм. Далее выводы опаиваются. Получаем равные концы с двух сторон по 10 мм. Для
коллинеарной антенны понадобится 6 одинаковых элементов.

Сборка активного элемента

Как только по отдельности все элементы конструкции будут полностью готовы, то можно начинать их сбор. Для этого спаиваются индуктивные элементы, а после активные полуволновые элементы: для этого поверхность должна быть максимально ровной. На нее необходимо положить трубку, в которую вставлены индуктивные элементы коротким концом. При помощи мощного паяльника надежно спаиваются выбранные элементы. Припоя жалеть не нужно. Поскольку внутри нет составляющей СВЧ, то припой не сможет повлиять на характеристики антенны, зато поможет надежно закрепить элементы между собой.

Сборка коллинеарной wifi антенны

Как только все элементы полностью готовы и спаяны, то можно приступать к сборке антенны. Нужно изготовить кондуктор. В ровную поверхность нужно вбить 2 гвоздя. Между которыми должно быть расстояние 98 мм. Трубчатый элемент должен упираться в один гвоздь. Второй гвоздь, в свою очередь, должен проходить в отверстие трубки, но при этом он также должен проходить между средней частью фазосдвигающей индуктивности. Все элементы тщательно спаиваются между собой.

Столь сложный процесс объясняется тем, что нужно избавиться от огромных потерь. Правильное выполнение инструкции позволит сохранить эффективность коллинеарной wifi антенны.

Для окончательной сборки необходимо закрепить все элементы внутри пластиковой оболочки. Для этого используется пенополиуретан, из которого необходимо нарезать кубики со сторонами в 0,2 см. Все элементы должны очень плотно насаживаться или заливаться пеной, состав которой максимально приближен к строительной. Далее изготовленную конструкцию необходимо затолкнуть в оболочку корпуса. Нижняя часть с разъемом приклеивается при помощи эпоксидной смолы. Для крепления антенны используется хомут, ширина которого не более 30 мм. Крепится он к любой мачте.

Данная антенна состоит из из противофазно соединенных полуволновых отрезков 50-омного кабеля (в авторском варианте использовался кабель RG-213). Конструкция антенны показана на рис. 1

Рис. 1

На рисунке условно показан один полуволновой отрезок с концевой секцией из четвертьволновых отрезков кабеля и медного провода диаметром 1-2 мм. Полуволновых отрезков может быть 2 или 3, при этом соответственно будет расти и усиление антенны от 6 до 9 дБ. Согласование с 50-омным фидером (RG-213) производится четвертьволновым шлейфом из луженой медной проволоки диаметром 1-2 мм длиной 517 мм. Соединение элементов антенны выполняется пайкой, как показано на рис.2.

Рис. 2

Настройка на минимум КСВ производится перемещением перемычки, соединяющей шлейф с оплеткой кабеля питания. Собранная и настроенная антенна вставляется внутрь пластиковой трубки соответствующих диаметра и длины (несколько секций рыболовного удилища) как показано на рис.1.

X-200 - это двухдиапазонная (144/430) коллинеарная антенна с круговой диаграммой направленности и высоким коэффициентом усиления.

Первая такая антенна была изготовлена в конце 90х и даже до сих пор работает. X-200 Ниже представлена схема антенны:

Антенна изготовлена полностью (включая все катушки) из сплошного медного провода диаметром 2мм без промежуточных паек. Все катушки бескаркасные. Конденсатор С1 выполнен из отрезка коаксиального кабеля SAT-703 длиной 2см - он для возможности работы системы на 70см диапазоне. Конденсатор С2 - воздушный, подстроечный - им и производим настройку антенны.

Ну, с электрической частью все понятно - перейдем к технической реализации.

Силовую нагрузку нес деревянный черенок от лопаты (только несколько мощнее, чем в магазинах продают).

К нему на изоленту (сейчас вопрос можно решить красивее, безусловно) несильно (чтоб не пережать) приматывалась стеклопластиковая удочка, внутрь которой и помещалось все, что было намотано непосильным трудом, т.е. сама антенна, проложенная поролоновыми прокладками от дребезга со всеми катушками (кроме L4 и конденсаторов).

В черенке на 5см ниже катушки L4 перпендикулярно, но с разницей по высоте в 5мм было просверлено два сквозных отверстия - для будущих противовесов. Вставлялись и пропаивались противовесы. Схематично их крепление можно увидеть ниже:

Схема крепления противовесов (вид сверху)

Далее, в районе L4 и перемычки на противовесах устанавливался уголок с закрепленным разъемом SO-239 и к нему производилось крепление всех необходимых элементов.

В первую очередь, нужно настроить параллельный контур C1/L4 на среднюю частоту 70см диапазона - именно он позволяет питать всю конструкцию на этих частотах. Место отвода в L4 определяет коэффициент трансформации. Ну, если нечем проверить, то оставьте, как есть. Я тоже это ни разу не проверял, т.к. в то время и нечем было.

Я производил настройку лишь по показаниям КСВ-метра прямо в помещении, поместив антенну горизонтально. Высокие потолки позволяли это сделать. Настройка производится вращением ротора С2. Нужно отметить, что если не удается "сходу" получить нужные показатели по согласованию одновременно в обоих диапазонах, нужно подобрать отвод от катушки L4.

В итоге, я получил очень хорошие показатели по согласованию:

После настройки, сверху на узел согласования была надета пустая бутылка из-под "Спрайта", которая предохраняла все открытые части от влаги. Спустя 10 лет эта бутылка утратила свой зеленый цвет.

Практическая работа в эфире показала полную работоспособность системы, в т.ч. и в сравнении с фирменными продуктами. В связи с чем и повторялась эта конструкция неоднократно. Тем более, что коэффициент ее повторяемости очень высок при указанной технологии ее изготовления.

Читайте также: