Траповые кв антенны своими руками
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 04.10.2024
Основные характеристики антенны:
Тип антенны: траповый диполь.
Диапазоны частот - 80, 40, 20 м.
Длина антенны: 35 м
Максимальная мощность: 1000 Вт.
По конструкции это траповый диполь, то есть антенна работающая на нескольких диапазонах за счет применения фильтров-пробок в полотне антенны.
В антенне RCWL-80-1000 трапы представляют из себя только катушки индуктивности, без конденсаторов. За счет этого достигается большая допустимая мощность и надежность и стабильность параметров.
Антенна предназначена для стационарной установки.
В видео показана сама антенна и проведение радиосвязи на коротковолновых диапазонах 80, 40 и 20 м в полевых условиях. Высота подвеса центральной части около 10м.
В 2010 году решил поставить себе многобендовый вертикал.
Живу в пятиэтажном доме, на крыше место есть, но особо не развернешься.
Возможность поставить ветикал с полноразмерными противовесами отсутствует, в связи с наличием радиотрансляцонной сети и множества кабелей, зачастую неизвестного назначения.
Сначала рассматривался вариант вертикала SteppIr, но больно цена уж высокая 58 000 рублей.
GapTitanDXнесколько отпугнул страшилками про непростую настройку.
При выборе антенны принималось во внимание несколько соображений, из которых не малую роль сыграла цена данной антенны.
Созвонился с представителем фирмы в Москве и, заплатив 19 000 рублей, получил вожделенную антенну.
Распаковал антенну: все, как на сайте, винтик к винтику, хомутик к хомутику.
Немного улыбнуло, что составные части были завернуты в итальянские газеты.
Трапы сверху закрыты резиновыми кожухами.
Сборка антенны затруднений не вызвала.
Подкупает то, что один человек вполне может выполнить все операции.
Первоначально установил антенну на стойку радиотрансляционной сети, благо отрезок трубы сверху присутствовал.
Операция не из легких, высота антенны 7,5 метров, чтобы вставить ее в хомуты, надо было попотеть, кто носил транспаранты и знамена на первомайских демонстрациях, меня поймет.
Как выяснилось позже, труды были напрасны, так как выйти на паспортные данные по полосам частот и КСВ не удалось. Думаю, основную роль в этом сыграло то, что сразу под противовесами было полотно радиотрансляции.
Окончательный вариант выглядел так.
Кронштейны купил на радиорынке и использовал стеклопластиковую трубу походящего диаметра высотой 2 метра.
Конструкция оказалась удачной и достаточно устойчивой, учитывая, что вес антенны составляет всего 6,6 кг.
Установка антенны на стойку дело не очень трудное, сначала хомуты спускаются по стойке около одного метра, затем антенна берется за нижний конец, расстояние по вертикали между руками где-то около 70 см и аккуратно вставляется в хомуты, после вместе с хомутами передвигается вверх на необходимую высоту с расчетом, что противовесы будут на 10-15 см выше торца стойки.
Естественно противовесы прикручиваются в последнюю очередь.
По рекомендации производителя, сделал один ярус растяжек, закрепив их с помощью двух хомутов которые размещены между трапами на 30 и 17 метров.
Сначала поставил стандартное крепление для оттяжек от R_Quad, но в связи с уходом КСВ на 30 метрах, от этой затеи отказался.
Поднимать и снимать антенну для настройки легче, если растяжки закреплены на своих местах, тогда и средний по скорости ветерок не страшен.
При сборке антенны тщательно соблюдал размеры, установленные производителем антенны.
Особое внимание коллег обращаю на максимальную затяжку хомутов в местах регулировки длины части вибратора на любительские диапазоны, для того чтобы избежать ситуации, в которую я попал при дальнейшей эксплуатации антенны.
Думаю, что если антенна окончательно настроена, то целесообразно в местах крепления хомутов дополнительно вкрутить пару саморезов, чтобы при вертикальных нагрузках, что неизбежно при сильном ветре, геометрические размеры антенны не менялись.
Необходимо также обратить внимание на тот факт, что оттяжки нужны для того чтобы демпфировать сильную раскачку антенны, а не для того чтобы держать ее в вертикальном положении, которое антенна занимает и без оттяжек. То есть, чрезмерное натяжение оттяжек может привести к усилению вертикальной нагрузки при ветре и опусканию секций в местах закрепленных хомутами, что приводит не только к расстройке антенны, но и к полной ее эксплуатационной непригодности.
После монтажа антенны, при проверке антенным анализатором АА-330 М выяснилось, что ее параметры в целом соответствуют заявленным производителем.
Работа в эфире показала ее достаточную эффективность, когда я говорю достаточную, то понятно, что семидиапазонная антенны не может иметь данную эффективность чрезмерной.
Всю зиму антенна работала устойчиво, из недостатков обратил внимание на то, что на 30 метрах не стоит поднимать мощность выше 500 ватт, ибо через некоторое время начинает гулять КСВ, видимо от нагрева ШПТ в блоке согласования, хотя при морозе в – 20 градусов это незаметно.
Весной же при положительной температуре, после подачи полной мощности на 30 метрах (у меня ACOM-1000) антенна тихо скончалась.
Прием можно было осуществлять только на центральный проводник коаксиала.
Подозрение сразу пало на пробой оплетки кабеля, которым выполнен дросель в согласующим устройстве.
Попытки получить от представителя фирмы-производителя сведения о принципиальной схеме и конструктиве СУ, окончились неудачей, ничего подобного у них не оказалось, как и гарантии в том числе.
Что ж, нам не привыкать, и я приступил к раскрытию великой тайны Italianoantennа безотказным методом безсистемных попыток, называемого среди радиолюбителей, методом тыка.
После снятия крышки с согласующего устройства, вот что представилось моему взору.
ШПТ намотан в два провода, а дросель - коаксиалом RG 58 SU.
После распайки выводов выяснилось, что закоротил именно коаксиал которым намотан дросель справа, причем мне до сих пор не ясно, почему он не закоротил сразу после начала эксплуатации ?
Дело в том, что ретивые итальянцы при закреплении дроселя кабельными стяжками продавили кабель в нескольких местах, что и привело к ожидаемому результату.
Перемотав дросель, поставил СУ на место и радостный вернулся к шэку.
Включаю трансивер и… ничего не работает, антенный анализатор показывает неизвестно что, вот дела.
Возвращаюсь на крышу снимаю антенну, благо опыт уже наработан.
При внешнем осмотре обнаруживаю: изолирующие шайбы (как потом оказалось это не шайба, а основание каркаса катушки индуктивности) 30 и 17 метрового трапов вдавлены вовнутрь, это как раз последствия чрезмерной вертикальной нагрузки (на снимке слева неисправный трап, а справа то, как он должен выглядеть в штатном исполнении).
Снимаю трапы, спускаюсь в квартиру…
Представитель фирмы-производителя разводит в сторону руками и пожимает плечами, (по емайлу, естественно), мол, звиняйте дядьку, но у нас ни конструктива, ни принципиальной схемы трапов нет.
Трап диапазона 12 метров 18 витков алюминиевого провода диаметром 2 мм.
Трап диапазона 17 метров 23 витка того же провода (см. ниже).
Конструктивно трап исполнен на каркасе из фторопласта (?) с шагом 1 мм, каркас закреплен на отрезке дюралюминиевой трубы (диам. 24 мм.).
Один конец катушки через заклепку закреплен к этому отрезку трубы, а второй выведен наружу и посредством самореза соединен с внешней трубой диаметром 50 мм.
В одну труба вставлены оппозитно два идентичных трапа (хотя, честно говоря, второй трап не демонтировал) торцами друг к другу.
Вероятно, после усадки катушки, она своим торцом легла на торец другой катушки и, таким образом, получился классический короткозамкнутый виток, что и обусловило неработоспособность антенны, при этом на трапе 17 метрового диапазона еще и оторвался конец катушки.
В будущем думаю модернизировать трапы, путем изготовления изолирующих шайб, для их размещения между торцами катушек, дабы избежать повторения ситуации при которой получилось КЗ, при этом если эти шайбы закрепить саморезами, то это явится дополнительной гарантией того, что вертикального смещения катушек не будет в принципе.
Устранив неисправность, снова монтирую антенну.
АА-330 М показал:
Проверка с помощью трансивера IcomIC-7600, с мощностью 100 ватт, на КСВ метре ACOM-1000 показала следующие результаты:
40 метров
7.000
7.100
7.200
1,5
30 метров
10.100
10.150
1,0
20 метров
14.0
14.100
14.200
14.300
1,3
17 метров
18.070
18.100
18.160
1,1
15 метров
21.000
21.100
21.200
21.300
21.400
1,3
12 метров
24.900
24.990
1,4
10 метров
28.000
28.500
29.000
29.500
1,1
Так как результаты меня вполне удовлетворяют, дополнительную регулировку делать не буду.
Best regards es 73 ! Владимир Огоньков, RU3FW
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.
Сравнение работы антенн длинный провод, траповый вертикал и 3-х элементный антенны волновой канал смотреть здесь
Особой разниц ы 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 э ффективно работают благодаря формированию лепестка диаграмм ы 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 диаграмм ы направленности с небольшим углом излучения в вертикальной плоскости при передаче, при приеме не работает. Следовательно выигрыш вертикала по сравнению с антенной Delta -80 m в режиме передачи больше чем в режиме приема.
Прекрасное бабье лето в московском регионе сподвигло меня на эксперименты с антеннами. Решил попробовать модернизировать свой сороковочный Inverted V до двухдиапазонного варианта, добавив диапзон 80м. Для этой задачи использовал настроенные на частоту 7,2МГц коаксиальные трапы. Они выполнены кабелем РК-50 на оправке 50мм (сантехническая труба) и содержат 9,5 витков. Конец оплётки провода трапа соединен с центральной жилой начала провода. Другие два вывода (оплетка и центральная жила) подсоединяются к полотнам антенны.
К сожалению, ушел вверх резонанс диапзона 40м, т.к. пришлось делать петлю на конце полотна для крепления трапа. Наращивать полотно пока не стал, т.к. в планах его полная замена на нерасплетённый полевик или канатик. Из-за тонкого расплетённого полевика, антенна получилась очень узкополосной.
Так же, оказалось, что имеющийся фидер не может работать в режиме полуволнового повторителя на обоих диапазонах. В результате, при переключении на 80м необходимо увеличивать длину фидера, ориентировочно, на 15-16м. Пока этого не сделал, но на рис. хорошо видно, область 4,9МГц необходимо "передвинуть" вниз где-то на 1,3МГц, путём удлинения кабеля. Либо же, можно переместить область 2,55МГц (где фидер так же работает в режиме бегущей волны) вверх, укоротив фидер. В моём случае укорочение не возможно - можно только подсоединять дополнительный отрезок фидера, чтобы в области 3,6МГц фидер работал в режиме бегущей волны.
Неправильный режим работы фидера не позволил получить низкий КСВ по диапзону 80м.
Выдающихся результатов с траповым Inverted V и мачтой 10м на диапзоне 80м не получить, но для ближних связей он вполне сгодится. Угол раскрыва полотна при вершине составляет около 130 градусов. Края полотна находятся от земли на расстоянии около 2,6м. Длина полотен диапазона 40м составляет 9,8м (напомню, резонанс оказался выше на 100кГц и полотно нужно удлинять или менять частоту резонанса трапа), длина полотен после трапа составляет по 6,1м. Резонанс находится на частоте 3,62МГц. Полоса антенны по уровню КСВ 1,5 составляет всего 74кГц, что кране мало. Однако, после настройки длины фидера в режим бегущей волны, антенна должна стать широкополоснее. Сейчас же, придётся строить ее тюнером.
Попробовал подобрать длину фидера для работы в режиме полуволнового повторителя. К сожалению, антенна так и осталась крайне узкополосной. Кроме того, до конца побороть реактивку так и не удалось. Для сравнения, характеристика антенны Graund Plain 1/4 на диапазон 20м, переделанная из Си-Би антенны 5/8.
Из-за высокого КСВ в нагрузке не получалось использовать внешний PA по схеме с общей сеткой - взрывался амперный анодный предохранитель по время настройки П-контура при удалении от частоты резонанса антенны более чем на 50кГц.
Прихожу к выводу, что использовать данный вариант антенны на 80м в пределах диапзаона можно только с антенным тюнером и без усилителя.
Характеристика антенны в области 40-ка метрового диапазона выглядит более внятно. Кстати, после увеличения длины фидера, последний работает в режиме бегущей волны и на этом диапазоне, т.е. нет необходимости изменять длину фидера (наращивать подобранным отрезком кабеля) при переключении диапазонов. Судя по всему, в первый раз в длину фидера (с учётом коэффициента укорочения) не укладывалось целое число полуволн диапазона 80м.
Появилось предположение, что изменения длины сороковочной части антенны (до трапов) не сместит должным образом резонанс при удлинении полотна. Возможно, придётся изменять частоту резонанса трапа, скажем, до 7,1МГц. После любых изменений в этой части антенны, длину полотна после трапов снова придётся подбирать.
Сделал себе очередной балун 1:1 для походного варианта диполей. Балун выполнен на ферритовых трубках от сигнальных проводов старых мониторов. Трубки бывают с прямыми и круглыми торцами. Судя по анализатору, более предпочтительные результаты показывают первые ферриты. Две обмотки по 2 витка выполнены проводом МГТФ 1,0. Можно попробовать сделать по 3 витка. Главное, чтобы ферриты не лопнули от нагрева. Для стоваттного трансивера одной пары ферритов должно быть достаточно.
Некоторые размышления по поводу данной антенны. Плюсы: запитка одним кабелем, использование только одного симметрирующего балуна, возможность расположения полотна антенны в одном направлении (пришёл к выводу, что оптимальным является растяжка полотна в плоскости запад-восток, когда основные лепестки диаграммы направленности в горизонтальной поляризации смотрят на север-юг). Минусы: узкополосность антенны на обоих диапазонах, несовпадение полуволновых отрезков фидера для обоих диапазонов (возможность работы в режиме бегущей волны только на каком-то одном диапазоне).
Подсчёт для последнего обстоятельства следующий:
Для диапазона 40м.
L=42,25m - длина волны;
1/2L=21.13m - половина длины волны;
1/2L * Кукорочения (0,65 в моём случае) = 13,73m - физическая длина полуволнового отрезка кабеля РК-50-3-18 (г.Подольск, Паритет), при которой он работает в режиме бегущей волны на диапазоне 40м. Измерение производилось анализатором АА-330м, путём сравнения показаний прибора с реальной физической длиной кабеля.
Область отсутствия реактивной составляющей для полуволнового отрезка фидера составляет где-то 200-220кГц. Т.е. если центральная частота подобранной длины фидера будет 7,1МГц, то в диапазоне 7МГц-7,2МГц фидер не будет вносить реактивной составляющей в импеданс антенны. Это будет эквивалентно подключению трансивера непосредственно к полотну антенны. Потери (затухание сигнала) в фидере будут иметь чисто активный характер и на данных частотах не являются существенными при длине в несколько десятков метров.
Для диапазона 80м.
L=83,33m - длина волны;
1/2L=41.67m - половина длины волны;
1/2L * Кукорочения (0,65 в моём случае) = 27,08m - физическая длина полуволнового отрезка кабеля РК-50-3-18 (г.Подольск, Паритет), при которой он работает в режиме бегущей волны на диапазоне 80м.
Т.е., запитывая двухдиапазонный (40/80м) траповый Inverted-V или диполь, минимальный отрезок фидера должен быть 27,08м. В эту длину немного не укладываются две полуволны для диапазона 40м (2*13,73м=27,46м). Однако, можно наращивать основной кабель отрезком такого же кабеля длиной около 40см, при переходе на диапазон 40м. Это не очень удобно практически и согласование можно выполнять антенным тюнером (внешним или трансивера). Тем не менее, возможность работы в некоторых участках диапазона без тюнера вообще, того стоит.
В моём случае, отрезка 27,08м от точки запитки полотна до трансивера недостаточно, т.к. 10м фидера проходит только по мачте. Соответственно, следующий вариант - длина полуволны более низкочастотного диапазона, умноженная на целое число раз. Ближайшее значение - две полуволны, т.е. 54,16м. В этот отрезок почти укладывается четыре полуволны диапазона 40м, в физической длине коаксиального кабеля с учётом его коэффициента укорочения 0,65. Соответственно, при переходе с диапазона 80м на диапазон 40м мне уже понадобится дополнительный отрезок фидера длиной 75см.
Разумеется, этих "блох" можно и не ловить, обходясь возможностями согласования антенного тюнера.
Что касается узкополосности антенны - можно попробовать выполнить её более толстым проводом, например, нерасплетённым (как в моём случае) полевиком.
Интересно экспериментировать с антеннами, это одна из моих попыток сделать многодиапазонную антенну (чтоб каждый раз тюнер не крутить).
Сразу скину ссылки на информацию по этой теме, которой я пользовалась, сама теорию не буду расписывать.
Трапы я наматывала кабелем rg-58 на ПВХ трубу 40 мм. Скачала приложение GAL-ANA, там нашла калькулятор коаксиальных трапов (см. вторую ссылку), ввела все параметры, всё само посчиталось
Пара трапов на 14 МГц и пара на 7 МГц.
Это трапы на 7 Мгц. Кстати, все трапы получились сразу настроены хорошо.
Дальше занялась самой антенной, это было самое долгое и мучительное, для настройки длины плеч по сто раз поднимала/опускала антенну, подрезала чуть ли не по сантиметру провода. Упражнялась в огороде на 10 м мачте.
Сначала изготовила резонансный диполь на 14 МГц, к нему прицепила трапы, при этом резонанс никуда не ушел, это значит, что трапы работают, как надо. Дальше присоединила плечи на диапазон 7 Мгц, тоже очень долго пришлось подгонять. В итоге получилась двухдиапазонная антенна на 20 и 40 м.
КСВ в пределах 2 на обоих диапазонах, какое-то время работала из полей на эту антенну. Очень понравилось работать без тюнера
Сами трапы я сначала закрепила красивыми штучками: карабинчиками, коушами, думала, так надежнее. Но это ж лишний вес, потом всё это убрала и просто припаяла, закрепив провод просто лишним витком через отверстие.
Тут трап еще с красивостями
Через какое-то время, специально к Сеансу Памяти, я добавила трапы и плечи на следующий диапазон. С антенной что-то пошло не так, резонанс не ушел, но изменилось активное сопротивление на 7 Мгц.
В итоге у меня на двух диапазонах сопротивление примерно по 100 Ом, резонанс на месте. КСВ около 3, поэтому без тюнера всё равно не получается
Тут видно, резонанс там, где надо, но КСВ ушел.
Вот так выглядят трапы сейчас, без всяких железок. Кстати, они довольно легкие.
Эту антенну использовала весну и лето, участвовала в контестах, в Сеансе Памяти, в Мемориале Победа-75, недавно с ней ездили на активацию аэродрома.
Сейчас я думаю, что с антенной сделать, может убрать диапазон 80м, чтобы были 2 нормально настроенных диапазона, может с тюнером продолжать использовать. Если кто поможет разобраться, как устранить проблему высокого входного сопротивления, буду благодарна
Читайте также: