Укв диполь своими руками

Обновлено: 07.07.2024

Антенна представляет собой металлическую конструкцию, преобразующую энергию ВЧ колебаний от передатчика в электромагнитную волну, распространяющуюся от антенны в пространство. Или в случае приёма, производящую обратное преобразование - электромагнитную волну, в ВЧ колебания, поступающие в приёмное устройство.

Среди огромного набора радиотехнических и конструктивных характеристик и параметров антенн, отметим несколько наиболее важных:
— коэффициент усиления (КУ) антенны,
— диаграмма направленности (ДН) и её тип,
— входной импеданс антенны и коэффициент стоячей волны (КСВ) в линии передачи,
— резонансная частота, рабочая полоса частот (по качеству согласования).

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ АНТЕНН:

1. Полуволновый диполь - симметричный диполь, он же полуволновый разрезной вибратор.

Полуволновый диполь (Рис.1) является самым распространённым резонансным устройством среди антенн. Он служит точкой опоры для оценки усиления любого типа антенны. А это означает, что его усиление составляет 1 (или 0дБ).

Рис.1 Полуволновой вибратор

Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости, представляет собой восьмёрку, расположенную перпендикулярно антенне (Рис.2 а). В вертикальной плоскости (Рис.2 б), диаграмма в свободном пространстве представляет собой окружность.

Рис.2 а) диаграмма направленности в горизонтальной, б) в вертикальной плоскости

Поскольку полуволновой диполь, как правило, расположен не в свободном пространстве, а на некотором (сопоставимом с длиной волны) расстоянии от земли, происходит деформация диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости. Объясняется это просто - эффектом отражения излучаемых радиоволн от земли.
В справочнике Карла Ротхаммеля "Антенны" (том 1, стр. 54) приводится ряд диаграмм вертикальной направленности для высот подвеса горизонтального полуволнового диполя: 0,125. 2λ. На основании этих диаграмм и таблицы величин оптимальных углов возвышения (угол между излучением и поверхностью земли) для разных КВ диапазонов, автор пишет следующее:
Энергия, излучаемая антенной под углами возвышения более 40° и менее 5°, неэффективна для дальней связи.
Поместить антенну как можно выше всегда выгодно, но уже при высоте 12м можно рассчитывать на приличную дальнюю связь на диапазонах 10. 20м, в то время как антенна для 40-метрового диапазона должна находиться на высоте не менее 15м.

— Рабочая полоса частот полуволнового симметричного диполя по уровню КСВ

Стационарные четвертьволновые вибраторы нуждаются в земле или системе противовесов.
Длина противовесов определяет резонансную частоту антенны, хотя и не так сильно, как длина активного (излучающего) элемента.

Количество противовесов определяет качество создаваемой ими "земли" - чем их больше, тем выше КПД излучения. Но этот КПД растёт от количества противовесов нелинейно, и на практике большого смысла делать более 4-6 противовесов не имеет.

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

это следует понимать, как дополнительно искаженные трактом коммутатора и видеопроца. да открывать даташиты и смотреть напряжения для управления .

Привет всем, я впервые создал такой проект. Который должен был по плану упровлять электромагнитными вентелями, и он даже частично сработал пару раз и погорело половина всего. Думаю из-за индукции т.к. нет защиты. Вопрос управляются ли вообще поливики поливиками и что ещё подскажите учесть на будущее, планирую заказать новую плату. Питание и управление 24-28V

Если в первой публикации мы говорили об общей теории радиолюбительской работы в поле, то сегодня мы поговорим о техническом обеспечении полевых выездов, рассмотрим нашу питающую аппаратуру, аппаратуру связи и конечно антенно-фидерное хозяйство.

Энергопитание

В чистом поле или на берегу речки радиолюбителью электроэнергию взять практически неоткуда, приходится привозить ее с собой в том или ином виде. И самое первое что приходит на ум это электрогенератор. Разумеется и мы возим его с собой, у нас это инверторный бензиновый генератор Fubag TI 2600, его мощности в 2300 Вт хватает с лихвой на питание всей нашей аппаратуры, а так же освещения, хватит его в будущем и на питание усилителя, который мы планируем брать в поле со следующего года.

Обычно генератор устанавливается метров за 20-30 от ШЕКа, где-нибудь под берегом речки, что бы сильно не тарахтел и ветерком уносило дымок, генератор в обязательном порядке заземляется для уменьшения помех. Так как большинство радиолюбительских трансиверов имеют напряжение питания 13,8В, то в случае питания от генератора обязательными являются так же сетевые блоки питания, обычно импульсные из за своего малого веса и габаритов, преобразовывающие 230В выдаваемые генератором в постоянные 13,8В необходимые трансиверу. Питание в 13,8В позволяет очень просто напрямую подключать трансиверы к аккумуляторам и борт-сети автомобиля, о чем написано ниже.

Второе по частоте применения, но далеко не по важности, средство это аккумуляторы. Генератор на низкочастотных диапазонах, частично на 40 метрах, но особенно на 80 и 160 начинает шуметь в радиоэфир, это проявляется в назойливом треске. Поэтому на 80 мы обычно работаем от аккумуляторов, предварительно заряженных дома, это обычные свинцовые аккумуляторы на 40-120 Ач, от автомобиля и от базовых сотовых станций, особенно удобны последние, они высокие и плоские, с удобными ручками для переноски и большой емкостью.

Третье, бортовая сеть автомобиля. Применяется этот способ питания обычно при выездах на несколько часов в поле зимой, когда разворачивается легкая однодиапазонная антенна, а работа ведется из салола автомобиля. Двигатель тебя и греет и питает аппаратуру. Маломощный трансивер до 60Вт обычно у меня питается прямо от прикуривателя, тока обеспечиваемого прикуривателем при этом достаточно. Более мощный трансивер на 100Вт уже необходимо подключать кабелем от аккумулятора, потому что токи потребления тут уже порядка 20А.

Нельзя не упомянуть солнечную энергию. К сожалению, в нашей практике мы ее практически не используем. Определенные опыты в этом плане проводились нашим коллегой, несколько солнечных батарей общей площадью порядка 2 квадратных метров (к сожалению точные параметры тока и напряжения а так же тип батарей мне не известны) заряжали днем аккумуляторы, но на сколько мне известно сколько-нибудь серьезно зарядить автомобильный аккумулятор тогда мы не смогли и токами потребления трансивера мы его посадили достаточно быстро. Вообще солнечная зарядка представляется мне довольно интересной темой, но скорее всего не с свинцовыми аккумуляторами. К сожалению проверить это детально на данный момент возможности нет.

Аппаратура связи

Стандартные радиолюбительские трансиверы как правило достаточно габаритны, тяжелы, и в поле мы их обычно не возим. Сейчас в поле мы используем два аппарата, это Yaesu FT-857D и трансивер SW-2013, являющийся разработкой украинского радиолюбителя. Оба эти трансивера способны работать на всех любительских КВ диапазонах, а так же на УКВ диапазоне 2м. Первый выдает мощность до 100Вт и является у нас основным, второй выдает до 60ВТ в зависимости от диапазона.

На этом фото слева внизу можно видеть трансивер SW-2013 и трансивер Yaesu FT-900, который мы тоже как то вывозили для работы в поле.

Чем мне нравится SW-2013 так это своими великолепными характеристиками по чувствительности и динамическому диапазону, при своих весьма малых габаритах и массе.

Ну а трансивер Yaesu FT-857D в представлении вообще не нуждается, это рабочая лошадка, которую знают и любят множество радиолюбителей за его надежность, мощность, габариты и прекрасную эргономику.

Очень бы хотелось попробовать в поле работу на SDR трансиверы, но тут на все влияет финансовая сторона вопроса, хорошие SDR пока довольно не дешевы.

Иногда берем с собой так же измеритель КСВ/мощности. Не сказать что бы он так уж был нужен, ведь все антенны мы перед началом работы проверяем подстраиваем на минимум КСВ, но иногда приятно смотреть на двигающиеся стрелки.

Подключается этот прибор между трансивером и антенной. Его можно видеть на фото выше, там же где и Yaesu FT-857D.

Так же в обязательном порядке в поле с собой берется ноутбук, он нужен для работы цифровыми видами связи а так же для ведения лога. Учитывая, что сейчас большая часть территории накрыта сотовой связью, ноутбук так же подключается к интернету, для доступа на радиолюбительские кластеры.

Обязательным является антенный анализатор, он позволяет перед началом работы проверить и настроить антенны по минимуму КСВ.

У нас в работе постоянно используются разные приборы, это например мой самодельный графический КСВ-метр

А так же антенные анализаторы AA-330 и MFJ-259B

Антенно-фидерное хозяйство

Начнем с фидеров, тут все просто, это обычные коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 50 Ом оконцованные с двух сторон разъемами PL-259 длиной от 10 до 30 метров. Плюс такие же соединительные кабели длиной по 1-2 метра.

Далее идут антенные переключатели, тоже очень простое чисто механическое устройство предназначенное для подключения нескольких (2-3) к одному трансиверу либо для переключения нескольких трансиверов на одну антенну. Его можно увидеть на фото вверху, там где я показывал трансивер SW-2013, синяя коробочка лежащая на столе между трансиверами, там она на два положения, бывают так же на три и более

Ну и наконец самое интересное, антенны. В поле обычно вывозятся антенны трех типов, это вертикалы, диполи, и направленные антенны типа Yagi. Практически все наши антенны мы делаем самостоятельно. Хотя есть в нашем наборе и парочка заводских.

Начнем с вертикалов, самый простой вертикал это удочка длиной 6 метров, по ней вертикально натягивается провод длиной 5,2 метра, второй такой же провод натягивается горизонтально на уровне 1 метр от земли в сторону корреспондента. Получается простейший вертикал на 20 метров с одним противовесом. Используется мной для выездов на пару часов в поле зимой, так как крайне быстро устанавливается и настроенный один раз практически не требует подстройки в дальнейшем. Не смотря на простейшую конструкцию у меня есть на него связи на трассах длиной до 7 тысяч километров.

Выглядит эта антенна вот так

после работы легко сворачивается и увозится до следующего выезда.

Для таких же зимних выездов моим коллегой и напарником RA0JDI используется заводская антенна MFJ-1620T

Про диполи много рассказывать не буду, их мы практически не используем, у нас это две антенны типа Windom фирмы Радиал и самодельный диполь на 80 метровый диапазон.

А теперь самое интересное — направленные антенны. Все наши направленные антенны это разные варианты проволочных антенн. Проволочные антенны хороши тем, что очень компактно сворачиваются, имеют малый вес. Плохи они тем, что для разворачивания элементов требуются жесткие детали либо многочисленные растяжки.

Начнем с двойной вертикальной дельты. Вот ее схема(диапазон 20 метров):

Конструктивно она представляет из себя две вертикально стоящие удочки, на каждой из которых вертикально растянуты треугольники, углы треугольников закреплены растяжками. Данная антенна хороша тем, что из за замкнутой конструкции элементов довойно устойчива к помехам, а так же обеспечивает достаточно низкий подвес относительно земли.

К сожалению хорошего фото этой антенны у меня нет, а то плохонькое что есть смысла выкладывать не вижу, там все и так понятно по схеме.

Далее, антенна типа Hex Beam, в первой своей публикации я назвал ее Spider, это не совсем верное наименование.

Схематично эта антенна выглядит вот так:

Конструктивно это шестигранная пластина основания в которую вставляются 6 удочек расположенных по окружности, все удочки дугой выгибаются вверх с помощью верхних оттяжек, получается перевернутый зонтик, на который уже закрепляются элементы всех шести диапазонов. Сами элементы проволочные изогнутые. А вся конструкция в целом представляет из себя двухэлементную шестидиапазонную антенну на диапазоны 6-10-12-15-17-20 метров.

К сожалению фото процесса ее постройки и детального устройства не сохранились, выкладываю ее фото в работе.

И наконец, наша относительно новая антенна. В работе она первый сезон но показала себя уже отлично. Это трехэлементная проволочная Яги на один диапазон 20 метров с подогнутыми директором и рефлектором и укороченным вибратором с Т-нагрузками по концам. Коэффициент усиления этой антенны выше чем предыдущей и, конечно, не идет ни в какое сравнение с вертикалом и диполем. Антенна эта работает, что называется, как из пушки, ну да оно и не удивительно, практически полноразмерная 3-х элементная яги на 20 это сильно.

А вот так устроен центральный узел этой антенны в моем варианте:

Как видно тут крестовина в которую вставляются четыре удочки. Вытянутые удочки поддерживаются вертикальными оттяжками, а уже на концах и в середине натянуты проволочные элементы. Все это собирается в поле в одиночку за 15-20 минут. После разборки достаточно компактно укладывается. Вот фото всех свернутых элементов:

Сейчас это наша основная дальнобойная антенна на 20 метров.

На этом буду заканчивать обзор наших антенн. За кадром осталось достаточно много всевозможных конструкций, это и Inverted-V и горизонтальная дельта и другие антенны, которые были сделаны, испробованы, но не используются по разным причинам.

Отдельно стоит упомянуть УКВ антенны на 2 метра, но это тема для другого поста, так как тут я хотел рассказать и показать именно о работе на КВ.

Не знаю почему, но меня всегда интересовали переговоры наземных служб с экипажем самолета.

Есть в этом что-то таинственное. Это как прикоснуться к чему-то высокому, к чему не имеют доступа обычные люди.

Именно для этих целей я приобрел радиостанцию Yaesu VX-7r. Нагуглил нужные частоты, но оказалось, что на штатную резинку практически ничего не слышно. Следовательно нужна нормальная антенна.

И было бы неплохо, если эта антенна будет рассчитана специально для приема авиадиапазона.

Купить готовую антенну под силу только олигархам (цены от 6.5 тыс. руб до бесконечности), а значит придется делать ее своими руками.

Для начала нужно было определиться с типом антенны. От этого зависит простота изготовления, сложность монтажа и стоимость составляющих.

Выбор типа антенны

Из всех вариантов самой интересной и привлекательной мне показалась J-антенна:

Она и собирается легко и, судя по отзывам, имеет хорошие характеристики.
Но для начала я решил соорудить привычную и проверенную временем антенну GP (она же Ground Plane или "джипи").

У GP почти круговая диаграмма направленности, что позволит одинаково хорошо ловить самолеты со всех направлений.

Расчет антенны

В качестве центральной частоты я взял самую середину авиадиапазона:

118 + (136-118)/2 = 127 МГц, что соответствует длине волны:

λ = c/f = 300/127 = 2.36 м

У меня будет обычная "четвертушка" с вертикальным штырем и тремя противовесами, следовательно мне нужна четверть длины волны: 2.36/4 = 0.59 м

Осталось применить коэффициент укорочения (k), который зависит от соотношения длины волны к диаметру трубки вертикального штыря (λ/d). То есть, чем толще вибраторы, тем больше коэф. укорочения (и шире полоса пропускания антенны).

В моем случае вертикальный штырь имеет диаметр 15мм:

λ/d = 2.36/0.015 = 157

Конкретное значение берем из всем известного графика:

таким образом, коэфф. укорочения k = 0.92, а значит для моей антенны понадобятся алюминиевые трубки длиной 54 см:

0.59 * 0.92 = 0.54 м

Конструкция

Все максимально просто из самых доступных деталей. Нарезал алюминиевые трубки отрезками по 54 см. Для вертикального штыря взял трубку диаметром 15мм, а для противовесов - по 10мм.

В концы 10-миллиметровых трубок вставил шпильки от сантехнических хомутов (идеально подошли):

и обжал их:

Обжимал с помощью кримпера, который в дальнейшем пригодится для обжимки разъемов:

А в толстую трубку я вкрутил шпильку M10, которая как раз подошла по диаметру. Обжать такую мощную трубку не было возможности, поэтому просверлил ее в двух местах и туго стянул винтами. Гайки взял с полиэтиленовыми вставками.

Для пущей надежности и защиты от проникновения влаги вовнутрь, все шпильки перед обжатием основательно промазал бокситкой.

Для того, чтобы закрепить штырь и противовесы выпилил из толстой (2мм) стальной пластины треугольник со сторонами ~100мм:

Концы этой железки выгнул под углом ~45 градусов. Осталось только вставить трубки в отверстия и затянуть все гайками.

Центральный штырь изолировал от остальной антенны с помощью двух втулок, которые были выточены из стеклотекстолита (дрель, напильник, наждачка).

Фото втулок, к сожалению, не сделал, но их форма должна быть приблизительно как на картинке справа.

Получилось как-то так:

Кстати, оказалось, что удобнее всего гнуть основание, взявшись прямо за противовесы, используя их как рычаги.

Верхний конец вертикального штыря надо залить бокситкой, чтобы внутрь не набиралась вода. Или надеть подходящий колпачок. Я выбрал оба варианта - сначала заливку, а потом сверху еще и колпачек для надежности:

Мачта

Для мачты ничего умнее не придумал, кроме как взять два направляющих профиля для гипсокартона. Они удобно вкладываются друг в друга и получается достаточно прочная и легкая конструкция.

Для увеличения прочности, эти два профиля нужно стянуть между собой саморезами. Так просто ввернуть саморезы не выйдет (тонкое железо просто мнется при попытке надавить на него), поэтому нужно вложить внутрь отрезки бруса. И потом вкручивать саморезы прямо сквозь профиль в эти самые брусочки.

Лично я перестраховался и предварительно пропитал брусочки олифой. Ну чтобы они не сгнили в первый же год.

Антенну решено было крепить к старой (уже не используемой) мачте от электропроводки

Для этого понадобятся U-образные хомуты, которые изготавливаются путем сгибания 6-миллиметровых шпилек на оправке.

Шпильки предварительно нужно разогреть до красна и дать медленно остыть. Иначе она сломается при попытке ее согнуть. В качестве оправки идеально подошел баллончик из-под дезодоранта:

К мачте прикрепил два стальных уголка с отверстиями. Именно сквозь них будут продеты наши U-образные хомуты:

Пару слов про кабель

Понятно, что здесь нужно было взять 50-омный кабель, но меня в конечном итоге задушила жаба. В наших краях хороший 50-омный кабель стоит почти в 4 раза дороже, чем неплохой телевизионный кабель 75 Ом.

Поэтому выбор пал на кабель SAT-703 по 25 руб за погонный метр. На 25-метровом куске кабеля затухание на авиадиапазоне будет меньше 2 дБ, что меня полностью устраивает.

В целях экономии решено было отказаться от разъемов, а кабель просто припаять к антенне.

Очень важно как следует загерметизировать конец кабеля от влаги. Если этого не сделать, то со временем оплетка кабеля насосет воды по всей своей длине.

Для герметизации я надел на кончик кабеля трубку и просто залил все эпоксидной смолой.

Итоговая стоимость антенны

В конечном итоге я потратил чуть более 700 рублей на саму антенну и еще 625 руб за 25 метров кабеля. Все, кроме кабеля, было закуплено в строительном магазине:

Труба алюм. круглая 15х1, 1шт - 78 руб
Труба алюм. круглая 10х1, 3шт - 165 руб
Профиль 28/27, 3м, 2шт - 64 руб
Пластина крепежн. перф., 100х200х2.0 - 70 руб
Уголок крепежн. перф., 105х105х90х2.0 - 41 руб
Шпилька М6х1000, 2шт - 58 руб
Хомут сантехнический для 3/4", 3шт - 73.50 руб
Клей эпоксидный - 62 руб
Брус, 25х40, 3м - 48 руб
Олифа ПЭТ, 0.5л - 57 руб

Итого: 716.5 руб

Монтаж на крыше

Будьте внимательны и осторожны! Работы на высоте должны выполняться специально обученными людьми с обязательной страховкой!

Самое сложное - поднять антенну с бухтой кабеля на крышу через узкий чердачный проем. Поэтому противовесы пришлось прикручивать уже на месте.

Благодаря точному расчету крепежных узлов, все встало на место как родное:

Кабель завел в квартиру через отверстие в стене. Лучше, если выходное отверстие будет чуть-чуть ниже, чем внутреннее в квартире. Это чтоб в дом вода не затекала.

Затем на этот конец кабеля планировалось обжать SMA-разъем, но, к сожалению, посылка с ебея так и не пришла. Поэтому пока просто воткнул центральную жилу кабеля в гнездо радиостанции.

На видео 10 минут типичных переговоров между пилотами и диспетчерами - слушайте и наслаждайтесь:

Читайте также: