форумы для свободного общения

Технический форум => Электроника => Антенны => Тема начата: john от Июнь 22, 2009, 15:10:13

Название: СВЕРХширокополосная антенна для КВ-УКВ радиостанции
Отправлено: john от Июнь 22, 2009, 15:10:13
август 2005г.
обновлено в апреле 2006г.

Цитировать
Мне понадобилась приёмо-передающая антенна, которая работала бы на всех КВ и УКВ диапазонах и при этом её не нужно было перестраивать и согласовывать. Антенна не должна иметь строгие размеры и должна работать в любых условиях.

С недавних пор, у меня дома стоит FT-857D, у этого (как и у многих других) трансивера нет тюнера. На крышу не пускают, а работать в эфире хочется, поэтому с лоджии, я спустил под углом 50 градусов, кусок провода, длину которого даже не мерил, но судя по резонансной частоте 5.3МГц, длина примерно 14 метров.

(http://msevm.com/files/hf-wide.jpg)

Поначалу, я делал разные согласующие устройства к этому куску, все работало и согласовывалось как обычно, но было неудобно бегать из комнаты на лоджию чтобы перестраивать антенну на нужный диапазон. Да и уровень шума на 7.0, 3.6 и 1.9МГц доходил до 7 баллов по S-метру (многоэтажный дом, рядом центральная улица и куча проводов). Тогда пришла мысль сделать антенну которая бы меньше шумела и её не нужно было перестраивать по диапазонам. Конечно при этом немного упадёт эффективность.

Изначально понравилась идея TTFD, но она тяжёлая, слишком заметная, да и кусок провода уже висел (не снимать же его). Вообщем, взяв за основу принцип этой антенны, я немного изменил её подключение, а что из этого получилось вы видите на картинке. В качестве безиндукционного резистора 50ом используется эквивалент расчитанный на 100Вт мощности. Противовес, это кусок провода длиной 5 метров, который проложен по периметру лоджии. Думаю что несколько резонансных противовесов, улучшат работу этой антенны на передачу (впрочем как и любого другого штыря). Кабель РК-50-11, идет к радиостанции и имеет длину около семи метров.

(http://msevm.com/files/hf-wide.gif)

При подключении этой антенны к радиостанции, шумы эфира снижаются на 3 - 5 делений по S-метру, по сравнению с резонансной. Полезные сигналы тоже немного падают по уровню, но слышно их лучше. На передачу антенна имеет КСВ 1:1 в диапазоне 1.5 - 450МГц, поэтому сейчас я её использую для работы на всех КВ/УКВ диапазонах мощностью 100Вт. и мне отвечают все кого я слышу.

Чтобы убедится в том что антенна работает, я провел несколько экспериментов. Для начала сделал два отдельных подключения к лучу. Первое это укорачивающая ёмкость, с ней получается удлиненный штырь на 7МГц, который отлично согласуется и имеет КСВ = 1.0. Второе - описанный здесь широкополосный вариант с резистором. Таким образом у меня появилась возможность быстро переключать согласующие устройства. Потом я выбирал на 7МГЦ слабые станции, обычно это были DL, IW, ON... и слушал их, периодически меняя согласующие устройства. Прием был примерно одинаковым, на обе антенны, но в широкополосном варианте, уровень шумов был значительно меньше что субьективно, улучшало слышимость слабых сигналов.

Сравнение между удлиненным штырем и широкополосной антенной, на передачу в диапазоне 7МГц, дало следующие результаты:
....связь с RW4CN: на удлиненный GP 59+5,   на широкополосную 58-59   (расстояние 1000км)
....связь с RA6FC: на удлиненный GP 59+10,   на широкополосную 59   (расстояние 3км)
Как и следовало ожидать, широкополосная антенна проигрывает на передачу резонансной. Однако величина проигрыша небольшая, а с повышением частоты она будет ещё меньше и во многих случаях ей можно пренебречь. Зато антенна реально работает в сплошном и очень широком диапазоне частот.

В связи с тем что длина излучающего элемента 14 метров, антенна действительно эффективна только до 7МГц, в диапазоне 3.6МГц многие станции меня слышат плохо или вообще не отвечают, на 1.9МГц возможны только местные QSO. В тоже время от 7МГц и выше никаких проблем со связью нет. Слышимость отличная, отвечают все, в том числе и DX, экспедиции и всякие мобильные р/станции. На УКВ я открываю все месные репитеры и провожу FM QSO, правда на 430мгц сильно сказывается горизонтальная поляризация антенны.

Эту антенну можно использовать как основную, запасную, приёмную, аварийную и антишумовую, чтобы лучше слышать удаленные станции в городе. Расположив её как штырь или сделав диполь, результаты будут ещё лучше. Вы можете ''превратить'' в широкополосную, любую антенну уже установленную ранее (диполь или штырь) и поэкспериментировать с этим, нужно только добавить нагрузочный резистор. Обратите внимание на то, что длина плечь диполя или длина полотна штыря не имеют значения, так как у антенны нет резонансов. Длина полотна, в данном случае влияет только на КПД. Попытки просчитать характеристики антенны в MMANA, не удались. Видимо, программа не может правильно расчитывать этот тип антенн, косвенно это подтверждает файл с расчетом TTFD, результаты которого очень сомнительны.

(http://msevm.com/files/hf-wide2.gif)(http://msevm.com/files/hf-wide1.gif)
    
(резистор должен быть безиндукционным
длина плеч диполя не притична, но они
должны быть симметричны)



Я пока не проверял, но предполагаю (по аналогии с TTFD), что для увеличения эффективности антенны, нужно добавить несколько резонансных противовесов, увеличить длину луча до 20 - 40 метров и более (если вас интересуют диапазоны 1.9 и 3.6МГц).


Вариант с трансформатором

Поработав на всех КВ-УКВ диапазонах на описанном выше варианте, я немного переделал конструкцию, добавив в нее трансформатор 1:9 и нагрузочный резистор 450ом. Теоретически, КПД антенны должно стать больше. Изменения в конструкции и подключения, вы видите на рисунке. При измерении равномерности перекрытия, прибором MFJ, был виден завал на частотах от 15мгц и выше (связано это с неудачной маркой ферритового кольца), с реальной антенной этот завал остался, но КСВ был в пределах нормы. От 1.8 до 14мгц КСВ 1.0, от 14 до 28мгц он плавно увеличивался до 2.0. На УКВ диапазонах, этот вариант не работает, из- за большого КСВ.
    
(http://msevm.com/files/hf-wide3.jpg)(http://msevm.com/files/hf-wide3.gif)

Тестирование антенны в реальном эфире, дало следующие результаты: Шум эфира при переходе с удлинненной GP на широкополосную антенну, уменьшался с 6-8 баллов, до 5-7 баллов. При работе на передачу мощностью 60Вт, в диапазоне 7мгц, были получены следующие рапорта:
RA3RJL, 59+ широкополосная, 59+ удиненный GP
UA3DCT, 56 широкополосная, 59 удиненный GP
RK4HQ, 55-57 широкополосная, 58-59 удиненный GP
RN4HDN, 55 широкополосная, 57 удиненный GP

Итак цель достигнута, я сделал антенну работающую на всех КВ и УКВ диапазонах, не требующую согласования. Теперь можно работать в эфире и слушать его, лежа на диване, а диапазоны переключать только кнопкой на радиостанции. Лень правит миром. хи. Присылайте ваши отзывы......

Вариант номер три

Я опробовал еще один вариант, широкополосного согласования антенны. Это классический несимметричный трансформатор 1:9, нагруженный на резистор 450ом с одной стороны и кабель 50ом с другой. Длина луча не имеет особого значения, но в отличии от предыдущей конструкции, важно чтобы она не попадала в резонанс ни на одном любительском диапазоне (например 23 или 12 метров). тогда КСВ будет везде хорошим. Трансформатор мотается на ферритовом кольце, тремя сложенными вместе проводами, у меня получилось 5 витков, которые нужно равномерно расположить по окружности кольца.

(http://msevm.com/files/hf-wide4.gif)

Нагрузочный резистор можно сделать составным, например 15шт по 6к8 резисторов типа МЛТ-2, обеспечат вам возможность работать в CW и SSB мощностью до 100Вт. В качесте заземления можно использовать лучь любой длины, водопроводные трубы, вбитый в землю кол и тд. Готовая конструкция помещается в коробочку из которой выходит разьем PL для кабеля и две клеммы для луча и заземления. Диапазон рабочих частот 1.6 - 31МГц.

UA6HJQ
город-курорт Кисловодск
Название: СВЕРХширокополосная антенна для КВ-УКВ радиостанции
Отправлено: Bar_boss от Август 02, 2009, 02:30:52
Есть очень хорошая программа для моделирования различных антенн. Скачать можно здесь - _http://depositfiles.com/ru/files/9nlpah5kf  Программа MMANA
Название: СВЕРХширокополосная антенна для КВ-УКВ радиостанции
Отправлено: simpl от Февраль 23, 2010, 01:27:18
кто нибудь занимался такими

Что можно сказать об антеннах ЕН?
Это не статья, рано еще писать на эту тему научные трактаты. Это пока испытания, наблюдения, анализ, поиск ответов на многие вопросы. Думаю, что многие еще и не видели в деле или на фото эти конструкции, а мнение свое уже имеют. Одних я могу обнадежить, а других разочарую. Эта антенна может соперничать с любым диполем, inv-V и GP. Она будет незаменима на даче, на рыбалке, на массовых встречах радиолюбителей и т.д.
 

Стандартные размеры от авторов есть в Интернете:
•   www.qsl.net/w0kph
•   www.eh-antenna.com
•   www.eheuroantenna.com

 антенна,  цилиндрическая перестраиваемая от 30 м до 10 м - моего изготовления. применено два вариометра от Р-140. Там в драйвере стоит маленький кубик, обслуживающий две 6Э5П. Если такой вариометр параллелить, то получим 0,65-6,9 mkH, а если соединить статор с ротором последовательно, то будет 2,8-29 mkH. Использовал и два переменных конденсатора по 55 pF. Цилиндры из листовой бронзы толщиной 0,5 мм и размерами Ф80 мм, длина по 200 мм. При таких навесных деталях удалось перекрыть диапазон от 10 MHz до 30 MHz. Но не все имеют такие детали и я остановился на фиксированной настройке на 20 м. И испытания я провел на двух таких антеннах. Фиксированные величины: L1=10 витков (3 mkH) ПЭВ-2 Ф1,81 мм Ф30 мм, L2=16 витков (6 mkH) ПЭВ-2 Ф1,81 мм Ф30 мм, C1=37 pF, C2=26 pF. Это триммеры от АРК-5 по 6/33 pF и я подпаял к ним еще по 18 pF. До 100 W эти емкости можно использовать без оглядки.
 
 эта антенна на крыше дома  на 20 м. Много было проведено QSO со всеми континентами с помощью 100 W. Но при сухой погоде. Пошли дожди, снег, влажность под 100% и не спас виниловый чехол - антенна полностью расстроилась. Снял, высушил в комнате и все вернулось. Вывод: эта антенна для Сахары!  Это шутка, но на даче ее надо прятать под коньком крыши. Кстати, ей любой экран ни по чем - что шифер, что цинк. После настройки в комнате при переносе на крышу выбег частоты вверх составил 350 kHz. Вывод: эта антенна не любит тесноты, ей нужен оперативный простор и для постоянного пользования ею в таких местах и углах, куда наш брат не заглядывает годами, она не годится. Хочу обратить внимание антенных гурманов на мою яги на заднем плане. Там есть ноу-хау, а именно, резиновый подшипник над мотором. Все знают какая это зубная боль при установке вращающихся антенн: есть труба - нет подшипника, есть подшипник - нет нужного диаметра трубы-стойки. И так до бесконечности. Мой подшипник - это слоеный пирог. Между двух листов дюраля толщиной не менее 2 мм и размерами 200Х150 мм зажата таких же размеров транспортерная прорезиненная лента толщиной 10 мм, а может и больше. У обоих дюралевых листов на станке вырезаны круглые (можно и квадратные) отверстия Ф100 мм. Пирог стянут болтами и в нужном месте столярной стамеской в резине прорублено отверстие под вашу трубу-стойку, которое должно быть немного меньше диаметра трубы. "Пирог" надо надеть на стойку с натягом. Крепление к мачте - это дело техники. У меня к "пирогу" прикреплен дюралевый уголок 40Х40 мм, а он притянут к мачте U-болтом. Эта последняя операция выполняется при центровке, при выборе соосности с мотором.
  В коробочке спрятан вариометр (такой же маленький от Р-140) и мотор (1 об/мин). Вибратор 9 м и два противовеса на все диапазоны по 10,3 м. Один противовес оттягивает капроновый шпагат и на нем висит ЕН-антенна.
Название: Re: СВЕРХширокополосная антенна для КВ-УКВ радиостанции
Отправлено: Константин 51 от Май 04, 2014, 13:11:42
2    john

А Вы не пробовали экспоненциально переходить на  волновое более низкое?

Зачем Вы просто добавляете реактивность к резистору 50 Ом? О_о

Не мучайте себя - поставте резик на 1 кОм (желательно два ватта на приём - 0,5 могут не выдержать грозу сильную) и Вам откроется весь мир!
От статики защита будет по прежнему, зато КПД этого суррогата будет значительно выше, соглассование снизу есно.

Фидер лучше спустить по вентялиционной шахте, особенно в ж/б здании.

Проверенно и используется не один год.

Настраивается, с низу есно. Можно слушать р/ст из южной америки на обычный сверхрегенератор.

Транс правильный по коэффициенту трансформации, но первая сильная гроза вгонит его в точку насыщения по петле гистерезиса.

Потому применяйте воздушные трансы, желательно симметричные.
На двух отрезках пластиковых труб и более.
Провод можете использовать стандартный телекамуникационный, но обязательно покройте его лаком/краской потом.

Витая пара из интернотовского кабеля чётко держит 100 Ом волнового.
 Телефонный (параллельные жилы плюс внешняя изоляция) - 120 Ом.

На мосте замерял.
Название: Re: СВЕРХширокополосная антенна для КВ-УКВ радиостанции
Отправлено: Константин 51 от Май 04, 2014, 14:52:23
кто нибудь занимался такими

Что можно сказать об антеннах ЕН?
Это не статья, рано еще писать на эту тему научные трактаты. Это пока испытания, наблюдения, анализ, поиск ответов на многие вопросы. Думаю, что многие еще и не видели в деле или на фото эти конструкции, а мнение свое уже имеют. Одних я могу обнадежить, а других разочарую. Эта антенна может соперничать с любым диполем, inv-V и GP. Она будет незаменима на даче, на рыбалке, на массовых встречах радиолюбителей и т.д.
 

Стандартные размеры от авторов есть в Интернете:
•   www.qsl.net/w0kph
•   www.eh-antenna.com
•   www.eheuroantenna.com

 антенна,  цилиндрическая перестраиваемая от 30 м до 10 м - моего изготовления. применено два вариометра от Р-140. Там в драйвере стоит маленький кубик, обслуживающий две 6Э5П. Если такой вариометр параллелить, то получим 0,65-6,9 mkH, а если соединить статор с ротором последовательно, то будет 2,8-29 mkH. Использовал и два переменных конденсатора по 55 pF. Цилиндры из листовой бронзы толщиной 0,5 мм и размерами Ф80 мм, длина по 200 мм. При таких навесных деталях удалось перекрыть диапазон от 10 MHz до 30 MHz. Но не все имеют такие детали и я остановился на фиксированной настройке на 20 м. И испытания я провел на двух таких антеннах. Фиксированные величины: L1=10 витков (3 mkH) ПЭВ-2 Ф1,81 мм Ф30 мм, L2=16 витков (6 mkH) ПЭВ-2 Ф1,81 мм Ф30 мм, C1=37 pF, C2=26 pF. Это триммеры от АРК-5 по 6/33 pF и я подпаял к ним еще по 18 pF. До 100 W эти емкости можно использовать без оглядки.
 
 эта антенна на крыше дома  на 20 м. Много было проведено QSO со всеми континентами с помощью 100 W. Но при сухой погоде. Пошли дожди, снег, влажность под 100% и не спас виниловый чехол - антенна полностью расстроилась. Снял, высушил в комнате и все вернулось. Вывод: эта антенна для Сахары!  Это шутка, но на даче ее надо прятать под коньком крыши. Кстати, ей любой экран ни по чем - что шифер, что цинк. После настройки в комнате при переносе на крышу выбег частоты вверх составил 350 kHz. Вывод: эта антенна не любит тесноты, ей нужен оперативный простор и для постоянного пользования ею в таких местах и углах, куда наш брат не заглядывает годами, она не годится. Хочу обратить внимание антенных гурманов на мою яги на заднем плане. Там есть ноу-хау, а именно, резиновый подшипник над мотором. Все знают какая это зубная боль при установке вращающихся антенн: есть труба - нет подшипника, есть подшипник - нет нужного диаметра трубы-стойки. И так до бесконечности. Мой подшипник - это слоеный пирог. Между двух листов дюраля толщиной не менее 2 мм и размерами 200Х150 мм зажата таких же размеров транспортерная прорезиненная лента толщиной 10 мм, а может и больше. У обоих дюралевых листов на станке вырезаны круглые (можно и квадратные) отверстия Ф100 мм. Пирог стянут болтами и в нужном месте столярной стамеской в резине прорублено отверстие под вашу трубу-стойку, которое должно быть немного меньше диаметра трубы. "Пирог" надо надеть на стойку с натягом. Крепление к мачте - это дело техники. У меня к "пирогу" прикреплен дюралевый уголок 40Х40 мм, а он притянут к мачте U-болтом. Эта последняя операция выполняется при центровке, при выборе соосности с мотором.
  В коробочке спрятан вариометр (такой же маленький от Р-140) и мотор (1 об/мин). Вибратор 9 м и два противовеса на все диапазоны по 10,3 м. Один противовес оттягивает капроновый шпагат и на нем висит ЕН-антенна.

Вам не надоело баловаться с диполями Герца?

Снимаю шляпу перед Вашим трудолюбием.

У нас тоже такой есть... чё он только не перестроил... Просто поражаюсь его продуктивности.