Конструкции на микроконтроллерах для радиолюбителей и не только

\главная\р.л. конструкции\антенны\...

Трехдиапазонная антенна с активным питанием

Для проверки моделей, о которых шла речь в статье “Многодиапазонные антенны с активным питанием”,  была изготовлена экспериментальная трехдиапазонная антенна на диапазоны 20, 15 и 10 метров. Ее MMANA модель в файле 3B HB9CV wire MOXON.

Представление об антенне можно получить из рисунка 1. Это проволочная антенна со стеклопластиковыми распорками, элементы диапазона 20 м “подмоксонены” для уменьшения габаритов. Входное сопротивление антенны – 12,5 Ом, для согласования с кабелем 50 Ом антенна снаряжена трансформатором 1:4 по сопротивлению, описание которого взято из журнала Ham Radio, выпуски за февраль и март 1980 года, статья называется “A New Class Of Coaxial-line Transformers”, автор George Badger, W6TC.

Прежде, чем делать антенну, пришлось подумать, куда ее установить, чтобы хотя бы измерить КСВ. Можно было бы вставить в бум сзади длинную трубу и выдвинуть антенну за край крыши. Моделирование показывает, что, если выдвинуть ее на расстояние, при котором до рефлектора будет 1,5 – 2 метра, крыша практически не влияет на КСВ. Вторая возможность – использовать оттяжки “Унжи”, которая уже стоит на крыше RZ3TZZ. Оттяжки сделаны из восьмимиллиметрового троса и не разбиты изоляторами. Можно их использовать, как канатную дорогу. Кинематическая схема на рис.2. Был выбран этот вариант.

Конструкция антенны ясна из рис.1. Элементы и собирающая линия изготовлены из одножильной медной проволоки диаметром 2 мм, в эмалевой изоляции. Распорки 1, длиной ровно по 4 метра, сделаны из стеклопластиковых удилищ, проработавших 28 лет в качестве распорок двойного квадрата. Старые восемь распорок были разобраны на отдельные колена и из них собраны четыре распорки с меньшей конусностью и концами большего диаметра, чтобы при работе на сжатие распорки не гнулись. Для этого колена были разложены на пары одного типоразмера и эти пары подсобирались, как показано на рис.1.

Бум сделан из дюралевой трубы диаметром 36 мм, его длина ровно 3 метра, плиты крепления распорок – из листового текстолита толщиной 12 мм (сложены из двух плит по 6 мм). Их размеры – 100х200 мм. Плитки крепления собирающей линии – из оргстекла толщиной 6 мм, из него же склеена клеем “Моделист” коробка 5, в которой находятся конденсаторы.

Размещение конденсаторов внутри коробки – на рис.3а. Их величины: четыре конденсатора, идущие к собирающей линии, по 235 пФ; два, идущие к трансформатору, по 1300 пФ.

Две плитки, там, где от собирающей линии отходят элементы диапазона 15 м, имеют по два порожка из оргстекла толщиной 10 мм (рис.1). Высота порожков 20 мм. Порожки привинчены к плиткам винтами М4. Порожки нужны для разводки элементов в противоположном направлении.

Конструкция коробки ясна из рисунка 3. Также конструкцию центрального узла можно рассмотреть в режиме “трай ди”, открыв MMANA файл “The core”. Внутренние размеры коробки – 120х60х68 мм. Коробка снабжена восемью полюсными площадками: четыре, с боков, - для подключения собирающей линии, две – для подключения трансформатора с низкоомной стороны, две, находящиеся внутри коробки - для стыковки кабеля с трансформатором. Плоскость собирающей линии между элементами на 10м и коробкой делает поворот на 90 градусов, плавно переходя из горизонтальной в вертикальную, у коробки. Этот поворот делается в одну сторону (например, по часовой стрелке) для наблюдателя, находящегося в центре антенны, у обеих половин линии, директорной и рефлекторной.

Коробка крепится к текстолитовой плите 2, изготовленной из цельного куска толщиной 12 мм. Ее размеры – 100х200 мм. Плита 2 служит также для крепления согласующего трансформатора 3, а также для сочленения антенны с поворотным механизмом, если он есть. Скобы крепления деталей из оргстекла к буму и распорок к плитам – из листовой кровельной оцинкованной стали. Текстолитовые плиты крепятся к буму U-образными шпильками с резьбой М6.

Две дюралевые трубки 4 (рис.1) сделаны из лыжных палок диаметром 16 мм. Служат для поддержания распорок, снятия переламывающего механического напряжения в точках А. Трубки кладутся на бум сверху и подвязываются к распоркам.

Основные размеры антенны – на рисунках. Элементы растянуты рыболовной полиамидной леской толщиной 1,5 мм, к распоркам подвязаны мягкой капроновой веревкой.

Концы элементов изогнуты в виде фигурных петель (рис.1), за которые привязывается леска. От разгибания петли предохраняются перемычками из оргстекла, имеющими по два отверстия диаметром 2,5 мм на расстоянии 10 мм. Концы элементов 7 после петель используются для настройки путем откусывания.

Трансформатор, в отличие от оригинала, который работает во всем диапазоне 80 – 10 м, слегка оптимизирован под диапазон 20 – 10 м, при этом его габариты уменьшились. Для трансформатора были взяты шесть отрезков коаксиального кабеля с Z=50 Ом, с внешним диаметром внутренней изоляции из литого полиэтилена – 3 мм. Длина одного отрезка, включая запас на разделку концов – 85 см (длина не критична). С каждого конца куски разделываются на длину 2,5 см. Две пары отрезков соединяются параллельно для получения двух линий с Z=25 Ом. Линии соединяются по схеме рис.4. При этом получается одна ступень двухступенчатой конструкции, а именно, симметричный с обоих концов трансформатор 1:4. Два оставшихся отрезка соединяются по схеме рис.5. Получается вторая ступень, а именно, 1:1 несимметричный в симметричный. Затем обе ступени складываются и связываются в общую бухту, диаметром ок. 10 см. Точка A рис.4 спаивается с точкой A рис.5, то же самое с точками B. Проводники должны быть короткими, у меня около 1,5 см, кроме провода C – C . Все сочленения трансформатора, выходящие за пределы внешней полихлорвиниловой изоляции, тщательно промазываются пластилином.

Проверить работу трансформатора можно, подключив к нему короткими проводами эквивалент 12 Ом и измерив КСВ. У меня он получился не хуже 1,3 в диапазоне 14 – 30 МГц. Трансформатор соединяется с коробкой следующим образом: вначале к концам трансформатора “симм. 12,5 Ом” припаиваются два лепестка с отверстиями под винт М3, так, чтобы лепестки встали напротив соответствующих контактных площадок на коробке; затем эта часть привинчивается к коробке, и концы трансформатора “несимм. 50 Ом” припаиваются к торчащим из коробки выводам от контактных площадок для подключения кабеля. Вся бухта трансформатора затем привязывается к плите 2. Вниз при этом торчат только концы трансформатора, которые никуда не присоединяются, кроме как между собой. Здесь их герметизируют по вкусу, я просто облепил пластилином.

После проведения всех комнатных работ антенный комплект представлял собой четыре распорки с метками крепления элементов, собранный бум со всеми плитами, плитками, коробкой, трансформатором, собирающей линией и элементами, отмерянными с некоторым запасом и свернутыми в бухты, подвязанными к буму для транспортировки на крышу, а также две лыжные палки. Кроме того, подготовлены мотки лески, мягкие капроновые шнурки и изолента ПВХ.

В день сборки все это было вынесено на крышу, куда уже заранее был выведен коаксиальный фидер с подготовленными концами. Бум вывешивался на тросе оттяжки “Унжи” на высоте, удобной для сборки. Сначала крепились распорки к плитам, затем накладывались лыжные палки и привязывались к распоркам. После этого разматывались и расправлялись элементы. Рулеткой отмерялись части элементов диапазона 20 м от собирающей линии до сгиба, делался сгиб и элемент привязывался к распорке мягким шнурком так, чтобы место сгиба совпало с меткой на распорке. Для устранения проскальзывания шнурка по распорке использовалась изолента. Предварительно надевалась на конец элемента перемычка из оргстекла, отмерялось расстояние до петли привязки, делалась петля и вставлялся конец провода во второе отверстие перемычки. Перемычка придвигалась к петле, отгибался конец элемента и обрезался до эскизного размера. Петли передних и задних элементов соединялись кусками лески эскизной длины.

С остальными элементами так же, подвязывая элементы к распоркам там, где они пересекаются, мягким шнурком, а растяжку элементов делая леской, соблюдая эскизные размеры. Не обращалось внимания на вялую натяжку и провисание распорок. Когда все связи были готовы, устранялось провисание распорок подтяжкой их леской к роликам на тросе, леска привязывалась к распоркам в месте привязки тяг диапазона 10 м. Затем подтягивались те куски лески, которые параллельны буму. Антенна должна была натянуться и приобрести пристойный вид при не слишком сильной подтяжке, если нет больших неточностей в размерах.

Открывалась коробка и присоединялся кабель. Крышка коробки привинчивалась, щели промазывались пластилином. Антенна еще раз осматривалась на предмет отсутствия грубых ошибок – правильно ли разведены конденсаторы внутри коробки, правильно ли подключена к коробке собирающая линия, идут ли элементы диапазона 15 м в противоположную сторону по отношению к элементам двух других диапазонов (проводя комнатные работы, я вначале пустил все элементы в одну сторону). Если все правильно, антенну можно поднимать.

Антенна была поднята 26 ноября 2006 г. Поднятая на высоту 10 м над крышей антенна смотрела по азимуту 325 градусов. В указанных размерах минимум КСВ оказался ниже по частоте, антенну пришлось опустить и хвостики подрезать. Остались хвостики: на 10 м – по 0,5 см; на 15 м – по 4 см; на 20 м – по 4 см. КСВ в середине диапазона около 1. Станции США на 20 м на эту антенну слышны лучше, чем на другие в наличии. Станции с других направлений слышны хуже. Предварительный итог – антенна работоспособна.

Сейчас делаю вторую такую же антенну, чтобы повесить ее в перпендикулярном направлении, на юго-запад. Так как конденсаторы на 235 пФ закончились, ставлю на 252 пФ, модель терпит. Проволока диаметром 2 мм тяжеловата, если поставить 1,4 мм, вес проволоки уменьшится вдвое, поэтому, на собирающую линию ставлю 2 мм, а на элементы – 1,4 мм. Бум делаю из трубы от гардины, диаметром 22 мм, а так как гардина длиной всего 2,4 метра, до 3 метров “добиваю” двумя кусками лыжной палки, на концах. На распорки приобрел четыре шестиметровых удилища, по два концевых колена откинул. Плиты для крепления распорок к буму делаю из текстолита толщиной 4 мм, креплю плиты к буму скобами, а не U-шпильками, так как с поддерживающими лыжными палками этот узел сильно разгрузился. Остальное по-старому. Ожидаю, что антенна будет заметно легче, хотя при подвеске на тросе это может оказаться не на пользу: первая антенна на сильном ветру ведет себя очень прилично, солидно покачиваясь, как крупное судно на длинной океанской зыби, а легкая может задергаться.

У антенны нет гальванической связи элементов с заземлением и бума с заземлением.

Это, конечно, необходимо сделать. Я собираюсь соединить элементы с бумом двухваттными резисторами килоом по двадцать, а бум с заземлением через килоом.

В заключение хочу поблагодарить Юрия Богданова, UA6AP, за его огромный труд по ведению сайта. Подозреваю, что этот труд не всегда в удовольствие.

Загрузить архивный файл моделей

Н. Смирнов, UA3TW
E-mail: ua3tw@rambler.ru



Глас народа
09.02.2015 16:37 Здравствуйте всем! Кто нибудь может помочь с информацией по разме...  --  Alex RK7C...
16.02.2012 14:37 Какие данные элементов...  --  un7te, Куанышбе...
19.10.2011 15:06 Недавно повторил антенну, для второго рабочего места. При этом за...  --  Nick UA3TW
06.02.2011 12:42 Какая антенна по техническим характеристекам лучше СПАЙДЕР или RR...  --  ВАСИЛИЙ UN9LV...
31.01.2011 06:36 у кого есть файл маа RR-33 20 17 14 21 24 10??????...  --  ur5zd
23.06.2009 08:02 так может по просту установить ЯГУ на все диапазоны и вопросс...  --  анатолий 4z5nd ...
01.08.2007 04:32 Николай, модель весьма впечатляет. В одну модель угрохано, чуству...  --  Игорь UA9CDC...
21.03.2007 06:51 19 го повесил четвертую ант., на юго-восток. ...  --  Nick, UA3TW...
14.03.2007 07:12 В модели, которую любезно предоставил Андрей, числа для 20м и 15...  --  Nick, UA3TW...
13.03.2007 16:44 Николай, у меня возник такой вопрос.Как правильно оценить потери ...  --  RW4PL,Андрей...
13.03.2007 15:55 Андрей спасибо, файл получил. Вы были правы. Позже напечатаю испр...  --  Nick, UA3TW...
13.03.2007 11:26 Николай, файл Вам отправил. ...  --  RW4PL,Андрей...
13.03.2007 10:59 Николай, меня интересовала полоса 28000 - 28600 с акцентом в теле...  --  RW4PL,Андрей...
13.03.2007 10:31 Нет,не ошибся, именно на 28 мГц "спайдер " по усилению =двойном...  --  RW4PL,Андрей...
13.03.2007 06:53 Спасибо за инфо, также для Андрея, не дали ли Вы число 5,4 в дБи?...  --  Nick,UA3TW
12.03.2007 22:36 To: Nick, UA3TW . RD3DU практически ежедневно присутствует на Мел...  --  US3QQ
12.03.2007 12:48 RW4PL Андрею. Именно для этого я и употребил слово ,рискну, в ста...  --  Nick, UA3TW...
12.03.2007 10:00 Николай, у "спайдера" на 28 мГц усиление 5,4 дБд в свободном прос...  --  RW4PL,Андрей...
12.03.2007 08:28 Николай, как я Вам и писал ранее - мне все ОЧ. нравится и есть пу...  --  RU3BT
01.02.2007 19:57 Спасибо всем за отзывы- хорошо, что они есть, хуже, когда нет воо...  --  Nick UA3TW
31.01.2007 20:46 Приветствую форумлян! Николай спасибо за публикацию. Посмотрел мо...  --  Сергей, ЕХ8А....
26.01.2007 15:28 Получается так, что раз РР=33 закрывает мою антенну, то классичес...  --  Nick, UA3TW...
25.01.2007 16:25 А по мне, так разницы нет большой, если и та и другая антенна име...  --  Дмитрий RW3DDD...
25.01.2007 07:24 Эта антенна и РР 33 со Спайдером в разных размерных категориях. У...  --  Nick,UA3TW
25.01.2007 01:00 То RK6APC Дмитрий "Ну скажем так отношение вперед назад, чтоб от...  --  Дмитрий RW3DDD...
24.01.2007 16:50 Мое мнение эту антенну правильней сравнивать не с трехэлементными...  --  Nick, UA3TW...
24.01.2007 10:24 (А зачем же так сложно? Ради максимального усиления 3,8 дБд город...  --  RK6APC Дмитрий...
22.01.2007 16:15 Длина эквивалентной траверсы у этой антенны 3,35м , у RR-33 6,93м...  --  Nick UA3TW
22.01.2007 10:46 А зачем же так сложно? Ради максимального усиления 3,8 дБд городи...  --  Дмитрий RW3DDD...

Возврат