Простые эффективные антенны для дальних связей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны КВ

 Комментарии к статье

Выбор конструкции антенны - обычно трудно решаемая проблема для каждого коротковолновика, особенно если в его планах - работа с дальними станциями и участие в престижных международных соревнованиях. В этом случае предпочтение, как правило, отдают многоэлементным вращающимся антеннам или системам антенн с переключаемым направлением основного излучения. Однако, далеко не все радиолюбители имеют реальную возможность соорудить подобную антенну даже на один диапазон.

Конечно, не каждый способен изготовить или приобрести поворотные устройства, мачты или фермы, большое количество конструктивных материалов. К тому же довольно часто "антенное поле" радиолюбительскои станции ограничено всего несколькими квадратными метрами крыши. Не случайно многие радиоспортсмены, особенно начинающие, робко подключаются к участию в соревнованиях, объясняя это, обычно, отсутствием у них сложных антенн.

В связи со сказанным, автору этих строк хотелось бы познакомить читателей с результатами многолетних экспериментов, проводимых коллективом UZ3QBM с простейшими типами антенн и их использованием в спортивной и повседневной DX-работе.

Мы полностью согласны с мастером спорта В. Узуном (UB5MCI), который в своей статье "Как стать чемпионом" (Радио, 1979, № 3 и № 4) писал: "...Отсутствие на радиостанции многоэлементных вращающихся антенн вовсе не должно служить поводом для отказа от участия в соревнованиях".

Действительно, имея даже простые, но качественно выполненные и хорошо настроенные антенны, четко представляя их свойства, объективно оценивая возможности аппаратуры и правильно выбрав тактику на предстоящие соревнования, безусловно, можно добиться неплохих результатов. Они, несомненно, будут расти по мере накопления опыта и совершенствования всего комплекса спортивной техники.

Допустим, однако, что ваш опыт и технические возможности ограничены. Что ж, тогда выходом из положения может служить сооружение вертикальных штыревых антенн. Их конструкции при длине излучателя равной четверти длины волны подробно описаны в литературе. С увеличением размера более половины длины волны в диаграмме направленности в вертикальной плоскости появляются лепестки, направленные под очень небольшими углами к поверхности Земли. При штыре длиной 5l/8 излучение под малыми углами достигает максимума. Именно это свойство было решено использовать в создаваемых нами антеннах на высокочастотные любительские KB диапазоны.

Система выглядит следующим образом. Излучатель длиной 5l/8 электрически удлинен последовательно включенной индуктивностью до 3l/4, а радиальные проводники (противовесы) имеют длину l/4. Таким образом, из излучателя, индуктивности и противовесов получился как бы волновой диполь. Изменение резонансной частоты и согласование с линией питания достигается в первую очередь индуктивностью, являющейся критичным элементом всей системы.

В таблице приведены размеры подобных антенн на диапазоны 14, 21 и 28 МГц.

Таблица 1

Диапазон, МГц	Длина штыря, м	Средний диаметр, мм	Длина противовесов, м	Катушка индуктивности
				Диаметр, мм	Длина намотки, мм	Число витков	Диаметр провода, мм
14	13,2	32	5Х5,3	35	80	11	4
21	8,7	28	5Х3,5	25	50	10	2,5
28	6,6	22	5X2, 62	25	50	6	2,2

Во всех варчантах излучатель установлен на изоляторе и выполнен с уменьшением диаметра в верхней части. Для 10-метрового диапазона он составлен из двух частей, а для 15- и 20-метровых соответственно из трех и четырех дюралюминиевых труб, закрепленных необходимым количеством растяжек. Противогесы изготовлены из антенного канатика и соединены между собтой в точке между штырем и его основанием (полутораметровой трубой), изолированной от них. Под углом в пределах 95...105° к излучателю противовесы спускаются к крыше. Антенны питают по коаксиальному кабелю с волновым сопротивлением 75 Ом произвольной длины.

Несколько технологических советов по изготовлению катушек индуктивности. Поскольку катушки находятся в пучности тока, их необходимо делать с таким расчетом, чтобы они сохраняли свои геометрические размеры при изменении сигнала. В антеннах на диапазоны 21 и 28 МГц катушки выполнены на каркасах из изоляционного материала, на которых имеется канавка с заданным шагом. Для антенны на 14 МГц катушка бескаркасная. Она намотана медной трубкой диаметром 4 мм на оправке диаметром 35 мм. После удаления оправки на витки катушки навинчивают три пластины из органического стекла размерами 5X12X100 мм с просверленными в них с нужным шагом отверстиями диаметром 4,2 мм. Эти своеобразные "ребра жесткости" располагают под углом 120° друг к другу.

Настройка антенн сводилась к определению резонансной частоты и, если требовалось, ее коррекции изменением индуктивности катушки. При этой операции добивались минимума КСВ на выбранной частоте.

Хорошо настроенные антенны обладают широкой полосой пропускания, устойчивыми к климатическим переменам и подстилающей поверхности характеристиками. Измерения показали, что КСВ на диапазоне 14 МГц не превышал 1,4, на 21 МГц - 1,5, на 28 МГц - 1,8 (рис. 1). Минимальные значения на резонансных частотах соответственно равнялись 1; 1,02 и 1,08.

Рис.1

Качество работы штыревых антенн оценивалось методом статистики в сравнении с различными простыми антеннами для соответствующих диапазонов. Было проведено более тысячи оценочных сравнений при связях с корреспондентами, расположенными от нескольких сотен до нескольких тысяч километров.

Наиболее интересными являются данные по отношению к четвертьволновому штырю. При расстоянии до 2000 км изготовленные антенны "проигрывали" ему по шкале S до 1,5 балла. Это происходит из-за того, что хотя в их диаграммах направленности в вертикальной плоскости имеются лепестки под углом около 30", но интенсивность излучения в этом направлении меньше, чем у традиционных СР. По мере увеличения дальности до корреспондента начинает проявляться преимущество излучения под малыми углами к горизонту и при удалении на 4000...5000 км штырь длиной 5l/8 "выигрывает" в среднем 1 балл. На протяженных трассах, до 10000...2000 км, уровень сигнала как на прием, так и на передачу возрастает на 1,5...2 балла. Наиболее заметно преимущество созданной антенны при связях по так называемому "длинному пути" и на трассах, проходящих через полярные шапки.

Таким образом, несмотря на простоту конструкции и малые материальные затраты, подобные системы показывают хорошие результаты в радиолюбительской практике. Бессмысленно оспаривать преимущества многоэлементных антенн, однако годы эксплуатации штыревых антенн свидетельствуют о том, что они позволяют достаточно успешно заниматься как спортивной, так и DX-работой в эфире.

При внешней простоте эти антенны занимают определенное пространство, которое очень часто бывает лимитировано.

Вполне естественно желание как-то повысить коэффициент их использования. Однако поиски каких-либо компромиссных решений могут свести на нет все положительные свойства.

Несомненно, что любую из предложенных выше одднодиапазонных антенн можно согласовать на всех любительских диапазонах, но такая задача не ставилась, так как на всех диапазонах не получается оптимальный результат. Поэтому были опробованы двухдиапазоные варианты, идея которых заключалась в соединении четвертьволновой GP для более низкочастотного диапазона и штыревой длиной 5l/8 для высокочастотного. Так излучатель длиной 5l/8 на диапазон 28 МГц использовался как удлиненный четвертьволновый штырь на 14 МГц, для чего общее число противовесов увеличено вдвое, причем половина из них имеет длину 2,62 м, а остальные - 5,3 м. В основании появился коммутирующий элемент - реле, которое на 20-метровом диапазоне подключает центральную жилу фидера к конденсатору переменной емкости (100 пФ), а на 10-метровом - к прежней катушке индуктивности. Конструктивно конденсатор представляет собой отрезок коаксиального кабеля. Реле - РМУГ, контакты которого защищены от влаги.

По такой же схеме выполнена антенна на диапазоны 7 и 14 МГц. Однако, здесь пришлось немного уменьшить длину вертикальной части до 12,55 м с тем, чтобы емкоесть кондденсатора, включаемого на 40-метровом диапазоне, не была слишком малой, как в случае с излучателем длиной 13,2 м. В окончательном варианте она равнялась 180 пФ. Общее число противовесов - восемь, - четыре длиной 5,3 м расположены равномерно по кругу, еще четыре длиной 10,8 м натянуты с yчетом формы здания. В остальном конструктивные особенности обеих двухднапазонных антенн такие же, как и в описанных выше вариантах.

Появление переключаюших элементов особых затруднений вызывать не должно. Для питьтания реле используется оплетка кабеля и дополнительный провод. Принципиально возможно подавать питание и по центральной жиле, "развязав" высокочастотную и постоянную составляющие.. На рис. 2 показана зависимость КСВ от частоты.

Рис.2

Все антенны, о которых шла речь в статье, в течение нескольких лет эксплуатировались и на коллективной радиостанции, и на радиостанции автора. Их неоднократно повторяли радиолюбители. Антенны оказались достаточно технологичными, показали устойчивость своих параметров.

Автор: Г. Болотов (UA3QA) г. Воронеж; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Антенны КВ.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Случайная новость из Архива SoC Snapdragon 690 16.06.2020 Компания Qualcomm расширила линейку своих мобильных чипсетов с поддержкой связи 5G на серию среднего уровня Snapdragon 600, представив новую платформу Snapdragon 690. Новый чип получил ряд улучшений не только в плане поддержки мобильной связи нового поколения, но и в других аспектах. Чипсет Qualcomm Snapdragon 690 сохранил конфигурацию больших (производительных) и малых (энергоэффективных) ядер 2+6. Вместе с тем, компания интегрировала в данную новинку ядра Cortex-A77, что позволило повысить производительность сразу на 20% только за счет микроархитектурных улучшений. При этом частота ядер осталась на том же уровне, что и у других представителей серии Snapdragon 600 и составляет 2 ГГц для больших ядер и 1,7 ГГц для малых ядер Cortex-A55. Графическая подсистема также подверглась значительной модернизации. Она выполнена на базе GPU Adreno 619L, благодаря чему удалось обеспечить прирост графической производительности на внушительные 60% по сравнению с предыдущим поколением в составе Snapdragon 675. Чипсет поддерживает оперативную память LPDDR4X в двухканальной конфигурации с 16-битным доступом. Этого достаточно для требований пропускной способности в этом сегменте производительности. Новая система-на-чипе изготавливается по нормам 8-нанометрового технологического процесса. Вместе с тем, Qualcomm предлагает некоторые из новых мультимедийных функций более высокого класса для серии Snapdragon 600. Например, новое поколение сигнального процессора Spectra iSP способно поддерживать съемку фотографий с разрешением до 192 Мп, или датчики с многокадровым шумоподавлением с разрешением до 48 Мп, или конфигурации из двух камер с датчиками до 32+16 Мп. Чип поддерживает 10 битные захват и отображение изображений, что позволяет записывать и демонстрировать изображения HDR 4K. Однако нет упоминаний о поддержке записи видео в разрешении 4K/60p. Ключевой особенностью процессора Snapdragon 690 является наличие встроенного 5G-модема - впервые в серии Snapdragon 600. Интегрированный модем X51 обеспечивает поддержку связи 5G в частотном диапазоне до 6 ГГц и поддержку глобальных частотных диапазонов. Устройство способно достигать скорости загрузки данных до 2500 Мбит/с и скорости отдачи до 1200 Мбит/с в сетях до 6 ГГц, используя до 100 МГц спектра.

Другие интересные новости:

▪ Микроконтроллеры Texas Instruments MSP432

▪ Амазонка пересыхает

▪ Видеомагнитофон фильтрует рекламу

▪ Окно в мозг

▪ Смартфон LG Flex

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы. Подборка статей

▪ статья Земельное право. Шпаргалка

▪ статья Почему крапива жжется? Подробный ответ

▪ статья Погрузка и разгрузка каменного угля, цемента и других сыпучих материалов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Дегтярный лак. Простые рецепты и советы

▪ статья Стабилизатор напряжения, защищенный от коротких замыканий выхода, 21/2-12 вольт 0,3 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025