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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Быстрая ходьба поможет жить дольше 10.06.2018 В ходе исследования, проведенного в Сиднейском университете, было обнаружено, что прогулка пешком в среднем темпе на 20 процентов снижает риск смертности от всех причин по сравнению с медленным шагом. Если же вы ходите в быстром темпе, то уменьшаете риск на 24 процента. Отдельно был высчитан риск для смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. При этом ходьба в среднем темпе снижала риск на 24 процента, а в быстром - на 21 процент. Было обнаружено, что эффект от прогулки пешком наиболее выражен в старших возрастных группах. Люди от 60 лет и старше могли снизить риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний на 46 процентов с помощью ходьбы в среднем темпе и на 53 процента - в быстром темпе. "Быстрый темп составляет, как правило, от пяти до семи километров в час, но это зависит от физической подготовки человека; альтернативный показатель - идти шагом, который заставляет вас слегка запыхаться или вспотеть, чтобы его поддерживать", - объяснил профессор Эммануэль Стаматакис из Центра Чарльза Перкинса Университета Сиднея и Школы общественного здравоохранения, ведущий автор исследования. До этого связь темпа шага с риском смертности отдельно не изучалась. "Темп ходьбы связан с риском смертности от всех причин, но его особой роли, независимой от общей физической активности, которую ведет человек, до сих пор уделяется мало внимания", - сказал профессор Стаматакис. - Проанализировать влияние одного конкретного аспекта физической активности и обнаружить его потенциальные причинно-следственные связи с риском преждевременной смерти сложно", - объяснил профессор. Последнее исследование опиралось на данные 11 обследований населения в Англии и Шотландии в период с 1994 по 2008 год, в ходе которых участники самостоятельно сообщали о темпе своего шага. Затем группа исследователей учитывала такие факторы, как общее количество и интенсивность всей физической активности, возраст, пол и индекс массы тела. Выяснилось, что темп ходьбы связан со снижением риска смертности. При этом пол и индекс массы тела не повлияли на результаты. Ученые рекомендуют практиковать ходьбу в быстром и среднем темпе, а также продвигать эту идею в ходе кампаний, посвященных общественному здравоохранению, учитывая, что быстрый шаг - это очень простой вариант тренировки сердца, который большинство людей может легко включить в свою жизнь.

Другие интересные новости:

▪ Оконный маршрутизатор TP-Link AX1500

▪ Станен - конкурент графена

▪ Пряжа из нанотрубочек

▪ Самое ясное небо

▪ Два новых индуктора от Vishay

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Конспекты лекций, шпаргалки. Подборка статей

▪ статья Без меня меня женили. Крылатое выражение

▪ статья Есть ли у насекомых кровь? Подробный ответ

▪ статья Составитель фарша. Должностная инструкция

▪ статья Высоколинейный амплитудный модулятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электромеханическая защита зарядного устройства от КЗ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025