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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Осмотическая электростанция 880 МВтч 27.09.2025 В поисках новых источников чистой энергии человечество все чаще обращается к естественным физическим процессам. Одним из них является осмос - движение молекул воды через полупроницаемую мембрану. На его основе в японском городе Фукуока запустили электростанцию, которая одновременно опресняет морскую воду и вырабатывает электричество. Принцип работы подобных станций строится на разнице концентраций. Когда соленая и пресная вода разделены мембраной, молекулы воды переходят из менее концентрированного раствора в более концентрированный, стремясь уравнять состав. В установке во Фукуоке пресная вода или очищенные сточные воды располагаются по одну сторону мембраны, а морская - по другую. По мере увеличения давления на соленой стороне часть жидкости проходит через турбину, соединенную с генератором, что и позволяет получать энергию. Главное преимущество такого метода заключается в том, что процесс не требует сжигания ископаемого топлива и не производит вредных выбросов в атмосферу. Более того, в отличие от солнечных батарей или ветряков, он не зависит от погоды, а значит, может обеспечивать стабильное электроснабжение. История технологии началась еще в Норвегии, где компания Statkraft построила первый прототип мощностью всего 4 киловатта. Он доказал принципиальную возможность генерации энергии при помощи осмоса, но из-за дороговизны технология тогда не нашла коммерческого применения. Ситуация изменилась в последние годы. В 2023 году в Дании была открыта первая в мире действующая осмотическая электростанция. Японский проект во Фукуоке стал вторым объектом такого рода, но значительно превосходит предшественника по производительности. Станция способна вырабатывать 880 мегаватт-часов в год, что эквивалентно энергопотреблению примерно 220 домохозяйств и собственным нуждам опреснительной установки. Особенность японской станции в том, что она использует концентрированный рассол, который обычно сбрасывался бы в реки, повышая их соленость выше нормы. Более резкий градиент концентраций повышает эффективность и позволяет внедрять технологию в реальных промышленных системах, а не только в лабораторных условиях. Тем не менее трудности остаются. Наибольшие проблемы связаны с потерями энергии при перекачке воды и засорением мембран, что снижает КПД и требует регулярной замены дорогостоящих элементов. По словам профессора Мельбурнского университета Сандры Кентиш, несмотря на потери на трение и перекачку, потенциал осмотической энергетики остается огромным. Ученые отмечают, что дальнейшее развитие мембранных и насосных технологий позволит повысить эффективность таких систем. Если стоимость материалов продолжит снижаться, осмотическая энергия в перспективе может стать сопоставимой с гидроэнергетикой и занять заметное место среди возобновляемых источников. Таким образом, проект во Фукуоке показывает, что даже традиционный процесс опреснения способен стать частью глобальной энергетической трансформации.

Другие интересные новости:

▪ Мощное зарядное устройство DJI Power 1kW

▪ Эффективный механизм архивирования данных

▪ Глаза лечат светом

▪ Умные коммутаторы 100Gb/s Mellanox EDR InfiniBand

▪ Самые актуальные бренды современности

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Любителям путешествовать - советы туристу. Подборка статей

▪ статья Соответствие моделей и шасси телевизоров BLAUPUNKT. Справочник

▪ Как складывались международные отношения накануне Второй мировой войны? Подробный ответ

▪ статья Кат. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Мегашокер (Электрошокер повышенной мощности). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Тиристорный регулятор оборотов электродвигателей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026