Пятиэлементная YAGI на 20 метров. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны КВ

Комментарии к статье

Самостоятельное изготовление антенны - непростая задача для радиолюбителей. Зачастую авторы различных антенн не уделяют внимания описанию технологии изготовления антенн, а это очень важно для тех, кто будет пытаться их повторить. Не зная технологии изготовления, трудно в полной мере оценить собственные возможности. Их переоценка зачастую приводит к тому, что хорошие конструкции, несмотря на уже затраченные материалы, так и остаются недоделанными. В предлагаемой статье подробно описана конструкция антенны на диапазон 20 метров. Некоторые приемы изготовления могут помочь в изготовлении антенн других диапазонов.

Проблема выбора антенны стала перед коллективом Интинского радиоклуба (RK9XXS) еще в самом начале его деятельности. Уже тогда было решено: делать только серьезные антенны. Хорошо понимая, что антенну быстро не сделаешь, решили для начала собрать материалы, а уже исходя из их количества, решать, какую антенну строить. В течение месяца удалось найти 10 дюралевых планок для прыжков в высоту длиной по 3,6 м, 10 отрезков 30-миллиметровой трубы длиной по 1,5 м, две трубы от медицинских носилок диаметром 36 мм, две шестиметровых дюралевых трубы диаметром 60 и 70 мм и одну трехметровую трубу диаметром 60 мм. Этого материала было достаточно для строительства 5-элементной антенны YAGI.

Имея опыт расчета антенных систем с помощью компьютера и изготовления рассчитанных антенн, приступили к предварительному проектированию антенны. Первые же прикидки показали, что выгоднее всего строить антенну на удлиненной траверсе: выше коэффициент усиления, лучше отношение фронт/тыл. Основным требованием к клубной антенне, по нашему мнению, является возможность с минимальным КСВ работать в полосе частот 14...14,35 МГц. Это обусловлено, прежде всего, разносторонними интересами членов клуба: один любит телеграфный участок, другой - SSTV, третий - поклонник островных экспедиций, четвертый - любит МТ-63.

Когда впоследствии была смоделирована антенна с максимальным усилением в направлении главного лепестка, оказалось, что наша энтенна проигрывает всего 0,5...0,7 дБ. Это нас вполне устраивало. Расчеты провели программой YAGIOPTIMIZER, а проверили - программой NEC4WIN95. Справедливости ради, надо отметить, что обе программы весьма близки по конечному результату, хотя и имеются некоторые расхождения.

Размеры элементов антенны: рефлектор - 10,7 м, вибратор - 10,3 м; директор 1 - 9,88 м, директор 2 - 9,58 м; директор 3 - 8,9 м. Характеристики антенны: усиление - 11,6 дБ; отношение фронт/тыл - 24 дБ; отношение фронт/бок - 35 дБ, входное сопротивление - 50 Ом.

Итак, основные размеры были определены, пришло время технологических решений.

Технология изготовления антенны была выбрана такой, чтобы минимизировать объем "платных" работ и основную часть деталей можно было выполнить самостоятельно с помощью нехитрого инструмента. Для работ понадобились электродрель, ножницы по металлу, ножовка по металлу, молотки, плоскогубцы, метчики, плашки, гаечные ключи, отвертки и другие мелочи. Сварочных работ немного - всего шесть несложных узлов. Токарные работы - 10 дюралевых втулок. Все остальное выполнено самостоятельно, без применения специального оборудования.

Наиболее просто решили вопрос с траверсой: в середине расположили трубу диаметром 70 мм, с двух сторон в нее вставили трубы диаметром 60 мм. Зазор между трубами ликвидировали полосой стальной ленты толщиной 1,5 мм, плотно обернув ею тонкие трубы. Места стыка зафиксировали от проворачивания болтами М 10x80. На расстоянии 1500 мм от концов просверлили два отверстия и закрепили болтами М 10x100 по две стальные петли размерами 30x120x5 мм для крепления верхней и боковых растяжек (рис. 1).

На размеченных местах установили площадки крепления элементов (рис. 2). Эти площадки полностью изолируют элементы от траверсы при минимальной емкости между ними. Площадки крепления элементов состоят из стальной пластины толщиной 3 мм и текстолитовой пластины размерами 100x250x15 мм. В стальной и текстолитовой пластинах просверлено 16 соосных отверстий диаметром 6 мм, после этого в стальной пластине восемь отверстий рассверлены до диаметра 25 мм. Это нужно для того, чтобы стремянки крепления элементов не имели контакта со стальной пластиной. Затем в стальной пластине просверлено еще четыре отверстия диаметром 8 мм для крепления площадки к траверсе и приварена труба диаметром 17 мм и длиной 500 мм для верхних растяжек элемента (стойка). Пластины скреплены между собой через не рассверленные отверстия восемью болтами М6х25.

Стремянки изготовлены из стального неотожженного прутка диаметром 8 мм. Для крепления элементов были сделаны стремянки диаметром 6 мм (использовались строительные гвозди). Сначала необходимо отрезать пруток нужной длины, потом на концах нарезать резьбу на длину 30 мм, а затем изогнуть стремянку на наковальне до нужной формы. Рассчитать длину прутка несложно по формуле

L = 1,57*(D+d) + D + 2*М + 40,

где L - необходимая длина прутка; D - диаметр трубы, которую крепит стремянка; d -диаметр прутка, из которого изготовлена стремянка; М - толщина детали, к которой крепится труба; 40 мм - запас для гаек крепления.

Простой способ изгибания стремянки показан на рис. 3. В процессе изгибания один молоток наставляется на стремянку вторым наносятся несильные удары. Профиль стремянки контролируют по шаблону или закрепляемой трубе.

Элементы антенны (рис. 4) составлены из отрезка трубы диаметром 36 мм (в центре), двух планок для прыжков в высоту и двух отрезков 30-миллиметровой трубы (на концах). Планки для прыжков плотно вставлены в трубу диаметром 36 мм и зафиксированы стандартными хомутами, а отрезки трубок стыкуются с планкой специально выточенными втулками из дюралюминия и заклепками из алюминиевой проволоки диаметром 5 мм. В месте стыка установлена петля для крепления верхних и внешних растяжек элементов. Петля изготовлена из прутка диаметром 6 и длиной 90 мм (можно использовать строительные гвозди). С одного конца на длину 20 мм нарезана резьба М6х1, второй конец изогнут в кольцо на оправке диаметром 15 мм.

Узел крепления траверсы (рис. 5) принимает на себя основную нагрузку статического и динамического характера и должен обеспечивать высокую прочность. Он представляет собой стальную пластину толщиной 4 мм. Размер пластины определяется длиной траверсы и весом антенны, минимальный размер "В" для данной антенны - 500 мм. В пластине просверлены отверстия для хомутов крепления траверсы и для хомутов крепления пластины к мачте.

Разметка отверстий производится следующим образом. Расстояние "А" должно быть равно сумме диаметров мачты и стремянок, крепящих пластину к мачте. В нашем случае диаметр мачты равен 52 мм, а стремянки выполнены из прутка диаметром 8 мм, поэтому расстояние между центрами отверстий - 60 мм. Расстояние "Б" должно быть равно сумме диаметров траверсы и стремянок, крепящих траверсу к пластине. В нашем случае диаметр траверсы равен 70 мм, а диаметр прутка, из которого выполнены стремянки, - 8 мм. Расстояние между центрами отверстий - 78 мм.

Число стремянок крепления траверсы для такой тяжелой антенны - не менее 6. Это определяет надежность крепления траверсы. Число стремянок крепления пластины к мачте для длинных антенн должно быть 6-8. Оно определяет прочность удержания траверсы на мачте. Мы выбрали шесть стремянок.

После разметки и сверления этих отверстий в нижнем углу сделано отверстие для кронштейна боковых растяжек. Диаметр этого отверстия должен быть равен диаметру трубы, выбранной для кронштейна. Труба кронштейна выбрана диаметром 1,5 дюйма, т.е. 37 мм. Длину трубы кронштейна (размер "Г") мы выбрали примерно 1000 мм. В трубе кронштейна на концах просверлено по два отверстия диаметром 12 мм, в которые будут вставляться натяжные болты боковых растяжек.

Труба кронштейна вставлена в отверстие в стальной пластине так, чтобы длина концов была одинаковой. После этого трубу надо тщательно обварить дуговой сваркой с двух сторон. Узел крепления тщательно зашкурен и окрашен масляной краской для наружных работ.

Натяжные болты верхних и боковых растяжек изготовлены из стального прутка диаметром 12 мм и имеют длину 250 мм. Один конец прутка изогнут в кольцо на оправке диаметром 15 мм, с другого конца на всю оставшуюся длину нарезана резьба М12х1,5.

Боковые и верхние растяжки траверсы изготавливать лучше всего в процессе сборки антенны, поскольку их длина определяется центром тяжести антенной системы. Крепление растяжек траверсы показано на рис. 6.

Сборка антенны. Вначале собирают траверсу антенны, как указано выше. Траверсу укладывают на чистой, ровной горизонтальной площадке размерами 12x16 м. На траверсу с помощью стремянок устанавливают площадки крепления элементов, а на них (также с помощью стремянок) - собранные элементы антенны. При этом нужно обращать внимание на горизонтальность всех элементов антенны.

Расстояние между элементами показано в таблице.

При установке элементов петли крепления верхних и внешних растяжек должны находиться сверху. Вид на антенну сверху показан на рис. 7.

(нажмите для увеличения)

Затем производят разметку верхних растяжек элементов и установку на них изоляторов. Чем больше будет установлено изоляторов, тем меньшее влияние на параметры антенны будут оказывать верхние растяжки. В случае применения диэлектрических (капроновых, пеньковых) верхних растяжек изоляторы можно не устанавливать. Растяжки крепят одним концом за петли на элементах, другим - за поддерживающие стойки, пропустив растяжки в просверленные в стойках отверстия (рис. 8).

(нажмите для увеличения)

Для всех узлов крепления растяжек обязательно должны применяться коуши. Внешние растяжки крепят к петлям на элементах. Эти растяжки в местах крепления желательно обернуть полосками оцинкованной жести, тогда они прослужат долго. Внешние растяжки должны быть по возможности сильно, но равномерно натянуты. Самое важное - обеспечить правильное положение элементов антенны. В нашей конструкции использовались стальные тросики для верхних растяжек и пеньковый шнур для внешних растяжек.

После крепления всех растяжек устанавливают согласующее устройство (рис. 9). Оно крепится с помощью хомутов или стремянок. Кабель питания подключают, закрепляют и прокладывают к центру мачты сразу. Корпус согласующего устройства должен обеспечивать защиту конденсаторов от дождя и снегопада.

(нажмите для увеличения)

Теперь антенна собрана и можно определить ее центр тяжести. Для этого приподнимают траверсу между первым и вторым директорами и, передвигая точку опоры, находят положение равновесия антенны. В этом месте устанавливают центр узла крепления траверсы таким образом, чтобы кронштейн боковых растяжек находился снизу. Крепление траверсы на мачте показано на рис. 10.

(нажмите для увеличения)

После этого измеряют расстояние между отверстиями кронштейна и стальными петлями на траверсе. По этим размерам изготавливают боковые растяжки, сделав запас для натяжения.

Перед подъемом антенны обязательно нужно проверить все крепления, подтянуть все гайки. Поддерживая траверсу в двух местах, поднимают собранную антенну на станок УНЖИ. на котором закреплен редуктор с несущей трубой. Прижав узел крепления к несущей трубе, закрепляют его с помощью стремянок.

Выровняв траверсу с помощью подставок, измеряют расстояние между верхней частью несущей трубы и петлями крепления верхних растяжек. По этим размерам изготавливают и устанавливают верхние растяжки. Сразу же нужно обеспечить натяжение верхних и боковых растяжек траверсы, контролируя отсутствие вертикального и бокового прогиба. Это единственная сборочная работа, проводимая на высоте 3 м. Теперь антенна полностью собрана и, подняв секции на высоту, при которой еще можно работать с согласующим устройством, производят настройку омега-согласователя.

Настройка. Две построенные по компьютерным расчетам антенны потребовали только настройки согласующего устройства. Каких-либо удлинений или укорочений элементов и перемещений их на траверсе в процессе настройки не производилось. Настройка согласующего устройства сводится к установке движков конденсаторов в положение, соответствующее максимальной отдаче мощности при минимуме КСВ в середине диапазона.

В случае налаживания согласующего устройства на высоте 3...4 м от земли настройку производят на частоте 14100 кГц, при этом необходимо проверить КСВ на частотах 14 и 14,35 МГц, где он не должен превышать 1,1. У настроенной антенны КСВ должен быть не более 1,1 во всем диапазоне 20 метров.

В проектировании и строительстве антенны приняли участие Ю. Погребан (UA9XEX), А. Кищин (UA9XJK), А. Колпаков (UA9XKT), А. Богомолов (UA9XBL), М. Грибак (UA9XEQ). Генеральный конструктор и прораб строительства Н. Филенко (UA9XBI).

Автор: Н.Филенко (UA9XBI)

Смотрите другие статьи раздела Антенны КВ.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Тающие айсберги создают новые оазисы жизни на дне океана 30.06.2026

Глобальное потепление активно меняет облик нашей планеты, и одним из наиболее заметных его проявлений становится ускоренное таяние ледников в полярных регионах. Этот процесс не только приводит к подъему уровня Мирового океана, но и вызывает цепную реакцию в морских экосистемах, порой создавая неожиданные и парадоксальные последствия. Массовое высвобождение айсбергов из Гренландии - яркий пример того, как климатические изменения перестраивают жизнь в самых глубоких и удаленных уголках океана. Из-за повышения температуры количество айсбергов, откалывающихся от гренландских ледников, стремительно растет. Ученые проанализировали данные за последние 40 лет и установили, что с 2000 года поток ледяных глыб через пролив Фрама увеличился в четыре раза. Об этом сообщает Futurism со ссылкой на исследование специалистов из Технического университета Дании. Такое беспрецедентное нашествие айсбергов представляет серьезную опасность для международного судоходства. Одновременно оно радикально тра ...>>

Робот-тьютор Optio, помошник школьника 30.06.2026

Икусственный интеллект и робототехника все активнее помогают учителям и ученикам, делая обучение более персонализированным и увлекательным. Гуманоидные роботы, способные взаимодействовать с людьми естественным образом, открывают новые возможности для школ, особенно в условиях нехватки педагогических кадров и растущего интереса к технологиям. Одна из таких инновационных инициатив стартовала в американском штате Нью-Йорк. Компания Realbotix запустила своего помощника учителя на базе искусственного интеллекта под названием Optio в Центральном школьном округе Саламанки. Робот выступает в роли тьютора, предлагая персонализированное репетиторство, многоязычную помощь с домашними заданиями и круглосуточную академическую поддержку. По данным Interesting Engineering, проект направлен на повышение вовлеченности учащихся и внедрение передовых технологий в учебный процесс. В рамках пилотной программы школы округа планируют интегрировать человекоподобных роботов в классы. Изначально Optio буд ...>>

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Случайная новость из Архива ИИ порождает академический беспорядок 14.12.2025 Технологии искусственного интеллекта кардинально меняют научный ландшафт, открывая новые возможности, но одновременно ставя под сомнение устоявшиеся стандарты качества академических публикаций. В последние годы наблюдается значительный рост количества статей в области ИИ, однако этот рост нередко сопровождается проблемами с достоверностью и научной ценностью материалов. Особое внимание критиков привлекла ситуация с молодыми исследователями, такими как Кевин Чжу (Kevin Zhu), которые публикуют сотни статей ежегодно. Как отмечает издание The Guardian, большая часть этих работ вызывает сомнения у экспертов, а некоторые исследования могли быть созданы с помощью искусственного интеллекта, что ставит под вопрос авторство и качество контента. Эксперты подчеркивают, что количественный рост публикаций не всегда соответствует их научной ценности. Напротив, высокая скорость выпуска статей может способствовать распространению поверхностных и низкокачественных исследований, что негативно отражается на репутации академических конференций и университетов. Проблема становится особенно острой в области искусственного интеллекта, где технологии создают возможности для автоматизированного генератора текста. Это порождает так называемый "академический спам", когда большое количество публикаций выпускается без должной проверки фактов и методов, подрывая доверие к научному сообществу. Использование ИИ для подготовки научных статей создает этическую дилемму. С одной стороны, это ускоряет процесс написания и облегчает доступ к знаниям, с другой - приводит к потере прозрачности и ответственности авторов за свои исследования. Критики отмечают, что такие практики могут снижать ценность научных конференций и престиж университетов, которые поддерживают эти публикации. Ряд ученых призывает к введению более строгих стандартов проверки и этических норм при подготовке и публикации исследований, а также к активному выявлению статей, созданных с помощью ИИ без соответствующей прозрачности. Только комплексные меры помогут сохранить научную добросовестность и доверие к академической среде.

Другие интересные новости:

▪ Предсказание крупных солнечных вспышек

▪ TPS65023 - новый контроллер питания для DaVinci

▪ Электронный язык распознает вкус продуктов

▪ Электронный измеритель счастья Hitachi

▪ Флип-камера Canon PowerShot V10 для видеоблоггеров

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоприем. Подборка статей

▪ статья Перековать мечи на орала. Крылатое выражение

▪ статья Какой недостаток скифов привел к краху их гегемонии в Передней Азии? Подробный ответ

▪ статья Мака. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Увеличение твердости канифоли. Простые рецепты и советы

▪ статья Бесподстроечные контуры для передатчиков. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026