Несимметричный диполь антенна для 80 метров. Самая простая КВ антенна

После смены QTH в голове роились мысли по оптимальному использованию его доступного пространства для антенн как ВЧ, так и НЧ диапазонов. Окончательное решение родилось после просмотра дома на «виде сверху».

Трэповый диполь 160/80м

Одно плохо – висящий в пролете диполь будет ровно боком к преимущественным направлениям на 90 и 270 градусов, а это проигрыш сразу минимум 2 балла в направлении на Европу и Японию, особенно на 80м. Однако, решение о размещении диполя было принято.

Поскольку, существующий IV на 160/80 и 40/30 c трэпами уже 8 лет безупречно работал (равно как и остальные мои трэповые конструкции), без замешательств было принято решение о двухдиапазонной антенне, а именно на 160 и 80. Однако, учитывая высоту дома в 9 этажей, был велик соблазн спустить сверху и вертикал, который бы оперативно переключался.

Итак, исходные данные: диполь с трэпами на 160/80 и вертикал из точки запитки диполя вниз тоже с трэпом. Плечи диполя являются противовесами для вертикала. Ну, и коммутация..

Модель диполя-вертикала

Наспех набросанная модель в ММАНА сразу показала, что придется думать о согласовании диполя на 80м, т.к. его Rвх было около 100 Ом, а на 160м, как положено, в районе 50 Ом. Таким образом, прямая запитка кабелем 50 Ом результата явно не принесла бы. Уточнение в NEC-2 показало примерно то-же самое. Ясно, что четвертьволновый кусок кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом без проблем согласует диполь на 80м, но что будет одновременно происходить с диполем на 160? Работа с APAK-EL начинала вселять уверенность в том, что согласовать и 160, и 80 без переключений реально! Однако, для точного расчета кабельного трансформатора необходимо в APAK-EL вносить точные данные по импедансу диполей в обоих диапазонах. Задача не такая простая, как кажется – нужен точный прибор, размещенный в точке запитки антенны, т.к. полуволновый отрезок все равно для такой задачи не совсем годится, что и было подтверждено на масштабной конструкции 9.6/18 МГц, подвешенной в 5м от земли и запитанной полуволновым повторителем с малыми потерями.

Важно было понять, что же происходит с Rвх диполя на каждом диапазоне при изменении длины кабельного трансформатора. Подбирая длину трансформатора в APAK-EL, пришел к тому, что можно согласовать оба диапазона, при этом будут перемещаться резонансные частоты диполей в относительно небольших пределах.

На рис.1 показаны расчетные графики КСВ (в APAK-EL) с применением четвертьволнового кабельного трансформатора длиной 13.7м (с диэлектриком из полиэтилена, Ку=0.66) для диполя с самостоятельными резонансами 1.83 МГц и 3.65МГц, имеющего Rвх 50 и 100 Ом соответственно.

Видно, что резонанс на 80м остался неизменным, а вот на 160м сдвинулся на 10 кГц вниз и чуть поднялось КСВ. Вот на этом наблюдении и было решено найти компромиссную длину трансформатора для обоих диапазонов без оглядки на резонансную частоту (ее можно править изменением геометрической длины антенны).

На рис.2. показан график КСВ при применении оптимального трансформатора длиной 10.4м для того же диполя.

Разница в КСВ, конечно, небольшая, но показывает, что возможен подбор линии таким образом, что компромисс достижим и в других, более тяжелых случаях.

Я же «блох ловить» на 160м не стал и, в силу широкополосности, диапазона 80м отдал приоритет в его пользу и применил именно четвертьволновый отрезок кабеля SAT-50 (вспененный полиэтилен, Ку=0.82) длиной 17.08м. Вот полученные графики Rвх и КСВ диполей (красная линия – КСВ, зеленая – Rвх акт., синяя – Rвх реакт.):

Не правда ли, напоминает расчетный график, приведенный на Рис.1?

Таким образом, с достаточно высокой точностью оказалось возможным моделирование кабельных трансформаторов в APAK-EL после получения исходного файла формата *.nwl из MMANA (с учетом, конечно, высоты антенны над землей в лямбдах – общее замечание при моделировании низких антенн в ММАНА), не утруждая себя снятием точных данных с реальной антенны.

С вертикалом на 160/80 проблем с согласованием при моделировании не возникло и предстояло продумать вопрос коммутации всей системы: необходимо при подключении диполя включать кабельный трансформатор, а при подключении вертикала – отключать его. В итоге, трансформатор был смотан в однослойную катушку (tnx RZ9CX) и разъемами подключен к коммутатору в точке запитки, одновременно являясь и запорным дросселем для диполя.

Полученные графики для вертикалов:

Для коммутации применены все 4 группы контактов реле РЭН-33. Влияние контактов было принято на этих частотах незначительным. Коммутация реле выполнена по «полевке» П-274, которая и является одновременно несущим тросом для ВЧ фидера питания.

Вблизи точки запитки на фидер РК-50-7 надето 100 колец М2000НН К20х12х6, на расстоянии 30м еще 40 таких же колец – все в термоусадочной трубке. Всего кабельная трасса составляет 50м до коммутатора и еще +55м магистрального кабеля до шека.

Конструкция антенны

Исходя из расстояния в пролете между домами, которое нужно было перекрыть (120м), было принято решение изготовить всю горизонтальную часть из биметалла 3мм. Однако, в самый последний момент я передумал (неприлично тяжелая конструкция получается) и сделал из свитой полевки. На концах лучей по 3 орешковых изолятора 40х28мм с расстоянием прогрессивно 40-50см друг от друга. Полотно вертикала выполнено из того же кабеля, но в одну нитку. Причем, его длина позволяла даже не использовать емкостную нагрузку – он весь умещался по высоте (до земли не доставал около 1м). Но это – исходя из электротехнических соображений, а из соображений жителей, конечно, нужно было нижнюю точку антенны поднять от земли, а недостающую длину компенсировать емкостной нагрузкой в виде двух проводников, расходящихся параллельно земле. Реально получилось не совсем параллельно, а в виде IV с вершиной в 5-6м от земли и углом при ней около 140 град. Кабель питания подведен перпендикулярно всем элементам антенны сбоку (с крыши). Герметизация всех открытых соединений выполнена силиконовым герметиком для аквариумных работ в профессиональной тубе (под пистолет).

Трэпы рассчитаны в TrapRus , погонную емкость имеющегося кабеля мерил сам цифровым измерителем (не брал из имеющейся базы данных) – эти данные и использовал при расчете. Получившаяся разница (10пФ) со справочными данными явно указывала на то, что при изготовлении трэпов рекомендуется не пользоваться справочными данными, т.к. даже кабели одной марки, но разных производителей имеют различные параметры. Лет 10 назад пользовался программой CoaxTrap , но оба варианта грешат одним: расчет ведется для конструкции, отличной от описанной в файле помощи к CoaxTrap, о чем и было описано : полученные данные по емкости нужно делить на 4, а значение индуктивности – умножать на 4 и эти данные использовать при моделировании в MMANе. В остальном - все точно, если правильно внесена погонная емкость и требуемые геометрические размеры, то настройка не потребуется.

Схема соединений:

Примененный кабель РК-50-4 намотан на канализационной трубе для наружного монтажа (рыжая – стоимость 160-280р за п/метр в зависимости от магазина), параметры смотрел анализатором АА-330, настройка не потребовалась.

Внешний вид трэпов:

Сравнение в направлении на Европу с существующей Inverted "V" с точкой запитки на 10м выше (телескоп на крыше) показало следующее (напомню: диполь висит боком к Европе и должен проигрывать минимум 2 балла такому же диполю, но в перпендикулярном направлении):

1. От коммутатора на крыше до точки запитки существующего IV проложено 35м кабеля 8D-FB, а до новой исследуемой антенны - 50м кабеля РК-50-7.
2. В CW участке (куда и был настроен IV) обоих диапазонов в направлении на Европу разницы не замечено, но диполь оказывался менее шумным.
3. В SSB участке разница по приему составила до 20 (ДВАДЦАТЬ!) дБ, а на передачу от 1 до 2.5 баллов в пользу диполя перед IV (тем более перед вертикалом).
4. Вертикал проигрывал до 3 баллов.
5. Операторы с юга (UK, UN) также были солидарны и склонялись к диполю, характеризуя его работу как "уж очень сильной", в свою очередь, ниже +10дБ никто из них на моем S-метре не принимался. Однако, в том же направлении на расстоянии 600км вертикал выиграл более 1 балла у диполя при связи с одним корреспондентом, у которого также был вертикальный штырь, длиной 18м с емкостными нагрузками. Разницы в силе принимаемого сигнала этого корреспондента между обеими антеннами я не отметил. С IV уже далее смысла не было сравниваться - он не выигрывал у диполя во всех случаях даже в имеющейся конфигурации...
6. В направлении на Юг же, на расстоянии 10 тыс.км. (ZS6) предпочтение по приему отдал диполю, как менее шумному. К тому же, вертикал узкополосен и настроен в CW, а поскольку сравнение было на 3793 кГц, то получалось, что в SSB участке его КСВ уже был неприлично высоким. Докричаться до корреспондента на 100 Ватт не удалось, поэтому сравнить антенны на передачу не представилось возможным, а жаль - очень показательный эксперимент получился бы...
7. Итак, за исключением одного случая, вертикал проигрывал обеим антеннам (Диполю и IV - изучал до 3000км), а особенно на ближних трассах и уже на расстоянии 300км разница была неприлично большой (около 5-6 баллов проигрыша вертикала перед диполем). Предполагаю, что если бы у всех корреспондентов, с которыми проводилось сравнение, были вертикальные антенны, результаты были бы противоположными.
8. Влияние диполя на IV из-за относительно близкого их взаимного расположения было оценено по показаниям анализатора - график IV в части реактивной составляющей Rвх заметно размазался, но реальных изменений и патологий в его работе не отмечено. Обратного влияния прибор не показал, равно как и разницы в работе диполя после сворачивания IV.
9. В случае выяснения невнятной работы вертикала в окружении домов через год сменю всю систему на несимметричный волновой диполь на 80м (как раз направление требуемое) и полуволновой на 160м - вот только вопрос согласования надо будет продумать.

Положительный побочный эффект: вертикал является отличной обзорной антенной для прослушивания ВЧ диапазонов параллельно с направленной антенной - в направлении ее заднего лепестка он явно выигрывает и позволяет оперативно контролировать ситуацию "сзади" от основного излучения направленных антенн.

P.S. Антенна провисела 1 год и была заменена на . Демонтаж показал повреждение изоляции полевки в местах ее крепления к изоляторам. Длинноват пролет для долговременного монтажа. Ну и нельзя не отметить утяжелитель в центре в виде узла питания с кабелем питания, трансформатором в коробке +оттянутого вертикала.

Без преувеличения можно сказать, что 80-метровый диапазон является одним из наиболее популярных. Однако многие земельные участки слишком малы для установки полноразмерной антенны на этот диапазон, с чем и столкнулся американский коротковолновик Joe Everhart, N2CX. Пытаясь выбрать оптимальный тип малогабаритной антенны, он проанализировал много вариантов. При этом не были забыты классические проволочные антенны, которые при длине более L/4 работают достаточно эффективно. К сожалению, такие антенны, запитанные с конца, нуждаются в хорошей системе заземления. Разумеется, качественное заземление не требуется в случае применения полуволновой антенны, но ее длина оказывается такой же, как у полноразмерного диполя, запитанного по центру.

Таким образом, Joe решил, что самой простой антенной с хорошими параметрами является горизонтальный диполь, возбуждаемый в центре. К сожалению, как уже указывалось, длина полуволнового диполя 80-метрового диапазона часто является препятствующим фактором при его установке. Тем не менее, длина может быть уменьшена примерно до L/4 без фатального ухудшения характеристик. А если приподнять центр диполя и приблизить к земле концы вибраторов, получим классическую конструкцию Inverted V, которая дополнительно сэкономит площадь при установке. Следовательно, можно рассматривать предложенную конструкцию как Inverted V 40-метрового диапазона, который используется на 80 м (см. рис. выше). Полотно антенны образовано двумя вибраторами по 10,36 м, симметрично снижающимися от точки запитки под углом 90° друг к другу. При монтаже нижние концы вибраторов должны располагаться на высоте не менее 2 м над землей, для чего высота подвеса центральной части должна быть не менее 9 м. Малая высота подвеса обуславливает эффективное излучение под большими углами, что идеально подходит для связей на расстояниях до 250 км. Самым главным преимуществом подобной конструкции является то обстоятельство, что ее проекция не превышает 15.5 м.

Как известно, достоинством полуволнового диполя, питаемого по центру, является хорошее согласование с 50 или 75-омным коаксиальным кабелем без применения специальных согласующих устройств. Описываемая антенна в диапазоне 80 м имеет длину L/4 и, следовательно, не является резонансной. Активная составляющая входного импеданса мала, а реактивная - велика. Это означает, что при сопряжении такой антенны с коаксиальным кабелем, КСВ окажется слишком высок, и уровень потерь будет значителен. Проблема решается просто - необходимо применить линию с малыми потерями и использовать антенный тюнер для ее согласования с 50-омной аппаратурой. В качестве антенного фидера был использован 300-омный телевизионный плоский ленточный кабель. Меньшие потери обеспечивает двухпроводная воздушная линия, но ее сложнее завести в помещение. Кроме того, может потребоваться подстройка длины фидера, чтобы попасть в диапазон перестройки антенного тюнера.

В оригинальной конструкции концевые и центральный изоляторы были изготовлены из обрезков стеклотекстолита толщиной 1,6 мм, а для полотна антенны использовался изолированный монтажный провод диаметром 0,8 мм. Провода малого диаметра успешно эксплуатировались на радиостанции N2CX в течение нескольких лет. Разумеется, значительно дольше прослужат более прочные монтажные провода диаметром 1,6…2,1 мм.

Проводники плоского телевизионного кабеля недостаточно прочны и обычно обрываются в точках подключения к антенному тюнеру, поэтому необходимую механическую прочность и простоту подключения линии к тюнеру обеспечивает переходник, изготовленный из фольгированного стеклотекстолита.

Схема тюнера очень проста, и представляет собой последовательную резонансную цепочку, обеспечивающую согласование с коаксиальным кабелем.

Настройка тюнера осуществляется с помощью конденсатора С1. Для QRP-варианта катушка индуктивности L1 содержит 50 витков, a L2 - 4 витка изолированного провода, намотанных на тороидальный сердечник из карбонильного железа Т68-2 (внешний диаметр - 17,5 мм, внутренний - 9,4 мм, высота - 4,8 мм, р=10). Можно использовать и катушку с воздушным сердечником, но при этом увеличатся габариты устройства.

Конструкция тюнера также очень проста. Для его изготовления применен фольгирован- ный стеклотекстолит. На припаянных к основанию боковых пластинах установлены пара клемм с одной стороны и коаксиальный разъем - с другой. Выводы L1 и С1, подключаемые к линии, не имеют соединения с общим проводом. Один конец вторичной обмотки L2 «заземлен» на плату основания и экран коаксиального разъема, а «горячий» конец этой обмотки припаян к центральному выводу коаксиального разъема Конденсатор переменной емкости может быть припаян (приклеен) к основанию или закреплен с помощью винтов, но обкладки конденсатора не должны соединяться с общим проводом.

Для настройки антенной системы с этим тюнером длина 300-омного фидера должна быть 13,7 м. При использовании другого тюнера, возможно, придется удлинить или укоротить фидер, чтобы попасть в диапазон перестройки тюнера. В связи с тем что настройка тюнера довольно «остра», желательно проверить работу устройства до подключения антенны. Эквивалентом антенны может служить зажатый между клеммами 10-ом резистор. Изменяя емкость кондесатора С1 и число витков L2, добиваются КСВ не хуже 1,5. Настройка тюнера при работе с антенной также будет «острой», поэтому вполне удовлетворительным будет значение КСВ около 2 в полосе частот около 40 кГц.

Несмотря на то что описываемая антенна была разработана для диапазона 80 м, она может использоваться и в качестве многодиапазонной. Однако простейший тюнер придется заменить на более сложный.

Joe Everhart, N2CX. - QST, 2001, 4

Антенна – это радиотехническое устройство, которое преобразует энергию радиоволн в электрический сигнал и наоборот. Антенны различаются по типу, по назначению, по диапазону частот, по диаграмме направленности и т.д. В этой статье мы рассмотрим постройку самых распространенных радиолюбительских антенн. Лучший усилитель – это антенна!
Опытные радиолюбители это прекрасно знают и не жалеют времени и средств на совершенствование своих антен. Но даже представить трудно, сколько времени, усилий и средств, потребовалось “горячим финским парням” с OH8X, что бы соорудить такого “монстра”. Три элемента на 160м и четыре полноразмерных элемента на 80м. Причем, так как размеры элементов волнового канала равны половине длины волны, то каждый из четырех элементов длиной в сорок метров. И все это на высоте 100 метров. Впечатляет и вес этой конструкции – почти 40 тонн

Но “горячие” парни есть не только в Финляндии. Антенна RN6BN, а это


синфазная решетка из 65-ти пятнадцатиэлементных волновых каналов на 144мГц, впечатляет не меньше. Или же антенна UN7L. Конечно не “монстр”, но большинство радиолюбителей о такой могут только мечтать.


Ну и для тех, кто является счастливым обладателем автомобиля и мечтает установить на нем УКВ антенну. Как говорится, просто, но со вкусом


Все эти, и подобные антенны, требуют кропотливой настройки, огромных финансовых вложений, и, главное, большого опыта и знаний. Следует отметить, что простая, но отлаженная антенна, к примеру диполь, будет намного эффективней многоэлементной, но не настроенной антены.Настроенная резонансная антенна, позволит вам слушать и проводить радиосвязи с очень слабыми и дальними станциями. Плохая же антенна – сведёт на нет все ваши усилия по покупке или постройке приемника\трансивера
Теперь рассмотрим сами антенны. Начнем с самых простых и до самых качественных.

Антенна «Наклонный луч»

Ее полотно, это отрезок медного провода, который с одного конца закреплен за дерево, фонарный столб, крышу соседнего дома, а другой стороной подключается к приёмнику/трансиверу. Преимущества:- простота конструкции.


Недостатки:- слабое усиление, сильно подвержена городским шумам, требует согласования с трансивером/приёмником. Дла изготовления антенного полотна подойдет любой медный провод – одножильный, многожильный, в изоляции и без. Толщиналюбая, но – «чтобы не порвался» от своего веса, натяжения и ветра. В среднем, сечение 2.5-6 кв.мм. Вполе подойдет и расплетенный армейский телефонный провод. Антенна многодиапазонная, но колличество диапазонов, на которых ее можно использовать, зависит от ее размеров.
Длину антенного полотна определяем для самого низкочастотного диапазона по формуле 300/2*f, где f – срелняя частота диапазона. В частности, для 80-ти метрового диапазона это 42,6 метра. Антенна с такими разьерами будет прилично работать на 3.5, 7,0, 14,0, 21,0 и 28.0 мГц. Уменьшив размеры в два раза, мы получим все тоже, но без 3,5мГц Понятно, что размер приблизительный, так как длина полотна зависит от окружающих предметов, высоты подвеса, от того, в изоляции провод или нет. Точные размеры можно получить только после тщательной настройки.
Следует помнить, что провод антенны нельзя подвязывать непосредственно к опорам. Нужно установить несколько изоляторов на конце полотна антенны. Идеальные изоляторы – «орешкового типа»:


Для чего нужны изоляторы, должно быть понятно уже из самого их названия. Они изолируют полотно антенны по электричеству от дерева, столба и других конструкций, к которым вы будете крепить антенну. Если орешковые изоляторы не нашли, можно сделать самодельные из любого прочного диэлектрического материала: – пластик, текстолит, оргстекло, пвх трубки и т.д.


Дерево и производные (ДСП, двп и т.д.) использовать нельзя. На концах антенны должно быть 2 – 3 изолятора, с расстоянием 30-50см друг от друга. Как известно, полуволновый вибратор, запитаный с конца, коим и является резонансный (полуволновый) наклонный луч, имеет большое сопротивление и для подключения его к трансиверу или приемнику с низкоомным входом, необходимо согласующее устройство. О различных согласующих устройствах будет расказано в отдельной статье.

Антенна «Диполь»

Это уже более серьезная антенна, чем наклонный луч. Диполь – это два отрезка провода, в центре которых подключается коаксиальный кабель снижения к трансиверу.


Длина диполя равна L/2. То есть, для участка 80м диапазона, длина равна 40м. Или по 20м провода в каждом плече диполя. Для более точного расчета применяем формулы. Точная формула: Длина диполя = 468/F х 0.3048 , где F–частота в МГц середины диапазона, для которого делаете диполь. Пример для 80м диапазона: – частота 3.65 МГц. 468/3.65 х 0.3048 = 39.08 метров. Обратите внимание – это общая длина диполя. Значит, каждое плечо будет в 2 раза меньше, то есть по 19.54 метра. Погрешность при построении плеч диполя должна быть сведена к минимуму, не больше 2-3см. Самое главное, чтобы плечи были одинаковой длины. В интернете так же есть онлайн «калькуляторы» для расчета диполей и других антенн: http://dxportal.ru/raschet-antenn.html и др.

Для изготовления антенны нам потребуется так же, как и для наклонного луча, медный провод. Сечение 2.5-6кв.мм. Можно использовать провод в изоляции, на низкочастотных диапазонах пвх-изоляция вносит несущественные потери. Размещение диполя – аналогично размещению наклонного луча. Но, тут уже высота подвеса играет более заметную роль.
Низкоподвешенный диполь работать не будет! Для нормальной работы высота подвеса диполя должна быть не ниже L/4. То есть, для 80м диапазона должна быть не ниже 17-20м.
В случае, если у вас рядом нет такой высоты, то диполь можно сделать на мачте, чтобы он принял форму перевёрнутой буквы V.


Последний вариант установки диполя называется «Inverted-V», то есть форма перевернутой буквы V. Центр диполя должен быть не ниже L/4, то есть для 80м диапазона – 20м. Но, в реальных условиях, допускается подвешивать центр диполя и на небольшие мачты, деревья, высотой 11-17м. Диполь на такой высоте работать будет, правда, заметно хуже.

Подключается диполь коаксиальным кабелем, с волновым сопротивлением 50 Ом. Это или отечественный кабель серии РК-50, или импортный серии RG и аналогичные. Длина кабеля особой роли не играет, но, чем он будет длиннее, тем больше в нём будет затухание сигнала. Так же и с толщиной кабеля, чем тоньше– тем больше затуханий сигнала.
Нормальная толщина кабеля для диполя (измеряется по внешнему диаметру) 7-10мм.

К сожалению, современный мир – это мир бытовых радиопомех – мощных, жирных, свистящих, стрекочущих, рычащих, пульсирующих и прочих, нехороших. Причина помех – наша современная жизнь: – телевизоры, компьютеры, светодиодные и энергосберегающие лампы, микроволновки, кондиционеры, Wi-Fiроутеры, компьютерные сети, стиральные машины и т.д. и т.п. Весь этот набор «жизни», радиосмог, создаёт адский шум в радиоэфире, который делает приём любительских радиостанций, на низкочастотных диапазонах, порой вообще невозможным… Поэтому, подключать диполь как раньше, в советское время уже нельзя.

Теперь подробнее. Стандартное подключение кабеля к Диполю. Конечно, из за подключения несимметричного коаксиального кабеля к симметричному Диполю, его диаграмма направленности немного косит, но на КВ это не так существенно

Плечи диполя прикручиваются на любую прочную, диэлектрическую пластину. Центральная жила кабеля подпаивается к одному плечу, оплетка кабеля – ко второму плечу.
Прикручивать кабель нельзя, только паять. Такое подключение было стандартным, и вполне устраивало в советские времена, когда не было бытовых помех в эфире. Сейчас такое подключение можно использовать только в одном случае: – вы живёте на даче или в лесу. Но, такое бывает редко, поэтому переходим к современным вариантам подключения.

Более приемлимый вариант подключения кабеля для города, при использовании мощного передатчика трансивера.Само подключение кабеля к диполю такое же, но, перед припаиванием –надеваем на кабель 15-30 ферритовых колечек, чем больше, тем лучше. Главное, чтобы эти колечки были как можно ближе к месту подпайки кабеля, почти вплотную.
Кольца желательно использовать с магнитной проницаемостью 1000НМ. Но, подойдут любые, которые найдёте, и которые плотно будут сидеть на вашем кабеле. Можно использовать кольца из телевизоров и мониторов:После установки колец на кабель, наденьте на них термоусадочную трубку и феном обожмите, чтобы они плотно сидели. Если нет термоусадочной трубки, то просто обмотайте плотно изолентой.


Такой способ немного снизит уровень шума по приёму. К примеру, если у вас шум был на уровне 8 баллов, то станет 7. Не много конечно, но лучше, чем ничего. Суть такого метода – ферритовые кольца снижают приём помех самим кабелем.

Вариант подключения для города, а так же для маломощных передатчиков. Самый лучший вариант. Есть два способа подключения. 1. Берём ферритовое кольцо необходимого диаметра, с проницаемостью 1000НМ, обматываем его изолентой(чтобы кабель не повредить), и продеваем сквозь него 6-8 витков кабеля. После чего припаиваем кабель к диполю обычным способом. У нас получился трансформатор. Его нужно так же подключать как можно ближе к точкам припаивания диполя.

Если нет большого ферритового кольца, чтобы просунуть сквозь него толстый, жесткий коаксиальный кабель, тогда придётся попаять. Берем кольцо поменьше, и наматываем на него 7-9 витков провода, диаметром 2-4мм. Мотать нужно сразу двумя проводами, а кольцо так же обернуть изолентой, чтобы не повредить провод. Как подключать – показано на рисунке:То есть плечи диполя подпаиваем к двум верхним проводам трансформатора, а центральную жилу и оплётку кабеля – к двум нижним.


Такое подключение кабеля к диполю убивает сразу двух зайцев: – снижает уровень шумов, которые принимает сам кабель и согласовывает симметричный диполь, с нессиметричным кабелем. А это, в свою очередь увеличивает шанс на то, что вас, со слабым передатчиком (1-5Вт) – услышат.

Антенна Диполь – хорошая антенна, которая имеет небольшую диаграмму направленности и лучше принимает и усиливает, нежели антенна Наклонный луч. Диполь, особенно с 3-м вариантом подключения – идеальное решение для работы в походных условиях. Особенно, если у вас маломощный трансивер с выходной мощностью 1-5Вт. Так же диполь – идеальное решение для города и для начинающих радиолюбителей, т.к. его просто натянуть между крышами, не содержит каких-либо дорогих деталей и не требует настройки,
естественно, если вы изначально правильно рассчитали его длину.

Антенна «Дельта» или треугольник

Треугольник – это самая лучшая антенна низкочастотных КВ диапазонов, которую только можно построить в городских условиях.


Эта антенна представляет собой треугольную рамку из медного провода, растянутую между крышами 3-х домов, в разрыв любого угла подключается кабель снижения. Антенна представляет собой замкнутый контур, поэтому бытовые помехи синфазно гасятся в ней. Уровень шума у Дельты – много ниже, чем у Диполя. Для сравнения. Если с наклонным лучом – уровень шума 9 баллов, то.Диполь с простым подключением – уровень шума 8 баллов. Диполь с трансформаторным подключением – уровень шума 6.5 балла.Треугольник – уровень шума 3-4 балла. Так же, Дельта имеет большее усиление, чем Диполь. Для работы на дольшие расстояния (свыше 2000км), один из углов антенны надо поднять, или наоборот, опустить. То есть, чтобы плоскость треугольника была под углом к горизонту.

Треугольник изготавливается как же из медного провода. Растягивается между крышами соседних домов. Длина провода дельты рассчитывается по формуле: L (м)= 304.8/F (MГц).
Или можно на сайте, по онлайн калькулятору: http://dxportal.ru/raschet-antenn.html Например для 80м диапазона длина треугольника должна быть 83.42м, или 27.8м каждая сторона.
Высота подвеса – не ниже 15м. Идеально – 25-35м.

Напрямую подключать 50-омный кабель к треугольнику нельзя, потому, что волновое сопротивление треугольника 160-210 Ом. Его нужно согласовать с кабелем. Для этих целей создаются согласующие трансформаторы. Их еще называют балуны. Нам нужен балун 1:4. Качественно и правильно изготовить балун можно только с помощью приборов, которые измеряют параметры антенны. Поэтому, мы не будем приводить описание его изготовления. Для начинающих радиолюбителей, единственный вариант – это или купить балун, или пойти к более опытным радиолюбителям-соседям, или, например, в местный радиокружок и попросить их помощи.

В заключении, еще раз обращаем ваше внимание на то, что Антенна – это самый важный элемент у радиолюбителя. При хорошей антенне, вас будут прекрасно слышать, даже если у вас самодельный трансивер с 1-5Вт выходной мощности. И, вы можете купить за 2 – 3 тысячи у.е. японский трансивер, а антенну сделать плохую, в итоге – вас никто не услышит. Да, и еще совет: – если не знаете, какое расстояние между вашими домами – загляните в Яндекс-карты, там есть функция линейки + карты были в 2015 году обновлены.
Можно по ним антенну рассчитывать.

И еще. Вот мнение об антенне Дельта известного коротковолновика RZ9CJ

За многие годы работы в эфире опробованы большинство из существующих антенн. Когда после всех них сделал и попробовал работать на вертикальной Дельте,понял – сколько времени и сил я потратил на все те антенны – зря. Единственная ненаправленная антенна, которая принесла массу приятных часов за трансивером – это вертикальная Дельта с вертикальной поляризацией. Так она мне понравилась, что я сделал 4 штуки на 10,15,20 и 40 метров. В планах – сделать еще и на 80 м. Кстати – почти все эти антенны сразу же после постройки *попали * более-менее по КСВ.Все мачты метров по 8 высотой. Трубы 4 метра – из ближайшего ЖЭКа Выше труб – бамбуковые палки по две связки вверх. Ох и ломаются же они, заразы. Раз 5 уже менял. Лучше их по 3 штуки связывать – получится потолще но и простоит подольше. Стоят палки недорого – в общем бюджетный вариант лучшей ненаправленной антенны. По сравнению с диполем – земля и небо. Реально *пробивал* pile-up -ы Что не удавалось на диполе. Кабель 50 Ом подключается в точке питания к полотну антенны. Горизонтальный провод должен быть на высоте не менее 0,05 волны (спасибо VE3KF) Т.е. для 40 м диапазона – это 2 метра. RZ9CJ


На этом всё, удачи вам в постройке эффективной и малошумящей антенны!
73!

О антенне несимметричный диполь от UB 9 JAF .

Перед каждым радиолюбителем возникает проблема выбора антенны.

Вопрос выбора антенны имеет многоплановый характер, т. к в нем переплетены различные факторы, главными из которых являются экономические, технические и географические. Радиолюбителю приходится потрудиться для того чтобы свести эти факторы в одной плоскости.

Проблема заключается в том, что антенна, имеющая высокие технические параметры обычно имеет большие размеры и требует значительных материальных затрат, а также места для ее расположения.

Большие трудности возникают при выборе антенн на низкочастотные диапазоны, т. к. на этих диапазонах антенны имеют значительные размеры и для создания эффективной антенны требуются соответствующие затраты.

На создание эффективного антенного хозяйства у радиолюбителей уходят многие годы.

Особенно трудно приходится радиолюбителям, которые сменили место жительства и временно остались без антенного хозяйства, а так же тем, кто только начинает работать в эфире.

В этом случае можно обратить внимание на многодиапазонные простые антенны, не требующие больших материальных затрат, но позволяющие начать работу в эфире в короткие сроки.

Одной из таких многодиапазонных антенн является несимметричный диполь.

Антенна получила свойства многодиапазонной в результате смещения точки питания, что позволило ее назвать несимметричной.

Рассмотреть особенности способа питания антенны можно при помощи графика представленного на рис.1.

DIV_ADBLOCK884">

В точке «А» значение входного сопротивления для диапазонов 7мгц, 14мгц, и 28мгц имеет одинаковое значение и составляет 240 ом.

Подключив в эту точку согласующий трансформатор 1:4 и фидерную линию 50 ом, можно получить простую трехдиапазонную антенну.

Для диапазона 21мгц точка «А» соответствует значению сопротивления 3000 ом, поэтому на этом диапазоне вариант с трансформатором 1:4 работать не будет.

На диапазоне 3,5мгц антенна в точке «А» имеет значение сопротивления 240 ом, а на длине 21 метр, т. е на конце антенны ее сопротивление составляет 60 ом, а должно быть 3000 ом, поэтому на этом диапазоне антенна работать тоже не будет.

Однако, если полотно антенны увеличить до 42 метров, то можно получить четырехдиапазонный вариант несимметричного диполя, 3,5мгц, 7мгц, 14мгц, 28мгц.

Фотография антенны представлена на рис.2.

https://pandia.ru/text/80/101/images/image003_49.jpg" width="623" height="421 src=">

Согласующий трансформатор выполнен на кольце ВЧ 65-40-9.

Обмотки трансформатора выполнены из изолированного одножильного проводом диаметром 1,78мм и содержат 17 витков. Намотка трансформатора производилась в два провода. Схема соединения обмоток классическая, конец одной обмотка соединен с началом другой.

После изготовления трансформатора, была проведена его настройка, с использованием прибора MFJ-269. Настройка производилась по типовой методике, представленной в техническом описании прибора.

В процессе настройки трансформатор нагружался на активное сопротивление 200 ом, затем измерялось значение КСВ, на всех любительских диапазонах, далее изменялось количество витков трансформатора, в зависимости от значения КСВ, количество витков трансформатора изменялось в большую или меньшую сторону.

После настройки КСВ трансформатора составляло:

3,5 - 10 мГц КСВ 1,1;

10 – 20 мГц КСВ 1,3;

20 - 30 мгц КСВ 2,2.

После настройки трансформатор был помещен в полиэтиленовый стаканчик рис.4. и залит эпоксидной смолой. Резьбовое соединение, предназначенное для крепления трансформатора к центральному изолятору, выполнено из полиэтилена.

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Таблица 2.

Таблица 3.

Таблица 4.

В результате настройки был выбран вариант длин плеч, представленный в таблице 4.

Схема трансформатора представлена на рис.5.

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Фото трансформатора рис.6.

В результате использования этого трансформатора были получены следующие значения КСВ антенны, таблица 7.

Таблица 7.

Фото антенны рис.7.

г. Нижневартовск 2010 г.

Мы изготовили нашу первую самодельную антенну. Существенным минусом данной антенны является тот факт, что в один момент времени она может работать только в одном радиолюбительском диапазоне. Сегодня мы выясним, как устранить этот недостаток, добавив в антенну трапы.

Теория

Идею иллюстрирует следующая картинка:

Допустим, мы хотим сделать диполь на диапазоны 20 и 40 метров. К балуну крепятся плечи на диапазон 20 метров, два провода по ~5 метров. Свободные концы подключаются к LC-контурам с резонансной частотой около 14.150 МГц, центр 20-и метрового диапазона. Затем к концам контуров подключаются провода, увеличивающие общие длины плеч до ~10 метров, чтобы получились плечи на диапазон 40 метров. Если нужно, чтобы антенна работала больше, чем на двух диапазонах, процедура повторяется — добавляется еще пара LC-контуров с резонансной частотой около 7.100 МГц, и к ним еще провода.

На своей резонансной частоте LC-контур имеет высокое сопротивление. Таким образом, при передаче сигнала с частотой, близкой к 14.150 МГц, LC-контур как бы размыкает плечо диполя, и антенна работает, как обычный диполь на 20 метров. На частотах, близких к 7.100 МГц, контур не резонирует и имеет низкое сопротивление. Поэтому на этих частотах антенна работает, как диполь на 40 метров. LC-контур является как бы ловушкой для сигналов с заданной частотой, поэтому его и называют trap.

Следует однако учитывать, что в диапазоне 40 метров трап на 20 метров будет работать, как удлиняющая катушка . Поэтому в данном диапазоне резонанс будет уже, чем у полноразмерного диполя на 40 метров. Если добавить в антенну еще один диапазон, например, 80 метров, при работе в этом диапазоне получится уже две удлиняющие катушки, поэтому резонанс будет еще уже. Другими словами, каждый добавленный диапазон имеет все более узкий интервал рабочих частот.

Трапы для антенны можно сделать множеством способов. Очень практичный вариант изготовления трапов из коаксиального кабеля был предложен оператором Robert Johns, W3JIP в статье «Coaxial Cable Antenna Traps», опубликованной в журнале QST в мае 1981 года. Его идея была улучшена оператором Robert Sommer, N4UU в статье «Optimizing Coaxial-Cable Traps», опубликованной в журнале QST за декабрь 1984 года. На основе этих и других работ оператором John DeGood, NU3E была написана и выложена в сеть статья An Attic Coaxial-Cable Trap Dipole for 10, 15, 20, 30, 40, and 80 Meters , которая дополнялась с 1998-го по 2010-ый год. На эту статью я и опирался.

Примечание: Архивы радиолюбительских журналов проще всего найти на торрент-трекерах.

В разрезе трап выглядит следующим образом:

Коаксиальный кабель RG58 наматывается виток к витку на кусок пластиковой трубы. Затем экран кабеля с одного конца припаивается к жиле с другого конца согласно схеме. Оставшиеся жила и экран соединяются с плечом антенны. Таким образом, из кабеля получается как бы двойная катушка индуктивности. Плюс к этому, кабель обладает погонной емкостью около 100 пФ на 1 метр, отсюда и возникает емкость. По утверждению W3JIP и N4UU, такие трапы работают на мощности до 1000 Вт.

Практика

Было решено сделать траповый диполь на диапазоны 20, 40 и 80 метров, поскольку именно на этих диапазонах я работаю чаще всего. Таким образом, требовалось изготовить две пары трапов — для диапазонов 20 и 40 метров.

Я использовал диаметры труб и количество витков кабеля, приведенные в статье NU3E. В метрической системе эти размеры следующие.

• Для 20 метров: 6 витков, труба — D = 41.30 мм, L = 45 мм;
• Для 40 метров: 8 витков, труба — D = 57.15 мм, L = 50 мм;

Трубы соответствующих диаметров и длины были напечатаны на 3D-принтере пластиком PLA. Таким, к примеру, получился трап на 20 метров:

Для проверки трапов был использован генератор сигналов MHS-5200A, осциллограф и . Как и ожидалось, в окрестностях резонансной частоты амплитуда сигнала уходит практически в ноль.

Если у вас нет 3D-принтера, осциллографа, генератора сигналов и труб точно такого же диаметра, это не страшно. Точный диаметр трубы и количество витков кабеля не играют большой роли, лишь бы трап резонировал около требуемой частоты. Притом погрешность в сотню-другую килогерц вполне простительна. Вместо генератора сигнала можно использовать генератора Клаппа с переменными емкостями и индуктивностями. Что же до зависимости амплитуды сигнала от частоты, ее покажет ваш трансивер. Абсолютные значения видеть не требуется. Достаточно только знать, на какую частоту пришелся минимум.

Fun fact! Уровень S9 на S-метре трансивера соответствует 50 микровольтам или -73 dBm. Теоретически, обладая этой информацией, можно оценить и абсолютное значение амплитуды. Но, к сожалению, во многих трансиверах S-метр является далеко не точным, и все что ниже или выше S9 показывает очень примерно.

Длины плеч я подбирал таким образом. Берется диполь с плечами чуть больше 5 метров и безо всяких трапов. Затем плечи обрезаются до тех пор, пока КСВ во всем диапазоне 20 метров не будет около 1. За один раз я обрезал где-то по 25 см. Затем к каждому плечу прикреплется по трапу на 20 метров и еще провод для следующего диапазона. Проверяем, что КСВ на 20 метрах все еще в порядке, при необходимости удлиняем-укорачиваем кусок провода между балуном и трапом. Если на 20 метрах все в порядке, принимаемся за 40 метров. Снова укорачиваем антенну до тех пор, пока КСВ на 40 метрах не будет около 1. При этом на работу антенны в 20 метрах это укорачивание уже не влияет. В противном случае, с вашими трапами что-то не так. Закончив с 40 метрами, повторяем процедуру для 80 метров.

Отмечу, что процесс этот не быстрый. Антенну приходится часто укорачивать, затем опускать, нести в дом, паять, снова нести на улицу, поднимать. Настройка заняла у меня полный выходной день. Главное — делать все спокойно и не спеша, тогда процесс уверенно сходится. В итоге были получены следующие размеры:

• От балуна до трапа на 20 метров: 485 см;
• От трапа на 20 метров до трапа на 40 метров: 362 см;
• От трапа на 40 метров до конца плеча: 530 см;

Таким образом, общая длина антенны составила 27.5 метров. Напомню, что для диапазонов 40 и 80 метров трапы работают, как удлиняющие катушки. За счет этого антенна получилась короче простого диполя на 80 метров. Отмечу, что приведенные цифры справедливы для конфигурации inverted vee, с высотой центральной части от земли около 7 метров и минимальной высоты плеч от земли 1-2 метра. Для другой высоты мачты может потребоваться корректировка размеров. (Вообще-то, 7 метров — это очень мало для inverted vee на 80 метров, но на данный момент у меня нет возможности установить антенну выше.)

Также отмечу, что погрешность в пару сантиметров здесь ни на что не влияет. Но для успешной работы антенны она должна быть как можно более симметричной. В том числе, трапы должны быть повернуты к балуну одной и той же стороной. У меня трапы на оба диапазона повернуты экраном к балуну.

После настройки все места пайки проводов были изолированы при помощи термоусадочных трубок. Для трапов были напечатаны заглушки в виде дисков. Эти заглушки были приклеены к трапам при помощи супер клея. Изоляторы также были напечатаны на 3D-принтере. Затем, аналогично балуну, трапы и изоляторы были покрыты лаком Plastik 71 в два слоя. Окончательный вид антенны в свернутом состоянии:

На солнечном свете лак выглядит синеватым. В доме он абсолютно прозрачный.

Полученные результаты

Время, потраченное на изготовление и настройку антенны, окупилось с лихвой.

На 20 метрах КСВ не превосходит 1.5 во всем диапазоне. На интервале от 14.160 до 14.350 МГц он равен 1. В диапазоне 40 метров КСВ не превосходит 1.7, притом в интервале от 7.040 до 7.200 МГц он не превосходит 1.5, а на интервале от 7.090 до 7.146 МГц КСВ равен 1. На всем диапазоне 80 метров КСВ не превосходит 3. В интервале от 3.565 до 3.725 МГц КСВ меньше 2, в интервале от 3.600 до 3.690 МГц — меньше 1.5, а в интервале от 3.628 до 3.660 МГц КСВ равен 1.

Антенна была протестирована при работе в режиме SSB на мощности 100 Вт.

На 20 метрах были проведены QSO с операторами из Италии (2230 км), Нидерландов (2000 км), Германии (2000 км), Македонии (1900 км), Турции (1700 км), Румынии (1400 км), Болгарии (1700 км), Кипра (2300 км), Норвегии (1800 км) и Франции (2700 км), а также нескольких городов России. Наиболее удаленным городом оказался Шали (1500 км).

В диапазоне 40 метров мне ответили радиолюбители из Швейцарии (2150 км), Украины (950 км), Польши (1100 км), Греции (2100 км) и Испании (3450 км). Само собой разумеется, также была проведена куча QSO с операторами из России. По удаленности от меня победили Краснодар и Севастополь (1200 км).

На 80 метрах были проведены QSO с коротковолновиками, проживающими в Беларуси (670 км), Украине (830 км) и Киргизии (3000 км). Также было очень много городов России, среди которых самым удаленным оказался Сургут (2150 км).

Кроме того, оказалось, что антенна пригодна для использования и на других радиолюбительских диапазонах. В частности, на 17 метрах мне удалось провести QSO с операторами из Болгарии (1500 км), Франции (2300 км) и с несколькими операторами из Италии (2100 км). Впрочем, поскольку антенна специально не тюнилась на другие диапазоны, то на них она имеет КСВ где-то от 3 до 5. Соответственно, эффективность антенны на таких диапазонах составляет ~50%.

Заключение

Я вполне доволен полученными результатами. С такой антенной вы с кем-нибудь да свяжетесь в любое время суток, в любой день недели. Для перехода между диапазонами не нужно ничего перестраивать, просто берешь, и переходишь. Антенна получилась короче диполя на 80 метров, что тоже плюс. К тому же, антенна получилась довольно компактной и легкой, что делает ее пригодной для использования в походах.

По деньгам вышли примерно те же 25$, что и за диполь без трапов. Правда, я забыл замерить, сколько коаксиального кабеля мне понадобилось для трапов. Пусть будет метров 10. В этом случае общая стоимость антенны не превышает 30$. Это все равно существенно меньше стоимости любой готовой антенны.

Интересно, что используя описанные в данной статье принципы, можно изготовить и вертикальную многодиапазонную антенну (смотри раз и два). Заинтересованным читателям предлагается провести соответствующий эксперимент в качестве упражнения.

Исходники 3D-моделей трапов и изоляторов для OpenSCAD, а также скомпилированные STL-файлы, вы найдете . Как всегда, буду рад любым вашим вопросам и дополнениям.

Дополнение: Вас также могут заинтересовать посты об