Расчёт 1/4 коаксиальных трансформаторов

 FREE & OPEN UKRAINIAN   HAM   RADIO  BANNERS NET

 
QRZ.RU Callbook:
  
IK3QAR QSL Manager
 
QRZ.COM callsign lookup:
   

С подачи и с помощью Аркадия Грабарника UT9UR

 Я уже писал про сложение сигналов антенн в КВ диапазоне. Там всё получается с лёгкостью, если, конечно, известен коэффициент укорочения кабеля из которого делаются трансформаторы. Да и диаграммы направленности КВ антенн определены с точностью  плюс минус километр. И совсем другое дело УКВ.  Кабели обладают неоднородностью диэлектрика, размеры для этих диапазонов на грани критического. Диаграммы направленности требуют гораздо более точного анализа. Да и потери в кабелях на этих частотах значительные. Есть, конечно, и плюсы: например из-за значительно меньших размеров  можно "подвигать" конструктив под требуемые электрические параметры. Желающих  узнать об этом больше отправляю к материалам о низкотемпературных антеннах (28 ом), антеннам с длинным бумом и прочим теоретическим и практическим наворотам, а мы  рассмотрим именно соединение антенн.  Для моделирования четвертьволновых трансформаторов на УКВ часто применяется программа AppCAD. Она предназначена для расчета 1\4 волновых трансформаторов на требуемую рабочую частоту при заданном волновом сопротивлении. Они нужны при соединении антенн в группу и могут иметь любое сопротивление. На практике чаще всего набор сопротивлений (антенн) не так уж и широк.

     Сначала нужно определиться с самой схемой соединения антен: двух, четырех и т.д. Для примера возьмем две 50-Омные антенны. Ниже два варианта исполнения для кабельных трансформаторов. Первый - когда четвертьволновые трансформаторы разнесены в пространстве и представляют собой часть длины линии соединения антенны и средней точки. Во втором случае четвертьволновые трансформаторы можно соединить паралельно либо с помощью пайки либо на разъёмах и они представляют собой часть длины снижения.  

   Соединяем их 50-ти омными кабелями одинаковой длины (длина определяется по оплетке!). Само-собой, наши две антенны должны иметь на рабочей частоте КСВ не более 1,3 и уже симметрированы. В точке соединения получаем сопротивление равное 25-ти Омам.

  Наша задача преобразовать это сопротивление в 50 Ом и отправить сигнал в фидер. Для этого нужно врезать 1\4 лямбды (длины волны) вставку из кабеля ОПРЕДЕЛЁННОГО, т.е. РАСЧИТАННОГО, волнового сопротивления. Но проблема в том, что кабелей с каким хочешь ВС не бывает. Вот и приходиться самим делать коаксиальную линию, которая бы имела нужное ВС. Итак, нам известно ВС фидера=50 Ом. Суммарное сопротивление наших двух антенн. Формула для расчета волнового сопротивления 1\4 волнового трансформатора простая: корень квадратный из произведения сопротивлений, в нашем примере это 25*50= 1250, затем корень из 1250=35,4 Ома. Такого кабеля нет, но его можно сделать из двух параллельно соединенных кабелей 75 ом (примерно,75\2=37,5 ), или рассчитать диаметры трубок (и длину) для самодельного трансформатора.
    Итак, волновое сопротивление для трансформации 25 ом в 50 Ом мы знаем, это 35,4 Ома, а длина 1\4 длиы волны (для 144Мгц это будет 0,52 м) но не забудем, что физически длина будет зависить от материала диэлектрика, т.е. нужно умножить на коэффициент укорочения. Для кабеля с полиэтиленовой изоляцией равен 0,66. Тогда 0,52 х 0,66=0,34м. Eсли этот трансформатор будет из кабеля. А если из трубок, то изолятор воздух (а не вакуум все ж!) и коэф. укорочения=0,98 и в этом случае длина будет 0,52х 0,98=0,51м.  По описанным выше причинам это самый удобный способ - с одним жестким коаксиальным трансформатором сопротивлением 33 Ома. Прямоуголный профиль в качестве внешней части коаксиала выбран с точки зрения удобства как его крепежа к раме, так и крепления разъёмов. Здесь надо учесть, что заглушки на торцах должны быть из изоляционного  материала, иначе паразитная емкость изменит длину линии. Крепление разъемов к трубе должно иметь хороший электрический контакт, чтобы иметь запас по допустимой мощности.

quarta trans

      Как и любой трансформатор, наш имеет потери. И на 144, а тем более выше, нужно их уменьшать. Путей не много, но они есть и это работает на практике:

-увеличение диаметров труб, иногда полировка и серебрение.
-применение кабеля (если  трансформатор из кабеля) с меньшими потерями.
-минимум коэффициента трансформации.

      Вот теперь, когда мы разобрались с теорией, можно переходить к практике. Для начала как выглядит трансформатор на трубках. В общем виде это труба меньшего диаметра вставленная на распорках изоляторах внутрь другой трубы. Причём это может быть и прямоугольный профиль. Но об этом ниже. Скачиваем и инсталлируем саму программу AppCad. Она не создаёт ярлыка на рабочем столе, её можно найти через Пуск-Программы- (и заодно отправить ярлык на рабочий стол :-) Программа имеет достаточно широкий функциональный перечень, но нас будет интересовать только пунктик - Passive Circuits (Пассивные цепи)  в левом столбике меню.  Для начала выберем Coax (круглый :-)

main

В появившемся окне расчёта для начала следует выставить единицы измерения - мм, см или дюймы, градусы-радианы и в каких единицах надо представлять частоту - ГГЦ, МГЦ или КГЦ. Далее следует заметить, что скрипт двухцелевой. Тоесть рассчитать можно или волновое сопротивление конструкции, для чего следует ввести размеры и нажать одну из двух (серых) кнопочек - Сalculate Z0 [F4].  В окнах результата появится рассчитанное волновое сопротивление, электрическая длина, длина волны в миллиметрах, одношение диаметров и проч. Либо, если нужно рассчитать размеры для определённого волнового сопротивления - рассчитывается диаметр внутреннего проводника коаксиальной линии - нажать кнопочку Cflculate D2 [F3] 

coax

Следует быть очень внимательным при установке единиц измерения.  Несколько проще с точки зрения механики выглядит коаксиальная линия прямоугольного сечения: в ней легче устанавливать распорки для внутреннего проводника и изолятор механического крепления всего трансформатора на антенной системе. Очевидно, что размеры будут отличаться. Таким образом мы получили возможность рассчитывать четвертьволновые трансформаторы нужного нам волнового сопротивления для диапазонов УКВ, где применение этих трансформаторов выполненных из отрезков коаксиального кабеля и затруднительно и неэффективно вследствии дополнительных потерь в диэлектрике.  

squar coax

     Трансформаторы, иногда их называют:  "сплиттеры", "сумматоры", "пауэр-дивайдеры" (power divider),  желательно проверить перед установкой. Кабельные, потому что  ВС кабелей бывает далеко от заявленного. Например, вместо  50 Ом -60 ом, а так же коэффициент укорочения может быть на 10% в стороне запросто. А трансформаторы, сделанные из трубок,  могут отличаться от расчетных из-за погрешностей размеров и  материала вставок для поддержки  внутренних трубок, наличия  технологических отверстий для запайки разъемов. Для 144 проверка совсем  простая,  так-как в качестве нагрузки можно применить обычный резистор нужного номинала с укороченными выводами. Итак, нагружая  один конец трансформатора на резистор и измеряем КСВ. В "трубочном" варианте, для корректирования ВС, можно вносить искусственный эксценриситет, т.е. смещать центральный проводник от центра.

P.S.  Ремарка UT9UR:

" Хочу добавить, что просто так резистор (безиндукционный, конечно) не даст нужного КСВ при использовании в качестве нагрузки. Резистор нужно запаивать, как продолжение центрального проводника кабеля и внутри "родной" оплетки. Если же просто припаять к разъему, то КСВ на 145 Мгц получается 1,5 . На разъем можно попробовать SMD резистор и в любом случае нужны измерения. Желательно до того,как резать кабель, компенсируя таким образом не верный коэф. укорочения"

You have no rights to post comments Недостаточно прав для комментирования

А еще можно почитать вот это:

  • УКВ антенна на рамках типа "конверт"

    Владимир Андриевский UR5NAN. Рамочная любительская УКВ антенна универсальной поляризации диапазона 2м на рамочных элементах типа «конверт». Часть первая.

    Идея создания этой антенны родилась ещё в начале 80-х годов прошлого столетия, когда автор этих строк имел весьма туманные представления об антеннах и только лишь мечтал о получении радиолюбительского позывного. Теперь, имея многолетний радиолюбительский стаж и немалый опыт работы связанной с разработкой и испытанием УКВ антенн в частной фирме, а также потратив многие месяцы на компьютерное моделирование, проведя технические эксперименты, построив и испытав несколько экземпляров антенны и получив при этом положительные практические результаты, можно с уверенностью сказать, что антенна, описанная здесь, имеет право на жизнь.
    фото 33

    dia3Здесь я должен заметить, что появление этой статьи во многом стало возможным, благодаря моему знакомству с Юрием Банковским (UR5YBU) – настоящим энтузиастом в области УКВ антенностроения, с которым я поделился идеей построения таких антенн и которого я попросил взять на себя практическую сторону реализации этой идеи, поскольку моя постоянная занятость, возраст, и состояние здоровья не позволяли мне последние лет 15-20 сдвинуть дело с мёртвой точки.

    3d3

     Юрий согласился, за что ему большое спасибо. Имея относительно небольшой радиолюбительский стаж, он обладает качествами необходимыми каждому антенщику для достижения хороших результатов: терпение, пытливость и стремление довести дело до конца, получив, при этом, максимально возможный результат. Для этого он не пожалел средств для приобретения необходимых приборов. Всё это дало ему возможность за пару последних лет стать настоящим «гуру» любительского УКВ антенностроения. Как и большинство из нас Юрий занимается любимым хобби далеко не в лаборатории, а в гараже, расположенном в гаражном кооперативе. В таких условиях полноценно провести испытания готового изделия довольно трудно, тем более, что в непосредственной близости от этого гаража размещаются несколько высоковольтных линий электропередач. Это линия 10 кВ - до неё 6м, линия 110 кВ -12м и линия 220 кВ - 30м. Кроме того, в 30м находится и РЭС. Коллинеарные вертикалы и волновые каналы (ВК) в этих условиях принимают столько помех, особенно в мокрую погоду, что работать полноценно в эфире практически невозможно. Первый же 3-х элементный «конверт», впрочем, как и все остальные многоэлементные антенны этого типа, показал хорошую устойчивость к такого рода помехам и даже в сырую погоду и в дождь позволял успешно работать в эфире.

    Свои эксперименты с УКВ антеннами Юрий, как и большинство радиолюбителей, начал с построения антенн типа волновой канал, с числом элементов 3-6 и т.д. Собирал из них стеки, но после опробования первой же, ещё «сырой» 3-х элементной антенны «конверт» он заявил, что больше к волновым каналам не вернётся. Настолько поразила его разница в работе этих двух типов антенн. 3-х элементный конверт в метре от земли работал намного лучше 4-х элементного ВК, установленного на 4-х метровой высоте. 

    gain fb3swr3

     

      Почти все корреспонденты отметили прирост сигнала станции UR5YBU, а на приём буквально все станции были слышны лучше. Станция с QRB 70 км, которую на ВК было еле слышно в шумах, на «конверт» принималась на 59+. За последний год Юрий изготовил несколько антенн «конверт» с числом элементов от 3-х до 9-ти. При этом все расходы на приобретение материалов для них он взял на себя. Последняя 9-ти эл. с длиной траверсы около 6м установленная в метре от земли показала наилучший результат. Тот же корреспондент с QRB 70км слышал UR5YBU на 59+ при мощности передатчика Юрия всего 100 мВт в отсутствии прохождения. При этом от нижнего угла конверта до поверхности земли было всего 35см, а с подъёмом антенны над землёй настройка почти не изменяется.
    swr1z   УКВ антенны с рамочными элементами не пользуются большой популярностью у радиолюбителей. Связано это, очевидно, с усложнением конструкции антенны и с тем, что прибавка усиления в многоэлементной антенне, при этом, не столь уж значительна. Кроме того в «классических» квадратах так и не найден простой способ смены поляризации. Для крепления рамочных элементов к траверсе нужен хороший, электрически и механически прочный изолятор и т.д. Между тем существует техническое решение позволяющее обойти все эти недостатки. Это решение известно уже много лет, и, насколько я знаю, почему-то не удостоилось внимания ни любителей, ни профессионалов. Хотя, справедливости ради, стоит вспомнить публикации в [1], [2] и [3] где шла речь об антеннах построенных на базе рамочного элемента, который стал прототипом элемента вынесенного в заголовок статьи. Я взял на себя смелость назвать такой элемент «конверт» поскольку его внешний вид напоминает обратную сторону заклеенного почтового конверта. Автор упомянутых публикаций попытался объяснить работу антенн на базе такого элемента, и это ему в значительной степени удалось, однако, на мой взгляд, не довёл дело до конца. К тому же он забыл дать ссылку на первоисточник – как говорится новое - это хорошо забытое старое…А это были две публикации в [4] и [5] появившиеся одна за другой в далёком 1977 году, почти 40 лет назад! С тех пор они не давали мне покоя и я всё время думал о том, как воплотить это на УКВ и ждал, что кто то предложит такую УКВ антенну, однако этого так и не произошло, и мне пришлось взяться за это самому.

    Рис1

         Сначала в [4] в небольшой заметке со ссылкой на английский журнал было рассказано об этом элементе, затем два месяца спустя в [5] уже шла речь о реально построенной КВ антенне на 7 и 14 мГц. Там же отмечалось, что усиление двухэлементного «конверта» превосходило усиление трёхэлементного «квадрата» обычной конструкции на 2-3 дБ. Попутно замечу, что 3 дБ это в 2 раза больше по мощности. Далее привожу цитату из [5]: «Известно, что добавление второго этажа антенны является эффективным способом увеличения её усиления. Квадрат, выполненный из двухэтажных синфазных рамок (рис 1а) путём несложных преобразований (рис 1 б, в) можно превратить в двухэтажную антенну с треугольными рамками (при сохранении периметра каждого треугольника близким к длине волны) Конструктивно такая рамка имеет преимущество: она может быть выполнена всего на двух металлических распорках. Эти распорки не нужно разрывать электрически с помощью изолирующих вставок, как это делается в обычных «квадратах», так как вертикальная распорка электрически развязана с рамкой, имеющей горизонтальную поляризацию, а горизонтальная распорка сама служит проводящим элементом.» 

    Рис2

    От себя добавлю: и наоборот – при вертикальной поляризации вертикальная распорка служит проводящим элементом, а горизонтальная, при этом, электрически развязана с рамкой. Это проиллюстрировано на рис 2, где буквой «а» показана рамка, имеющая горизонтальную поляризацию, а буквой «б» - вертикальную. Пунктиром здесь обозначены электрически развязанные распорки, которые, по сути, тоже металлические, как и проводящий элемент. Для упрощения понимания эти распорки в совокупности названы крестовиной, а проволочная часть, которая крепится на концах этой крестовины и имеет с ней электрический контакт, названа рамкой. Что бы сохранить распорки целыми питать такой элемент можно через гамма согласующее устройство рис 3а - для горизонтальной поляризации, и рис 3б – для вертикальной, или иметь два гамма согласования одновременно, для каждой из поляризаций своё.
    Выбор нужной для проведения радиосвязи поляризации можно осуществить, переключая кабель при помощи реле. Можно применить и другой вид питания такого элемента, как это показано в [4]. То есть каждую из распорок разбить посередине на две равные части и подавать питание в точки разрыва. (рис 4). В этом случае длинных труб для распорок не потребуется и они будут в два раза короче, но зато их будет уже не две, а четыре.Рис3 Если вам интересна лишь одна поляризация, то одну из распорок оставляют целой, без разрыва или меняют её, например, на деревянную или даже совсем удаляют. Это показано на рис 6 а, б где оба элемента имеют горизонтальную поляризацию, и вертикальная распорка «конверта» нужна лишь для удержания провода рамки, а вертикальный провод двойного прямоугольника можно просто не устанавливать. В [4] активный элемент антенны имеет вид, показанный на рис 4а, однако такой элемент технологически неудобен из-за того, что углы рамки остаются не закреплёнными и могут поддаваться деформации, например от ветра, и, что бы устранить этот недостаток, пришлось бы применить дополнительные распорки из изолятора, поддерживающие рамку в её углах. Но это усложняет и удорожает антенну. Поэтому было решено использовать в антенне технологически более совершенный элемент «конверт» рис 4б, хотя, как показывает компьютерное моделирование в программе MMANA [12], он немного уступает в усилении. В [4] где описан элемент рис 4а, предлагается использовать его как широкополосный для работы в нескольких КВ диапазонах, при этом авторы отмечают, что «на расчётной «резонансной» (f0) частоте активное сопротивление 320 Ом, а реактивное – 200 Ом». Слово «резонансной» в этой публикации взято в кавычки, и не спроста, поскольку на резонансе реактивность должна отсутствовать. Какую частоту авторы имели в виду. назвав её «расчётной «резонансной» сказать трудно поскольку её, как и размеры антенны, надо выбирать в пределах от 0,8 до 2,5 f0. А f0 это и есть «расчётная резонансная» - тут круг замкнулся…

    Рис4Всё это можно проверить только в наши дни при помощи компьютерного моделирования, однако тогда, почти 40 лет назад, эти слова, очевидно, сбили с толку не одного антенностроителя, как, наверное, и идея многодиапазонности, ведь в те времена персональный компьютер ещё не был изобретён, да и приборы для антенных измерений были не столь совершенны и доступны как сейчас. Так, например, в [6] где эта антенна названа «шунтовая рамка» утверждается, что такой элемент ведёт себя почти как диполь, имеет примерно такой же коэффициент усиления, что заземлять его ни в какой точке нельзя и что он не является резонансным и поэтому его нельзя использовать в качестве пассивного элемента. Все эти утверждения, мягко говоря, не соответствуют действительности. Особенно вызывает удивление утверждение о том, что двойная рамка не является резонансной. Видимо автор тоже неправильно понял фразу «расчётная «резонансная» данную в кавычках в публикации [4], иначе не переименовал бы её в «квазирезонансную», или быть может пытался заставить работать «шунтовую рамку» как пассивный элемент в том виде, в каком она дана в [4] точно так же, как это видно на рисунках из [7] и [8] , где крестовины рефлекторных элементов разомкнуты. Для использования рамочного элемента из [4], [7], [8] в качестве пассивного необходимо замкнуть КЗ перемычками вертикальные и горизонтальные пары проводов в центре элемента, чтобы обеспечить такой же путь току, как и в активном элементе. ( Рис 7 а, б пунктиром в центре ) Такой элемент имеет резонанс, причём даже не один, и его можно использовать в качестве пассивного, и в таком качестве он и задействован в многоэлементной антенне «конверт».
    Теперь о названии «шунтовая рамка». Считаю такой термин для данной рамки неточным. Такую рамку можно назвать иначе, например, двойная рамка, поскольку она состоит из двух одинаковых проводовых геометрических фигур, питаемых в середину общей, для этих фигур, перемычки. Тут следует согласиться с автором [1] правильно понимающего работу этой антенны и назвавшего подобную рамку двойным прямоугольником, но, думаю, что название двойная рамка более общее. Под этим названием можно понимать и двойной прямоугольник, и двойной треугольник, и вообще двойной многоугольник, и двойной полукруг. В [13] стр.108 имеется раздел под названием «Сложные рамки», где такие рамки автор называет сложными и составными, и оба эти названия ещё более общие.
    Таблица 1.

    Параметр Диполь Треугольник Квадрат Конверт Двойной прямоугольник

    Rа(Ом)

    70,6 176,4 131 384 371

    Gh(dB)

    -0.05 0.51 1.2 1.19 1.28

    Полоса по

    КСВ 1,5 (мГц)

    9 9.6 8.66 29.3 40.1

    В сравнительной таблице 1 приводятся основные параметры рамочных антенн в сравнении с диполем, рассчитанных программой MMANA для частоты 145 МГц в свободном пространстве. Как видно из таблицы ожидаемой значительной прибавки усиления в двойных рамках получить не удаётся из-за пересечения площадей раскрыва элементов из которых они состоят. Обращают на себя внимание высокое Ra и большая широкополосность двойных рамок (кнопка 10 мГц в MMANA). Следует заметить, что эта программа довольно строга ко всему, что касается усиления антенн и есть подозрение, что она его занижает в случае наличия в антенне проводников, имеющих угол около 45* по отношению к плоскости поляризации. Это имеет место в элементах типа «конверт», где все четыре провода, образующие рамку, имеют такой угол для каждой из двух поляризаций. Тем не менее, по мнению автора и как показывает практика, применение этих элементов в однодиапазонной многоэлементной антенне даёт прибавку усиления, по сравнению с элементами обычной конфигурации.
    Рис6     Так как же работает элемент «двойная рамка» на своей резонансной частоте, то есть на частоте, где реактивная составляющая входного сопротивления равна нулю? Для этого рассмотрим распределение тока в проводах такой рамки для случая горизонтальной поляризации. На рис 6 а, б показаны рамочные элементы и распределение токов в них, где а – это элемент из [4] и б – «конверт» для случая, когда периметр верхней и нижней половин антенны близок к длине волны. При этом характер распределения токов одинаков в обеих рамках (пунктирная линия – амплитуда, стрелка – направление). Как видно из того же рис. 6а токи в левом и правом вертикальных проводниках рамки одинаковы по амплитуде, но противоположны по знаку, поэтому эти проводники в излучении рамки участия не принимают. Зато имеются три горизонтальных, сфазированных, разнесенных в пространстве проводника с током максимальной амплитуды. Такое распределение токов увеличивает апертуру, повышает усиление и снижает угол излучения в вертикальной плоскости. Для сравнения на том же рис 6-в, в том же масштабе показан классический квадрат и распределение тока в нём. ([9] стр.85-86; [10] стр.347) где наглядно видно отличие рассматриваемых здесь элементов в формировании апертуры, хотя оно и не столь значительно из-за взаимного перекрытия апертур элементов составляющих сложную рамку. Следует заметить, что размер стороны рамки типа «конверт» всего лишь в 1,25 больше чем у классического квадрата (рис 6). Рис5Внимательный читатель заметит, что распределение токов по амплитуде и фазе в верхнем и нижнем проводниках обеих рамок, где расположены пучности тока, идентичны, потому середины этих проводников, то есть точки с максимальным током, можно соединить между собой вертикальной проволочной перемычкой. ток по которой не потечёт, ввиду отсутствия разности потенциалов, и потому на работу антенны это не повлияет. Впрочем, об этом уже упоминалось выше в цитате из [5]. Мало того. Как показала практика и компьютерное моделирование в MMANA, амплитуда токов в верхнем и нижнем проводниках рассматриваемых элементов мало отличается от тока в центральной перемычке. Очевидно, это происходит оттого, что кроме основного тока равного половине тока центральной перемычки, в этих проводниках течет и наведенный ток от этой же перемычки, поскольку эти части рамки находятся непосредственно в её ближнем поле. Поэтому вертикальную перемычку можно соединить электрически в точке 0 с горизонтальной (рис 5).

    Рис7На работу пассивного элемента такое соединение существенного влияния не оказывает точно также как и на работу элемента активного. Это подтверждается компьютерным моделированием. И все это реализуется в одном элементе для обеих поляризаций одновременно. При этом в большинстве случаев симметрирование активного элемента не понадобиться ([13] стр. 91-92) и коаксиальный кабель можно подключать к активному элементу напрямую. Таким образом, получен пассивный элемент антенны, в котором все проводники в точках пересечения имеют между собой электрический контакт. Такой элемент не нуждается в диэлектрических деталях в своей конструкции и может быть выполненным цельнометаллическим.

     В этом и состоит новизна. Особенно это актуально для частот превышающих 2000 МГц, пассивные элементы для которых в промышленности могут быть изготовлены из листового металла методом штамповки или плазменной резки. 

    Ещё лучше должен работать подобный элемент, если его выполнить в форме круга. В точке пересечения вертикального и горизонтального проводников крестовины (точка 0) пассивный элемент может иметь электрический контакт с траверсой , на которой он установлен, а траверса, в свою очередь, может быть установлена на заземлённой мачте. Таким образом точка 0 есть точкой, где элемент может быть заземлён. Также как и в антеннах Уда-Яги, рассматриваемые здесь пассивные рамочные элементы могут иметь электрический контакт с траверсой, а могут быть и изолированными от неё. Многоэлементные антенны на таких пассивных элементах, как и антенны Уда-Яги, можно проектировать на максимальное усиление, максимальное подавление назад или получить какой то промежуточный результат. Интересно, что в одной из антенн реализована идея получить два минимума КСВ - для каждой из поляризаций своё. То есть для горизонтальной поляризации КСВ 1.02 получено на частоте 144.3 (для режима SSB), а для вертикальной - КСВ 1.05 получено на частоте 145.5 (для режима ЧМ). 

    фото 211фото 34

       Очень помогает прикинуть возможные параметры будущей антенны компьютерное моделирование в программе MMANA, однако, по моему мнению, уже на частотах двухметрового любительского диапазона повторение антенны по его результатам требует от радиолюбителя точного соблюдения всех размеров и выполнения всех технологических нюансов, иначе возможно несовпадение компьютерной модели и реальной антенны. Словом без приборов не обойтись и нужно приложить усилия, чтобы правильно настроить антенну и получить хороший результат. Впрочем, эти слова относятся к любой антенне. Файлы MMANA можно взять на этом сайте: ur5nan_145_3el.maa     ur5nan_145_5el.maa    ur5nan_145_7el.maa   ur5nan_145-9el.maa  

    ur5nan_435_7el.maa

    Итак, антенна на элементах «конверт» имеет преимущества перед антеннами Уда-Яги и квадрат, что выражается в следующем:
    1. Большее усиление;
    2. Меньше шумит;
    3. Более помехоустойчива;
    4. БОльшая стабильность параметров;
    5. Меньше угол излучения в вертикальной плоскости.
    6. Работает на малой высоте подвеса.
    7. Может иметь горизонтальную, вертикальную или круговую поляризацию;
    8. Имеет возможность настройки на малой высоте.
    9. Имеет бОльшую широкополосность.
    10. Имеет повышенную механическую прочность в плоскости элемента, поскольку состоит из треугольников, а треугольник фигура жёсткая;
    11. Имеет пониженные требования к узлу крепления на основе предыдущего пункта;
    12. Имеет возможность крепления к траверсе как через изолятор, так и непосредственно;
    13. Не требует диэлектрических распорок;
    14. Не требуется гнуть элементы при изготовлении (кроме провода рамки);
    15. Габариты в горизонтальной и вертикальной плоскости не превышают габариты антенны Уда-Яги в кроссполяризации;
    16. Имеется возможность применения материала для крестовины половинной длины но, при этом, удвоенного числа.
    17. Имеет одну траверсу
    16. Полностью соответствует требованиям к диаграмме направленности УКВ антенн изложенным в [12] стр.40.
    Имеющиеся недостатки:
    А. БОльшая сложность изготовления;
    Б. Повышенный расход материалов;
    В. Повышенный вес;
    Г. Повышенная парусность;
    С повышенными весом и парусностью можно бороться применив материалы меньшего сечения на основе пункта 10. Расход материалов увеличивается лишь за счёт добавления в конструкцию провода рамки, а размеры крестовины даже меньше чем размеры элементов антенн Уда-Яги, изготовленных для работы в обеих поляризациях. Ну а сложность изготовления - пункт компромиссный. Часто лучшие параметры требуют бОльших затрат. От простого к сложному – не в этом ли путь к прогрессу?
    С 2001 года, с появлением в [18] серии публикаций о программе MMANA, разработаны десятки компьютерных моделей антенн на элементах типа «конверт». Тогда мой компьютер имел тактовую частоту процессора всего 500 МГц и MMANA сильно «тормозила», тем не менее на нём были рассчитаны модели с числом элементов от 2 до 9 и длиной траверсы свыше 7 метров, а в последующие годы много других интересных моделей. Лучше понять работу антенн помогает литература по антеннам. Образцовыми, на мой взгляд, сегодня являются книги И.В.Гончаренко (DL2KQ – EU1TT) [12][13][14][15][16][17]. А лучшей книгой по многим вопросам любительской связи на УКВ, хотя и несколько устаревшей, считаю [11]. Теперь хочу предложить несколько моделей рамочных антенн типа «конверт» с числом элементов 3, 5, 7, 9, 11 и 14 и длиной траверсы от 0,72 до 10,175 м. Их основные параметры приведены в таблице 2. Физические размеры в миллиметрах. Таблица 2.

    Количество

    элементов в антенне

    Частота

    настройки,

    мГц

    Gh, dBd F/B, dB L бума, м
    3 145.5 7.62 19.44 0.72
    5 145.5 10.5 21.7 2.41
    5 144.3 10.49 21.94 2.41
    7 145 12.14 19.43 4.162
    9 145.5 12.84 20.7 5.49
    11 144.1 14.2 21.11 7.165
    14 144.1 15.2 27.36 10.17

    Все антенны имеют Ra 50 Ом. Для крестовин 3-х, 5-ти и 9-ти элементных антенн использованы дюралевые трубки диаметром 8мм, а для рамок медный провод 1,6мм, бум металлический диаметром 30мм. Антенна 11 эл. рассчитана на применение материала диаметром 4мм как для крестовин, так и для рамок, 7эл. – 5мм крестовины и 2,4мм рамки, а 14 эл. - 5мм крестовины и 2мм рамки. Размеры крестовин этих антенн сведены в таблицу 3, а дистанция между элементами, считая от рефлектора, в таблицу 4.
    Таблица 3.

    Количество элементов в антенне Рефлектор Активный элемент D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12
    3 944 895 855.6
    5 горизонт 956 892 872 856 804
    5 вертикал 945 858 848 834 772
    7 931.6 894.5 859.8 840 833 812.5 793.4
    9 938 886 858 834 826 806 792 772 768
    11 931.6 871.8 848.5 805.4 812.5 801.9 792.7 784.2 772.9 775 821.3
    14 930.5 889.5 863 831.4 820.4 809.7 795.2 790.5 789.8 786.3 785.6 785.6 785.6 771.4

    Таблица 4.

    Количество элементов Рефлектор Активный элемент D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12
    3 0 374 720
    5 0 393 971 1656 2414
    7 0 587 1045 1749 2509 3319 4162
    9 0 296 627 1342 1903 2886 3688 4570 5494
    11 0 386 830 1365 1995 2805 3.675 4.565 5.495 6.425 7.165
    14 0 293 760 1514.4 2309 3194 4024 4924 5824 6724 7624 8524 9424 10174

    Все антенны разработаны мною при помощи программы MMANA, а 3, 5 и 9 элементные в «железе» воплощены Юрием (UR5YBU), при этом ему пришлось корректировать их размеры. Эти размеры и даны в таблице. Пятиэлементная антенна для каждой из поляризаций имеет свой резонанс, о чём упоминалось выше и потому размеры крестовины этой антенны по вертикали и горизонтали разные. Несколько трёхэлементных «конвертов» сейчас успешно работают в полевых условиях. Думаю, что «конверты» можно с успехом применять и для ЕМЕ связей. Автор совершенно безвозмездно поделится maa-файлами моделей антенн, внесённых в таблицу, а также и другими, число которых превышает сотню.

     На представленных фото трёхэлементная антенна «конверт» и показания приборов полученные при измерении её параметров. Показания приборов для двух поляризаций и двух частот, соответствующих каждой из поляризаций. При этом (на фото сверху) показаны сначала график изменения КСВ, затем график изменения активного и реактивного сопротивления.
    О технологии изготовления и настройки антенны «Конверт» речь пойдёт во второй части статьи, которая готовится к публикации.

    2 res 12 res 2
    Литература:
    [1] Владислав Овчаренко (UT0VV). Направленная антенна с переключаемой диаграммой направленности на основе двойного прямоугольника//Радио-Хобби. - 2007. - №2. - С.35
    [2] Владислав Овчаренко (UT0VV). Улучшение антенн «квадрат» и «квадратный ромб»// Радио-Хобби. - 2009. - №1. - С.40
    [3] Владислав Овчаренко (UT0VV). Простая DX антенна//Радио-Хобби. - 2008. - №4. - С.35
    [4] Новый активный элемент для «двойного квадрата»//Радио. - 1977. - №4. - С.61
    [5] В. Писанов (UA9OS), Г.Юдин (UA9PP). Эксперименты с рамочными антеннами//Радио. - 1977. - №6. - С.20
    [6] Андрей Дякив Богдан Дякив. Шунтовая рамка//КВ антенны. - 2 том. – Серия Чумацький шлях. – 1988. - С.609.
    [7] Колчев Г.И. УКВ антенна с управляемой поляризацией поля//Радиоаматор. – 2005. - №4. – С.47
    [8] Колчев Г.И. (UR5QGC) УКВ антенна с круговой поляризацией//Радиоаматор. - 2005. - №8. – С.47
    [9] Карл Ротхаммель. Антенны. М.: «Энергия», 1979г.
    [10] З. Беньковский, Э.Липинский. Любительские антенны коротких и ультракоротких волн. М.: «Радио и связь», 1983г.
    [11] Mgr inz. Zdzislaw Bienkowski. Poradnik Ultra Krotko Falowca. Warszawa. 1988.
    [12] И.В. Гончаренко DL2KQ – EU1TT. Антенны КВ и УКВ. Часть І. Компьютерное моделирование MMANA. ИП РадиоСофт. Журнал «Радио». М.: 2004.
    [13] И.В. Гончаренко DL2KQ – EU1TT. Антенны КВ и УКВ. Часть ІІ. Основы и практика. ИП РадиоСофт. Журнал «Радио». М.: 2005.
    [14] И.В. Гончаренко DL2KQ – EU1TT. Антенны КВ и УКВ. Часть ІІІ. Простые КВ антенны. ИП РадиоСофт. Журнал «Радио». М.: 2006.
    [15] И.В. Гончаренко DL2KQ – EU1TT. Антенны КВ и УКВ. Часть ІV. Направленные КВ антенны: синфазные и продольного излучения. ИП РадиоСофт. Журнал «Радио». М.: 2007.
    [16] И.В. Гончаренко DL2KQ – EU1TT. Антенны КВ и УКВ. Часть V. Направленные КВ антенны: укороченные, фазированные, многодиапазонные. ИП РадиоСофт. Журнал «Радио». М.: 2010.
    [17] И.В.Гончаренко DL2KQ – EU1TT. Антенны КВ и УКВ. Часть VІ. Антенны УКВ. ИП РадиоСофт. Журнал «Радио». М.: 2013.
    [18] И.В. Гончаренко. Программа моделирования антенн MMANA//Радио. – 2001. - №№ 6,7,8,9.

    Владимир Андриевский, UR5NAN  Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. г.Винница

     
  • Попытка показать FunCube1

    dvb-tВ интернете нашёл самый экономичный в смысле объёма выходнного файла инструмент показать вам видео с экрана: как происходит приём теле с FunCube-1. Но выяснилось, что защита Windows в половине случаев EXE-шный файл блокирует :-) Так что кто посмелее, и не закрылся брандмауэром "наглухо" может попробовать посмотреть как происходит приём пакетов с теперь горячо любимого всеми кубесатика.  В файле "законсервирован" еще и проигрыватель :-)

    Вот короткий (забыл звук :-) 3 мБ http://hammania.net/video/fcvideo.exe  а вот нормальный, со звуком и две минуты  http://ham.cn.ua/vhf/FunCube.exe 

     

     
  • Как "расшарить" COM port

    Мой старый логгер перестал меня удовлетворять и я решил "переехать" на новый.  Спасибо за советы Alex UR5NMZ, Аркадию UT9UR, Саше AG2T. Вариантов  даже бесплатных логов так много что я до сих пор "перевариваю" и выбора не сделал. Однако нет худа без добра - возникли проблемы которые надо было решать и они решились. Делюсь опытом. В обкатке log4OM, который соединяется с трансивером по  CAT на базе OMNI, Может обслуживать два радио, в общем лог толковый и мне симпатичный. Еще не добрался до той части где распечатываются наклейки на QSL карточки, но, во-первых, карточки ко мне не доходят, от QSL обмена меня отлучила ЛРУ, а во-вторых, проьлема возникла не там :-) В последние пару лет я поделил свою любовь напополам между КВ и УКВ. Точнее радиосвязью с космическими объектами. Трансивер (TS2000) и Орбитрон успешно управляют частотами приёма-передачи (коррекция эффекта Допплера) по каждому спутнику через COM порты: один на трансивер, другой на ротатор  (G5500).

    Подробнее...  
  • Внебрачные дети

    В повседневной жизни понятие связанное больше с проблемами, чем с радостями. В нашем хобби иногда проявляются неожиданные грани, которые добавляют положительных эмоций. Вот например SDR. Моё к ним отношение уже не раз проявлялось в виде скептических нотаток и даже карикатур. Кто не читал, заходите на мой сайт чаще и читайте дольше :-)  Но техника развивается и незаметно положительных аспектов набралось столько, что они стали уравновешивать моё неуверенно-хорошее отношение к SDR технологиям.Первое, что меня сильно раздражало в SDR - один орган управления: мышь. Серая. С двумя кнопками. Случайно, по просьбе соседа Жени US5UM, прилаживая к его Flex3000 двойной валкодер (Геркулес) обратил внимание что рук теперь не хватает :-)  И два гетеродина можно крутить одновременно и полосу менять ползунковыми регуляторами и переключений сколько хочешь..... Одним словом мой скепсис "поплыл"........ Но, продолжая упорствовать, мой мозг абсолютно не приемлет задержку сигнала в трактах приёма и передачи :-)  DX уже секунду назад закончил вызов, а мой SDR только-только закончил "прожёвывать" сигнал на приём. В это время шустрые ребята уже по два раза успели дать вызов....  Работать в телеграфе без самоконтроля грустно.  Когда включаешь реальный контроль, второй или WEB приёмник - просто ужасает! Вплоть до того, что передавать нельзя....  Опоздание просто сбивает с толку...

    Подробнее...  
  • Проволочная направленная

     Вот в гостевой был отзыв  UA4ASE о реально работающей двухэлементной трёхдиапазонной  антеннe  "Ту коконут три" (две кокосовых пальмы) в исполнении HS0ZIQ. В связи с тем, что это не теория, а самая что ни на есть реально работающая антенна, мне представляется разумным привести и сам отзыв и добавить к нему модификацию. Вернее трансформацию  "Ту коконут три" в нашу украинскую модель "Сосна1" :-)         "Про HS0ZIQ. Посмотрел на его 2-элемента 10-15-20 антенну.  Я ТОЧНО ТАКУЮ же сделал, повесил, настроил и как обычный (бедный) радиолюбитель просто рад! Работая спецпозывным RC22SE на эту антенну, я просто немогу нарадоваться, что меня многие зовут, я слышу, и я могу отвечать! Не имея возможности работать на другие антенны, эта антенна - супер, по своей эффективности и минимум финансовых затрат! 73!     UA4ASE"      Итак, то что антенна рабочая не сомневается никто. То, что она минимально затратная тоже. Самый большой её недостаток то что она "ест" сигналы только с одной стороны. Тоесть будучи подвешеной на какое-то направление раз и навсегда она ослабляет сигналы приходящие с других направлений.   Однако есть способ исполнения такой (ну почти такой) антенны, позволяющий по крайней мере несколько раз в день изменять её направление.

    Подробнее...  
  • Я - за смешение рас

    Несмотря на трудный день и броуновское движение внуков вокруг умудряюсь в паузах послушать приёмники :-) Ну на спутниках, как и положено диапазону для служебной связи всё стабильно и не многолюдно. Из интересных новостей только то что многие спутники, я бы сказал большинство, испытывают затруднения с Солнцем. Не так звёзды стоят. У многих заметное понижение напряжения борта. Вппрочем это не удивительно - наклон Земли (и соответственно самих спутников) сейчас неблагоприятный.  Зато на КВ по случайному закону, в точном соответствии с прогнозом прохождения, совершенно неожиданные корреспонденты с противоположных направлений и хорошим уровнем. Например ZD7BG (21 CW) и 3W3B (14 CW) В обоих случаях усилитель не включал, сработал на 100 ватт. неудивительно, если послушать как было слышно Брюса 3W3B :-)  

    Подробнее...  
  • Новая жизнь плакетки

    Уже давно задумывался над тем почему я не собираю карточки на какую-нибудь деревянную доску.  Понятно, что престижно, трудно и каждая из них - брэнд.   Но время идёт и вот россияне, в частности компания "Most Wanted DX" предложила серию плакеток достаточно серъёзного калибра и принципиально нового дизайна, который сильно отличается по своим эстетическим качествам от досок известных брэндов прежде всего цветной литографией на серебре.

    Подробнее...
Неделю назад мне напомнили моё обещание раскрыть секрет сложения сигналов с антенн НЕ на коаксиальных трансформаторах. Конечно же я вспомнил про это...
В продолжение темы любви к сантехническим пластмассам...... Я вообще-то не любитель SSB, но когда у меня появился трансивер с нормальным трактом формирования SSB сигнала и эквалайзером,...
Пару постов назад я писал про замечательный точ-падль с подложкой чтобы рука не дёргала ключ при работе. Интерес к нему проявил и мой...
Недостатки самого простого точ-паддля выяснили (см. "Точ паддль и его проблема") Вместе с Сашей Прилук K2PAL продолжаем исследовать то что...
Силы космоса нам особо не благоприятствуют, но и не вредят. SFI=67 SSN=0 Это означает стабильно плохое и нестабильное прохождение на ВЧ...
Работая вчера на спутниках, пару орбит, заметил, что что-то слабенько слышу. Сходил посмотрел, не свалились ли с траверс антенны. Вроде всё ОК. Обновил TLE Орбитрону.
Погода особо не изменилась, изменилась плотность солнечного ветра. Отражая его магнитное поле Земли напрягается и на сегодня устало:-) SSN равно 11.
Сейчас сам себя поймал на этой мысли и аж рассмеялся. Раньше как было. Просыпается радиолюбитель, попил кофе, садится за Р-250 и давай крутить ручку верньера...
Как - то некожиданно пришёл Ukrainian DX Contest. Не было времени даже повыёживаться на форумах о том поддерживаю или нет:-). UX0FF продолжает настаивать.
Лёд тронулся! SFI = 68, а SSN = 22! Намного лучше, хотя на 100% динамики улучшения нет. Но, как...
Я уже давно деревенский житель. И ни разу не пожалел, что оставил мегаполис. Но вот с общением в деревне всё не так весело. Все...
Получил замечание что уже воскресенье, а привычного прогноза прохождения на неделю нет :-) Исправляюсь.160 метров. Уверенно хорошие концентрические зоны на расстояния до 2000 км, но...
Устал от рыб. Сел попищать в телеграфе. Пустыня :-( Только QRP станции зовут, в надежде что на безрыбье их слабые сигналы будут приняты. Слышу,...
Я уже не раз признавался в любви к сантехническим трубам :-) И писал про довольно сложный конструктивно, но очень эффективный Buddipole, работающий (с трапами) от...
Позвонил приятель и сказал, что на сайте Радон публикуется несколько искажённых статей с сайта hammania.net . С моего сайта.

Калькулятор расстояний и QTH
Калькуляторы перевода координат UTM DMS, координаты в QTH locator IARU и наоборот. Расчет азимута и расстояния по QTH локатору.


Online экзамен на категорию

exam

UY2RA/QSO/QSL/OQRS

Сайт черниговских радиолюбителей

HAM Sound Player


HAM Screen Saver

Ноыве пользователи

  • BobPelenkin
  • Sergey-Kibalnikov-facebook
  • Aleksei-Chetverikov-vkontakte
  • Anatoliy-Kovalenko-google
  • Veteran-Flota-facebook

SLogin

Вход с логином соцсети в:

Или логин этого сайта

kzaskbar

Подать телеграмму

Ведите короткий текст (до 256-ти символов.) телеграммы
Call (name)

 
            

HAMschool

HAM School
CW forever
Радиообмен для бойца
Украинская транслитерация
Детский RX TX KIT
Прогноз прохождения
Грозозащита радио
Метеорадары и грозы
Sat School
Спутники хочу :-)
SAT приёмные антенны
SAT QSO FM
SAT QSO CW - SSB
SDR, SAT и Orbitron
Oreos miniSat
Моргающий Niwaka
Space sound
УКВ тестеры
DX через спутник
Почему не слышно спутник
Как принимать FunCube1
Как принимать PolyItan1
Как принимать PSK QB50P1
Обзор программ SAT телеметрии
Практическое построение диаграммы направленности
Meteors School
Метеор QSO. Что это?
Предстартовый инструктаж
Как смотреть метеоры
Метеор сервис Virgo и Java
Изучаем CW
Изучаем CW дома 1
Изучаем CW дома 2
Изучаем CW дома 3
Изучаем CW дома. Q-код
Изучаем CW дома. Жаргон.
Тэн код. 10-код.
CW trening radios
Маэстро Morse Runner
Mouse-paddle
Видеоурок Vibroplex
ARRL: как урок в классе
Недостатки PC телеграфирования
Какая песня без баяна?
Интернет идёт к Морзе
Антенны КВ
Противовесы из рулетки
Эффективный диполь
Невидимые антенны
Волшебные проволочки
Антенны случайной длины
Калькулятор антенн
Простое согласующее
Просто про антенны
Какую антенну выбрать
Стэки КВ антенн
1 антенна на 3 трансивера
Модифицированные Inv V
Спайдер vs гексабим
Антенны УКВ
Даблполь 144
Квадрифиляр на 145
SAT квадрифиляр
UHF VHF без приборов
144 за полчаса
Колинеарная J антенна
Калькулятор J антенны
Рамочная KP4MD
"Ёлочка" 144/430
Невидимая на 144
Двойная Харченко
Широкополосная УКВ
Стэки на УКВ
QRZ.RU Callbook'e:  
 
IK3QAR QSL Manager
 
QRZ.COM callsign lookup:
 

HAM history QST PICTURES

Online SDR приёмник

 Тестовая версия WEB приёмника. Для прослушивания необходимо какой-нибудь SDR программой (или скачать SDR Console) подключиться к этому серверу по адресу uy2ra.ddns.net порт 50101 login guest password guest Приёмник на КВ с конвертором вверх и имеет гетеродин 50 мгц. Битрейт 1 мгбит или ниже. 73!
Как запустить такой приёмник у себя:

Запускаем WEB SDR сервер

Запускаем WEB SDR сервер 1

Запускаем WEB SDR сервер 2

Запускаем WEB SDR сервер 3

Запускаем WEB SDR сервер 4

Борьба за качество приёма SDR

Качество приёма SDR2

Качество приёма SDR3

Качество приёма SDR4

Сейчас работает версия 3. Не видна из программы версии 2.