Двойная Харченко

 FREE & OPEN UKRAINIAN   HAM   RADIO  BANNERS NET

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

izntДаже такие далёкие от радиотехники люди как зоологи отметили её неспомненные преимущества: очень удобный геометрический расклад и хорошее усиление. В Африке с такой антенной ищут львов с радиоошейниками :-) Если ориентироваться на размер уведенного по телику, то это был диапазон где-то 300-400 мгц, может чуть больше. Но им нужно было чёткое направление на  зверя, а нам нужно наоборот: высокое чутьё со всех сторон.   Поэтому обычный расклад антенны Харченко (биквадрат) нам не подходит. Как обычно, мы применим радиолюбительскую фантазию, немного радиотехники и механики. Итак для начала вспомним как работает обычная бабочка. Впрочем, в интернете описаний - пруд пруди. Поэтому очень коротко. Одиночная рамка с периметром равным длинне волны имеет входное сопротивление от  240 ом (если форма петлевого вибратора) до 120 ом, если форма рамки - окружность. Но при этом она излучает уровни примерно одинаковые для  горизонтальной и вертикальной поляризаций.  Небольшая разница, конечно, есть:

 

если запитать рамку снизу - то чуть больше энегрии будет излучаться в горизонтальной поляризации, если запитать с бокового угла - небольшое преимущество будет в приёмных антеннах с вертикальной поляризацией.          Не секрет, что если расположить две рамки одна над одной и соединить их параллельно, то получим такие удобные для для дальнейшего сложения на кабеле снижения и антенного разъёма трансивера 50 ом. Теперь если раположить на некотором удалении от двойных рамок обычный экран (кусок проводящей сетки либо банально  лист оцинковки, то усиление получившейся антенны получиться 2+2 дБ + еще чуток в одну сторону из-за применения рефлектора. В зависимости от точности построения это может быть 6-8 дБ по отношению к свободно висящему диполю (это если с рефлектором).  Главное преимущество антенны - широкополосность сохранится.  Но нам то надо чтобы еще и диаграмма направленности была круговой!  Мы очень  любим направленные антенны (есть усиление), но очень не любим поворотные устройства. Дорого и хлопотно. :-) Как же её получить - круговую диаграмму для этой антенны?
harch impedance           Возвращаясь к антенне Харченко, прежде всего хотелось бы отделить зёрна от плевел.. Не совсем всё так, как поётся в легенде про эту антенну. Да, действительно, если слегка погрешить против истины и использовать то, что антенна в пределах одного диапазона и правда очень широкополосна, то она вполне приемлимо работает с кабелем 50 или 75 ом без специальных мер согласования и настройки. Но, если рассмотреть всё детально, то выясниться, что сопротивление антенны очень сильно зависит от формы рамок и, конечно, от их размера.  Например на  графике справа кривые импеданса биквадрата в зависимости от физического размера рамок. А мы уже знаем, что антенна очень широкополосная и успешно может работать не только на резонансной частоте но и вблизи неё. Поэтому иногда биквадраты называют не резонансной антенной, а диапазонной. Угол "a" - физический угол между вертикалью и элементами рамок. В этом конкретном случае угол 45 грудусов, тоесть по форме рамки представляют собой идеальные квадраты. На графиках можно увидеть, что при точном соответствии периметра рамок длинне волны (сторона квадрата равна 0,25 периметра)  их импеданс лежит в пределах 50-60 ом. Если же сторону квадрата увеличить до 0,33, то сопротивление вырастает до 120 ом.  При этом просчитанно, что максимальный коэффициент усиления биквадрата и наилучшие направленные свойства будут при длинне стороны квадрата равной 0,375. Конечно, сопротивление при этом возрастает многократно - до 600-700 ом, что конечно же много даже для нашей идеи.   harch impedance1   На втором графике, слева, зависимоcти сопротивления от угла "а".   Если рассмотреть график сопротивления при длине стороны квадрата равной  0,25 периметра  - пряморезонансной, но при угле стороны к вертикали равном 60 градусов, то мы обнаружим, что  сопротивление биквадрата, или антенны Харченко, составит не 50 ом, а 100!        Оно и понятно: чем больше ромбы "сплюснуты" в вертикальной плоскости, тем более они становятся похожи на петлевые вибраторы. Вы, конечно же догадались, что идея заключается в суммировании сигналов с двух соосных биквадратов повёрнутых один относительно другого на 90 градусов для того, чтобы получить круговую диаграмму направленности. При этом дополнительные меры согласования и фазирования будут минимальны - один четвертьволновой трансформатор в качесте фазовращателя.
harch geometr   Таким образом мы получаем антенну круговой диаграммы направленности с минимальными сложностями в изготовении и настройке. Если одну антенну повернуть на 90 градусов  не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости, то  получаем антенну круговой поляризации и круговой диаграммы направленности. Простейший расчёт покажет вам, что для образования угла в 60 градусов между вертикалью и полотнами сторон ромба (при периметре равном длине волны, в нашем случае 2000 мм) высота биквадрата должна быть 1000 мм, а расстояние между крайними точками 866 мм.  Сопротивление одной такой "биквадратины" составит 100 ом. Для получения круговой диаграммы направленности два биквадрата размещаются под углом 90 градусов между собой и соединяются между собой с помощью четвертьволнового трансфоматора-фазовращателя из кабеля сопротивлением 50 Ом.  С учётом коэффициента укорочения (для RG-58) это отрезок 34,2 см.  Вы, наверное, уже успели заметить мою любовь к медному проводу и канализационным трубам?  Так вот и правда, я не знаю материала лучше для моделирования и практического изготовления антенн УКВ диапазона. Хотя конечно всё описанное ниже можно заменить на вашу собственную конструкцию из дерева, например или другого имеющегося в наличии изоляционного материала, а провода на трубы или полоски жести или оцинковки. не забудьте, что есть простой способ оценить качество материала для диэлектрика антенны .
harch diagramm   Если бы я не был в юности радиотехником, я бы просто повторил почти повсеместно повторяемую фразу, что усиление антенны Харченко составляет 6-8 дБ. Но посколько я в вопросе разбирался, то могу заявить, что усиление одной антенны Харченко (когда она 50-ти омная) не будет более 4 дБ. В нашем случае, когда сопротивление одной антенны выше и КНД лучше, может чуточку больше. Выигрыша в усилении от двух антенн формирующих круговую диаграмму направленности не будет, но можно смело заявить что в этой антенне, назовём её условно "два бриллианта" (по внешнему виду) усиление будет не менее 4 дБ во всех направлениях.
    Итак, переходим к конструкции. В связи с тем, что пластиковые трубки-палочки от воздушных шариков из "Макдоналдс"а уже не годятся, в голову пришла мысль использовать пластиковые палки от детских лыж из которых старший внук уже вырос, а младшая уже не захочет красного цвета. Длина и диаметр подходят, только цвет подкачал... :-) И вот перечень материалов: труба водопроводная пластиковая 32 мм, 4-ре пластиковые распорки диаметром 10 мм  и длиной 87 см, провод медный полтора квадрата и, если не жалко разъёмов и тройника, то материалы коммутации. Если нет - жестяные прямоугольники  для пайки с отверстиями под саморезы. (Можно сделать и на пайке и саморезах, но тогда вся механика антенны будет некрасивой и ненадёжной.) Для удобства монтажа один биквадрат сдвинут по высоте на 5 см относительно другого. На параметрах антенны это никак не скажется.  Разъёмы SO239 дополняются длинными болтами и припаянным толстым медным проводом достаточной длины для того чтобы пройти насквозь несущую трубу.  Если не найдётся коаксиального тройника, то придётся делать пайкой.

harch chert     На очень сложном технологическом рисунке очень хорошо видно как это реализуется.  К нижнему разъёму и соответственно нижнему биквадрату присоединяется тройник, если найдете такой в Украине, если нет - пайка на ламели под саморезом. В один его разъём (сторону) вставляется фидер снижения с балуном, как и в квадрифилярной антенне 5 витков на пластиковой мачте-опоре, а в другой - второй биквадрат через четвертьволнойвой  фазовращатель. Достаточно сложно, если на разъёмах. Если же обычной пайкой на жестяных прямоугольниках прижатых к несущей трубе саморезами, то проще. Дешевле однозначно и, если покрыть герметиком, то даже понадёжнее будет.  Но решать вам. На фотографиях ниже видно как это выглядит. Сама пластмассовая труба крепиться или к конструкции-удлинителю, металлической трубе, напрмер,  или прямо на место своего постоянного расположения, например на стену дома, венттрубу или дерево.   Понятно, что чем выше - тем лучше. Не забывайте что делаете антенну для УКВ диапазона, угол излучения в вертикальной плоскости около 5 градусов, поэтому лучше иметь "открытый" горизонт.

har foto    Антенна работает в очень широкой полосе, поэтому элементов подстройки нет. Но, если вдруг вы захотите иметь КСВ равный 1, то в нижней части биквадратов можно сделать настроечный шлейф на манер применяемых при настройке обычных двойных квадратов: с подвижной перемычкой. Если вы примените другую конструкцию для размещения биквадратов, то помните - меняя форму ромбов можно изменять входное сопротивление каждой отдельной антенны в широком диапазоне (См. график выше). Воспользуйтесь этим.   Одним словом мы снова сделали приличную антенну из бросовых материалов.
     Не претендую на авторство идеи, она стара как антенна Харченко,  :-), но любая идея может  развиваться и модифицироваться. Я, как радиолюбитель-пенсионер, ищу самый дешевый способ получить желаемое...
   Многие могут задаться вопросом: а стоит ли огород городить, если эти же 4 дБ можно получить на самодельном колинеаре?
    Да, можно. Но, если мы помним, GP по многим параметрам уступает рамочным антеннам, нашей тоже. А если вы еще и в городе живёте, то это совершенно точно ваша антенна - она помехоустойчива. 4 дБ при круговой ДН - очень хороший результат. Кроме этого антенна излучает под очень низким углом к горизонту - для DX QSO.  :-)
Её можно использовать в качестве резервной, спутниковой  или для местных связей. 

 

ur6lao 1  Поступают вопросы, в комментариях в том числе (см. ниже), не лучше ли выполнить антенну с вертикальной поляризацией. На вкус и цвет, как говорят, товарищей нет. Но в связи с конструкцией для того чтобы получить вертикальную поляризацию просто положить антенну набок недостаточно. Одну из рамок придётся повернуть относительно другой :-( В результате получится вот такой, примерно, батерфляй на рисунке ниже.  Эта антенна выполнена в соответствии с рекомендациями описанными в другой статье на этом же сайте и представляет собой  антенну с круговой диаграммой направленности и вертикальной поляризацией (в исполнении UR6LAO). 

Балун в виде 5-6 витков кабеля вокруг несущей (пластиковой) трубы закреплённые пластиковыми самозатягивающимися хомутами лучше выполнить прямо под антенной. Тоесть прямо перед местом распайки фазосдвигающего трансформатора. Примерно так как на этом фото

 

Школа радиста

  • Перечень знаний и умений на ECC Report 089 CEPT (ENTRY LEVEL)

    Тематический перечень для экзаменационных вопросов для присвоения категории 

    согласно положениям рекомендации ECC Report 089 CEPT (ENTRY LEVEL)

     1. Практические рабочие аспекты

    1.1. Знакомство с управлением передатчика или трансивера

    1.1.1. Включение/выключение питания, переключатель диапазонов, настройка и индикация частоты, громкость, уровень мощности и дисплей, усиление звукового сигнала с микрофона.

    1.2. Работа на коротких волнах

    1.2.1. Настройка в режиме SSB с верхней и нижней боковой полосой, 

    1.2.2. Вызов корреспондента, общий вызов,

    1.2.3. Способность проведения радиосвязи в приемлемом формате, рапорта, обмен информации об имени оператора, информации о станции. Демонстрация использования аппаратуры

    Подробнее...  
  • Как мы будем учить

    Увважаемые читатели. Мы открывает нашу виртуальную школу при виртуальной коллективной радиостанции для того чтобы дать вам возможность приобщиться к очень интересному занятию - радиолюбительству. Наши уроки будут очными, заочными и контрольными.  Материалы будут излагаться короткими тезисами, не более 50-100 строк за раз, очень простым языком. По вечерам наши преподы (сенсей Гена, сенсей Саша и сенсей Гоша) часто будут доступны в онлайн, где попытаются ответить на ваши вопросы. Еще удобнее форма общения в форуме, потому что снимает вопрос времени : когда вам удобно.

    Урок первый. Электричество.

    Начнём с простого. Батарейка. Это "законсервированное" электричество. Оно находится внутри и по команде (замыканию выключателя) может делать какую-то работу: светить, вращать моторчик ручного вентилятора, когда жарко,  обеспечивать вас звуком от работающего радиоприёмника на пляже....   Пока контакты не замкнуты, электричество есть, но работу не делает. Спит.  Это называется напряжение. Или потенциал. Типа может делать, но пока не делает.   Напряжение всегда подают по ДВУМ проводам: плюс и минус. Вообще-то бывает еще и переменное напряжение, но о нём позже.

    Подробнее...

SAT/SPACE MONITOR Вы можете участвовать в формировании новостей !

Тематический перечень для экзаменационных вопросов для присвоения категории  согласно положениям рекомендации ECC Report 089 CEPT (ENTRY LEVEL)  1. Практические рабочие аспекты 1.1. Знакомство с управлением передатчика или трансивера 1.1.1.
Увважаемые читатели. Мы открывает нашу виртуальную школу при виртуальной коллективной радиостанции для того чтобы дать вам возможность приобщиться к очень интересному занятию - радиолюбительству. Наши...
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

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

Hosting Ukraine

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.