Согласование антенн случайной длины

 FREE & OPEN UKRAINIAN   HAM   RADIO  BANNERS NET

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

   Сегодня, по поводу воскресенья, был в гостях. Недалеко, в почти такой же деревне как моя. И увидел насколько труднее быть радиолюбителем без подсказки более опытных товарищей. Это я не про себя. Несколько нескромно, но моя заслуга в предлагаемом материале в основном перевод с английского. Потому что всё что я предложу известно давно и не раз опубликовано в наших журналах "Радио". Акцент в этот раз будет стоять на слове "просто". Без заумных коэффициентов укорочения и слов типа "импеданс". И намоточные данные катушек приведу. Очень хочется помочь тем, кому по жизни не пришлось слушать курс радиотехники в институте или техникуме. Поразмыслив, решил просто найти проверенную конструкцию.

    Конечно же я говорю про "действующих" радиолюбителей, тех, кто пытается проводить радиосвязи несмотря на отсутствие возможностей использовать хорошие антенны. Часто радиолюбителю достаётся место жительства с ограниченным пространством вокруг. Антенна  "длинный провод", являясь самой простой, требует пространства (ну раз "длинный") Но бывает что даже полуволновый LW не помещаются по длине. Иногда это только несколько метров от балкона до ближайшего дерева. Тогда используются антенны из провода случайной длины. Отсутствие какого-либо согласования сводит к нолю  40 ватт от UW3DI. Вместе с тем известно, что можно заставить работать даже сильно укороченную антенну. И все знают волшебное слово для этого - "согласующее", и большая часть радиолюбителей его так и воспринимает - как согласователь сопротивлений, точнее импедансов :-(а обещал этого слова не говорить).
Note: О самих антеннах. Есть несколько советов, которые могут улучшить ситуацию. Random-wire это не полная свобода, а вынужденная мера, поэтому учитывать некоторые моменты всё-таки следует. Понятно, что если антенна получается укороченной, то растягивать её нужно в направлении куда возможна её максимальная длина.  Изгибы и повороты нежелательны, но не критичны. До тех пор пока провод антенны не пойдёт в обратном направлении.  Смысла в таком дополнительном отрезке нет.  Высота подвеса должна быть максимально возможной. Если есть возможность поднять горизонтальную часть антенны вверх, то это надо делать сразу при "выходе" проводника наружу. А далее растягивать на всё доступное пространство. "Проход" через окно или стену лучше сделать через фарфоровую (или ВЧ изолятора) трубку.  Сам провод должен быть минимального диаметра чтобы он был максимально лёгкий, но выдерживать свой вес. К тому же тонкий провод почти не заметен. Это может быть плюсом с точки зрения хороших отношений с соседями.


    Предлагаемая конструкция (или две, если считать SWR meter) - это трансформатор случайного сопротивления случайной длины провода в нужные 50 или 75 ом в зависимости от конструкции передатчика.  Подвесив в соответствии со своими возможностями "верёвку" в положении при котором её длина максимальна, а высота от земли на пределе возможного, получаем задачу со множеством неизвестных. Вернее с одним неизвестным, зависящим от множества других: проводимость земли, расстояние до ближайших физических объектов, изменение высоты подвеса по длине антенны и т.д. Никогда нельзя сказать точно какой импеданс и реактивность будет иметь нижний конец провода.     В этом состоит основная причина ошибок не очень опытных радиолбителей. Они пытаются угадать сопротивление, применить трансформатор на ферритах или "бинокле" и привести всё к сопротивлению фидера. Между тем главное - не применять фидер и сделать антенну частью настроенного контура.  Её импеданс по прежнему остаётся величиной неизвестной.      Но есть способ методом последовательных приближений (научного тыка :-) приблизиться к эффективному использованию того что есть.   В случае когда мы подключаем антенну (любую) к трансиверу с автотюнером посредством кабеля, тюнер настраивается на волновое сопротивление кабеля и следующей за ним, как следующий вагон в электричке, антенны. Если длина кабеля определена заранее как волновой повторитель, то тюнер точно будет настраивать выход передатчика на сопротивление антенны. Но не факт, что он при этом "увидит" нужное сопротивление антенны. А если оно еще и неизвестно какое - тогда и результат будет никаким.
     Разница между этим, и тем, что будет описано ниже состоит как раз в том что в нашем случае мы действительно "введём" антенну и часть нашего устройства в резонанс, добившись максимального излучения антенны, и при этом добъёмся равенства сопротивлений  передатчик-антенна (условия при котором в антенну попадет максимально возможная часть энергии).  К сожалению, законов физики никто не отменял, и для использования этого (каждого конкретного) случайной длины провода на различных диапазонах интервала перестройки конденсатора переменной ёмкости (и точки отвода катушки) будет недостаточно. Поэтому в конструкции Левиса МакКоя (Lewis G.McCoy) W1ICP, описанной в книге "ARRL Antenna Anthology",  применяется система из базовой конструкции с подключаемыми внешними комбинациями индуктивностей, позволяющая трансформировать "всё во всё".
    На фотографии устройство в сборе - со встроенным рефлектометром и две совокупности индуктивностей на разъёме. Как видно, самый главнй элемент - "крокодилы" на гибких проводниках. :-) Сразу следует предупредить о соблюдении необходимых мер предосторожности - на "горячем" конце контура может быть высокое напряжение. Не осуществляйте переключения при включенном передатчике. Это опасно в первую очередь для транзисторов выходного каскада. Ну и поберегите ваши пальцы - ВЧ ожог при не соблюдении этих рекомендаций гарантирован.
P.S.  Одним из побочных (и очень неприятным) эффектом будет значительно более близкое расположение излучающего элемента к вашему организму, электронным приборам, которым оно, конечно же будет мешать, а так же возможность наводок на предварительные каскады вашего радио. Например, потребуется значительное улучшение защиты от ВЧ наводок микрофонного (или ACC входа при работе RTTY/PSK/SSTV)
 А справа эквивалентные схемы включения для различных вариантов LW.  Вариант А лучше использовать при длине провода антенны соизмеримой с длиной волны, варианты В и C для сильно укороченных антенн. Такая гибкая схема и реверсирование включения позволяет эффективно запитывать любые длины в диапазонах от 80 до 10 метров.  Обратите внимание на слово "запитывать". Это не эквивалент слова "излучать". Хотя это всё равно лучший способ использования антенн LW не кратной полуволне длины.
Изображение 001  Вот еще более простая эквивалентная схема идеи, которую я успешно использовал сразу после армии, еще не имея радиотехнического образования. Все сведения были почерпнуты из популярной книги "Радио - это очень просто" :-) Тогда моё радио состояло из Р-250 и армейского легендарного передатчика РСБ-5. Антенна, конечно же, длинный провод неизвестной длины из окна до дерева на другой стороне дороги. Согласно указанного выше источника, сопротивление паралельного колебательного контура изменяется от 0 в точке "земля" до неизвестного , но максимума в верхней точке.   Подбирая точку включения антенны  можно найти наилучшие условия - равенство сопротивления антенны и части контура :-), а вторая точка подключения - нижняя - подключение передатчика. И задача облегчается тем, что его выходное сопротивление известно - 50 ом. Стало быть она будет расположена значительно ниже по телу катушки контура :-) Это теперь я знаю, что это называется автотрансформатор :-)     Но как бы то ни было, если в хозяйстве сохранился вариометр и конденсатор переменной ёмкости от РСБ-5 (а конденсатор хорош тем, что имеет на оси переключатель, который при повороте более чем на 180 градусов подключает  параллельно пластинам постоянную ёмкость), с использованием двух гибких проводников (выпотрошенная оплетка от любого кабеля) и тонкогубых "крокодилов", то это может быть использовано в качестве высокоэффективного автотрансформатора. Вернее двух автотрансформаторов.      Но если есть желание повторить конструкцию один к одному, по автору, то продолжаю. Вот рисунок (схема) основной конструкции. Её основа - встроенный КСВ-метр и панель с контактной планкой (разъём одна "мама" три "папы") на пять контактов.  В этом месте я бы сделал отступление от конструкции и использовал керамические галетные переключатели типа тех, что стоят в UW3DI или аналогичных.  С точки зрения удобства пользования (и сохранности формы катушек :-) несравненно лучше.   Как я уже упоминал выше, при использовании одного или двух диапазонов от этого узла можно отказаться вовсе. И если у вас есть достаточно  надёжный КСВ-метр, то встроенный также можно не делать.  Но тем не менее, по автору всё выглядит так: 

  В варианте А работает чистый трансформатор с индуктивной связью, причём её величину изменить невозможно, что  не очень хорошо для системы, перестраиваемой в широком диапазоне значений индуктивности и ёмкости.      Настройка осуществляется путем циклический действий: подключение антенны, настройка контура С1L1  в резонанс по максимуму "показометра" напряжённости поля ("неонка" или индикатор поля), после этого подстройка входа - С2 по минимуму КСВ.  Затем переподключение "крокодила" проводника антенны в другое место и снова настройки и сравнение результатов. Добившись самого хорошего результата, можно зафиксировать точку подключения к катушке краской, рисунком на бумажке :-) или записать номера витка.  Может показаться неудобным,  но после двух-трёх  настроек  смена диапазона будет проходить быстро.
   В вариантах B и C связь с колебательным контуром, часть которого составляет наш провод неизвестной дины, представляет из себя автотрансформатор. Коммутация осуществляется подключением других планок с индуктивностями и перемычками. Ниже представлены схемы вариантов B  и C. Как можно заметить, в схемах с индуктивностями конденсатор переменной ёмкости перемещается из одного конца индуктивности в другой.
    В варианте B и С мы видим что это варианты нашего автотрансформатора с различными коэффициентами трансформации (с точки зрения сопротивлений, вариант С это вариант А наоборот).  Конденсатор С1 с максимальной ёмкостью от 150 до 300 пф.  Катушки L3 и L4 - индуктивности ответвителей в КСВ-метре и поэтому отдельно не рассматриваются.  Данные катушек L1 и L2 ниже на рисунке и в тексте (так как они для различных диапазонов разные).  Для диапазона 80 и 40 метров они выполнены  бескаркасной бифилярной намоткой на изоляционных распорках проводом диаметром 1,5 мм ( #14 на американский манер:-) с шагом 3 мм ( 8 витков на дюйм (25 мм) и диаметром 65 мм. Через один виток провод "продавливается" внутрь катушки для закрепления витков и облегчения подключения к ним "крокодила" . Катушки имеют соответственно 18 и 6 витков с пропусканием одного оборота между собой - вместо одного витка укладывается только его половина (см. рисунок и фото).  Это достаточно трудоёмкая часть работы, но выполнить её нужно очень аккуратно, хорошенько натягивая провод и фиксируя витки.
   Для диапазонов от 10 до 18 мгц катушки L1 и L2 бескаркасные диаметром 65 мм. L1 содержит 4 витка при длине намотки 36мм (с шагом  9 мм). L2 - один виток с таким же шагом. Она расплогается на расстоянии 13 мм от L1. В диапазонах от 21 до 28 мгц L1 имеет два витка, а L2 также имеет один виток такого же диаметра и на таком же расстоянии от L1.
    Конечно же не обязательно повторять всё один к одному, можно использовать либо часть описанного, либо вообще сделать трансмаш неперестраиваемой нижней частью проводника однодиапазонной антенны, используя внешний КСВ метр.  Но при настройке обязательно нужно использовать еще и индикатор напряженности поля. Пусть даже простейший - "неонку" или люминесцентную лампу.  То есть секрет прост: используя два инструмента настройки можно получить и резонансную антенну и наилучший КСВ для антенны в виде провода случайной длины.  Мне представляется что это очень эффективный способ улучшить  качество связи в условиях полевых дней, экспедиций да и в повседневной работе с радио.

You have no rights to post comments Недостаточно прав для комментирования

А еще можно почитать вот это:

  • Хулиганят с тоски

    Сегодня впервые за неделю (был очень занят внучкой:-) присел за спутниковые каналы. Там где автомат (спутник сам передаёт телеметрию и проч) слышно хорошо. А вот там где должен быть народ пугающая тишина. "Проводил" все спутники на протяжении  часа. Кроме себя никого не слышу.  Дошёл до того что стал хулиганить  в телеграфе :-)

     
  • Неоценённый штырь - GP Vs Dipole

    Вопросы всё-таки возникли :-)   Смотри пост "Абсолютно мобильный"   Итак, почему GP пользуется дурной славой в качестве приёмной антенны.  Теория гласит, что канал радиосвязи в 99% случаев симметричный. То есть если антенна согласована и симметрирована то что на приём, что на передачу эффект должен быть один. Что же даёт основания предполагать. что четвертьволновой штырь отлично работает на передачу и не очень на приём?  И в чём различие между GP и простейшим вибратором? Для начала придётся помянуть изотропную антенну :-(  Это чисто теоретическая антенна имеющая диаграмму направленности в виде шара. То есть  излучающая во все стороны одинаково.

    Подробнее...  
  • St. Helena Isl. ZD7VC

         Интересно слушать QSO когда один корреспондент прямо по курсу, а второй за спиной.  Еще более интересный случай, когда корреспонденты на одной линии, но один прямо перед тобой и в мёртвой зоне, а второй на расстоянии  около 10000 км.   Вот аудио связи  SP5EPD с Сент Хелена айланд - ZD7VC.  Поляка слышно только лонг пасс (и неудивительно, у него GP - угол излучения к горизонту очень низкиий), а Ст. Хелена до 59+ :-)   Я  не зову потому что он у меня на десятке есть CW, SSB и RTTY - тоесть очко :-)   

    Прикольно, правда ?  А вот фото  французских парашютистов на "Мистарле" в порту St. Helen. Спецы сразу обратят внимание на то место где на фото под не очень удачно наложенным куском "скалы" спрятаны антенны радиотехнических служб :-)  Но нам всё равно. Мы и так примерно знаем что там. :-)

    Подробнее...  
  • GP на 10 и 15 метров

      

    Как раз для начинающих радиолюбителей и с учётом того, что последние пару лет десятка открыта очень часто, а на фифтине народ "толпиться" постоянно, предлагаю рассмотреть практическую конструкцию классической траповой антенны на 10 и 15 метров от Джея Расгрова, W1VD.  Высота антенны - 9,3 метра. Она проста и может быть собрана "на коленке" из подручного материала из гаража. Как видно из рисунка, антенна состоит из двух алюминиевых труб с пластиковым изолятором в первой трети длины. Поверх изолятора располагаются элементы трапа: катушка и конденсатор, представляющий из себя отрезок разомкнутого на конце кабеля RG-8 длиной 9,3 метра. Правда сегодня проще найти керамический конденсатор достаточной электрической прочности ёмкостью 28-30 пф (на реактивную мощность до киловатта)  и точную настройку произвести сдвигая или раздвигая витки катушки. В диапазоне 10 метров это обычный четвертьволновой штырь, на диапазоне 21 мгц антенна работает как 5/8 волны.

    Подробнее...  
  • MКС в SSTV 12 апреля

    Сегодня 12 апреля, Годовщина первого полёта человека в космос. не надо быть очень умным, чтобы предположить что RS0ISS будет сегодня передвать картиник этой тематики в SSTV режиме. Напомню, 145.800, в связи с тем что сверху включают 40 ватт, принимается на резинку. И на смартфоны тоже. Вот орбиты МКС до конца дня для Украины. Время тоже украинское.

    Время    Спутник Азим. Угол места Солнце
    -------------------------------------
    12-04-2015 17:57:47 ISS 193.4 10.0  1.8  
    12-04-2015 18:00:16 ISS 144.1 19.8  0.8 
    12-04-2015 18:02:44 ISS 95.4 10.1  1.4  
    
    12-04-2015 19:33:00 ISS 245.3 10.1  1.6  
    12-04-2015 19:36:15 ISS 163.6 65.5 -1.2
    12-04-2015 19:39:31 ISS 80.9 10.0  1.1 
    
    12-04-2015 21:09:21 ISS 273.3 10.1  1.3 
    12-04-2015 21:12:38 ISS 356.3 86.2 -1.7  
    12-04-2015 21:15:55 ISS 92.5 10.1  зтм  
    
    12-04-2015 22:45:46 ISS 278.0 10.0  1.1 
    12-04-2015 22:48:57 ISS 202.8 48.0  зтм   
    12-04-2015 22:52:07 ISS 127.3 10.0  зтм 
    
    13-04-2015 00:23:12 ISS 249.6 10.0  зтм 
    13-04-2015 00:24:45 ISS 221.2 12.8  зтм  
    13-04-2015 00:26:19 ISS 192.3 10.0  зтм  
    
     
  • Модифицированные Inv V

    В экспедиции EN5R на остров Новый (DN-189) была опробована новая экспедиционная антенна два инвертед ви по одному кабелю на 15 и 20 метров а ля UR8RF. Поясняю. Если все хорошо помнят учебники по радиотехнике или Ротхаммеля, то инвертед ви (диполь) имеет восьмерочную диаграмму. Т.е. есть глубокие провалы. А если поменять положение полотен, поменять местами одну пару (сдвинуть полотна одной антенны например под углом 90 градусов), invто диаграмма начинает приближаться к условно говоря толстой сардельке. Но самое главное - пропадают провалы, а диаграмма "округляется". Ну как подсчитать длину полотен – уже описывалось и даже на этом сайте есть калькулятор проволочных антенн. А с кабелем нужно быть повнимательнее. Известно, что можно запитывать антенны коаксиальным кабелем любой длинны, на то он и несимметричный коаксиальный кабель, но в случае, когда по одному кабелю запитывается две антенны, лучше убедиться, что для обоих расчетных частот длинна кабеля кратна полуволне. Например, для частоты 14,100

    Подробнее...  
  • Es news

    Получил письмо от соратника по спутниковым посиделкам - R0CQ. Анатолий тоже неравнодушен к радиоволнам высокой частоты :-) Вот о чём поведало письмо из Хабаровска.

    "Егор привет! Открыл в этом году Es 12 июня. С 0800 местного начали проскакивать обрывки фраз на Японском яз. По всему диапазону 144.800 до 146.000. И так все продолжительней до 1400. В 1434 на вызывной громко JE5RVR в FM первое QSO. В 1525 последнее с JE3UPT CW на 144.110. Работал на 9 эл. 4м. бум горизонт поляризация. 15м. кабеля RG58. FT897 50 Вт. Ант на телескопе 5м. над землей. Азимут на ЮГ. Я был на работе вот и получился выездной вариант. с Югом Японии. 4.5.6 районы. Макс дальность 1860км. А потом видать облако ушло на север и посл. QSO с Хоккайдо 3 район. Интересно что в это время над всем Дальним Востоком Ужасная погода. Сильные дожди. На следующий день 13 го было все один к одному. RN0JJ Евгений из Амурской обл. провел 120 QSO с Японцами. И сегодня 2 связи. Но у него антенны помощнее и живет в сельск. местности."

    Подробнее...
Продолжени. Начало смотри - "Как сделать КСВ метр" Подытожим наши изыски. Самые простые индикаторы КСВ на проводках под оплётку коаксиала или полосковые...
Продолжая тему "Измеритель мощности" и "Конструкция послевыходного дня" я, сам того не ожидая, поднял фантомный вопрос - КСВ метр и измеритель мощности. И...
Или конструкция выходного дня. Правда :-) С того момента как у меня заработал первый скетч на Ардуино я вынашивал мысль сделать красивый КСВ метр и...
Физические величины определяющие качество прохождения наряду с данными статистики нас особо не радуют: solar flux и количество солнечных вспышек на минимуме. Слои E и F2...
Скорость решения задачи напрямую зависит от правильной постановки вопроса. В нашем городе есть разные радиолюбители. На днях был в гостях у одного...
Когда человек в зрелом возрасте то он теряет интерес не только к дамам репродуктивного периода. Он так же теряет зрение, желание выпить,...
Для того, чтобы оценить преимущества пенсионера, сначала надо вернуться на работу ..... Приготовил себе 1000 и одно задание, накупил плат, деталей и инструмента, но...
Всем доброго дня и мои поздравления с наступившими Новым Годом и Рождеством! В январском номере журнала CQ amateur-radio опубликованы результаты CQWW VHF контеста 2018 года.
Вчера Гугл прислал немного зелёных за то что вы, мои уважаемые читатели, иногда нажимаете рекламные баннеры на моём сайте. Я слежу за тем, чтобы...
Вот и пролетел еще один год. Внучка выросла настолько что уже понимает что означает охрана природы: её новогодняя работа на конкурс природозащитников не содержит...
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...
kzaskbar

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

 

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.