Простая антенна типа окно-дерево ;)

Проектирование, изготовление, выбор, покупка и эксплуатация антенн.
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2189
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Простая антенна типа окно-дерево ;)

Сообщение ru0aog » 15 мар 2016, 12:35

Наступает весна, пора сооружать антенное хозяйство.
Неизвестно, когда и как можно будет пробраться на крышу, поэтому планирую рассмотреть вариант антенной системы типа "окно-дерево" :D

Интересующий диапазон - 80 м.
Назначение - проведение местных связей в радиусе до 300 км.
Соответственно, направление излучения - в зенит.
Рассматривал варианты типа магнитной рамки, но смущает высокая напряжённость поля и узкая полоса.
Решил попробовать возбудить с конца полуволновый вибратор. Это так называемая The End Fed Half Wave Antenna.
Практически тот же самый полуволновый диполь, подвешенный на небольшую высоту (у меня должно получиться в среднем около 8 метров, т.е. 1/10*l) превратится в неплохую АЗИ.

Дяденька Фукс в 1927 году получил патент на подобную штуку, которой не требуется заземление:
Антенна Фукса_01.png
Антенна Фукса_02.png
Попробуем разобрать эту тему поподробнее.

После изучения литературы мне стало известно, что:
1. Антенн, питаемых с конца по одному проводу не бывает. Ток всегда протекает между чем-то и чем-то. Нагрузка для тока обязана быть двухвыводной. Резистор или лампочка например. Антенна - не исключение.
Провод, питаемый с конца, нуждается в некоей штуке, которая примет на себя его ток и тем замкнет цепь источника. Эта штука именуется ВЧ заземлением (ВЧЗ), и характеризуется сопротивлением.

2. Идеальное ВЧЗ (например поверхность идеальной же земли) имеет нулевое сопротивление и принимает в себя (без излучения!) любой ток.
Реальное ВЧЗ имеет сопротивление потерь. Хорошее ВЧЗ (единицы Ом) - несколько l/4 радиалов. Плохое (сотни Ом) совсем коротенькие противовесы, оплётка кабеля, всякие случайные железяки типа ограждения крыши.

3. Качество требуемого ВЧЗ зависит от Ra. Rзаземления (Rз) должно быть как минимум на порядок меньше Ra. Получается обычный резистивный делитель - мощность передатчика делится между Rз и Ra.
Если Ra низкое (l/4 GP 20...40 Ом), то тут без хорошего ВЧЗ (нескольких l/4 противовесов) ловить нечего.
Напротив, l/2 с его несколькими килоомами Ra совершенно спокойно может работать при безобразно плохом ВЧЗ (типа внешней стороны оплётки кабеля) с его несколькими сотнями Ом Rз.

4. По мере ухода от размера l/2 Ra падает и антенна становится более требовательной к ВЧЗ.
Это не страшно, но надо иметь в виду, что в ВЧЗ будет втекать бОльший ток. Если ВЧЗ - только оплётка кабеля, то может возрасти уровень помех. И поделом - нечего на спичках экономить - даже пара коротеньких по полметра противовесов примет в себя ток много лучше, чем внешняя сторона оплётки коаксиала.

5. Если есть противовесы, ферритовые кольца на кабеле крайне желательны чтобы исключить излучение (и приём) помех оплёткой. Если их нет - то такой дроссель отрежет ВЧЗ (внешнюю сторону оплетки) от антенны. И последняя откажется работать. Её можно понять - цепь ВЧ тока окажется разорванной дросселем.

6. В l/2 диполе смещение точки питания не изменяет распределения тока по диполю, а следовательно ДН и Ga остаются точно такими же, как и у симметричного l/2 диполя. Меняется лишь входной импеданс.
Последний раз редактировалось ru0aog 15 мар 2016, 13:59, всего редактировалось 4 раза.
Свое изделие изъяна не имеет.
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2189
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Простая антенна типа окно-дерево ;)

Сообщение ru0aog » 15 мар 2016, 12:39

В результате видим, что одиночный неразрезной полуволновый вибратор при питании с конца (в пучности напряжения) будет иметь сопротивление порядка нескольких кОм.
Противовес для этого вибратора (высокочастотная земля) не должен обладать низким сопротивлением, поэтому он может быть коротким, либо вообще отсутствовать.

Теперь мне более-менее понятна логика работы такого типа антенн.
Например вот - возбуждение полуволнового диполя с конца петлёй связи:
http://dl2kq.de/ant/3-65.htm

Наши тоже заинтересовались. Журнал Радиофронт за 1931 год:
Антенна Фукса.rar
(110.14 КБ) 168 скачиваний
Примерно то же самое получается у RX3AKT:
Однодиапазонная антенна быстрого развертывания
antenna46.gif
antenna46.gif (2.28 КБ) 3968 просмотров
Только тут согласование осуществляется при помощи четвертьволнового короткозамкнутого коаксиального трансформатора.
Свое изделие изъяна не имеет.
Аватара пользователя
ru0ab
Сообщения: 9805
Зарегистрирован: 15 ноя 2012, 17:21
позывной: RU0AB
CиБи позывной: Первый Граф Авенирыч
Имя: АвенирычЪ

Re: Простая антенна типа окно-дерево ;)

Сообщение ru0ab » 15 мар 2016, 12:53

Станислав, а в натуре :D будешь делать ?

Думаю именно эта антенна будет ИНТЕРЕСНА МНОГИМ. Тем более с твоим умением давать материал.

Найди время, сделай пошагово !!! Пож. :bad: :good:
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2189
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Простая антенна типа окно-дерево ;)

Сообщение ru0aog » 15 мар 2016, 13:05

Дык надо. Деваться некуда. Без антенн уже устал сидеть.
Вот, хожу вокруг, прикидываю, куда можно забросить провод :)
Поначалу думал растянуть классический диполь, т.е. два луча.
Куда там! Тянуть с более-менее приличным углом раскрыва плеч просто некуда.

QTH вот такой:
Изображение 001.JPG
Пятый этаж в пятиэтажке:
Изображение 002.jpg
Вид с балкона:
Изображение 006.jpg
Какие-то деревья в выбранном направлении растут.
Вроде можно проводок закинуть с гайкой. Один. Тонкий, чтобы не сильно виден был.
Но буквально вчера был сильный ветер. Деревья здорово качаются. Надо противовес и верёвочка на скользящем блоке.
Последний раз редактировалось ru0aog 15 мар 2016, 14:03, всего редактировалось 4 раза.
Свое изделие изъяна не имеет.
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2189
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Простая антенна типа окно-дерево ;)

Сообщение ru0aog » 15 мар 2016, 13:10

Согласовывать кабелями, имхо, дороговато для эксперимента.

А вот контур с катушкой связи вполне можно собрать.
Как в исходном варианте у Фукса:
antenna_fuksa1.jpg
http://www.ruqrz.com/svojstva-antenny-fuksa/

В 2007 году в ж. Радио была публикация RU3AX на эту тему:
Неумирающая антенна Фукса 2007.rar
(74.02 КБ) 150 скачиваний
Тут есть несколько особенностей:
1. Тюнеры такие вибраторы не строят, т.к. сопротивление у них порядка 2...4 кОм.
2. Согласовать ШПТ не получается - слишком большой коэффициент трансформации.
3. Нельзя ставить ферритовые защёлки на кабель (прямо у катушки). С ними антенна не работает, т.к. "отсекается" ВЧЗ (об этом было выше).
4. Желателен небольшой (порядка 4 м длиной, т.е. 0,05*l) противовес.
5. Нельзя помещать колебательный контур в экран (отсекается путь замыкания поля).
Последний раз редактировалось ru0aog 15 мар 2016, 14:24, всего редактировалось 3 раза.
Свое изделие изъяна не имеет.
Аватара пользователя
r0abd
Сообщения: 383
Зарегистрирован: 02 мар 2013, 22:32
позывной: R0ABD
CиБи позывной: БАНКИР
Имя: Вадим
Откуда: Красноярск

Re: Простая антенна типа окно-дерево ;)

Сообщение r0abd » 15 мар 2016, 14:15

Приветствую Станислав! Что то типа того… :?: Также весна не дает покоя). Задумываю, использование скрытной антенны с применением, неиспользуемых уже давно линий радиотрансляции. Подключением с помощью ферритовой защелки см. картинку:
1111.gif
1111.gif (9.23 КБ) 3942 просмотра
Что Вы скажите по такому применению имелся ли опыт, есть ли какая информация, дадите стрелку? :)
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2189
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Простая антенна типа окно-дерево ;)

Сообщение ru0aog » 15 мар 2016, 14:31

R0ABD, это вот отсюда, наверное:
http://dl2kq.de/ant/3-38.htm

Всё бы хорошо, но так возбуждать диполи можно лишь поместив сердечник в место с пучностью ТОКА (т.е. в серединку полуволнового диполя).
А у нас на конце пучность НАПРЯЖЕНИЯ.
Свое изделие изъяна не имеет.
Аватара пользователя
r0abd
Сообщения: 383
Зарегистрирован: 02 мар 2013, 22:32
позывной: R0ABD
CиБи позывной: БАНКИР
Имя: Вадим
Откуда: Красноярск

Re: Простая антенна типа окно-дерево ;)

Сообщение r0abd » 15 мар 2016, 14:59

Да да, наверное в этом месте я встречал это, спасибо)
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2189
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Простая антенна типа окно-дерево ;)

Сообщение ru0aog » 15 мар 2016, 15:10

R1AIT
Соединять контур с кабелем гальванически точно не стоит. Получите ВЧ напряжение на корпусе трансивера. Если не заземлять контур, то антенна приобретает ярко выраженные резонансные свойства. При длине ~42м полоса пропускания на восьмидесятке 10-20 кГц. Однако это не сильно напрягает если контур у трансивера. Чуть подвернул ротор и порядок. Зато получается очень неплохой преселектор. На прием фильтрует помехи очень здорово.

У меня сейчас 25 витков на пластиковой трубе диаметром 20мм проводом 1.2. Катушка связи 2 витка. КПЕ обычный от лампового приемника 8-495. Настраивается все это от 3.5 до 18 МГц.
Свое изделие изъяна не имеет.
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2189
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Простая антенна типа окно-дерево ;)

Сообщение ru0aog » 15 мар 2016, 17:50

Прикинем, как должно выглядеть согласующее устройство.
Сопротивление антенны будет примерно 3 кОм (от 1,8 до 5 кОм).
А ещё у меня есть КПЕ от УМ-3 - 6...45 пФ :)

Итак, диапазон частот 3,5...3,8 МГц.
Допустим, нужен дополнительный конденсатор 220 пФ. Тогда перекрытие по ёмкости будет от 226 до 265 пФ.
Требуемая индуктивность 7,7 мкГн.

На каркасе от ПП-трубы диаметром 20 мм получим:
30 витков, длина намотки 40 мм.

Теперь катушка связи.
Нам нужно согласовать 3000 Ом и 50 Ом.
Это отношение 50/3000 = 1/60 по сопротивлению.
Отношение витков получим (60)^0.5 = 7,75.
То есть, катушка связи должна содержать 30/7,75 = 3,87 вит.

Допустим, катушка связи будет содержать 4 витка.
Тогда основная катушка - 4*7,75 = 31 виток.
И длина намотки - 46 мм.
Свое изделие изъяна не имеет.
Ответить