Колониальная антенна своими руками

Колониальная антенна своими руками

Вертикальная коллинеарная антенна является всенаправленной антенной с повышенным коэффициентом усиления. Она известна давно и за рубежом часто называется антенной Marconi-Franklin. Коллинеарная антенна представляет собой антенную решетку из синфазных полуволновых вибраторов с последовательным питанием вытянутых в одну линию, отсюда название — collinear.

Есть несколько способов сформировать такую антенную решетку. Один из них — с помощью четвертьволновых отрезков линий — классический вариант антенны Франклина. На его примере можно на пальцах понять как это оно получается. Справедливости ради необходимо отметить, что в классическом варианте рассматривается горизонтальная симметричная антенна, но мы упростим модель до уровня «чайника».

Допустим мы имеем вертикальный штырь с длиной кратной половине длины волны. Ток высокой частоты распределяется по ней так, что в соседних отрезках длиной λ/2 он течет в противофазе. Диаграмма направленности такого штыря будет состоять из множества лепестков под разными углами к горизонту. Тогда мы, оставляя отрезки с одой фазой тока, отрезки с противоположной фазой сворачиваем пополам, получая из них четвертьволновые отрезки двухпроводной длинной линии. Поверьте мне, ток высокой частоты, ничего не заметит. Он так и будет пробегать ту же длину. Иначе говоря общая электрическая длина штыря не изменилась. Однако, в излучении такой антенны принимают участие только линейные отрезки, поскольку двухпроводная линия не излучает, а эти отрезки у нас все синфазные и их излучение суммируется. Кроме того, четвертьволновый отрезок линии трансформирует короткое замыкание на одном своем конце в бесконечное сопротивление на другом и все линейные отрезки как бы видят себя изолированными друг от друга. В итоге такая коллинеарная антенна излучает под низким углом к горизонту и имеет коэффициент усиления больше чем у полуволнового диполя. Чем больше сегментов имеет антенна, тем выше ее усиление, но при этом сужается полоса пропускания. Не надо думать, что с удвоением числа сегментов усиление удваивается (+3dB), ведь питание у коллинеарной антенны последовательное и до последнего сегмента уже доходит мало энергии, она ушла на излучение предыдущими вибраторами.

На основе коллинеарной антенны создана довольно удачная конструкция антенны Амос. Есть еще хорошая конструкция проволочной антенны Франклина для Wi-Fi с удлиненными элементами как на рисунке в начале этой статьи. Здесь же, уважаемый аноним, мы рассмотрим популярный способ реализации коллинеарной антенны для Wi-Fi отрезками коаксиального кабеля, так называемую CoCo-антенну. Излучающие элементы в ней сделаны из отрезков λ/2 коаксиального кабеля и соединены между собой полуволновыми отрезками длинной линии из того же кабеля, которые не излучают. Способ не новый, был запатентован еще в 1962 году. Для реализации такой антенны надо брать кабель со сплошной полиэтиленовой внутренней изоляцией, поскольку она имеет более-менее стабильный коэффициент укорочения Ку = 0,66. При практической реализации антенны надо не забывать о согласовании с фидером (например — четвертьволновый стакан) и о компенсации концевой емкости. Вот конструкция такой антенны:

Последний четвертьволновый штырь «P» представляет собой отрезок коаксиального кабеля с которого снята внешняя изоляция и оплетка. Согласующий четвертьволновый стакан сделан из медной трубки с диаметром не менее трех диаметров коаксиального кабеля. Один конец такого стакана припаян к внешней стороне оплетки фидера, второй изолирован. Можно обойтись без пайки стакана с помощью конструкции на рисунке. Стакан в ней состоит из двух частей. В медном «наперстке» монтируется переходник F-F и на него плотно надевается медная трубка как продолжение стакана. Фидер подсоединяется к нему с помощью F-коннекторов. Белый — фидер снижения, черный — его продолжение внутри стакана. Теоретически это продолжение может иметь произвольную длину, но на практике точку подключения фидера к антенне следует делать как можно ближе к срезу стакана. Для дополнительного симметрирования на фидер снижения надевают три ВЧ ферритовых кольца на расстоянии примерно λ/2 от первого излучающего элемента. Они служат для внесения дополнительного затухания в паразитный ток во внешней стороне оплетки фидера, который просочился через стакан. Затухание вносится за счет потерь в феррите, поэтому здесь не следует искать какой то особый феррит. Подойдут амидоновские кольца из 43-го материала подходящего диаметра, например FT50-43.

Внешний вид антенны без стакана:

Как соединять элементы между собой (размеры выводов на чертеже конструкции):

Всю эту конструкцию для механической прочности необходимо упаковать в радиопрозрачную пластиковую трубку подходящего диаметра и тогда ваша самодельная антенна будет неотличима от фирменной.

Приведенный ниже калькулятор поможет рассчитать конструктивные размеры антенны

Конструктивный расчет коллинеарной антенны из коаксиального кабеля:

Необходимо отметить, что коллинеарная антенна весьма чувствительна к «кривым рукам» . Причем чем больше элементов, тем повторяемость антенны хуже. Это существенный недостаток для самодельных антенн. Иногда старый добрый Ground Plain может работать лучше неудачно выполненной коллинеарки.

Для владельцев смартфонов на операционной системе Андроид расчет антенны CoCo доступен в мобильном приложении Canennator. Вы можете скачать его нажав на кнопку ниже или по QR-коду.

Источник

Блог UA3REO

Походная УКВ антенна: коллинеарная «Верёвка»

Захотелось мне иметь компактную УКВ антенну, которую можно будет закинуть на ближайшее дерево и без труда «пробить» пару-тройку десятков киллометров на двойке.

Сначала решил изготовить антенну по схеме PA0FBK, описание которой есть на многих сайтах в интернете.

Собрав антенну, и пережив все сложности в настройке (а это оказалось вообще не просто), понял что антенна мне не подходит по двум причинам.

Во первых усиление, оно низкое и подходит только для работы в городе. Во вторых 70см диапазон мне был ну вообще не нужен, и жертвовать характеристиками для многодиапазонности я был не готов.

Было решено сделать коллинеарную антенну из 2-х 5/8 половин, она обладает хорошим усилением, хорошей диаграммой направленности. Ну а для того, чтобы сделать её портативной, решил сделать её из кабеля RG-58.

Коэффициент укорочения кабеля я взял как 1.28 (0.78125), поэтому 5/8 длинны волны на частоте 145мгц будет 1010мм. Отрезаем 2 таких куска, центральную жилу обрезаем (работать будет только оплётка).

Далее делаем узел согласования по этой схеме:

На оправке из полипропиленовой трубы диаметром 20мм, наматываем 10 витков медного провода 1.5мм. Снизу оправки на термоклей или эпоксидку сажаем разъём SO-239.
Отвод от 3 витка со стороны антенны, подстроечный конденсатор без большого диапазона настройки, вроде 2-7пФ КТ4-23.

Между двумя участками по 5/8 волны нужно припаять катушку (она удлиняет верхний участок антенны до полного периода волны), её можно сделать из подобной оправки от трубы. Длинна провода для намотки — 606мм из того же кабеля, что и полотно антенны.

Получается вот такая антенна, которую можно свернуть и положить в карман рюкзака. (На конец с помощью термоусадки прикреплена веревка, чтобы удобней крепить к дереву)

Настройка антенны производится по минимуму КСВ путём подстройки конденсатора. Если минимума достигнуть не получается — нужно перенести отвод на 2 или 4 виток катушки (меньше витков — выше частота, антенна укорачивается), растянуть или сжать витки.

Важное замечание — питающий антенну кабель будет излучать (и не надо ему мешать), т.к. в антенне нет противовесов. Если будете крепить на него ферритовые фильтры — нельзя крепить их впритык к антенне. А в идеальном случае — можно пустить несколько противовесов прямо от разъёма.

Антенна протестирована в походных условиях, вертикально заброшена на низкое дерево (питающий кабель стелился по земле), и даже при такой высоте и мощности в 5Вт, рапорт 5/8 на расстоянии 30км. То что надо! Осталось найти дерево побольше…

Источник

Тема: Коллинеарная на 145 MHz

Обратные ссылки

Опции темы

коллинеарная на 145 МГц

кто подскажет,как грамотно настроить коллинеарную 3-х элементную антенну.
заранее благодарен.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Ну что, коллеги , молчите?? Неужели все на лыжных палках, настроенных при помощи самодельных КСВ-метров работаете?!

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Настройку производят на открытой площадке применяя всего два прибора. Это КСВ-метр и лампочка накаливания на 6.3 вольта.
Проводя лампочку в близи полотна антены в пучностях, которые находятся в серединах каждого элемента, лампочка должна светиться ярче всего.
Это достигается изменением длины каждого настраиваемого элемента и вдвигания или выдвигания петель между вибраторами. На краю петель свечения не должно быть.
Потом подстраивают ползунок в согласующей петле в низу антенны.
И так несколько раз пока неполучится оптимальная степень согласования и настройка каждого из трех элементов.

Успехов в настройке. UX5UA Анатолий.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

И что Вам этот колинеар даст по сравнению с лыжной палкой?
Если думаете, что получите большой выигрышь, то ошибаетесь.
По достаточно большому опыту применения вертикальных антенн на УКВ для себя сделал вывод, что лучше всех работает
F-23 или синфазно запитанные полуволновые вибраторы.
Чтобы получить еще большее усиление, лучше Yagi применить.
Даже 3-х элементная на практике давала иногда лучший результат, чем F-23, хотя теоретически у них одинаковый Ку.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

На мой взгляд, из опыта построения лучше всего сделать два или четыре синфазно питаемых диполя. Ткое построение дает около
9 дб усиление по кругу кроме этого не требует особой настройки т.к. при трубках диаметром 20 и более мм отличается большой полосой и при хорошей высоте подвеса обеспечивает хорошие результаты.
Если необходима определенная направленность каждый диполь можно дополнить директором.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Уменя есть пара штырей с согласующими «стаканами»,интересно, можно-ли их запитать таким образом, и как это сделать?
Может подскажете, или ссылки дадите.
Спасибо.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Расположить по вертикали на расстоянии от поддерживающей мачты примерно 40-50 см, расстояние между диполями 1.5-2м, подвести кабель 75 ом длиной 3/4 лямбда с учетом коэффициента укорочения соеденить их и в точку соединения подвести питающий кабель от станции сопротивлением 50 ом.
Если считать что входные сопротивления штырей со стаканами около 50 ом, согласование должно получится не хуже ксв 1,5.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Прошу прощения,хрень какая-то получается.
2 Сергей,ua0wy:
Интересно,а если т.о. установить 2 антенны,к примеру вверху на 152 , а ниже- на 145 МГц ,этот полож. эффект синфазной запитки сохранится.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Речь идет о одинаковых антеннах, при антеннах различных или настроенных на разные частоты параметры надо рассчитывать.
Например в MMANA.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

А что за антенна F-23. где можно увидеть.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

F-23 — это колинеарная антенна, 3 эл. по 5/8wl. Выполнена из провода 2.5мм. Элементы помещены в стеклопластиковый корпус. Очень похожа на удочку. Выпускает фирма Diamond Antenna. Заявленное усиление 7.8 dB, видимо по отношению к диполю.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Re: коллинеарная на 145 МГц

Привет всем !
Антенна которую Вы дали в приложении называется » BIG STAR » три элемента 5/8 — 3/4 — 3/4 и есть модификация четырех элементной 5/8 — 3/4 — 3/4 — 3/4 ( но 4-х почему-то плохо вошла в народ из-за своих размеров )
Так вот настроить колениарку очень сложно , одна неточность размера и констукция не даст должного результата. Мой совет если вы хотите именно собрать такую антенну своими руками ,то лучьше просто тупо повторить ее с оригинала ( видел более 10-и самодельных (конструктивных)»изобретений» и из разного материала — точная копия или оригинал работает лучше.
Легче ее купить чем собирать , 60$ я думаю это не дорого.
Работает она конечно великолепно круглый год ( что не сказать про F-23 , так как у 23 фазосдвигающие линии выполнены на индуктивностях ,а при смене температуры катушки . и тд) а у B.S. на петлях диа. 5мм.
делайте выводы
Удачи
de ИГОРЬ
73!
P.S. полный черж ,оригинл, 3-ки имеется ,4-ки так же только в содраном виде

Последний раз редактировалось GARY; 04.07.2003 в 18:48 .

Источник