Мне понадобилась простая антенна, с хорошими характеристиками для работы на 145МГц из дома, когда нет возможности установить антенну на крыше, из автомобиля на стоянке, в походе. Перебрав разные конструкции, я остановился на двух элементной антенне. Несмотря на простоту (я бы даже сказал: банальность) конструкции, у неё много приемуществ, а простота изготовления, позволяет назвать её ‘конструкцией выходного дня’.
На фотографиях вы видите, как эта антенна установлена у меня на балконе. Конструкция получилась крепкой, дождь и сильный ветер ей не страшны. До этого, на балконе стояло несколько разных антенн: зигзаг без рефлектора, фирменные A-100 и A-200, но именно эта конструцию доказала свою эффективность, поэтому остальные антенны я убрал, за ненадобностью.
При установке на крыше, 2эл. на 145МГц не прогрывают коллинеарной антенне 3×5/8, я проверял A-1000 длиной 5метров. При тестировании, на расстоянии 50км, сигнал от A-1000 и 2х элементной антенны был одинаковым. Так и должно быть потому что, A-1000 имеет реальное усиление примерно 4дб, а описанная здесь 2х эл. антенна 4.8дб. Она всегда выигрывала у любых автомобильных антенн типа: 1/4, 1/2, 5/8, 6/8, 2×5/8. Если две такие антенны сфазировать вместе, они уверенно выигрывают у A-1000. Проверьте сами и убедитесь в этом.
Рассмотрим конструкцию, она очень простая (хотя возможно и не красива внешне, я ее сделал за 20 минут) и состоит из рефлектора длиной 1002мм и разрезного вибратора длиной 972мм (разрыв для кабеля 10мм). Расстояние между рефлектором и активным элементом, примерно 204 — 210мм. Сами элементы выполнены из 4мм проволоки в изоляции. Если у вас провод будет другой, нужно скорректровать размеры. Места пайки, залепите сырой резиной, чтобы влага не попадала. КСВ от 144 до 146МГц, примерно 1.0 — 1.1, измерения проводились прибором SWR-121.
Входное сопротивление антенны 12.5ом, для оптимального согласования с кабелем 50ом, я использовал трансформатор сделанный из двух кусков пятидесятиомного кабеля. Они должны иметь одинаковую длину по 37 — 44см (при настройке подберите точнее) каждый. Оба куска кабеля, нужно прижать друг к другу по всей длине. Вот собственно и все.
Рекомендую эту антенну всем, вместо штырей, зигзагов, фирменных коллинеарных антенн и прочей гадости, на которых пишут явно завышенное усиление!
Если сравнивать её с двумя квадратами, то при примерно равном усилении, на два квадрата вам понадобится 4 метра проволоки, а на эту антенну только два. Для двух квадратов, нужна будет более крепкая палка, потому что они будут заметно тяжелее. Разница в усилении составляет 0.3 дб, что совсем несущественно при реальных QSO, зато подавление по бокам и сзади у 2ел. антенны значительно меньше и это тоже плюс, нам ведь нужна круговая диаграмма направленности. Антенну легко смоделировать в MMANA и проверить ее характеристики, здесь лежит готовый ММА файл.
Вариант с большим усилением
Многие спрашивают, как еще более поднять усиление описанной антенны и при этом сохранить широкий лепесток. Веть при добавлении элементов, будет не только расти усиление, но и сильно сужаться лепесток. Все очень просто, нужно сфазировать несколько однотипных антенн. На рисунке показано как это сделать. Проще всего сфазировать 2 или 4 антенны, разносить их нужно только по вертикали, потому что, горизонтальный разнос, также сузит главный лепесток. Поскольку описанная антенна обладает слабой направленностью, вы получите антенну с больщим усилением и практически круговой диаграммой.
Еще один важный плюс соединения нескольких однотипных антенн, это улучшение качества приема мобильных станций, находящихся в движении. Да, да, на эту простую конструкцию мобильные станции будут приниматься значительно лучше чем на различные фирменные штыри длиной 5 — 7 метров (типа А-1000, 3×5/8 и др.).
Также рекомендую ставить такие антенны в городах которые окружены со всех сторон горами. Теперь многочисленные ‘отраженки’, возникающие в таких местах, будут работать на вас. В таких условиях 2 х 2 реально будет выигрывать у ‘солидных’ многоэлементных антенн. Реальное усиление конструкции из двух антенн, примерно 7.3дб. Но учтите, что принимать она будет лучше чем одиночная антенна с реальным усилением 8-10дб. Четыре сфазированные антенны, будут иметь усиление 12.3дб, при этом направленность будет практически круговой! Никакая одиночная антенна не сможет тягаться с ней!
Через некоторое время, был сделан разборный вариант антенны, для походов и экспедиций. Испытания в полевых условиях, подтвердили хорошую её эффективность, она не уступает коллинеарным антеннам длиной 3 — 5 метров (2×5/8 или 3×5/8) при дальности до 50км и выигрывает у них на дистанциях от 90км и более. На фотографии, показан походный вариант антенны, в разобранном виде. Для сборки антенны, требуется 30 секунд. В качестве бума, используется водопроводная пластиковая труба, длиной 510мм и диаметром 21мм. Размеры элементов, были немного скорректированы, потому что использовалась другая проволока. Для такой маленькой антенны, всегда найдется место в вашем рюкзаке, да и на больших высотах, в горах, вам не придется прикладывать чрезмерные усилия для ее удержания (кто был на 4000 и выше, знает о чем я говорю). Весь кабель и трансформатор находятся внутри пластиковой трубы, это защищает их от случайных обрывов и влаги. Антенну можно ремонтировать прямо в походе, погнутые элементы достаточно выпрямить рукой. Хотя делать этого не приходилось, потому что там и ломаться то нечему.
Вариант 50-омной антенны
По просьбам ‘лентяев’, которые не хотели делать трансформатор, я расчитал антенну с сопротивлением 50ом, для непосредственного соединения с кабелем идущим к радиостанции. Внешний вид остался прежним. Кабель подключается к активному элементу напрямую, для улучшения симметрирования, рекомендую сделать один виток вокруг ферритового кольца, как можно ближе к месту пайки. Усиление, этого варианта антенны, несколько меньше и составляет приблизительно 4.3дбд. Размеры даны для проволоки диаметром 4мм, если у вас другой материал, нужно скорректировать размеры. Расстояние между рефлектором и активным элементом, нужно подобрать точнее, в пределах 415 — 440мм, до получения минимального КСВ.
Отзывы об антенне
RZ6HON сообщает, что сделал конструкцию и установил ее, у себя на балконе, вместо автомобильного штыря. Слышимость станций на расстояии 20 — 40км заметно улучшилась. Общее впечатление — положительное. Штырь демонтирован и убран в дальний угол.
RW6HQN констатирует, что после установки 2ел антенны, связь из Пятигорска с Кисловодском стала значительно лучше, до этого работала A-1000, установленная на крыше.
В Пятигорском радиоклубе RZ6HXA установлена аналогичная антенна, она работает лучше чем стоящая рядом самодельная Super-J.
Станция UE6GGG работала с горы Большое Седло (высота 1409м), на эту антенну и штырь 5/8. 2-х элементная антенна давала неоспоримое приемущество, с портативки мощностью 5Вт, легко удавались связи в радиусе 200км.
Источник
Записки программиста
Самодельная J-антенна на 145 МГц из медных труб
J-антенна, она же J-pole — популярная среди радиолюбителей антенна, типично используемая на УКВ. Недавно я решил сделать J-антенну на диапазон 2 метра, просто потому что я никогда раньше ее не делал. Заодно было решено попробовать новый для меня материал, медные трубы.
Теория
По форме J-антенна действительно непоминает латинскую букву J:
Фактически, J-антенна — это вертикальный диполь с запиткой снизу. Верхняя часть представляет собой полотно антенны длиной λ/2, то есть, диполь. Нижняя часть антенны — это согласующая секция. Она представляет собой двухпроводную линию длиной λ/4. Коаксиальный кабель подсоединяется к антенне в некоторой точке этой секции, как изображенно на картинке. Этим обеспечивается согласование коаксиального кабеля, имеющего волновое сопротивлением 50 Ом, и диполя, который при запитке с краю имеет высокое сопротивление, несколько тысяч Ом.
Почему такая схема вообще что-то согласует? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим два граничных случая. Допустим, мы решили запитать J-антенну в самом низу согласующей секции. Спрашивается, каково входное сопротивление антенны в этой точке? Нетрудно догадаться, что здесь мы имеем короткое замыкание, то есть, сопротивление 0 Ом. Хорошо, теперь переместимся на λ/4 выше и попытаемся запитать антенну здесь. Какое мы увидим входное сопротивление? Оказывается, что бесконечно большое, поскольку λ/4 секция является не чем иным, как четвертьволновым трансформатором, на конце которого 0 Ом.
Интуиция подсказывает, что где-то между этими двумя крайностями можно найти любое активное сопротивление, хоть 50 Ом, хоть 75 Ом, хоть любое другое. И действительно, на практике именно так и оказывается.
Практика
Антенну было решено делать из медных труб диаметром 10 мм. Раньше я никогда не паял медные трубы. Как оказалось, это не так уж и трудно:
Понадобятся следующие инструменты: тиски, балон с газом, газовая горелка, паяльная паста для медных труб, перчатки типа садовых, круглый напильник. Опционально — безсвинцовый припой, труборез. Трубы легко режутся, поэтому, если трубореза нет, сойдет ножовка, дремель или что-то такое. Сантехники используют только безсвинцовый припой, потому что свинец токсичен. Но мы не собираемся качать воду через трубы, поэтому сойдет и старый-добрый ПОС-61.
Материалы в антенне были использованы следующие: разъем SO-239, немного толстой медной проволоки, медная труба диаметром 10 мм (минимум 2 метра, лучше с запасом), к ней два уголка под 90° и две муфты, а также немного эпоксидного клея.
Паяка осуществляется следующим образом. На место пайки наносится паяльная паста, одевается соответствующий фитинг — уголок или муфта. Разогреваем газовой горелкой до тех пор, пока паста не станет характерного серебристого цвета. Это значит, что достигнута оптимальная температура. Отводим горелку в сторону и тыкаем в место пайки немного припоя. Он должен тут же растечься. Выключаем горелку и ждем, пока медь остынет. На словах скорее всего не очень наглядно, но на YouTube вы найдете много видео про то, как это делается.
Важно! Будьте предельно осторожны с газовой горелкой. Температура горения газа в ней — порядка 1000°C.
Размеры антенны не очень критичны. В нашем случае длина волны λ равна:
Я брал ровно 2 метра. Расстояние между проводниками в согласующей секции — порядка 1-3% от λ. Я использовал в нижней части антенны кусочек трубы длиной 4 см. После припаивания уголков общее расстояние получилось 6 см:
Муфты припаиваются к разъему SO-239 как на фото и одеваются на трубы. Чтобы муфты скользили по трубам, их требуется изнутри немного обработать напильником. Несем антенну на будущее место постоянной установки. Лично я расположил ее на балконе, прикрепив нейлоновыми стяжками к трубе ПВХ. Затем согласуем антенну путем перемещения муфт по согласующей секции.
В моем случае анализатор EU1KY показал идеальное согласование:
Заходим на локальный репитер и убеждаемся, что корреспонденты нас прекрасно принимают. Остается только запаять муфты в таком положении, заклеить оставшиеся отверстия в трубах эпоксидкой, добавить отсекающий дроссель, и антенна готова!
Заключение
Некоторые радиолюбители сообщают, что J-pole также работает и в диапазоне 70 см, на третьей гармонике. Приведенную антенну мне удалось нормально настроить только в диапазоне 2 метра, на 70 см все очень плохо. Даже если вам удастся настроить антенну одновременно на два диапазона, на 70 см ее диаграмма направленности будет оставлять желать лучшего. А еще не очень понятно, что делать с отсекающим дросселем. Другими словами, ожидать многодиапазонности от J-антенны не следует.
А доводилось ли вам делать J-антенну или, возможно, родственные ей (Slim Jim, Super-J), и если да, то какие материалы вы использовали?
Источник
УКВ антенны своими руками
Вещательный FM-диапазон привлекает радиолюбителей. Свободные частоты занимают области 145 – 433 МГц, вот где проявим навыки конструирования аппаратуры. Берутся делать УКВ-антенны своими руками жители удаленных деревень, неуверенно принимающие сигнал. Причин проявления самостоятельности много, важно запретные области передачи обойти стороной — проблем не оберешься.
Задумал инженер друзья вещать, законом не воспрещается, когда сделано без нарушения государственных норм. Собрать передатчик, наладить процесс — отдельная проблема, каждому абоненту понадобится антенна для УКВ.
Цены любительского диапазона кусаются. Нестандартные изделия не пользуются великой популярностью, производить невыгодно, оттого стоимость высокая.
Любительский диапазон 145 МГц
Стационарные антенны УКВ-диапазона изготавливаются сравнительно просто. Основу выступает схема четвертьволнового вибратора. Изделия диапазона снабжены сравнительно широкой полосой пропускания, точная настройка под частоту не понадобится. Рассмотрим примеры конструкций:
Для максимально простого способа изготовления приемной антенны — на природе, дома, в любом месте — понадобится Т-тройник. Перпендикулярный отвод снабжается коаксиалом, остальные два — выкрученным шпилем радиостанции, противовесами (аналогом земли УКВ-диапазона).
Прямой уголок с квадратными сторонами 4 см прикрепляется к наружной стене, к краям горизонтальной площадки прикручиваются болтами противовесы длиной 5 см, посередине оборудуется разъем под антенну. Поскольку отвод коаксиального кабеля, идущий до конструкции, является основной причиной потери сигнала, длина отрезка обязана быть минимальной. Сделать самостоятельно золотые коннекторы будет сложновато, зачистить имеющиеся стальные, протереть спиртом, повышая чувствительность, необходимо в обязательном порядке. Поскольку стандартная антенна любительской радиостанции, вставляемая в гнездо площадки, обладает сопротивлением порядка 40 Ом, соединение проводится коаксиалом 50 Ом. Наконец, волновое сопротивление выносной антенны регулируется поворотом противовесов. На замену заводской антенне можно применять кусок медного провода диаметром 1-2 мм, длиной 48 см.
Если фирменная антенна для УКВ приемника сломалась, замените отрезком коаксиального кабеля 50 Ом длиной 48 см со снятым экраном. Оголять жилу избегайте. Можно заменить изделием кусок провода в прошлом способе.
Более сложный вариант получим, намотав полметра медной проволоки на внутренний диэлектрик коаксиала. Трудность заключается в согласовании сопротивления полученной самодельной конструкции с волновым сопротивлением радиостанции. После отладки закрепите витки изоляционной лентой.
Полуволновая антенна частоты 145 МГц
Рассмотренные выше четвертьволновые самодельные антенны УКВ не являются единственным выходом из ситуации. Преимущество в низком волновом сопротивлении, полуволновые варианты имеют право существовать. Отрезок проволоки диаметром 1 мм, длиной 103 см обладает сопротивлением 1 кОм, в 20 раз превышает стандартный коаксиал (50 Ом).
Для согласования разницы значений применяется П-образный контур. Резать будущую проволочную антенну следует на несколько сантиметров короче/длиннее величины 103 см. Незначительно увеличит потери за счет роста реактивной составляющей импеданса, значительно снизив действительную часть импеданса, согласующее устройство легче будет настроить.
Индуктивность фильтра включается последовательно антенне, образована 5 витками проволоки диаметром 1 мм, намотанных шагом 2 мм на оправку диаметром 6 мм. Подстроечные конденсаторы КПВМ-1 (5-14 пФ) включаются одной обкладкой на землю с обеих сторон катушки.
Настраивается антенна для УКВ радиоприемника измерением КСВ, напряженности поля. Минимум первого параметра совпадает с максимумом второго. В противном случае длина антенны укорачивается, замеры проводятся заново. Рекомендуется изначально выбрать длину проволоки 102 см, постепенно обрезать с верхнего конца, подбирая оптимальное значение.
Широкодиапазонная антенна
Для изготовления стационарной антенны УКВ высотой свыше полутора метров, настраиваемой на две любительские частоты, 145 МГц, 433 МГц, понадобятся диэлектрические стержни диаметром 7 – 17,5 мм. Намотанные витки закрепляются клеевым составом, компаундом. Их нужно точно намотать, сказанное не будет простым делом.
Работа выполняется цельной проволокой 2-мм диаметра. Прямой отступ от вершины составляет 38,7 см, затем стержень диэлектрика диаметром 7,5 мм обматывается строго 12,5 витками с шагом, чтобы общая высота индуктивности составила 63 мм. Отступив 42,2 см прямого участка, намотайте 64 витка на 7-мм стержень, чтобы общая высота индуктивности составила 28 см. Затем — прямолинейный участок 36,7 мм, снова витки — 7 штук (высота 32 мм) на 10-мм стержне. Наконец, последний проволочный сегмент длиной 56,4 см оканчивается индуктивностью, сформированной 4 витками (высота 20 мм) поверх стержня диаметром 17,5 мм.
На полтора витка сверху в последней индуктивности выполняется отвод к основной жиле коаксиального кабеля сопротивлением 50 Ом. Последовательно в цепь включается подстроечный конденсатор 1-10 пФ. Земля антенны УКВ подключается к экрану. Параллельно последней индуктивности включается емкость 1 пФ коррекции работы на длине волны 70 см.
Низ антенны снабжается восемью противовесами:
четыре диапазона 145 МГц;
четыре частоты 433 МГц.
После сборки производится настройка изделия, руководствуясь коэффициентом стоячей волны, измерителем сопротивления. В обоих диапазонах подберите приемлемые значения. Такая антенна, своими руками собранная, прослужит долго, если поместить в прочный защитный чехол из диэлектрического материала, защитить против попадания влаги компаундом.
Честь разработки варианта антенны УКВ принадлежит Александру RV9CX. Автор советует емкость 1 пФ выполнять отрезком кабеля SAT-50 (2 см). Одной обмоткой послужит экран, второй — жила. Центральный провод можно выдвигать-вставлять назад, изменяя емкость конденсатора.
FM диапазон
Для радиолюбителей является привычным делом копаться в элементной базе, собирая сложные приборы. Но самодельная антенна для УКВ приемника пригодится среднестатистическому любителю Маяка.
Сначала потребуется квадратная доска стороной 20 см, либо эквивалентный кусок плексигласа. Из фольги вырезается квадрат стороной 15,5 см, внутри прорезается по центру квадратное отверстие стороной 11,9 см.
В одной стороне концентрической фигуры (квадрата) делается вырез шириной пару сантиметров, фольга наклеивается на доску по центру прорезью вниз. На пересечении нижнего продолжения правой внутренней стороны квадрата, средней линии нижней стенки концентрической фигуры припаивается провод центральной жилы коаксиального кабеля. Четырьмя сантиметрами левее припаивается провод соединения с экраном.
Полученная конструкция уверенно принимает станции вещания FM-диапазона.
Применяемость самодельных антенн
Самодельные антенны КВ-УКВ пользуются немалой популярностью. В отличие от сложной приемо-передающей аппаратуры, где бесспорное лидерство достается заводским изделиям, проволочная конструкция, будучи правильно настроена, дает превосходные результаты.
Требуемые для оценки параметров приборы редко в наличии. Для правильной работы самодельной антенны УКВ требуются КСВ-метр, измеритель напряженности поля. В конечном итоге проблема заключается не в геометрических размерах деталей, взаимном положении, а в согласовании импедансов подводного коаксиального кабеля и непосредственно антенны.
Допускается использование любых методов устранения проблемы, выше было показано, как выполнить сказанное, заручившись помощью резонансных контуров. Небольшая подстройка выполняется изменением положения противовесов, сложно подобрать опытным путем нужные параметры. Резонаторы редко будут лучшим решением ввиду сопутствующих сложностей использования.
Проще всего сфазировать 2 или 4 антенны, разносить их нужно только по вертикали, потому что, горизонтальный разнос, также сузит главный лепесток. Поскольку описанная антенна обладает слабой направленностью, вы получите антенну с больщим усилением и практически круговой диаграммой.
(2×5/8 или 3×5/8) при дальности до 50км и выигрывает у них на дистанциях от 90км и более. На фотографии, показан походный вариант антенны, в разобранном виде. Для сборки антенны, требуется 30 секунд. В качестве бума, используется водопроводная пластиковая труба, длиной 510мм и диаметром 21мм. Размеры элементов, были немного скорректированы, потому что использовалась другая проволока. Для такой маленькой антенны, всегда найдется место в вашем рюкзаке, да и на больших высотах, в горах, вам не придется прикладывать чрезмерные усилия для ее удержания (кто был на 4000 и выше, знает о чем я говорю). Весь кабель и трансформатор находятся внутри пластиковой трубы, это защищает их от случайных обрывов и влаги. Антенну можно ремонтировать прямо в походе, погнутые элементы достаточно выпрямить рукой. Хотя делать этого не приходилось, потому что там и ломаться то нечему.
Внешний вид остался прежним. Кабель подключается к активному элементу напрямую, для улучшения симметрирования, рекомендую сделать один виток вокруг ферритового кольца, как можно ближе к месту пайки. Усиление, этого варианта антенны, несколько меньше и составляет приблизительно 4.3дбд. Размеры даны для проволоки диаметром 4мм, если у вас другой материал, нужно скорректировать размеры. Расстояние между рефлектором и активным элементом, нужно подобрать точнее, в пределах 415 — 440мм, до получения минимального КСВ.
