Вертикальный диполь 145 мгц

Вертикальный диполь 145 мгц

Диполь из коаксиального кабеля, питаемого с конца (такая антенна в англоязычной литературе называется resonant feedline dipole) показана на рис. 1:
Рис. 1.

Идея состоит в том, что правая (по рисунку )половина антенны выполняется из центральной жилы коаксиального кабеля, а левая половина – из его оплетки. Точнее говоря – из внешней стороны оплетки, т.к. из-за скин-эффекта на ВЧ ток не проникает внутрь металла всего на микрометры. Поэтому внутрь металла оплетки ВЧ ток вообще не проникает, что эквивалентно изолятору. Следовательно, по внутренней и внешней стороне оплетки текут совершенно разные токи.

В данной конструкции по ток по внутренней сторона оплетки это обычный ток коаксиального кабеля, питающий антенну. А по внешней стороне оплетке течет излучающий антенный ток. Но длина половинки диполя должна быть равна λ/4. Поэтому отступив столько от точки питания мы должны прервать путь току внешней стороны оплетки. Проще всего это сделать фильтром-пробкой, т.е. параллельным LC-контуром, сопротивление которого на резонансе велико.

Но делать контур с отдельным конденсатором очень неудобно (надо нарушать внешнюю изоляцию кабеля). Экспериментально выяснил, что трехвитковая однослойная катушка из кабеля RG58A, намотанная на каркасе 40 мм диаметром имеет собственный резонанс на 145 МГц. Если захотите повторить измерения самостоятельно, то имейте в виду, что для них кусок кабеля придется испортить, т.к. измерять надо катушку без выводов:
Рис. 2.

Но можно измерений не делать, а сразу приступить к изготовлению диполя на 145 МГц. Возьмите кусок RG58A длиной на

1,5 м больше, чем расстояние от радиостанции до места установки антенны. Отступив

48 см (остальное дотянет влияние внутренней изоляции) от края аккуратно снимите внешнюю изоляцию вместе с оплеткой. Это будет точка питания диполя:
Рис. 3.

Отступив от этой точки еще

48 см (учитывается влияние внешней изоляции и трапа) намотайте 3 витка виток к витку на временной оправке диаметром 40 мм. Затем аккуратно удалите оправку и скрепите сделанный трап несколькими кабельными стяжками:
Рис. 4.

Антенна готова. Подключив свободный конец кабеля к анализатору увидим такую картину:
Рис. 5.

Если частота резонанса не попала куда надо, то:

Если она ниже, то чуть подрезаем половинку диполя из центральной жилы.

Если выше, то перегоняя витки слегка отодвигаем трап влево.

Если антенна используется как постоянная и внешняя, то на точку питания (место где кончается внешняя изоляция кабеля) имеет смысл надеть термоусаживающуюся трубку, а дальний конец антенны обмакнуть в какой-нибудь герметик.

Антенна, конечно, небогатая. Диполь – диполем. Но затраты средств и времени на ее изготовление совсем малы. Что может оказаться ценным в ситуации, когда внешнюю антенну надо изготовить за несколько минут и из минимума подручных материалов. Во всяком случае, меня в аналогичной ситуации такое решение выручило.

В Си-Би диапазоне наибольшее распространение получили антенны с вертикальной поляризацией. Это связано с тем, что Си-Би радиостанции широко используются для связи с подвижными объектами, а на автомобиле весьма сложно разместить эффективную антенну горизонтальной поляризации. По той же причине в качестве базовых выбираются антенны с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости, одинаково хорошо работающие в любом направлении.

GP с длиной l/4

Наиболее широкое применение в этой группе получили антенны типа "Ground Plane" или сокращенно — "GP", показанные на рис. 10.2.

Антенна имеет штыревую конструкцию, удобную для размещения как на крыше здания, так и на автомобиле. Она проста и, в то же время, достаточно эффективна. Длина штырей (l/4) для работы в диапазоне 27 МГц зависит от диаметра трубок и указана в табл.1

Таблица 1. Длина элементов антенны GP

Для нормальной работы антенны она снабжается тремя противовесами, которые можно выполнить из трубки или антенного канатика. Длина противовесов выбирается равной, или на 2,5% больше 2/4l. Для Си-Би диапазона можно принять ее равной 275 см. Входное сопротивление антенны зависит от угла между противовесами и мачтой: чем меньше этот угол (противовесы прижаты к мачте), тем больше сопротивление. Для получения входного сопротивления 50 Ом угол выбирается равным 30-45 градусов. Диаграмма направленности в вертикальной плоскости имеет максимум под углом 30 градусов к горизонту. Усиление антенны примерно равно усилению вертикального полуволнового диполя. Наилучшая работа обеспечивается при высоте мачты около 6 м.

Читайте также:  Сравнение способа подачи бумаги в струйных принтерах

Эта антенна наиболее широкополосна из всех вариантов GP. Если после установки минимум КСВ антенны оказывается несколько выше или ниже частоты 20 канала сетки С, длину штыря необходимо соответственно увеличить или уменьшить. После настройки антенны в резонанс минимума КСВ на средней частоте добиваются изменением угла установки противовесов.

Недостатком данной конструкции является отсутствие соединения штыря с мачтой, что требует дополнительных мер по грозозащите и защите от статического электричества. Наиболее простым способом защиты является использование короткозамкнутого шлейфа из кабеля длиной l/4, подключенного к фидеру с помощью тройника. Шлейф обеспечивает соединение центральной жилы фидера с заземленной оплеткой по постоянному току и не влияет на согласование антенны. Схема подключения шлейфа приведена на рис.3

Длина шлейфа рассчитывается с учетом коэффициента укорочения используемого кабеля и составляет около 2 м.

GP с длиной l/2

На рис. 10.4 приведена конструкция полуволновой антенны GP длиной l/2. По сравнению с вышеописанной антенной она имеет вдвое большую длину штыря, что предъявляет повышенные требования к обеспечению ветровой прочности конструкции. Антенна не нуждается в противовесах, роль которых выполняет мачта, а ее диаграмма направленности в вертикальной плоскости сильнее прижата к горизонту, что улучшает условия радиообмена с удаленными корреспондентами. Поскольку антенна имеет высокое входное сопротивление, кабель подключается к ней через согласующий высокочастотный трансформатор. Основание штыря соединяется с заземленной мачтой через согласующий трансформатор, что автоматически решает проблемы грозозащиты и статики. Усиление антенны по сравнению с полуволновым диполем составляет около 4 дБ.

Типовые данные согласующего трансформатора:

Диаметр каркаса — 30мм
Диаметр провода — (ПЭВ-2) 1мм
Число витков — 6
Отвод от 1.5 — витка
считая от (холодного) заземленного
вывода катушки
Кабель подключается центральной
жилой к отводу.
Полотно антенны подключается к "горячему"
выводу катушки.

GP с длиной 5/8l

Наиболее эффективной для дальних связей является GP длиной 5/8l. Ее конструкция показана на рис. 10.5. Она несколько длиннее полуволновой антенны, а кабель фидера подключается к согласующей индуктивности, расположенной в основании вибратора. Этот тип антенны требует использования не менее трех противовесов длиной (0,1-0,2)l, расположенных в горизонтальной плоскости. Антенны этого типа узкополоснее полуволновых, в связи с чем они требуют более тщательной настройки. Настройку на средней частоте обеспечивают как изменением длины штыря, так и регулировкой величины согласующей индуктивности. Нужное входное сопротивление достигается выбором точки подключения кабеля к согласующей катушке. Усиление этой антенны составляет 5-6 дБ, максимум диаграммы направленности расположен под углом 15 градусов к горизонту. Штырь этой конструкции также заземлен на мачту через согласующую катушку. Примерные данные согласующей катушки для волнового сопротивления кабеля 50 Ом:

диаметр каркаса — 18 мм,
диаметр провода — 1,5 мм,
число витков — 22,
шаг намотки -2,5 мм,
отвод — от 9-го витка,
считая от заземленного конца катушки.

Установка антенны на крыше может сильно влиять на ее характеристики. Общими рекомендациями являются следующие:

  • основание антенны желательно располагать не ниже 3 м от плоскости крыши;
  • вблизи от антенны не должно быть металлических предметов и конструкций (например телевизионных антенн, проводов и т. п.);
  • устанавливать антенну желательно как можно выше;
  • для нормальной работы станции ближайшая базовая Си-Би антенна не должна быть расположена ближе 200 м.

Эффективность работы антенны на передачу тем выше, чем меньше омические потери в ее элементах. Поэтому наилучшим материалом для элементов антенн являются медные трубки, однако приемлемым компромиссом можно считать применение алюминиевых (дюралевых) трубок (из-за высокого удельного веса и низкой прочности меди).

Читайте также:  Приставка автомат к зарядному устройству своими руками

При необходимости расширения полосы частот диаметр трубок увеличивают, или используют трубки с ребристой наружной поверхностью. Поскольку ток, протекающий по штырю антенны, уменьшается к ее верхнему концу, диаметр верхней части штыря можно уменьшить без ухудшения ее параметров. Одним из наиболее простых средств расширения полосы частот длинных штыревых антенн является применение втулки с четырьмя усами длиной около 100 мм и диаметром 4-5 мм, закрепляемой в верхней части штыря (рис. 10.6). При этом резонансная частота антенны понижается и длину штыря придется несколько уменьшить. При работе антенны на передачу по ней протекают довольно большие токи, поэтому необходимо обеспечить очень хорошее соединение всех элементов между собой и позаботиться об их защите от коррозии.

В настоящее время в продаже имеются Си-Би антенны заводского изготовления (рис.10.7) как отечественные, так и импортные, легкие, изящно выполненные. Как свидетельствует опыт их эксплуатации, в соединениях элементов, которые осуществляются самонарезающими шурупами, под действием ветра достаточно быстро теряется электрический контакт. Более надежной является конструкция штырей со стяжными хомутами. Практически все варианты промышленных антенн требуют дополнительной герметизации, предотвращающей попадание воды внутрь трубок, на согласующие трансформаторы, катушки и заделку кабеля, что приводит к необратимым последствиям.

Рис. 10.8 Антенна GP без мачты

Если на крыше Вашего дома есть достаточно высокая лифтовая будка, телевизионная антенна или пристройка высотой больше 5 метров, то антенну GP можно установить, используя капроновый трос-растяжку (рис. 10.8) без мачты. Кроме капронового шнура и кабеля РК-50 потребуется еще 4 изолятора любого типа. Конец кабеля длиной 2,7 м освобождается от внешней изоляции и оплетки, оплетка расплетается и скручивается в 4 примерно одинаковые "косички". К ним присоединяются противовесы. Противовесы можно сделать из любого медного (в крайнем случае даже алюминиевого) провода, который прикручивается (или припаивается) к "косичкам". Длина противовесов должна быть 2,7 м. На концах противовесов закрепляются изоляторы, которые прикрепляются к проволочным или капроновым оттяжкам. Конец освобожденного от оплетки участка кабеля за полиэтиленовый изолятор прикрепляется к капроновому шнуру так, чтобы он не оторвался порывами ветра. Противовесы разводятся в стороны равномерно по кругу, оттяжки закрепляются на крыше (например, привязываются к кирпичам). Постарайтесь длину оттяжек подобрать так, чтобы между проводом противовеса и вертикалью был угол около 45°. Места соединений и место выхода кабеля из оплетки тщательно герметизируют пластилином, чтобы под оплетку не попала вода.

Эта антенна по своим характеристикам полностью соответствует классической антенне GP длиной l/4. Такую антенну очень удобно устанавливать в полевых условиях между двумя деревьями, нужно только заранее заготовить кабель и противовесы с оттяжками, а в качестве изоляторов на концах противовесов сгодятся даже короткие сухие палочки (см. рис. 10.9), т. к. на частоте 27 МГц это неплохой изолятор.

В последнее время ситуация на рынке радиолюбительских радиостанций УКВ изменилась в лучшую, для нас, радиолюбителей, сторону. Сегодня FM радиостанция на 2-метровый диапазон стала доступна каждому. Ввиду этого стоит вопрос, какую антенну выбрать радиолюбителю, который впервые осваивает этот интересный диапазон? Ответов можно услышать много, но сегодня мы остановимся на всенаправленной штыревой антенне, внешний вид которой напоминает английскую букву J. Это антенна для начинающего, для дачи, для местных связей на УКВ.

Принцып работы этой антенны подробно рассматривать не будем.Лишь отметим, что согласование антенны с линией передачи осуществляется с помощью четвертьволнового шлейфа, который эквивалентен катушке индуктивности и емкости.

Используя формулы, приведенные на рисунке 1 получим размеры антенны A, B, C и D.

Для частоты 145,5 МГц:

C = 4.63 (см) (для Rфидера=50 Ом)

Материал – медь или алюминий, трубка или проволока. Что есть под рукой. Мною был использован алюминиевый провод круглого сечения диаметром 9 мм. Единственно, нужно помнить о коэффициенте укорочения k, который связывает электрическую длину полотна антенны с ее геометрической длиной. Чем больше толщина проводника, тем больше это различие. Для того, чтобы не прогадать с длиной антенны, рекомендуется сделать размер B немного больше, а затем откусить лишнее в процессе настройки.

Читайте также:  Самодельная удочка для зимней рыбалки своими руками

Настройка антенны производилась по КСВ метру,или индикатору поля.

Центральную жилу кабеля присоединяем на крокодилах к длинному элементу (A), а оплетку к короткому (B). И начинаем попеременно включать на передачу, смотря на КСВ метр и двигать крокодилы, добиваясь минимума КСВ на рабочей частоте. Включили, посмотрели на КСВ метр, выключили, передвинули крокодилы. В районе 4-6 сантиметров от перемычки должен быть минимум КСВ. Если не удается добиться КСВ близкий к 1,1-1,2, то стоит поиграться длиной B, откусывая по нескольку миллиметров. Во время измерений антенну рекомендуется положить между двумя спинками стульев, подальше от пола, окружающих предметов, и тем более металла.

После настройки, зажать кабель на болты с хомутами, проверить, не сбилась ли настройка, а потом замазать контакты автомобильным герметиком.

Ниже несколько сантиметров от точки подключения рекомендуют намотать фильтр, представляющий собой 4-5 витков этого же кабеля на каркасе, к примеру, от 10 кубового шприца. В следствии этого уменьшится затекание ВЧ токов на оплетку кабеля и уменьшется вероятные помехи ТВ.

Кабель можно использовать любой 50-омный. В моем случае это маленький кусок метра 3-4 тонкого RG-58U от точки подключения антенна до балкона, а дальше через разъем около 25 метров толстого RG-8. Замечу, что чем толще кабель, тем, как правило, меньше его коэффициент затухания. Чем тоньше – тем потери полезного сигнала больше. Тоже касается и длинны кабеля, чем длиннее кабель от антенны до трансивера, тем больше будут потери полезного сигнала. Другими словами, для уменьшения потерь в кабеле стараемся придерживаться правила « чем кабель толще и короче, тем лучше».

Рекомендуется для повторения начинающим УКВ-истам, а также в качестве обзорной или резервной антенны опытным радиолюбителям УКВ.
Литература.
1. Карл Ротхаммель: Антенны. Том 2. Издание 11. Издательство Лайт ЛТД., 2007 г., стр. 10

Укороченная антенна для портативной радиостанции

Игорь, UA6HJQ
(август 2001 года)

Все портативные радиостанции продаются в комплекте со штатными укороченными антеннами которые в народе называют ‘резинка’. Некоторые ‘резинки’ довольно длинные и если не нужно связываться на большие расстояния, они просто мешают. Я решил сделать ещё более короткую антенну, удобную для повседневного использования и связи на короткие расстояния.

Диапазон 144 — 146 МГц


. для Yaesu VX-1R и С-508
Эту антенну я сделал для VX-1R так как она имеет маленький антенный разьём типа SMA. Общая длина антенны с разьёмом 43мм. Провод диаметром 0.6мм намотан виток к витку на каркасе диаметром 8мм. Всего намотано 25.5 витков. При этом резонанс получился на частоте 145.3мгц и КСВ 1.1. После намотки и проверки резонанса, на антенну одевают термо-трубку и нагревают её. Термо-усадка плотно облегает антенну и придаёт ей ‘фирменный’ вид.

. для любых р/станций с разьёмом СР-50
Общая длина антенны вместе с разьёмом СР-50 составила 69мм. Провод диаметром 1.3мм намотан виток к витку на каркасе диаметром 10мм. Всего намотано 22 витка. При этом резонанс получился на частоте 145.3мгц и КСВ 1.1. После намотки и проверки резонанса, на антенну одевают термо-трубку и нагревают её.

Диапазон 430 — 440 МГц
Конструкция антенны для диапазона 433мгц не отличается от предыдущей конструкции, только число витков катушки необходимо уменьшить. Общая длина антенны вместе с разьёмом 42мм. Провод диаметром 1.3мм намотан виток к витку на каркасе диаметром 8.5мм. Всего намотано 6 витков. Резонанс получился на частоте 435.3мгц и КСВ 1.8. После намотки и проверки резонанса,

Ссылка на основную публикацию
Велосипед из пластиковых ложек пошаговая инструкция
Какой бы стремительной не была современная жизнь, всегда хочется найти некоторое время для себя, своих близких и детей. И гораздо...
Вальмовая крыша отходы металлочерепицы
Как уменьшить потери материала при покрытии металлочерепицей сложной кровли? Одним из популярнейших кровельных материалов для малоэтажного строительства на сегодняшний день...
Велосипед из пластиковых ложек пошаговая инструкция
Какой бы стремительной не была современная жизнь, всегда хочется найти некоторое время для себя, своих близких и детей. И гораздо...
Вертикальный диполь 145 мгц
Диполь из коаксиального кабеля, питаемого с конца (такая антенна в англоязычной литературе называется resonant feedline dipole) показана на рис. 1:...
Adblock detector