Каталог статей и схем


В.Лифарь. Антенна RW3DKB на лоджии. Продолжение

Немного новой информации об антенне на лоджии. Поскольку стали поступать вопросы по реализации такой антенны радиолюбителями, пришлось провести более полный анализ её особенностей для лучшего понимания её свойств и возможностей.

 

 Прежде всего, нужно понимать, что в основе этой многодиапазонной антенны лежит обычная рамочная антенна диапазона 10 метров, только не квадратная, а прямоугольная.

Вот я и решил проверить, что из себя представляет, так сказать, «базовый вариант» этой антенны. Прежде всего, следовало измерить КСВ самой антенны без дополнительных подстроечных элементов. Отключил тюнер и прогнал КСВ, начиная с верхних частот. Трансивер был включен напрямую к кабелю. Балун тоже остался на месте. Внутренности балуна представлены на фото ниже.

 

Вот что получилось в результате моих измерений.

Исходный КСВ был очень большим и по мере снижения частоты стал снижаться до удобоваримых значений 3 и менее. Ниже в таблице 1 приведены значения частот, внутри которых КСВ не превышал величины 3.

При выходном 50 Ом значение КСВ =3 означает, что сопротивление нагрузки либо в 3 раза больше, т.е. 150 Ом, либо в 3 раза меньше, т.е. 16 Ом. Поскольку на ВЧ антенна практически полноразмерная, то применим первый вариант (на пониженных частотах возможен и второй вариант). Данные замеров следующие:

Таблица 1.

Частота, МГц

36,0

35,4

34,7

34,2

29,6

28,5

27,7

26,9

КСВ

3,0

2,0

1,5

1,0

1,0

1,5

2,0

3,0

 

На рис. 1 приведен график зависимости КСВ от частоты.

Рис. 1. Зависимость КСВ от частоты

Полоса по уровню 1,5 составляет 6.2 МГц.

 

По графику видно, что антенна полностью согласована в полосе частот от 28,5 до 34,7 МГц (частота резонанса получилась 31,7 МГц) и применение тюнера здесь не требуется. Результат вполне адекватный в соответствии с размерами антенны. Тюнер нужен при работе в диапазоне от 28,0 до 28,5 МГц. Это тоже понятно, т.к. антенна короче, чем нужно для работы на этом диапазоне. Однако, раз согласование получилось, то получается, что косичка (фактически это симметричный фидер с волновым сопротивлением порядка 200 Ом) повысила сопротивление антенны с величины стандартных для рамок примерно 100 Ом до 200 Ом, а затем трансформатор разделил это на 4 и получилось просто 50 Ом. Это отрадно. При снижении частоты заметных субрезонансов нет ни на частотах 24 МГц, ни на частотах 21 МГц, ни на 18 МГц, ни на 14 МГц.

 

Следовательно, антенна не является резонансной для этих частот. Без применения тюнера здесь никак не обойтись. В процессе измерений выяснилось, что есть два субрезонанса на частотах 17,2 и 6,6 МГц. Выглядит это примерно так:

Таблица 2.

Частота, МГц

18,6

17,2

16,0

КСВ

3,0

2,5

3,0

 

Таблица 3.

Частота, МГц

8,0

7,2

6,0

5,6

КСВ

3,0

2,5

2,5

3,0

 

Анализируя эти данные, получается, что субрезонансы кратны примерно половинной частоте резонанса антенны и одной четвертой от резонансной частоты. К сожалению, первый субрезонанс оказался выше диапазона 14 МГц. Это и понятно, т.к. и в диапазоне 10 метров резонанс также находится несколько выше, чем желательно для захвата начала диапазона с телеграфным участком. А во второй субрезонанс все-таки попал диапазон 7 МГц. Наличие таких субрезонансов как раз и указывает на возможность попытаться использовать данную антенну как многодиапазонную. Естественно, что без наличия антенного тюнера это невозможно.

 

 Применяя антенный тюнер, нам удается внести в полотно антенны дополнительную реактивность, что и позволяет реализовать многодиапазонность, настраивая её в резонанс на требуемой частоте. Но, поскольку реальные размеры антенны заметно меньше требуемых, эффективность антенны будет зависеть от соотношения сопротивления излучения антенны к сопротивлению потерь. Эта антенна настраивается и в диапазоне 80 метров. На прием это заметно по увеличению силы принимаемых антенной сигналов. Однако на передачу антенна мало эффективна из-за резкого падения сопротивления излучения. Ниже по диапазону антенна уже не настраивается, делая диапазон 160 метров недоступным, хотя чего-то там и можно услышать, но примерно так же, как на кусок провода длиной 10 метров. По теории с понижением частоты сопротивление излучения будет падать, что неизбежно приводит к снижению эффективности в сравнении с полноразмерными. Это неизбежное зло, с которым приходится считаться.

 

Но, тем не менее, эта антенна дает возможность все-таки работать в эфире в диапазонах от 40 метров и выше тем, кому установить полноразмерную антенну невозможно по объективным причинам недоступности выхода на крышу. Понизить полосу частот можно только одним способом – увеличивая периметр антенны. Для этого её нужно выносить на изоляторах за пределы лоджии хотя бы на 1 метр. Это даст прибавку + 3 метра к периметру антенного провода и улучшит параметры антенны на НЧ диапазонах.

 

По поводу нашего балуна – симметрирующего трансформатора сопротивлений 1:4. По смыслу при наличии тюнера у балуна предполагалась одна простая задача - несимметричный выход кабеля сделать симметричным, т.е. требовалась просто симметрирование и трансформация 1:1. Но поскольку изначально в наличии такого трансформатора не оказалось, был применен трансформатор 1:4 и на практике оказалось, что он более подходящий. Остальное согласование - задача для тюнера.

 

 

 

На фото выше представлена конструкция примененного мною балуна. Самодельная конструкция исполнения такого балуна представлена на втором фото.

 

 

 

Какие общие выводы можно сделать?

 

1. Потери в малоразмерных по сравнению с длиной волны антеннах есть всегда. Потери связаны в первую очередь с тем, что с ростом длины волны падает сопротивление излучения антенны. Заметное падение начинается после того, как периметр антенны станет меньше, чем 0,25 лямбда. В нашем случае периметр чуть менее 10 м, т.е, граничная длина волны в таком случае 40 м. Все, что выше должно работать вполне прилично. И чем меньше длина волны, тем лучше. Поэтому на 10-ке антенна практически ни в чем не уступает полноразмерному квадрату. Но есть и ещё один момент, связанный с соотношением периметра и рабочей длины волны. Если на 10-ке максимум излучения лежит в перпендикуляре к плоскости рамки, то по мере увеличения длины волны происходит разворот максимума диаграммы направленности в плоскость рамки, а минимум лежит в перпендикулярной плоскости. Антенна имеет пространственную ориентацию, а не стреляет во все стороны. Это нужно иметь ввиду.

 

2. Антенна имеет выраженную вертикальную поляризацию. Само по себе это нормально. Другое дело разность в силе приема вертикально поляризованной волны на горизонтально поляризованную антенну (диполь, инвертед, трайбендер). Здесь падение может составлять 6-9 дБ и даже больше. А это в минус 1-2 балла по шкале S-метра. Особенно это заметно на ближних связях. На ВЧ бэндах хорошо работают и чаще применяются вертикальные антенны. На 40-ке и ниже они почти не встречаются, хотя тоже есть. Применять горизонтальную поляризацию, конечно, можно, вот только в таком варианте исполнения я её детально не исследовал. Лучше или хуже будет работать, мне сказать сложно. Единственно есть надежда, что есть прибавка за счет излучения в горизонте и приеме в горизонте. Но у меня есть опасение, что в горизонте антенна будет больше стрелять в потолок, т.е., ближние связи должны пойти лучше, чем дальние. Но это нужно проверить практически.

 

В.Лифарь, RW3DKB

Категория: Все остальное | Добавил: ra0ccn (15.10.2010) | Автор: В.Лифарь E
Просмотров: 12819 | Рейтинг: 4.0/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]