ON LINE КЛУБ
РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ г.НОВОУКРАИНКА

 
RKN » Антенны » Вертикал на НЧ диапазоны

Вертикал на НЧ диапазоны

Автор: Admin от 1-04-2015, 11:39
 (голосов: 0)


Эта антенна часто встречается на просторах интернета и литературе. Ее автор Игорь Гончарский dl2kq.

В моем варианте антенна была изготовлена с использованием составной мачта с дюралевых колен длиной 1.60м и диаметром 55мм. Сразу выше подъемного станка установлен изолятор выточен с капролона. Здесь-же установлен блок согласования. Противовесы настроенные в резонанс расположены горизонтально на высоте около 4 метров над землей на 160 метров - 8 шт по 38м, на 80, 40 и 30 по 4 штуки.
За два года невзирая на пик солнечной активности на 160 метров сработано больше 110 стран и подтверждено в LOTW 87 стран.



Антенна хорошо работает на диапазонах 1,8; 3,5; 7 МГц, а при использовании модифицированного блока - и в диапазоне 10 МГц. Антенна имеет электрическую длину 0,15l на 1,8 МГц, 0,29l на 3,5 МГц, 5/8l на 7 МГц и 0,75l на 10 МГц. Согласование достигается блоком, устанавливаемым у основания антенн и переключаемым но диапазонам постоянным управляющим напряжением, подаваемым на центральную жилу питающего кабеля.Конструктивные особенности излучателя и блока согласования описаны в [2].

Конструкция.


Мачта. Мачта высотой 16,5 м собрана из дюралевых или стальных труб (в последнем случае вдоль труб надо проложить 3...6 алюминиевых или медных проводов, равномерно распределив их по окружности трубы. Эти провода удобно закрепить скотчем через 1 м.) . Провода емкостной нагрузки выполнены из стального тросика и являются частью растяжек верхнего яруса.



Выполнение этого яруса для случая установки на узкой крыше многоэтажного здания показано на рис.2. Конструктивно выполнение емкостной нагрузки в виде двух проводов значительно надежнее и удобнее, чем в виде "шляпы" из дюралевых трубок [3. стр.18. 19], и не требует много свободного места во всех направлениях, как в случае с четырьмя проводами емкостной нагрузки [3, стр.Зб]. При необходимости можно изменять высоту мачты в пределах +0,5м, соответственно увеличивая (уменьшая) длину каждого из проводов емкостной нагрузки.



Противовесы. Лучше всего на каждый диапазон использовать по 4 резонансных четвертьволновых противовеса, расположенных под углом 90 градусов. У автора, в силу того что дом окружен токоведушими проводами, противовесы размещены на крыше, как показано на рис.3: 6 шт. на 1,8 МГц и по 4 - на остальные диапазоны. Общая длина каждого противовеса должна составлять: 18 м на 3,5 МГц и 37 м на 1,8 МГц, размеры указанные на рис.3 относятся не ко всей длине противовеса, а только к прямой его части. Противовесы выполнены из изолированного провода, их концы растянуты полиамидными шнурами. Крайне желательно настроить противовесы в резонанс, используя ВЧ-мост.

Блок согласования. Катушка L1 намотана проводом диаметром 2.5 мм На каркасе диаметром 55 мм с шагом 4 мм. Содержит 29 витков, отводы - от 6-го и 20-го витков считая снизу. Точное число витков и положение отводов подбирается при настройке. Данные L1 - могут быть и иными - главное нужная индуктивность и большая толщина провода - ток по L1 протекает большой. L2 -любой ВЧ дроссель, не имеющий резонансов в рабочем диапазоне. У автора - 150 витков ПЭВ 0,36 на каркасе диаметром 30 мм, виток к витку.


Конденсаторы СЗ, С5 - любого гипа, С2 - типа КСО на напряжение 250 В, С 1 и С4 - на соответствующую мощности ТХ реактивную мощность, на напряжение 500 В, типов КСО, К15У-1. Набирая С1 и С4 из нескольких конденсаторов, имейте в виду, что допустимая реактивная мощность одного конденсатора типа КСО - 75 Вт (это по паспорту, реально они спокойно выдерживают раза в три больше). К1...КЗ - низкочастотные силовые реле с расстоянием между контактами. не менее 1 мм. При замене на другие типы реле следует помнить что ток через замкнутые контакты достигает 4 А, а К1 и КЗ, кроме того, должны выдерживать 1 кВ между разомкнутыми контактами и между контактными группами и обмотками. Этим требованиям удовлетворяет большинство низкочастотных силовых реле с запараллеленными контактными группами. Подчеркну, что нет необходимости использовать ВЧ реле, поскольку паразитные индуктивность и емкость контактов входят в состав реактивностей блока согласования и полностью компенсируются при настройке. На мой взгляд, нет особой необходимости использовать герметизированные реле - блок согласования все равно придется помещать в герметичную коробку, а открытые контакты реле значительно проще почистить при их обгорании.

Управление переключением реле, конечно, можно производить по отдельному кабелю, но показанная на рис.1 схема длительно и надежно отработала при мощности в кабеле 1 кВт.

Настройка. Рассмотрим вначале настройку трехдиапазонного варианта блока согласования.

160м. Подав на центральную жилу кабеля управляющее напряжение Uynp отрицательной полярности через блок управления, изменяя общее число витков L1 достигают резонанса на 1,8 МГц, а перемещая нижний отвод L1 - КСВ=1 на этом же диапазоне.
Есть один момент в настройке 160-м диапазона. Там можно легко попасть в ложную настройку, когда резонанс обеспечивает часть катушки от отвода до антенны, а часть катушки от отвода до земли - просто шунтирует кабель. КСВ тогда, точно менее 1,7 не получается никакими силами. При правильной настройке КСВ на 160м должен быть мертвой 1. Если упорно не выходит (резонанс острый и можно легко проскочить) можно порекомендовать следущее:

160-ный отвод катушки временно отключить

Временно оторвать от земли нижний вывод катушки и подключить его прямо к центральной жиле кабеля.

Меняя общее число витков катушки добиться резонанса на выбранной частоте 160-м диапазона (быстрее будет если есть ВЧ-мост). КСВ при этом будет неважный 1,5...2, но на этом этапе главное установить реактивное сопротивление всей катушки равным реактивности антенны.

Вернуть нижний вывод на землю, кабель на место.

Не трогая общего числа витков перемещением только 160-ного отвода добиться минимального КСВ..

80м. Подав Uynp положительной полярности (диапазон 3,5 МГц), подбором емкости С1 добиваются резонанса на 3,65 МГц.

40м. Не подавая Uynp (диапазон 7 МГц), подбором положения верхнего отвода L1 добиваются резонанса на 7,05 МГц.
Есть тонкость при настройке 40м. Активная часть входного сопротивления антенны в этом диапазоне заметно зависит от соотношения диаметров мачты и проводов емкостных нагрузок (у меня мачта 60 мм до уровня 12м, далее 40 мм , провода - 2 мм соответственно). Если у вас иное соотношение, то входное сопротивление на 40-ке изменится. Измерьте ВЧ-мостом входное сопротивление на 40м на резонансе (через настроенный болк согласования). Если оно меньше 40 Ом, то провода емкостных нагрузок надо немного УКОРОТИТЬ (не опечатка, именно так - если малое сопротивление, то укоротить), если больше 60 Ом - УДЛИНИТЬ. Если подстраивать длину емкостных нагрузок затруднительно - придется сделать еще один отвод от L1 (на 1..3 витка ниже верхнего отвода) и поставить еще одно реле, на диапазоне 7 МГц закорачивающее этот отвод на землю. Схема согласования при этом получается такая же как и на 160 м - методика настройки - та же. Ну и КСВ на резонансе тоже становиться равным точно 1.

30м При использовании четырехдиапазонного блока согласования настройка диапазонов 1,8 и 7 МГц выполняется так же, как и в предыдущем случае. . Для включения диапазона 10 МГц подается Uynp=+18...20 В, при этом срабатывает только реле К1 (имеется в виду, что напряжение срабатывания К1<18 В). Настройка антенны ведется изменением емкости С4. Для включения диапазона 3,5 МГц подастся Uynp=+25...27 В. При этом также срабатывает К1, кроме того, открывается стабилитрон VD5 и через ключ на VT1 срабатывает КЗ. При этом параллельно с С4 включается конденсатор С1, изменением емкости которого и достигается резонанс на 3,65 МГц. При выполнении четырехдиапазонного блока следует так конструктивно размещать ключ на VT1, чтобы исключить влияние ВЧ на его работу. Может потребоваться блокировочный конденсатор между базой и эмиттером VT1.

Результаты настройки.

На 1,8 МГц на резонансе КСВ=1, полоса пропускания - 80 кГц по уровню КСВ<2 (что более чем достаточно, внимательный анализ моего лога показал, что абсолютно все DX связи проведены в участке 1810...1880 кГц).

На 3,5 МГц-на 3,65 МГц КСВ=1, на краях диапазона (3,5 и 3,8 МГц) КСВ<1,7.

На 7 МГц на резонансе КСВ<1,2, на краях диапазона КСВ<1,4 (при использовании блока согласования рис.1), а если сделать доп. отвод L1 и поставить доп. реле - КСВ на резонансе 1, на краях диапазона - 1,2

На 10 МГц во всем диапазоне КСВ 1,8...2. Rвx в этом диапазоне - 100...110 Ом, поэтому согласование не очень хорошее. К сожалению, не удалось найти приемлемого решения по снижению КСВ в этом диапазоне без заметного усложнения схемы согласования и увеличения количества реле. Но даже в таком виде на диапазоне 10 МГц данная антенна выигрывала при DX QSO 2...3 балла у вертикальной рамки с периметром 30 м и высотой подвеса нижнего края 5 м над крышей.

На 3,5...10 МГц значение КСВ на резонансе немного зависит от сопротивления потерь в системе заземления.
Для питания антенны можно использовать и 75-омный кабель. При этом на 1,8 МГц КСВ останется прежним (конечно, придется при настройке переместить выше на 1...2 витка нижний отвод L1). На 3,5 МГц КСВ на резонансе возрастает до 1,3...1,4, на 7 МГц согласование практически не изменяется, на 10 МГц КСВ уменьшается до 1,5...1,7.


Теги: Вертикал, НЧ, диапазон, антенна

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.