Внешняя антенна для укв 144 430

Антенна «волновой канал», известная также как антенна Уда-Яги, или антенна Яги, это антенна, состоящая из расположенных вдоль линии излучения параллельно друг другу активного и нескольких пассивных вибраторов.В советской литературе применялось название «волновой канал», которое и осталось распространенным в русскоязычной литературе, в англоязычной литературе используют названия по именам изобретателей.

Антенна Яги для радиолюбительского участка 430-440МГц была выполнена по следующему чертежу:

Траверса из металопластиковой трубы,элементы из алюминевой проволоки,диаметром 3,5мм.

Сначала эта антенна была сделанна для радиостанции Puxing PX-2R
причём первоначально она была выполнена так:

Это первая антенна,и выполненна она так была,из всего что было в тот момент в наличии,деревянной рейки и медной проволоки диаметром 2мм,но даже на такую антенну,установленную таким образом за окно:

Я умудрялся ловить такси:

И какую то радиопрограмму,или радиотелефон(я так и не понял):

После переделки антенны по нормальному,я уже принимал не только таксистов,но и местных радиолюбителей,но слабо

Потом,было решено поставить антенну на крыше
Для этого к антенне было сделано крепежное устройство

после чего на крыше антенна была закреплена,и опробована:

После этого встал вопрос с кабелем,так как я живу на 7-м этаже в 9-ти этажном доме,то расстояние до крыши,а вернее до места установки антенны,не очень маленькое,то кабеля понадобилось 30 метров,решено было купить кабель RG-11,так как затухание у него 9,02дБ/100м.
Было куплено 30 метров такого кабеля:

Так как мачта для антенны уже лет 30-40 там стоит и никто ее не трогает(кроме меня),то основание мачты превратилось вот в это:

и мачта сама держалась на одной единственной растяжке,поэтому она наклонилась довольно таки неслабо:

Пришлось укреплять мачту растяжками

Как потом выяснилось,антенну необходимо было крепить за "хвост", да и кабель оказывает влияние(в данном случае вести вдоль бума с обратной стороны от полотна, а от "хвоста"уже вниз), кстати на фотках тестирования антенны прокладка кабеля была почти идеальная.А растяжки просто напросто закрепить под антенной, ну и крайне желательно хорошо герметизировать места подключения кабеля к активному вибратору.
Кабель от антенны был пропушен по металлическому ограждению,у края крыши.

Я люблю горы. Люблю сами по себе и люблю работать с них на УКВ. А для успешной работы нужны хорошие антенны. Но антенна для работы с высокой горы должна быть прежде всего лёгкой . Ведь нести на себе конструкцию весом, скажем, 5-6 кг на высоту 1400-1800 метров как-то не очень хочется - помимо антенны приходится тащить с собой трансивер, аккумуляторы да и прочее туристическое оборудование. К тому же, часто с собой наверх приходится поднимать даже воду - в горах она бывает редко.

И вот, чётко представив себе, что именно я хочу (мне нужна была лёгкая яга с питанием по одному кабелю на 144 и 430 МГц, на 1200 МГц решил всё же делать отдельную антенну), я принялся за поиски.

Первым делом обнаружил, что многие фирмы уже давно выпускают нужные мне модели. Например, известная американская фирма Cushcraft выпускает 2 таких антенны - A270-6S и A270-10S :

На первый взгляд неплохие антеннки, даже вроде по описанию из нержавейки. Но обе имеют удивительно дурацкий тип питания (и это вообще характерно для большинства вещей с американского континента): 2 активных элемента этих антенн запитаны тупо через сплиттер. Да-да, не через дуплексер, а именно так - через сплиттер. Т.е. для нормальной их работы придётся эти антенны дорабатывать.

К тому же, налицо ещё и нерациональное использование траверсы - как в одной, так и в другой конструкции элементы на 430 МГц занимают не всю её длину. А это с моей точки зрения - серьёзный недостаток.

В общем, несмотря на вкусную цену ($110 и $150 в США за A270-6S и A270-10S соответственно), Cushcraft получает 2 жирных минуса и желание покупать антенны ихнего производства у меня пропадает.

У японской фирмы Comet тоже есть 2 модели: CYA2375 и CYA25711 . Хорошие антенны, но цена... Не просто заоблачная, а вообще - космическая! Что-то около 12 и 18 тыс. рублей "здесь" за CYA2375 и CYA25711 соответственно. Остаётся только посмотреть картинки, облизнуться и забыть про них. Вот CYA2375 и CYA25711:

Так, ну кто там ещё у нас остался? Ага, остался у нас Diamond . На данный момент выпускает только одну модель - A1430S7 :

Недорогая хорошая антеннка - около 6500 р. "здесь" новая в коробке, и коэффициент заполнения траверсы хороший. Но - мало элементов, а соответственно, и усилением она не блещет. Подумал-подумал - и решил не брать.

Тут знающие люди подсказали мне ещё одну антенну - Maspro WH59SK . 5 элементов на 144 и 6 на 430 МГц. Усиление на 144 МГц примерно 5Дбд, на 430МГц примерно 8Дбд, длина 1.35м, вес 1кг, диаметр мачты 22-32мм, вход максимум 50 Ватт (в FM). Компактная, складная, лёгкая. Ну всем хороша эта антеннка. Но были и 2 проблемы: 1) Её практически невозможно купить новую, ибо она лет 5 как снята с производства. 2) Если и купишь, то только б/у, а у б/у начинает проявляться их главный недостаток - из-за окислов ухудшается контакт в заклёпках и растёт КСВ, ухудшается усиление и диаграмма.

Вот фото антенны Maspro WH59SK:

В общем, поискал-поискал я более-менее новую WH59 - и не нашёл. И решил делать 2-диапазонную яги сам. О чём потом ни разу не пожалел.

Недолгие поиски в интернете привели меня к Сергея, RZ9CJ. Подкупало то, что конструкций было много, под разные диаметры имеющихся проволоки и траверсы, на разные диапазоны, с разным усилением. Рассчитанные в Мамане и проверенные десятками людей на практике. Ну не могли они не работать!

Из всего этого богатства выбрал эту конструкцию - "5 + 7 - 5мм", поскольку 5-мм алюминиевая проволока достаточно жёсткая и она у меня была:

Но, как всегда, нужно было сперва решить несколько инженерных головоломок. Например, из чего сделать траверсу? Как сделать элементы антенны прочно сидящими на траверсе, не вихляющимися из стороны в сторону и не ездящими взад-вперёд по ней? И при этом одновременно элементы должны быть быстросъёмными (или складными). Если делать их складными, то как обезпечить хороший электрический контакт в них? Мдя, задачка не из простых...

Я слегка приуныл. Не спал 2 или 3 ночи, много думал:) Наконец пришёл к выводу, что много думать вредно, от этого мозгу больно. И что надо просто проехаться по сантехническим магазинам, авось что-нибудь да попадётся. И оно попалось:

Вот такой замечательный кронштейн для крепления метаполовых труб к стене я нашёл в одном из безчисленных ларьков на кольце Багратиона (владивостокцам, я думаю, не надо объяснять, где это и что это:)). А цена - ну просто песня! Всего 9 (девять) рублей за штуку!

Проверил, как сидят эти кронштейны на 20-мм трубе-траверсе - оказалось, что просто замечательно сидят. Рукой снять трудно, приходится с силой наклонять этот кронштейн вдоль трубы, чтобы оторвать его. Взяв пару десятков, задумался-таки о типе траверсы. Выбор был из 2 вариантов трубы - метаполовая или полипропиленовая. Выбрал вторую - она показалась мне чуть легче и чуть прочнее на изгиб, чем метаполовая. К тому же, у полипропиленовой трубы по-вдоль неё была ровная красная линия, будто специально проведённая кем-то для облегчения мне процесса крепежа элементов:)

Спилил у кронштейнов ненужные мне "усики", просверлил отверстия 5 мм под элементы антенны. За счёт того, что пластмасса кронштейна немного отыгрывает, отверстие получается чуть меньше - где-то 4.8...4.9 мм и элемент держится в нём весьма прочно. К тому же, вставлял элементы "на горячую" - перед такой операцией разогревал и кронштейн и элемент обычным феном для сушки волос. После остывания выдернуть элемент из кронштейна - весьма нелёгкая задача.

Далее уже совсем всё просто: чтобы кронштейны с элементами не ездили туда-сюда и не проворачивались вокруг траверсы, в нужных точках нержавеющими винтами-саморезами притянул к траверсе гайки М5 (тоже из нержавейки):

Кронштейн с элементом антенны своим крепёжным отверстием по центру плотно садится на эту гайку и практически неподвижен.

Вот как выглядит готовая антенна в сборе:

А вот более крупный план:

Для крепления активного элемента применил вот такую штуку из текстолита:

Тут необходимо дать некоторые пояснения. По центру этой пластины из текстолита просверлил отверстие 5 мм. под активный элемент, далее сделал пропил 15 мм шириной по центру на примерно 1/4 толщины пластины, так, чтобы слегка "задеть" это 5-мм отверстие.

Далее я просто забил молотком половинки активных элементов с каждой стороны в текстолитовую пластину так, чтобы между ними получился зазор в 5-6 мм. Так что половинки активного элемента держатся только за счёт трения (и весьма прочно держатся, надо сказать).

Осталось сточить напильником внутри пропила выступающие боковые поверхности половинок активных элемементов для придания им плоской формы и прикрутить к ним кабель через монтажные лепестки.

А вот как выполнено крепление текстолитовой пластины к кронштейну для крепления к траверсе:

Вот вид на крестовину для крепления к мачте. Думаю, тут и так всё ясно без комментариев:

Хотя, всё же сто ит упомянуть про технологию изготовления U-образных скоб. В продаже они, в принципе, есть, но есть одно маленькое "но" - это их дикая цена. 400 (четыреста) рублей за штуку. А нужно их 4. Ну как-то это уж совсем через чур...

Что ж, сделаю сам! Оцинкованный пруток метровой длины с уже нарезанной резьбой М5 и стоимостью 50 рублей, болванка для загибания, тиски, красная термоусадочная трубка плюс некривые руки - вот, в общем-то, всё что нужно для изготовления таких вот скобочек. По-моему, неплохо получились. К тому же, трубка-термоусадка не даёт проворачиваться траверсе в таких скобах даже при слабой затяжке гаек М5 от руки.

Ну и в заключение ещё два фото: разобранной антенны и уже сложенной в чехол для переноски (сшитый Катей, UB0LAE):

В общем, несколько сотен рублей и пара вечеров, потраченных на эту антенну - вот цена вопроса 2-диапазонной яги:)

И в заключение что-то типа приложения:

А вот графики КСВ у описанной выше антенны. Снимал КСВ-метром Kuranishi Instruments RW-211A. Значения КСВ превзошли все ожидания (в хорошем смысле слова):

Вадим, UAØLTB
г.Владивосток
14.10.2011г.

На момент написания этой статьи использовал эту антенну уже 3 раза в разных условиях. Нарекания есть, пожалуй, только на саму траверсу - всё-таки полипропиленовая труба недостаточно жёсткая. При транспортировке она нередко изгибается и её приходится выпрямлять.

Китайскую коллинеарную УКВ-антенну стационарной установки. Судя по отзывам, антенна неплохая.

Вскрытие показало что при желании такую конструкцию можно изготовить самостоятельно.

Сперва рассмотрим заявленные характеристики

Комплект поставки включает в себя антенну, противовесы, металлическую трубку и кронштейны для установки на мачту

Инструкция по установке

Фото в сборе

Теперь самое интересное. Отвинчиваю болтик-звёздочку и достаю элементы антенны из пластиковой трубы. Фото кликабельно

Фазосдвигающая катушка

Согласующий контур в основании антенны. Хотелось верить что катушка намотана на фторопласте, но все таки это полиэтилен. Защита от статики обеспечивается тем, что элементы антенны заземлены по постоянному току. Центральная жила кабеля подключается через конденсатор

Антенна приехала с отпаянным от катушки выводом конденсатора. Пришлось подпаять

Самый сложный в изготовлении элемент

Противовесы в количестве 6 штук

Как показал замер КСВ, антенна отлично настроена. Значение КСВ на границах 2м и 70 см диапазонов не превышает 1.2, в центре - 1.

Дмитрий RV9CX, предложил отличную антенну, изготавливаемую просто и с минимумом деталей

X-200 - это двухдиапазонная (144/430) коллинеарная антенна с круговой диаграммой направленности и высоким коэффициентом усиления.

Первая такая антенна была изготовлена в конце 90х и даже до сих пор работает.

Антенна изготовлена полностью (включая все катушки) из сплошного медного провода диаметром 2мм без промежуточных паек. Все катушки бескаркасные. Конденсатор С1 выполнен из отрезка коаксиального кабеля SAT-703 длиной 2см - он для возможности работы системы на 70см диапазоне. Конденсатор С2 - воздушный, подстроечный - им и производим настройку антенны.

Ну, с электрической частью все понятно - перейдем к технической реализации.

Силовую нагрузку нес деревянный черенок от лопаты (только несколько мощнее, чем в магазинах продают).

К нему на изоленту (сейчас вопрос можно решить красивее, безусловно) несильно (чтоб не пережать) приматывалась стеклопластиковая удочка, внутрь которой и помещалось все, что было намотано непосильным трудом, т.е. сама антенна, проложенная поролоновыми прокладками от дребезга со всеми катушками (кроме L4 и конденсаторов).

В черенке на 5см ниже катушки L4 перпендикулярно, но с разницей по высоте в 5мм было просверлено два сквозных отверстия - для будущих противовесов. Вставлялись и пропаивались противовесы. Схематично их крепление можно увидеть ниже

Схема крепления противовесов (вид сверху)

Теперь настройка.

В первую очередь, нужно настроить параллельный контур C1/L4 на среднюю частоту 70см диапазона - именно он позволяет питать всю конструкцию на этих частотах. Место отвода в L4 определяет коэффициент трансформации. Ну, если нечем проверить, то оставьте, как есть. Я тоже это ни разу не проверял, т.к. в то время и нечем было.

Я производил настройку лишь по показаниям КСВ-метра прямо в помещении, поместив антенну горизонтально. Высокие потолки позволяли это сделать. Настройка производится вращением ротора С2. Нужно отметить, что если не удается "сходу" получить нужные показатели по согласованию одновременно в обоих диапазонах, нужно подобрать отвод от катушки L4.

В итоге, я получил очень хорошие показатели по согласованию:

145МГц - КСВ=1.03

435МГц - КСВ=1.02

После настройки, сверху на узел согласования была надета пустая бутылка из-под "Спрайта", которая предохраняла все открытые части от влаги. Спустя 10 лет эта бутылка утратила свой зеленый цвет.

Практическая работа в эфире показала полную работоспособность системы, в т.ч. и в сравнении с фирменными продуктами. В связи с чем и повторялась эта конструкция неоднократно. Тем более, что коэффициент ее повторяемости очень высок при указанной технологии ее изготовления.

Отвечая на вопрос Владимира относительно антенн в гостевой книге, я, к сожалению, могу только посоветовать выбрать. Всё хорошее изобрели до меня.... :-) Вот здесь вариант соответствующий заданному определению: очень просто и эффективно.
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=7925. Если это установить на поворотном подшипнике на балконе (или в другом доступном месте куда дотянется "рычаг управления") получим реально эффективную антенную систему.
Вот тут целый архив антенн от RZ9CJ http://qrz-e.ru/forum/30-119-1 Мог бы, конечно, дать скачать со своего сайта, но из уважения к автору, ссылка на форум, туда куда он сам это положил. Выбираете любую конструкцию из этого архива, работать будет. Следует только точно выполнять инструкции автора. Не огорчайтесь если сразу не получится. Пробуйте еще. Но все мы знаем, что бесплатный сыр в мышеловке, а простое и эффективное - это больше из области фантастики. В любом случае прийдется идти на компромисс: либо простое, либо эффективное. В долях. Эти (предложенные выше) антенны несколько тяжелее антенн "ручного привода".

Вещь хорошая, зарекомендовала себя хорошо, но при проведении связей (или при попытке проведения связи) мы точно ощущали что даже если держать такую антенну точно в направлении спутника и не двигаться вообще, то замирания, или, как говорят профессионалы, феддинги, основательно потрят нам качество связи. А если корреспондента слышно не очень, если мы, например, работаем не через FM ECHO (АО-51), а через транспондер неблизко летящего AО-7 или FO-29, то связь может перейти в разряд игры "Угадай-ка позывной" . Дело в том, что спутники вращаются.

Непредсказуемо. Соответственно любая антенна, даже ненаправленного действия, имеет минимумы излучения. Плюс ко всему, сигналам УКВ и тем более СКВ свойстенны, кроме обычных замираний, еще и повороты поляризации. Ну про поляризацию, я надеюсь, особо объяснять не нужно - препендикулярные друг относительно друга электрические и магнитные волны ориентированны еще и относительно земли. Например, если перпендикулярно земле волны электрические, а магнитные, соответственно паралельны ей, то поляризация вертикальная и наоборот. Лучший вариант - это когда и передающая и приемная антенны имеют одинаковую поляризацию (да простят меня великие специалисты, пишу для любителей), например с обоих сторон GP, или GP и квадраты с вертиальной поляризацией, или с обоих сторон Yagi элементы которых перпендикулярны Земле и т.д. Но даже в этих случаях в зависимости от расстояния и сред, через которые проходят радиоволны (состояние Ионосферы, например солнечный ветер, атмосферы, например дождь или сильная облачность) поляризация вращается относительно земли и относительно нас, на ней стоящих.

В условиях радиообмена низкоэнергетическими сигналами, короче слабыми настолько, что под влиянием описанных выше факторов временами они пропадают вообще, если нам удасться сделать антенну нечувствительную к изменению поляризации, имеющую круговую поляризацию, то мы будем иметь преимущества перед радиолюбителями такой хитрой антенны не имеющими. Физический смысл в том, что в одном и том же месте пространства располагаются две одинаковых антенны, повернутые друг относительно друга на 90 градусов - одна вертикальноя поляризации, другая горизонтальной, впрочем это зависит от того как мы антенну держим. Хи. Сложность только в том что надобно повернуть фазу излучаемого (или принимаемого) сигнала на 90 градусов. Ну и, конечно, не забыть о том, что нам нужно получить всё в одном флаконе - т.е. разъеме. Забегая вперед скажу, что лучше иметь всё-таки две отдельные антенны, а уже в квартире, если нужно, объединить их на один кабель с помощью дуплексера. Это если у вас не серьёзный трансивер с двумя самостоятельными диапазонами, а обычная ручная "ходиболтайка". Но рано или поздно вы оцените независимые антенны. :-) Не мудрствуя лукаво предлагаю вашему вниманию две антенны ручного привода на 144 и 430 мгц, которые будучи собраны на одной траверсе составят конструкцию, напоминающую новогоднюю ёлку. Многие наверняка узнали конструкцию трансформаторов. Да я и не скрываю - конечно это I6IBE. Вместо разъёма пожно подключать 50-ти омный кабель любой длинны.

На рисунке 1 видно, что после разъема идет коаксиальный трансформатор из четвертьволновых отрезков, который просто согласовывает сопротивление кабеля в сопротивление двух паралельно включенных полуволновых диполей-вибраторов (на рисунке видно, что есть еще и рефлекторы) , т.е. трансформатор 1:2, вернее 2:1 . Далее одна антенна запитана четвертьволновым отрезком, а вторая - полуволновым, что приводит в повороту фазы излучаемого (принимаемого) сигнала на 90 градусов. И всё. Т.е выигрыша по усилению, по сравнению с двухэлементной Ягой нет, но теперь нам все равно как "крутится" поляризация сигнала. Мы её не ощущаем. В нашем, космическом, варианте - это огромный плюс. На втором рисунке то же самое с размерами для 435 мгц. Антенны лучше использовать раздельно (можно на одной траверсе, но на расстоянии одна от другой. Лично я считаю что два кабеля - преимущество, хотя можно использовать дуплексер. После всего прочитанного и понятого возникает ощущение дежавю - всё это мы уже проходили на КВ: хочешь иметь связь - надо постараться. Но удовольствие от конечного результата стоит того.

Итак переходим к практической части. Находим деревянный брус со стороной 30-40 мм и длинной не менее 220 мм, предварительно пропитываем его несколько раз каким-нибудь лаком или составом предохраняющим его от влаги и даём как следует высохнуть. Это очень важно - нам нужен максимально хороший диэлектрик:-) Далее готовим контактные площадки в которые под резьбу закручиваем сами элементы, а концы кабелей под саморезы, которые являются одновременно и элементами крепежа. Эти площадки необходимо изготовить из того же материала что и сами элементы, причём толщина их критична: в них с достаточным запасом прочности должны завинчиваться концы элементов, особенно диапазона 144 мгц. Укрепить конструкцию можно оцинковаными контрагайками. Трансформаторы-фазовращатели притягиваются к траверсе пластиковыми хомутами-затяжками или попросту изолентой. Расстояние между двумя антеннами должно составлять не менее 50 см. Лучше больше. Конечно, если антенны изготавливать абсолютно независимыми, то этот шаг пропускаем за ненадобностью. Но тогда у вас возникнет необходимость поворачивать их синхронно. Но мой личный опыт подсказывает следующее. Даже сделав такие непростые антенны, расчитывать на связь на большие расстояния не следует: всё-таки это всего 2 элемента. Таким образом мы предполагаем, что связь вероятнее всего будет когда спутник будет пролетать над нами. Т.е. в зените. А стоит ли тогда поворачивать антенны?

Ответ очевиден. Поэтому антенны собираются на одной траверсе и устанавливаются вертикально. Получается эдакая "ёлка", вращать которую не требуется. Лепесток диаграммы направленности у двухэлементных антенн не уже 70 градусов в обоих плоскостях, поэтому мы получим удовлетворительную зону "обстрела". Коэффициент усиления у такой антенны не будет отличаться от обычной 2-х элементной яги, но приём (выигрыш) в круговой поляризации будет очень сильно (и приятно) отличаться от стандартного варианта. Эту "ёлочку" можно элементарно поднять над землей или крышей если брус выбрать не 2,2 метра, а сколько сможем достать. Или просто удлиннить его, превратив нижнюю часть бума в мачту. Одним словом антенна является подтверждением пословицы "голь на выдумки хитра". Ну или как в народе говорят "из фекалии конфетку". :-) Совершенно очевидно, что эту легкую антенну можно вращать и в такой конфигурации и разбитой на две отдельные антенны. Добавиться только поперечина по краям которой будут установлены две отдельные антенны. Если всё это кажется вам слишком сложным - воспользуйтесь ссылками в начале статьи. Это всё равно будет лучше чем GP. Выбор за вами.

• Назад
• Вперёд

You have no rights to post comments Недостаточно прав для комментирования

Пару постов назад я шутил что Boeing 777 очень любит Icom 7800:-) У них вместо кокпита в кабине пилотов 3 штуки Icom7600 и 3 штуки IC-7800. Но вот, выясняется что Icom больше всех любит NASA. Space Shuttle Endeavor: тут уже Icoms считать следует если не деcятками, то уж никак не штуками..... :-)