Reddit — погрузитесь во что угодно
Привет всем:
Просто хотел поделиться проектом антенны, над которым я работаю. Концепция представляет собой наземную (1/2 метра над землей) каркасную щелевую антенну с вертикальной поляризацией. Эта антенна предназначена для использования в чрезвычайных ситуациях или для полевого дня в местах (например, на пляже или на парковке), где деревья или другие вертикальные опоры недоступны.
Антенна изготовлена из шести пятифутовых отрезков медной трубы диаметром 1/2 дюйма, четыре из которых свинчены или соединены друг с другом механически, чтобы получить длину 10 футов (3,3 метра); а два других соединяются деревянным дюбелем и муфтой из ХПВХ (чтобы сделать точку подачи изолированной). Три секции медных труб по 10 футов монтируются вертикально (я устанавливаю их на 1/2-дюймовые деревянные дюбеля, утопленные в быстротвердеющий бетон в пластиковых ведрах). А затем вдоль верхней и нижней части медных труб я протягиваю акустический провод 16-го калибра.
Две медные трубы на концах около 30 футов (9.5 метров) друг от друга, но расстояние не критично. Антенна питается от 300-омного двойного провода и требует антенного тюнера (хотя с балуном 4: 1 он резонирует на расстоянии около 15 метров / 21 МГц).
Результат в основном такой же, как у каркасной щелевой антенны G3VCG для КВ, но перевернутой на 90 градусов. Поляризация антенны должна быть вертикальной, даже если ее длина превышает высоту.
Это должно работать нормально на диапазонах от 20 до 10 метров, а также может работать на 40 и 30 метрах. Я не пробовал это на 80, но я предполагаю, что это просто безумие. На 6 м диаграмма распадается, как и в случае с диполем, на несколько лепестков.
Преимущества этой конструкции:
Должна обеспечивать диаграмму направленности, подобную диполю, без необходимости располагаться очень высоко над землей. На самом деле, вы могли бы превратить это в «яги», поместив четвертьволновый монополь (с радиалами) на 1/4 волны или около того позади него.
В противном случае он имеет двунаправленный шаблон. На более высоких частотах (28 МГц) лепестки должны быть довольно плотными и быть конкурентоспособными с двухэлементным яги с точки зрения усиления (хотя и без усиления вперед-назад). Вы можете вращать узор, просто перемещая ведра по земле. Не такой элегантный, как яги с ротором, но достаточно простой, особенно если у вас есть дети-хихи.Угол места должен быть относительно низким, как у наземной вертикальной антенны.
При отвинчивании медных стержней эта антенна превращается в упаковку, достаточно маленькую, чтобы ее можно было бросить на заднее сиденье автомобиля (если бы вы использовали что-то менее громоздкое, чем заполненные бетоном ведра, вы, вероятно, могли бы сделать ее достаточно маленькой для пеших прогулок) .
В противном случае он имеет двунаправленный шаблон. На более высоких частотах (28 МГц) лепестки должны быть довольно плотными и быть конкурентоспособными с двухэлементным яги с точки зрения усиления (хотя и без усиления вперед-назад). Вы можете вращать узор, просто перемещая ведра по земле. Не такой элегантный, как яги с ротором, но достаточно простой, особенно если у вас есть дети-хихи. Основным недостатком этой конструкции является то, что для нее действительно требуется ручной антенный тюнер. Выше 20 метров автоматический тюнер и балун 4:1, вероятно, будут работать, но ниже 20 метров определенно потребуется больший диапазон ручного тюнера.
Как уже отмечалось, он должен нормально работать только с балуном 4:1 на 15 м (КСВ с фидером 300 Ом в точке фидера составляет 2:1). На других частотах (особенно на 20 м и ниже) КСВ в точке подачи будет очень высоким (около 20:1 на 20 м и около 400:1 на 40 м).
И, конечно же, если у вас есть доступ к полезному дереву, вы можете повесить его вертикально, что будет иметь горизонтальную поляризацию и, конечно же, даст вам преимущества усиления по земле. Так, как изначально задумал G3VCG.
Ссылка на G3VCG: https://www.dhars.org.uk/members_pages/G3VCG/HF-Sleleton-slot/
Фото: https://imgur.com/mD1PcUz
Схематический вид (в MMANA): https ://imgur.com/Pr1NCuV
Каркасно-щелевая антенна: мифы и реальность
Судя по зарубежной любительской литературе, скелетонно-щелевая антенна популярна на частотах выше 20 МГц. В опубликованной статье предпринята попытка ответить на вопрос – изложенная в ее литературе директива усиления верна.
В книгах по УКВ-антеннам неоднократно описывалась так называемая скелетно-щелевая антенна, и все без исключения публикации сообщали о ее очень высоких характеристиках, большом коэффициенте направленного действия (КНД), широкой полосе пропускания и простоте настройки.
Идея предлагаемой антенны Дж. Ramsey еще в 1949 г. [1], конструкция, показанная на рис.1, взята из [2]. Активный элемент антенны состоит из трех параллельных полуволновых диполей, расположенных в три этажа друг над другом. Для уменьшения габаритов антенн концы верхнего и нижнего диполей загнуты под прямым углом по направлению к среднему диполю и соединены с ним. От него и возбуждаются.
Средний диполь изготовлен из разъемного и спаренного с согласующим четвертьволновым проводом провода, одновременно используемого для крепления рефлектора. Отражатель выполнен волновым каналом в виде одиночного вибратора, электрическая длина которого больше нескольких полупериодов. Размеры антенны в длинах волн и значения коэффициента скорости k, зависящего от диаметра проводников (труб) d, приведены на рис. 1. Перемещая точку питания по ХХ двухпроводной линии, для изменения входного сопротивления антенны антенны от нуля (около рефлектора) до примерно 400 Ом (в точке YY около активного элемента).
Распределение тока в активном элементе показано на рис. 2. Видно, что пучности (выступы) тока располагаются ровно посередине горизонтальных частей элемента, образуя трехэтажную синфазную систему. В вертикальных частях активного элемента токи малы и направлены навстречу друг другу. Кроме того, здесь четыре узла тока, поэтому излучения вертикальных участков в дальней зоне нет. Напомним, что в дальней зоне практически полностью формируется диаграмма направленности антенны. Расстояние до дальней зоны составляет несколько длин волн. Оно тем больше, чем больше направленность антенны.
Активный элемент каркасно-щелевой антенны также можно представить в виде двух квадратных совмещенных одной стороны и точек питания. Однако по сравнению с двумя полноразмерными квадратами периметр активного элемента скелетной щели антенны несколько меньше, вероятно, из-за укорочения действующей емкости между вертикальными проводниками изделия. Аналогичная антенна предложена К. Харченко [3], но питается она двумя квадратами от углов и совмещена точками питания.
Из простой скелетно-щелевой антенны получается недостаточно эффективный рефлектор. Для устранения этого недостатка отражатель выполняется точно так же, как и активный элемент (в идентичной трехэтажной конструкции вибраторов). Двухпроводную линию сейчас нельзя разместить между элементами, но никто не мешает провести их в плоскости каждого элемента до точки с нулевым потенциалом посередине нижнего горизонтального вибратора.
Что происходит после этой модификации, показано на рис. 3. Размеры элементов остаются прежними, а расстояние между активным элементом и отражателем уменьшается до 0,18. У этой антенны есть еще одно преимущество. Перемещая по паре линий закорачивающие перемычки, элементы можно настроить на нужную частоту, а передвигая перемычки рефлектора, легко настроить антенну на максимальный КНД или соотношение излучений вперед и назад.
Для такой двухэлементной антенны, описанной в [2 и 4], сообщается о необычно высоком КНД 14…16 дБ! Если бы вторая из этих книг не была серьёзным изданием, то можно было бы всё-таки махнуть рукой и не воспринимать эту цифру всерьёз.
Чтобы получить четкий ответ на вопрос о КНД, был проведен эксперимент в диапазоне 432 МГц. Элементы были согнуты в соответствии с рис. 3 отрезками медной эмалированной проволоки диаметром 1,5 мм, соединением пайки, а с проводников линий в местах установки охранных перемычек и кабельных соединений зачищена изоляция.
Антенна настраивается достаточно легко и быстро, просто, на максимальное излучение в основном направлении. При заданных размерах на частоте 432 МГц расстояние замыкающей перемычки от основания двухпроводной линии для настроенной антенны получилось таким: рефлектор 43 мм, активный элемент 28 мм. Расстояние до точки подключения кабеля 50 Ом составляло 70 мм.
При настройке максимального КНД выявлена небольшая задняя доля. Регулируя рефлектор, его можно подавить практически полностью.
Излучение в стороны, вверх и вниз отсутствовало.
КНД, точнее коэффициент усиления антенны, равный произведению направленности на КПД, определялся следующим образом: на показателе отмечался уровень сигнала, генерируемого антенной в основном направлении, затем вместо антенны на к силовому кабелю был подключен полуволновой диполь, расположенный в одной точке пространства. Уровень сигнала от генератора был улучшен достаточно, чтобы получить на индикаторе те же показания. В пересчете на аттенюатор генератора изменение уровня сигнала численно равно коэффициенту усиления антенны относительно полуволнового вибратора. Для этой антенны он был равен 7 дБд. У относительно изотропного (всенаправленного) излучателя она будет больше на 2,15 дБ и составит около 90,2 дБи.
Обратите внимание на буквы d и i в условном обозначении дБ – в литературе по антеннам так принято указывать, на каком из излучателей измеряется КНД. Ширина луча на половинной мощности составляла в горизонтальной плоскости (по азимуту) около 60° и в вертикальной плоскости (по углу места) около 90°.
