Антенна 'полевого дня'

**4Z5LF** · 16.04.2008, 17:18

Антенна представляет собой вертикальный полуволновый диполь, питаемый с нижнего конца. Достоинства антенны: простота конструкции, прижатая к земле диаграмма направленности и отсутствие жёстких требований к качеству заземления (в принципе, антенна может работать вообще без заземления). Недостаток - она однодиапазонная. И хотя она может использоваться с тьюнером на других диапазонах, её эффективность на них заметно ниже, чем на основном диапазоне.
Конструкция антенны для работы на 20-метровом любительском диапазоне схематически показана на рисунке. Основой антенны служит раздвижное углепластиковое удилище 1, составленное из частей двух комплектов удилищ - 8-метрового и 6-метрового. На удилище навит с большим шагом (только чтобы держался) отрезок монтажного провода 2 диаметром 1,5 мм (по меди) и длиной 10,1 м. Удилище установлено на дюралюминиевой стойке 3 высотой 3 м. Стойка вставлена в отрезок водопроводной трубы 4, забитой в землю на глубину примерно 0,5 м. Для согласования входного сопротивления антенны с 50-омным выходным сопротивлением трансивера применён короткозамкнутый четвертьволновый шлейф 5 из коаксиального кабеля. Тип кабеля и его волновое сопротивление не играют особой роли, а размеры шлейфа указаны ориентировочно, и подбираются при настройке антенны по минимуму КСВ в питающем 50-омном кабеле. Для подавления высокочастотного тока во внешней части оплётки шлейфа использована ферритовая трубка 6, широко применяемая в компьютерной технике.
Описание антенны для программы-моделировщика MMANA дано в приложении. Для учёта сопротивления растеканию высокочастотного тока с заземлителя в землю введена омическая нагрузка 300 Ом. Реальное сопротивление заземления в почвах нашей местности может колебаться в широких пределах - от 100 до 1000 Ом, однако это мало влияет на параметры антенны, в чём и состоит одно из преимуществ полуволнового диполя при питании с конца. При размыкании короткозамкнутого конца шлейфа антенна превращается на 40-метровом диапазоне в заземлённый четвертьволновый вибратор, который из-за больших потерь в цепи заземления имеет широкую резонансную характеристику, т.е. фактически является апериодической антенной. На остальных диапазонах она работает как нерезонансная апериодическая антенна с невысоким к.п.д.
Антенна предназначена для работы в полевых условиях во время предстоящих 19-го апреля соревнований Holyland Contest. При испытаниях в стационарных городских условиях получены хорошие рапорты от европейских и азиатских корреспондентов.

Вертикал 0,5 волны питаемый с конца
*
14.15
***Wires***
2
0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 3.0, 0.01, -1
0.0, 0.0, 3.0, 0.0, 0.0, 13.08, 8.000e-04, -1
***Source***
1, 1
w2b, 0.0, 1.0
***Load***
1, 1
w1b, 1, 300.0, 0.0
***Segmentation***
800, 80, 2.0, 1
***G/H/M/R/AzEl/X***
2, 0.0, 1, 3180.0, 120, 60, 0.0
###Comment###

**UN7CI** · 16.04.2008, 19:15

Уважаемый Юрий.
Представляет практический интерес уже готовый Ваш фаил в ММана, который можно опубликовать так:
В ММана: - Фаил - Сохранить как - место хранения.
Затем на самом файле: - правой мышкой - Добавить в архив RAR ...
И теперь этот упакованный файл вкладываете в расширенном режиме, как обычно...

**4Z5LF** · 16.04.2008, 21:37

Спасибо, Борис! Я это сделаю через несколько дней, после того как 4Z5PN поработает с этой антенной в соревнованиях Holylnd Contest. Мы уже выбрали местечко в 40 км от нашего города Ашкелона, там как раз смыкаются 4 "квадрата" на диплом. Кстати, мой позывной 4Z5LF, ex UF6UA, UF6VAI

**UA3VFS** · 16.04.2008, 22:40

Сообщение от Юрий Басин

Конструкция антенны для работы на 20-метровом любительском диапазоне схематически показана на рисунке. Основой антенны служит раздвижное углепластиковое удилище

Углепластик проводник! Делать на нем антенны нельзя.

**4Z5LF** · 17.04.2008, 08:30

Сообщение от UA3VFS

Углепластик проводник! Делать на нем антенны нельзя.

Ну почему же так прямо "нельзя"?! Графитированный углепластик, из которого делают удилища, имеет электропроводность на несколько порядков ниже, чем медь, из которой делается провод антенны. Так что в принципе можно применять даже голый провод, тем более в изоляции. А потери, вносимые углепластиковой опорой антенны - пустяк по сравнению с потерями в самом проводе, в согласующем устройстве и т.д.

**UB5G** · 17.04.2008, 13:05

Что-то эта антенна мне смутно напоминает "Однодиапазонную антенну быстрого развертывания", http://www.cqham.ru/antenna46.htm которую уже неоднократно обсуждали ... ???

Здесь есть вариант антенны дл Полевого дня - http://www.aa5tb.com/efha.html

**UR0GT** · 17.04.2008, 14:34

Уважаемый Юрий.
Пробовал засовывать J-антенну диапазона УКВ в отрезок углепластиковой удочки. Антенну пришлось подсогласовать и удалось получить КСВ близкий к 1. Но уровень сигнала стал примерно на 6 дБ ниже, чем был без углепластика. На КВ потери в углепластике будут меньше, но всё равно ощутимые.

И потери в применённом Вами кабельном согласователе будут очень большими.
Входное сопротивление антенны, согласно вашей модели, составляет 3200 Ом. Следовательно, в отрезке 50-омного кабеля между короткозамкнутым "аппендиксом" и антенной, КСВ будет очень высоким: 3200/50 = 64. Соответственно и потери в этом отрезке будут очень большими. Можете их сами посчитать, если известны параметры кабеля, исходя из формулы 3.2.12 приведённой тут:
http://www.qslnet.de/member/dl2kq/ant/kniga/326.htm
Вот что говорит по поводу такого способа согласования полуволновых излучателей запитанных с конца Игорь Гончаренко DL2KQ, дословно:
«Это, кстати, поразительно глупое (и это еще самое мягкое определение) решение - использовать коаксиал для согласования J-антенны. При тех КСВ тепловые потери в коаксиале крайне велики. Например, на частоте 7 Мгц даже весьма толстый и приличный коаксиал RG213, будучи использован для согласования J-ки при физической длине кабеля 6,7 м (электрические четвертьволны на 7 МГц) имеет КПД лишь 45%. А тонкий RG58 в тех же условиях - от силы 25%. Остальное в тепло. Согласователю с таким КПД грош цена, оттого я и назвал это решение поразительно глупым.
Кстати, у многих, кто повёлся на такое согласование, кабель просто сгорел. Еще бы - даже в лучшем случае половина мощности ТХ греет и плавит кабель.
В общем, для согласования J-ки - надо юзать ТОЛЬКО двухпроводку (они в тех же условиях имеют КПД хорошо за 90%), а про коаксиал в этом месте забыть как страшный сон.»

73 Николай

**4Z5LF** · 17.04.2008, 18:53

Спасибо, Николай! Ну, во-первых насчёт в.ч. потерь в углепластике. Конечно они есть, но уж очень удобна для быстрого развёртывания конструкция антенны с телескопической удочкой. С точки зрения потерь вертикал тоже не самое лучшее решение, особенно в условиях сухой песчаной и каменистой почвы с низкой электропроводностью, которая характерна для Израиля. Но тут приходится выбирать, что важнее. Ребята собираются послезавтра поездить и "закрыть" несколько квадратов в соревнованиях Holyland Contest. Для такой оперативной смены места в полевых условиях мне ничего не пришло в голову лучше, чем то, что я описал.
Насчёт потерь в согласующем шлейфе - да, это серьёзно. Я их только сейчас прикинул с Вашей подачи и удивился, насколько они велики. Правда, у меня неплохой кабель, по параметрам где-то близкий к RG213 (он без маркировки), но если бы я с самого начала сообразил посчитать потери, я бы конечно применил двухпроводную линию. Сегодня что-то переделывать уже поздновато. Должен сказать, что я несколько дней работал из дома на эту антенну с выходной мощностью до 100 ватт (трансивер TS-440) и не заметил в рапортах корреспондентов особой разницы между ней и своим стационарным асимметричным диполем (горизонтальным). В полевых условиях трансивер будет тот же.
Я ещё подкорректирую свою заметку по результатам работы в полевом дне.
73! Юрий 4Z5LF

**4Z5LF** · 17.04.2008, 19:29

Константин, спасибо за ссылки. К сожалению, по первой ссылке мне зайти не удалось, не открывается. А по второй со статьёй AA5TB могу только сказать, что автор зациклился на согласующем устройстве с параллельным контуром, которое для полевых условий не очень подходит: это должна быть прочная коробка с катушкой и конденсатором, ручку которого надо крутить. Мне больше нравится J-вариант с согласующим шлейфом на основе двухпроводной линии, поскольку Николай UR0GT только что убедил меня, что использованный мной кабель приведёт к большим потерям.
73! Юрий 4Z5LF

**UB5G** · 17.04.2008, 20:23

Сообщение от Юрий Басин

Мне больше нравится J-вариант с согласующим шлейфом на основе двухпроводной линии

Здравствуйте, Юрий !
Несколько раз встречал в Интернете такую антенну, но ниразу не видел в описании такого размера, как расстояние между проводами шлейфа или расчет этого расстояния исходя из толщины проводов двухпроводной линии.

P.S. Касательно углепластиковых удочек, то у нас с этим проще ;-)
На рынке в основном продают дешевые китайские удочки из СТЕКЛОпластика.

**4Z5LF** · 17.04.2008, 20:52

Для расчёта любых коаксиальных и симметричных линий питания антенн Борис UN7CI предлагает отличный специализированный калькулятор. Я не могу дать на него ссылку из-за странного запрета модератора, зайдите по дате 23.03.2008, 17:18

**RW1QZ** · 17.04.2008, 23:58

Здравствуйте.
Что-то тут не так, уважаемые.

Причем тут КСВ в фидере четвертьволновой линии.
А что если такая модель.

**4Z5LF** · 18.04.2008, 01:17

Меня что-то одолели сомнения по поводу таких больших потерь в кабельном согласующем шлейфе. Им вроде бы неоткуда взяться. Одно дело в достаточно длинной рассогласованной кабельной линии, где есть несколько пучностей тока, и в каждой пучности ток может многократно превышать ток источника. А в случае четвертьволнового отрезка, используемого в качестве согласующего трансформатора, максимальный ток будет протекать через короткозамкнутый конец. И если точка питания достаточно близка к нему (большой коэффициент трансформации), то максимальный ток будет мало отличаться от тока источника. Можно сделать лихое допущение, что ток одинаков по всей длине четвертьволнового отрезка (хотя к открытому концу шлейфа он намного меньше). Но и тогда потери будут такими же, как в согласованном кабеле, т.е. 1-2% на метр длины шлейфа, а никак не половина мощности источника. Вообще понятие КСВ и формулы, приведенные у Игоря Гончаренко для расчёта потерь в рассогласованной линии, здесь неприменимы. А его яркие высказывания по поводу кабельных согласователей для J-антенны надо отнести к его темпераменту и литературному таланту :-) И почему вдруг коаксиальный кабель оказался так плох по сравнению с двухпроводной линией? Что в них такого принципиально разного при передаче в.ч. энергии?

Добавлено через 20 минут
Сергей, спасибо! Вы абсолютно правы, КСВ здесь не причём, и я об этом написал. Вашу модель антенны я посмотрел, я такую тоже делал. У меня вызвал сомнение именно кабельный согласователь, потому что авторитетный DL2KQ приписал ему большие потери. Потом я подумал, что применять к нему формулу, основанную на понятии КСВ, здесь просто нельзя: в четвертьволновом отрезке нет ни стоячей, ни бегущей волны, это просто резонатор, колебательный контур. И никаких чудовищных потерь в нём нет :-)
73! Юрий 4Z5LF

Хочу ещё добавить. Этот вопрос обсуждается здесь не в первый раз. Не могу дать ссылку с указанием URL (мне запрет как новичку!), но вот Владимир И. писал 02.10.2004 01:08 "Рассматривать короткозамкнутый четвертьволновый отрезок кабеля как длинную линию и считать в нем КСВ как отношение сопротивления нагрузки к волновому сопротивлению кабеля не совсем корректно." (конец цитаты). Я считаю, что совсем некорректно. А что касается каких-то особенно больших потерь (половина мощности), то я не вижу причины их возникновения. Может мне их кто-то указать, но не формально со ссылкой на математические построения, а физически, "на пальцах"? Кстати, и у Владимира И., и у Игоря Гончаренко сказано, что у кого-то там сгорело кабельное СУ, но если в короткозамкнутый кусочек кабеля RG58 длиной полметра засандохать киловатт, то конечно сгорит как миленький :-)