Способ доработки трайбендера до пентабендера

[UA3TW]

Роман сделал видео процесса https://mail.rambler.ru/m/redirect?u...f8a7e6c6dade38

[UA3TW]

Сейчас поднял на крышу наш FT-2000 и измерил КСВ его измерителем. Почему - потому что есть сомнения в данных А-330, так как по прямой до антенны ФМ вещалки всего то 270 метров, а моща там есть, может кило четыре. Возможно, что это излучение пересиливает фильтр на диапазонах 12 и 10м. Тем более, что моделирование показывает, что сама антенна хорошо согласуется и хорошо принимает частоты вокруг 100 МГц.
В прошлом году, когда я настраивал другую антенну, таких неприятностей не было, поэтому я проверил задним числом и ту модель, и оказалось, что она невосприимчива к этим частотам, входное ноль Ом, КСВ более 50-ти.
Итак, измерил с помощью FT-2000, но видимо он тоже врёт, так как даёт слишком хорошие числа, практически всё идеально и лучше, чем в модели. Подозреваю, что внутренний КСВ метер трансивера имеет нелинейность и низкую чувствительность до КСВ 1.5 или около, так как при приближении к двойке начинает показывать нормально, на резисторах проверил. Измерял на полной мощности 100 Вт.
Итак, для выяснения истины нужно ещё измерение, думаю, уже когда антенна увезётся владельцу, там можно будет измерять хоть А-330, там помех нет. Другого КСВ метра у нас всё равно нет.

[RA3WDK]

Можно мост собрать и закачать 1-2 Вт в мост. Показания (КСВ) будут намного достовернее.

[RJ3FF]

Подозреваю, что внутренний КСВ метер трансивера имеет нелинейность и низкую чувствительность до КСВ 1.5 или около, так как при приближении к двойке начинает показывать нормально, на резисторах проверил.

Николай, рад приветствовать! Встроенные ( в трансивер) измерители КСВ имеют такую нелинейнось, т.к. предназначены для подачи управляющего сигнала в цепь ALC. При КСВ до 1,5 выходная мощность сбрасываться не должна, поэтому прибор "не замечает" рассогласования.

[UA3TW]

Спасибо, коллеги! У меня сейчас дома интернета нет, так что на форуме только по выходным. А в среду появился, так как удалось вырваться с работы после обеда - не терпелось проверить КСВ с помощью FT-2000. Сейчас занимаюсь метрологией в шэке и ничего не понимаю. Взял FT-950, он оказался немного чувствительней по КСВ, но всё равно, ведёт себя непредсказуемо. Скажем, при эквиваленте 33 Ома, когда КСВ должно быть 1,5 он даёт 1,2 а при эквиваленте 75 Ом, когда тоже КСВ=1,5, он даёт 1,5. АА-330м в обоих случаях даёт 1,5.
Ещё хуже следующее: делаю цепочку из последовательно включенных резистора 52 Ома и разных конденсаторов. Здесь вообще неразбериха: На частоте 24,94 при конденсаторе 330 пФ ММАНА даёт КСВ 1,41, АА-330 даёт 1,17 а FT-950 даёт чистую единицу. Ну и так далее.
Поэтому я решил подвести предварительные итоги на основании некоторых косвенных признаков.
При условии, что искажения измерений по причине мощной наводки от ФМ станции видимо имеют место, можно считать, что КСВ, полученные в трудных диапазонах 12 и 10м, завышены и по факту будут меньше при удалении от вещалки. Но даже завышенные КСВ получаются рабочие, это 1,4 на 12м и 1,7 на 10м.
КСВ же измеренные с помощью FT-2000 вообще практически чистая единица внутри этих диапазонов.
Вот числа КСВ на 12м: 24,89 - 1,05; 24,91-24,95 - 1,0; 24,97 - 1,05; 24,99 - 1,15. Пусть число 1,05 которое даёт FT-2000, сильно занижено и будем считать, что фактически это 1,5, тогда все случаи единичного КСВ с уверенностью можно считать меньше 1,5. То же для 10м, где все измеренные КСВ равны единице, а подьём начинается на частоте 28,55, где КСВ измерено 1,05, далее резкий подъём: 28,575 - 1,25; 28,6 - 1,6; 28,65 - 2,2; 28,7 - 3,0. Эти числа в общем соответствуют числам КСВ из модели ММАНА.
Теперь посмотрим, претерпели ли размеры антенны какие-либо изменения в процессе настройки. 20м - никаких, 17м - оба директора были удлинены по 3см на сторону, также и активный вибратор, но потом эти удлинения были ослаблены отворотом их от осей элементов на 90 град, так как давали перебор. Таким образом 17м оказались в середине диапазона, а исходно были чуть выше. Проволочные директоры пятнашки не менялись, по 2см на сторону был удлинен активный трубочный элемент, и пятнашка встала на место. Для 12м все директоры в конечном итоге оказались удлинены на одну и ту же величину - 10мм на сторону. Десятка пока вообще не трогалась.
Всё это хорошо вписывается в гипотезу, что электрическое укорочение трубных элементов произошло из-за влияния массивных плит крепления этих элементов, тогда как на проволочные элементы плиты заметно не повлияли.
Пока остановлюсь на этой оптимистической ноте, т.е. попадание в модель кажется имеет место, а там посмотрим, что будет, когда антенну установят на мачту и начнут крутить, но это будет не очень скоро.

[UA7D]

Антенна готова, лежит на крыше

Добрый день!Николай а можно фотки поближе?Интересно посмотреть крепление варцов и этих железок?Как варцы подключены?Заранее благодарен!Спасибо за интересную модель антенны!

[UA3TW]

Добрый день, Геннадий! Там где-то было видео, может там видней. Вообще антенна собиралась из остатков снятых прошлым летом четырёх трайбендеров, поэтому я был связан этим конструктивом в части трубных элементов. Там были массивные дюралевые плиты крепления элементов к буму, размер плит 400х120х4, в основном. Где-то есть потоньше. Крепление тоже готовыми U-шпильками, без фасонных сёдел, поэтому при затяжке элементы отгибает, особенно разрезные. Полипропиленовые втулки тоже старые, проработавшие 8 лет, но вполне годятся. Такие большие плиты позволили крепить к ним стойки крепления проволочных элементов и сделать эти стойки многоногие, так как хотелось сделать жестко. Проволочные элементы из биметалла Ф2 долго думал, как крепить, и пока остановился на не технологичном и громоздком способе крепления верёвками, но лучше не придумал. Пассивные элементы (директоры)
в середине имеют небольшой изгиб чтобы пометить середину и на этот изгиб наматывается пара витков медной проволоки и припаивается, чтобы изобразить бугорок, дабы верёвка, которой далее будет крепиться элемент, не могла "просклизнуть" вдоль. Верёвка кстати использовалась старая, стоявшая 8 лет на оттяжках элементов, но удивительно хорошо сохранилась. Верёвками привязывал за этот бугорок, но оттягивал не чисто вверх, а под углами в обе стороны и привязывал к кончикам пластинок длиной 100мм, которые жестко привинчены на концах стоек. Так я планировал избежать движения узла крепления под влиянием тяги вдоль элемента. Концы проволочных элементов крепил к изоляторам из кусков стеклотекстолита толщиной 2-3 мм, причём не делал обратного загиба проволоки, а продевал в два отверстия наподобие меандра. Конечно, это ловля блох, но я не хотел отступать от геометрии модели там, где возможно, так как антенна экспериментальная, чтоб не думалось. Проволоки крепления крепил к изоляторам с другой стороны обычным образом, но эти проволоки всё равно прорисовывал на модели, они иногда чуть-чуть влияют.
Для крепления концов проволочных директоров десятки к трубным директорам 12м диапазона использовались стойки из стеклопластиковой арматуры диаметром 10мм. Они крепились в пазы пропиленные в концах трубных директоров из труб от лыжных палок диаметром 16мм.

[RJ3FF]

Николай, здравствуйте!

На мой взгляд, отклонения измеренных значений КСВ на 2х верхних диапазонах от расчётных вовсе необязательно обусловлены наводками от вещалок.
Согласитесь, это не более, чем гипотеза.
Специально посмотрел, какие передатчики есть в НН:
Радиостанции Нижнего Новгорода, список FM радио в Нижнем Новгороде
Судя по этим данным в Вашем городе есть четыре места, где расположены мачты с антеннами. Точнее:

ул. Белинского, 9а
Конный проезд, 7
Окский Съезд, 8
пр. Гагарина, 25к

По прилагаемым на сайте фото чётко видно, что поляризация на трёх позициях из четырёх вертикальная. Учитывая, что мощность ( данные тоже есть на сайте) не превышает 1000 Ватт, смею предположить, что их излучение едва ли может быть причиной наводок, фатально сказывающихся на точности измерений.

На ул. Белинского, 9а расположены самые мощные передатчики ( до 5000 Ватт ), на фото есть и горизонтальные антенны с похожими габаритами , правда, это могут быть антенны ТВ передатчиков.

Можно , в качестве эксперимента, установив антенну на высоте, гарантирующей отствтствие сильного влияния расположенных над крышей проводов и её рельефа, развернуть её боком к ближайшему предполагаемому источнику наводок и сравнить показания.

Можно, так же состряпать маленький ФНЧ . Третьего порядка хватит выше крыши.

Если, всё же , выяснится, что , действительно, есть существенное отклонение импедансов от расчётных придётся решать т.н. обратную задачу.

Что касается моего опыта, MMANA не раз подсовывала такие сюрпризы в сложных антеннах. Особенно в трёх- и пятидиапазонных. На практике всегда поступали так: брали прибор вроде АА30, или АА54. Приводили реактивное сопротивление в нужном диапазоне в божеский вид, подрезая соответствующий вибратор. Это нужно делать обязательно, т.к., если jX хотя бы вдвое превышает R, точность измерения R заметно ухудшается ( особенно у MFJ) .

Затем мы снимали зависимости R и jX от частоты, строили график по семи - девяти точкам, и, учитывая форму полученных графиков - абсолютные значения R, сдвиг графиков влево-вправо, положение экстремумов ( если есть) и наклон кривых , решали ту самую обратную задачу. То есть при помощи моделировщика выясняли, как можно "испортить" антенну, чтобы получить именно такого рода отклонения.

На первый взгляд, такой подход выглядит сложным. Но, скажу , полагаясь на практический опыт доведения до ума расчётных моделей, задача вполне решаемая. Особенно, если не стоит вопрос о достижении высоких ( 30 дБ и выше) уровней подавления тыла - в этом случае точность нужна очень большая.

Прошу прощения за , возможно, излишнюю назойливость. Желаю удачи в окончательном завершении настройки. Жду новых сообщений, 73!

[UA3TW]

Владимир, добрый вечер! Конечно, гипотеза. До антенны вещалки 270м по прямой, не до башни, а непосредственно до антенны, измеряли оптическим дальномером. Башня имеет высоту более 100 м, поэтому сигнал приходит под углом. Если посмотреть на фото, где антенна вертикально, то видно, что Вадим отбрасывает тень. Если провести перпендикуляр к этой тени, направленный влево, то это будет направление на башню.
Почему возникла эта гипотеза - показания КСВ на 12м были нестабильны. Снимая одну и ту же кривую в разное время, с интервалом 2-4 часа, я получал кривые по КСВ с разным пъедесталом, как будто КСВ-метр имеет дрейф параметров. Далее снимая кривые КСВ для различных сочетаний длин директоров, перебираемых по определённому закону, я ожидал нащупать тенденцию. Поясню. Перебирал длины четырёх директоров, добавляя одну и ту же величину в 10мм на сторону, по обычной двоичной системе, т.е. 0000, 0001, 0010, 0011 и т.д. т.е всего 16 комбинаций. Далее я ожидал выбрать лучшую получившуюся кривую, взять уже её в качестве исходной и повторить процесс, промерив ещё 16 комбинаций. Однако кривые снизу упорно упирались в пъедестал, который подпирал снизу и плавал во времени, то он был минимум 1,4 , то 1.7 в числах КСВ, я уже не говорю, что КСВ зависел от настройки фильтра, которая также плыла во времени.
Надо бы конечно изготовить простенький ФНЧ, но я уже такие вещи не делаю, стар стал и ленив.
После того, как я измерил КСВ трансивером, я воспрянул, но до тех пор, пока не проверил уже ксв-метр самого трансивера, тут я снова сник. Думал, что раз фирменный трансивер имеет расставленные деления на шкале КСВ-метра, то они что-то значат, а оказалось, что нет.
Сейчас я уже выбрал лимит времени на этот проект, так что подожду установки антенны на место, там посмотрим. Если бы я сразу занялся проблемой точного измерения КСВ, я бы не потратил месяц зря и может сумел бы надежно настроить. Антенна всё равно экспериментальная, будем считать, что это НИРовский макет, на котором можно заодно и работать. Про обратную задачу, если я правильно понял, я тоже пытался - подгонял модель под отснятую реальную кривую КСВ, чтобы потом видеть, в какую сторону что менять, чтобы улучшить. Но для этих в общем то правильных потуг надо было сначала наладить надёжное измерение КСВ, а сейчас время упущено. Возможно позднее появится шанс повторить настройку на рабочем месте.
Спасибо за обсуждение, надеюсь и в дальнейшем не промолчите. Без обратной связи очень тяжело. Да, адрес вещалки пр.Гагарина 25к, там по крайней мере один 4-х киловаттник и ещё несколько киловаттников, спасибо за ссылку.

[RA3WDK]

Николай, я несколько УКВ антенн проверял подобным способом, поднимая их вверх, а под рефлектор подставлял полутораметровую стеклопластиковую трубку (это 3/4 длины волны получалось). Но вот смотрю на фото и сомневаюсь, что имея крышу в ближнем поле антенны, КСВ обязан быть таким, как в моделировщике.
Когда я делал трайбендер, антенна на высоте 4 метров над землей уже имела реактивность около нуля на серединах CW участков, далее, при подъеме, они слегка сдвинулись и активное сопротивление выросло до 50 Ом. Практически не настраивал.
С пятибендером пришлось около часа повозиться с 18, 24, 28 - больше всего с 18 МГц, подбирал по 2 см (вдвигал трубки на активном элементе).

Неделю назад приобрел себе векторник (VNA SWR-1) - измерения совпали, другой вопрос, что потратил бы намного меньше времени на настройку, из-за того, что прибор сам бы считал значение реактивности.
До этого пользовался самодельным мостом с возможностью измерять реактивность (точнее определять замещающую емкость и по ней досчитывать реактивность). Мощность на диагонали моста около полуватта - КТ606 по моему на выходе я ставил, ему уже лет 20. Но это мост, а векторник компактнее и удобнее. (брал его для НЧ антенн, т.к. с согласованием возиться под антенной придется снова в этом году).
А это мой "старый чемодан" -

[UA3TW]

Спасибо, Иван. У меня есть самодельный мост, ему нужен внешний генератор. Иногда я использую для этого ГСС, иногда свой 5-ваттный трансивер. Но в данном случае даже не пробовал, вроде зачем, когда есть фирменный АА-330м да ещё с фильтром.
Моделирование показывает, что если антенна стоит "на попа", то даже на 20м, где рефлектор лежит на крыше, КСВ практически не отличается от КСВ в свободном пр-ве. А уж на 12м и подавно - там рефлектора вообще нет, и элементы от крыши на приличном расстоянии. Американцы часто так проверяют яги.
Дело еще вот в чём, что когда накапливаются косвенные "улики", вы начинаете чувствовать, что что-то не так, и когда это превышает критическую массу, появляется практически уверенность, что что-то не так. Я не могу все перечислить, но если быть на моём месте, любой бы почувствовал.
Нашел я хороший аргумент в пользу гипотезы,что дело в наводке:
Диапазон 10м, измеряю КСВ прибором АА-330м. 27,85 - 2; 27,9 - 1,9; 28,0 - 1,76; 28,05 - 1,76; 28,1-28,3 - 1,7; 28,35-28,45 - 1,76; 28,5 - 1,8; 28,55 - 1,95; 28,6 - 2,5
Измерял не один раз, другие кривые идут чуть выше, минимальное значение например 1,8 вместо 1,7, как я говорил, есть плавание, но я выбрал наилучшую попытку.
Измеряю ту же антенну с помощью FT-2000. 28,0 - 1,0 и так до 28,55, где КСВ 1,05; 28,575 - 1,25; 28,6 - 1,6.
Если бы АА-330 измерил правильно, то при КСВ 1,7 FT-2000 при всей своей тупости никак бы не показал чистую единицу, он уже стал бы заметно шевелиться, дал бы может 1,2 - 1,3 а ведь стрелка вообще не шевелится.
Так что буду ждать отправки и установки.

[RA3WDK]

Николай, трансивер не может являться измерительным прибором по многим причинам, в частности, что сам датчик находится не сразу на антенном разъеме, а через последовательность определенных цепей, реле и т.д. , а значит какая то трансформация сопротивления присутствует.
Поэтому однозначной зависимости в показаниях найти и не удается. Или фильтр к А-330 придется делать или придется доставать самодельный мост, тем более, что к точке питания антенны можно подключиться без кабеля.
Я вижу в таком случае следующую последовательность действий:

- сделать балун к мосту (это может быть трансформатор, потери нас мало волнуют, т.к. это питание диагонали моста)
- сделать несколько нагрузок, 50 Ом и переменную нагрузку (это переменный безиндукционный резистор + переменная емкость)
Мост можно сделать за пол часа - причем референтная нагрузка должна подключаться отдельно, это наиболее удобно.
К примеру - как я сделал NWT RA3WDK Home Page

Выход моста может быть организован сразу на детектор с большим микроамперметром (видно показания метров с 5), а можно
кабелем ( на котором установить еще один токовый балун) вниз от антенны до ВЧ вольтметра (Ц-шки с диодом).

Получается, что в данном случае мы сравниваем с помощью моста референтное сопротивление с сопротивлением антенны.
Придется побегать по крыше, померять емкость, попересчитывать емкость в импеданс. Получим не абстрактные цифры КСВ, а реальный импеданс антенны на нужных частотах.

VNA позволяет все это сделать быстрее, но если бы его присоединить к антенне и антенну поднять на рабочую высоту, общаться с VNA по Bluetooth c ноута - мало какие позволяют это делать. Тогда кабель измерительный+балун закалибровать и по все тоже самое, но с земли.

Для меня КСВ - это уже результат, а исходные данные - импеданс, иначе настройка сложной антенны превращается в преферанс (угадывать карты, а если еще и все пасуют, не открывают - то совсем много считать нужно ).

P.S. можно в MMANе просчитать результат подключения небольшой емкости к зажимам антенны и проверить в эксперименте - что покажет А-330.

[UA3TW]

Как я говорил, мост у меня есть и я бы мог им измерить, кабель от антенны у меня калиброван на целое число полуволн на 3- бэндах - 20,15 и 10м. Но пока я ничего не буду делать, до тех пор, пока антенна не вынесется за пределы вещалки.
Я хотя и занимаюсь плотно антеннами с 2003 года, но потребность точно измерять КСВ возникла у меня только второй раз за всё время, так как прежние антенны были не столь критичны и сразу попадали в модель, не требуя настройки.
Первая антенна, которая потребовала настройки, была прошлым летом, это трехдиапазонная HB9CV с переключением вперёд-назад, но с ней никаких проблем по измерению КСВ не было.
Когда я стал заниматься теперешней антенной, я подумал, а почему же с предыдущей антенной не было проблем. Тогда я в файл предыдущей антенны подставил частоту 100 МГц и увидел, что входное равно нулю а КСВ больше 50-ти.
Это значит, что та антенна была очень невосприимчива к сигналу ФМ вещалки. Когда я поставил частоту 100 МГц в файл теперешней антенны, я увидел, что входное 12 Ом, КСВ =4, и хорошая всё собирающая ДН, так что большое напряжение наводки очень вероятно.

[UA3TW]

Сейчас пришла в голову одна простая мысль и я её реализовал. Есть у меня хороший эквивалент 75 Ом. Я его подпаял к разъёму и воткнул в АА-330м, через фильтр, так как антенну мерил через фильтр, и получил КСВ на 28,3 = 1,6. Почему не 1,5 - не знаю, может, концы длинноваты или сопротивление не точно 75 Ом, дело не в этом. Далее тот же разъём с эквивалентом прикрутил к FT-2000 и измерил КСВ, подав 100Вт, на той же частоте, 28,3, получил КСВ=1,35.
Спрашивается, если АА-330 даёт на реальной антенне на этой частоте 1,7 - 1,8, а FT-2000 даёт чистую единицу, то в чём дело? Думаю, что в наводке от вещалки.

[RA3WDK]

Сейчас пришла в голову одна простая мысль и я её реализовал. Есть у меня хороший эквивалент 75 Ом. Я его подпаял к разъёму и воткнул в АА-330м, через фильтр, так как антенну мерил через фильтр, и получил КСВ на 28,3 = 1,6. Почему не 1,5 - не знаю, может, концы длинноваты или сопротивление не точно 75 Ом, дело не в этом. Далее тот же разъём с эквивалентом прикрутил к FT-2000 и измерил КСВ, подав 100Вт, на той же частоте, 28,3, получил КСВ=1,35.
Спрашивается, если АА-330 даёт на реальной антенне на этой частоте 1,7 - 1,8, а FT-2000 даёт чистую единицу, то в чём дело? Думаю, что в наводке от вещалки.

Судя по тесту - прибору А-330 и фильтру можно доверять, а трансивер занижал показания КСВ. 1,6 вполне может быть при 75 Ом нагрузке.