J-согласование НЧ антенны

**UA3BM** · 18.12.2003, 22:12

Соорудил 5 элементов Yagi на 40 м, растянув элементы между 2-я 17-этажными домами. Результат обалденный: по сравнению с 42 метровым слопером выигрыш до 5-и баллов!
Одна проблема – кабель (от середины вибратора до моей квартиры) болтается перед окнами соседей. Пока зима – не страшно, но летом могут оторвать.
На счастье попалась на глаза статья об НЧ- антенне, вибратор которой запитывается в конец при помощи J- согласования. Кабель питания при этом идет вдоль растяжки вибратора к стене дома, а затем вдоль стены в радиорубку. Все красиво, ничего не болтается перед носом. Однако в этой статье ничего не говориться о настройке вибратора в резонанс, а ведь это необходимо сделать, перед тем как приступать к настройке J-согласования.
Вопрос:
1) Как настроить в резонанс вибратор, запитываемый с конца (входное сопротивление, по расчетам, Z=1400-700j Ом)? Для понимания проблемы сообщу, что вибратор висит на высоте около 65 м и ближний конец находится на расстоянии 20 м от стены дома.
2) J-согласующее устройство предполагается сделать из 50-Ом коаксиала. Подскажите, как лучше произвести операцию по настройке согласования?

Заранее благодарю,
Андрей

**Владимир И.** · 19.12.2003, 01:16

Часть оттяжки вибратора можно выполнить из открытой двухпроводной линии , замкнутой перемычкой на расстоянии 1/4 длины волны от места подключения к вибратору- получится обычная J- антенна "горизонтального исполнения" и не нужны изоляторы. Перемещением перемычки можно настроить вибратор в резонанас. Кабель подключается ближе к кроткозакнутой части четвертьволнового отрезка линии. Место подключения выбиратеся по минимуму КСВ. Собственно, ничего нового... делал что-то подобное. Более того, место положение перемычки и место подключения кабеля, выполненных с момощью пружинящих контактов, регулировал с помощью системы обычных рыболовных лесок прямо с балкона... после этого все снимается и пропаивается или просто фиксируется с помощью винтовых зажимов. Только не совсем понятно почему у вибратора Z=1400-700j Ом.... при настройке в резонанс у вибратора не должно быть реактивной составляющей...или я ощибаюсь?
73!

RA6HR · 19.12.2003, 15:31

А почему бы не попробовать запитку вибратора с помощью 1/4 трансформатора выполненного из РК.
Конечно -700j Ом это всего лишь проделки моделировщика, связанные с помещением точечного источника в конец проводника

**RN6L** · 19.12.2003, 23:08

Лучше все таки не делать шлейф из коаксиала. Предлагаю вариант, который мы пробовали в конце 80-х, тоже 5 ел., только на 80.
Сейчас Вы имеете настроенный вибратор, т.е. параметры антенны Вас устраивают. Делаете длину излучающей части точно такую, продолжением является четвертьволновый К.З. шлейф из открытой линии, причем сопротивление большого значения не имеет (у нас был провода 2мм с расстоянием 10см).
Этот шлейф желательно настроить отдельно. Расположить его можно как угодно. На время настройки можно развесить на деревянных палках над крышей. Точку подключения фидера найти при помощи крокодилов при помощи крокодилов по минимуму КСВ. Естественно при этом удобно вынести трансивер на крышу, чтобы не бегать туда-сюда. После капитального припаивания кабеля хвост шлейфа расположить в зависимости от условий, чтобы не мешал ни кому.
Еще раз остановлюсь на интересном моменте. Во время экспериментов с J-штырем на 145МГц замечен следующий факт. Эффективность антенны заметно меньше, когда центральная жила коаксиала подключается как нарисовано в Ротхамеле, т.е. к проводу шлейфа, являющегося продолжением вибратора. Когда наоборот - то гораздо лучше. Это замечено несколько лет назад, во время изготовления такой антенны на 80м не пробовали менять полярность подключения.
Было бы интересно узнать о результатах такого строительства. Весьма удобный способ питания.

**UA3BM** · 20.12.2003, 00:44

Я тоже первоначально думал об открытом шлейфе, даже стал подыскивать материал и вариант крепления распорок шлейфа, но при детальном рассмотрении возникло ряд вопросов, которые заставили задуматся о коаксиальной линии:
1) в большенстве статей о J-согласовании нет ни слова о расстоянии между проводами шлейфа, хотя этот параметр определяет волновое сопративление и, значит, размеры линии. С дугой стороны, в статье "Расчет элементов J-образной антенны" (которая 1:1 со всеми ошибками повторяется на многих НАМ-сайтах) утверждается, что это расстояние ("D" по тексту) должно быть (на 7 МГц) равно 96 см! Как сделать такой шлейф?
2) Моделирование открытого шлейфа в ММАНЕ дает значительное искажение диаграммы направлености многоэлементной антенны. Возможно это дефект программы, но с дугой стороны я не нашел ни одной серьезной статьи, изучающей вопрос такого способа питания МНОГОЭЛЕМЕНТНОЙ антенны. Может плохо искал?
3) Как я уже отмечал, антенна находится на расстоянии 20 метров от стены дома (1/2 волны), в то же время длина шлейфа будет не более 10 м - т.е. далеко от края стены. Как тут "двигать перемычки"? Сдвигать всю антенну к дому не хочется, да и какой смысл, если расстояние между домами (82 м) позволяет подвесить антенну почти в "свободном пространстве"! Может быть только на время настройки, а потом вернуть на старое положение. Но не изменятся ли при этом параметры вибратора, а вместе с ним согласование?

И все же, как (по какому прибору) настроить в резонанс питаемую в конец антенну? Я думаю, это интресно и тем, кто использует антенну типа "слопер". Ведь применение всякого рода согласующих устройств позволяет только максимально эффективно передать энергию от линии связи к антенне, а вот сможет ли эта антенна эффективно излучать подведенную энергию - большой вопрос!

**4L1AW** · 20.12.2003, 17:06

В свое время мне тоже пришлось решать подобную проблему.Так как очень не хотелось что -либо менять в самой антенне, я поступил иначе:на крышах домов между которыми была растянута антенна,поставил дополнительные столбики высотой около метра и растянул между ними тросик,на который и подвязал кабель,т.е он пошел сверху и перестал раздражать соседские взоры.К тому же кабель перестал болтаться на ветру,что тоже имеет свой плюс.

**UA3BM** · 20.12.2003, 18:37

To es4rz & 4L1AW-Alex

Мысль подвесить кабель снизу/сверху полотна антенны конечно интересная, но как вибратор будет реагировать на близко проходящий параллельно полотну кабель питания?

To RA4AJF
1) почему "Лучше все таки не делать шлейф из коаксиала"?
2) "шлейф желательно настроить отдельно" - с этим я согласен. Вы проводили настройку с реальной антенной или с ее эквивалентом? Расскажите методику настройки.

**4L1AW** · 20.12.2003, 20:19

Тросик был подвешен не паралельно вибратору, а почти по диагонали антенны и с наклоном порядка 15 град.(крыша-будка лифта).После такой операции резонанс и КСВ остались на прежнем уровне.Смотрел панорамным КСВ-метром.

**Владимир И.** · 20.12.2003, 22:41

Первоначальное сообщение от UA3BM
Я тоже первоначально думал об открытом шлейфе, даже стал подыскивать материал и вариант крепления распорок шлейфа, но при детальном рассмотрении возникло ряд вопросов, которые заставили задуматся о коаксиальной линии:
"1) в большенстве статей о J-согласовании нет ни слова о расстоянии между проводами шлейфа, хотя этот параметр определяет волновое сопративление и, значит, размеры линии. С дугой стороны, в статье "Расчет элементов J-образной антенны" (которая 1:1 со всеми ошибками повторяется на многих НАМ-сайтах) утверждается, что это расстояние ("D" по тексту) должно быть (на 7 МГц) равно 96 см! Как сделать такой шлейф?"

Расстояние между проводами и волновое сопротивление линии несколько изменят ее длину, но это не существенно при подстройке, без которой не обойтись, а 96 см - это скорее
всего расстояние до места подключения кабеля к линии от ее замкнутого конца, а не расстояние между проводами....

"Моделирование открытого шлейфа в ММАНЕ дает значительное искажение диаграммы направлености многоэлементной антенны. Возможно это дефект программы, но с дугой стороны я не нашел ни одной серьезной статьи, изучающей вопрос такого способа питания МНОГОЭЛЕМЕНТНОЙ антенны. Может плохо искал?"

Значительные искажение при расстоянии между проводниками четвертьволнового трансформатора в 96 см. разумеется будут. Реально нужно не более 10- 15 см. Желательно и вторую оттяжку выполнить в виде аналогичного четверть волнового шлейфа.... будет полная симметрия ... и изолятор не нужен...

"Как я уже отмечал, антенна находится на расстоянии 20 метров от стены дома (1/2 волны), в то же время длина шлейфа будет не более 10 м - т.е. далеко от края стены. Как тут "двигать перемычки"? Сдвигать всю антенну к дому не хочется, да и какой смысл, если расстояние между домами (82 м) позволяет подвесить антенну почти в "свободном пространстве"! Может быть только на время настройки, а потом вернуть на старое положение. Но не изменятся ли при этом параметры вибратора, а вместе с ним согласование?"

При смещении к дому вибратора настройка, разумеется , будет несколько другой. Я уже говорил, что перемычку и место подключения кабеля можно двигать с помощью лесок, а затем подтянуь всю систему и пропаять. НО!!! Есть другое, ПРОСТОЕ , "КАК ВЕНИК", предложение!!! Сделать длину трансформатора не 1/4 длины волны, а 3/4 , т.е. 30 метров... перемычка и место подключения будут находится над крышей - желательно приподнять на 1-2 метра. Потери в дополнительном полуволновом отрезке открытой линии на 7 МГц будут незначительными, а кабеля вообще видно не будет.... просто одну из оттяжек выпонить из двухпроводной линии с расстоянием между проводами 10-15 см и продолжит ее над крыщей..., а вторую оттяжку( как я уже сказал) выполнить в виде аналогичного четвертьволнового шлейфа.... будет полная симметрия ... и изолятор не нужен...
Настраивать очень удобно... в резонанс с помощью ГКЧ ... или можно обойтись и трансивером, вытащив его на крышу..... как уже предлагалось ... перемычка и место подключения кабеля легко перемещаются с использованием крокодилов... последовательным их перемешением можно добиться минимального КСВ.

"...Ведь применение всякого рода согласующих устройств позволяет только максимально эффективно передать энергию от линии связи к антенне, а вот сможет ли эта антенна эффективно излучать подведенную энергию - большой вопрос!"

Если удалось эффективно подвести энергию к полотну антенны , то все будет излучаться ( с учетом КПД антенны) ... деваться больше некуда... вот только куда излучаться..., но это уже зависит не от способа согласования, а от самой антенны.

Кабель в качестве шлейфа в данном случае применять не рекомендуется, т.к. в месте подключения к вибратору при значительных мощностях будет ОЧЕНЬ высокое напряжение.... кабель должен быть толстым (соответственно- тяжелым) с малыми потерями... иначе пробьет.

**RN6L** · 20.12.2003, 23:50

Если далеко до стены, то можно сделать шлейф длиной не 1/4 а 3/4, т.е. полуволновый повторитель + 1/4. Коаксиал не следует применять на мой взгляд из-за пониженной добротности по причине потерь в диэлектрике. В данном случае 1/4 волновый кусок линии представляет собой параллельный контур с отводом. Так в его Rпотерь полиэтилен внесет не слабую часть. С коаксиалом работать будет, только вместо 5 баллов по сравнению со слопером получите 4.5 например. А 3dB - это вместо 1 кВт - 500Вт.
Когда мы делали такую Yagi, то опыта было мало, в том числе теоретических знаний. Дело в том что при помощи К.З. шлейфа можно согласовать в широком диапазоне сопротивлений, в том числе реактивных. Поэтому КСВ в данном случае не показатель. Ей богу, не поленитесь перед тем как мучаться с 40-кой потратьте время на двойкеили десятке с простым полуволновым вибратором и убедитесь в действенности смены полярности. Я не призываю мне верить, ибо в антеннах сам ни кому не верю. В данном случае не могу обосновать теоретически, но практически эффект наблюдал на нескольких антеннах.

**Владимир И.** · 21.12.2003, 00:58

To RA4AJF "...Я не призываю мне верить, ибо в антеннах сам ни кому не верю. В данном случае не могу обосновать теоретически, но практически эффект наблюдал на нескольких антеннах."

Готов подписаться под Вашими выводами и сам всегда так подключал ... это известно и легко обьясняется ... лучшим симметрированием самого шлейфа. Для того чтобы понять сущность достаточно рассмотреть (в качестве примера) применение симметрирующего четвертьволнового шлейфа при согласовании 1:1. Этот шлейф ничем не отличется от аналогичного в J -антенне.... единственное, по сути, отличие - место подключения питающего кабеля... - отвод находится на расстоянии 1/4 длины волны от короткозамкнутого конца... понимаю, что это обьяснение достаточно примитивное -есть и другое, но более длинное. но суть и выводы от этого не меняются. Кстати, с Вами никто и не спорил по этому поводу...

**UA3BM** · 21.12.2003, 01:15

OK
Почти убедили в пользу 3/4 открытого шлейфа.
Осталось уточнить, как и чем задать расстояние между проводниками шлейфа? Полотно вибратора и, видимо, шлейф будут изготовлены из биметала Ф4 мм. В свое время, на UK3ABJ мы делали петлевой вибратор для 80-м Яг и в качестве распорок применили пластиковые ученические линейки, притянув их проволокой к биметалу. К сожалению, ветер стал их передвигать по относительно скользкому биметалу и они стали сбиваться в кучки Hi. Это было давно. Надеюсь, с тех пор придумали из чего сделать легкие и прочные диэлектрические распорки и как их надежно закрепить на биметале?

To Владимир И.

Размер "90 см" можно посмотреть в статье "Расчет элементов J-образной антенны" на этом же сайте:
http://www.qrz.ru/schemes/detail/124
или у кубанцев на
http://www.cqham.ru/j_ant.htm
введя для расчета частоту 7.05 МГц. Дывись!
Хотя что с автора взять, если по его формуле длина полуволнового штыря на 40 м имеет длину более 30 м! Тут даже К.Ротхаммель (на которого ссылаются) отдыхает.

И все таки, как (по какому прибору) настроить в резонанс питаемую в конец антенну?

**RN6L** · 21.12.2003, 09:42

Да, 4мм - это серьезно, у нас на 160 волновой слопер из такого был, усилие при натягивании его около тонны составило. Ну да что есть, тому и рады... . Сантиметров 10, больше не надо между проводами шлейфа, вообще это не критично. При маленьком расстоянии гололед лучше прилипает. Я распорки делал из стеклотекстолита 2мм толщиной, 15-20м шириной, распологал метра через метр-полтора.

**UA3BM** · 21.12.2003, 20:10

To es4rz

Антенна сделана по схеме:
северо-восток D3-D2-D1-V-R-R-V-D1-D2-D3 юго-запад
Не смотря на то, что расстояние D3...R составляет почти 32 м, длина домов позволяет сделать 5 элементов в обе стороны. Так почему бы не сделать?
Сейчас реализована первая половина (на северо-восток) захватывающая азимуты от 10 до 80 гр (от FO до VK) по уровню -3 дб. Вторая половина должна охватить азимуты 200...260 гр. ( от VP8 до CP). По уровню -6 дб ширина охвата должна быть до 90 гр.
Пока полотно антенны сделано из двойной полевки, но в дальнейшем все элементы будут из 4 мм биметала.
Подчеркиваю, только элементы. Растяжки сделаты из полистилового каната Ф8 мм, выдерживающего усилие на разрыв более 1 тонны! Это облегчает вес элементов, не требует изоляторов и дешевле, чем целиком из биметала.
Элементы удалены от стены моего дома в среднем на 20 м.
Сейчас первый вибратор находится над моей квартирой, но кабель питания имеет длину около 40 м. Для питания второго вибратора (если использовать традиционную запитку диполя) потребуется кабель не менее 60 м.
Если интересно, я приатачил ММАНА файл с размерами антенны. Посмотрите, выскажете свои замечания.

To RA4AJF

Зачем натягивать с такой силой? Я элементы натягивал руками без особого упирания. Ну пусть они немного провисают (все равно в линию натянуть не дадут законы физики), зато вероятность обрыва намного меньше!
Меня больше интересует, как распорки крепятся к проводу и как фиксируются на нем?

**RN6L** · 21.12.2003, 23:39

Первоначальное сообщение от UA3BM

To RA4AJF

Зачем натягивать с такой силой? Я элементы натягивал руками без особого упирания. Ну пусть они немного провисают (все равно в линию натянуть не дадут законы физики), зато вероятность обрыва намного меньше!
Меня больше интересует, как распорки крепятся к проводу и как фиксируются на нем? [/B]

С такой силой получилось, напомню это был волновой диполь на 1.8 длиной 157м. Тянули вдвоем со всей дури при помощи шестиблочного палиспасса.
Распорки крепил так. Провода вставлены в отверстия. И зафиксированы бандажем из медной проволоки. Если делать на совесть, то лучше пропаять бандаж. Хлопотно, но для себя можно постараться.
Кстати в заводских антеннах не отверстия а по две прорези с каждой стороны. Но это в работает в случае мягкого провода.
В случае биметалла лучше бандаж, если паять то 2-3 витка с по обе стороны изолятора, если без пайки, то подлиннее, сантиметра два плотной намотки.