Модификация пятидиапазоноой RQ32 под питание двумя кабелями

[RJ3FF]

Всем доброго дня!

Открываю эту ветку в связи с тем, что получил личное сообщение от Тимофея RL6M с просьбой описать подобную конструкцию.

Хочу подробно описать методику , чтобы её могли применить другие радиолюбители, желающие упростить схему питания других подобных антенн.

В исходной конструкции активные рамки двух нижних диапазонов, 14 и 18 МГц, растянуты на передней большой крестовине, а вибраторы верхних трёх диапазонов крепятся к внутренней малой крестовине. По этой причине напрашивается мысль объединить вибраторы 14 и 18 в одну группу, а вибраторы 21-24-28 - в другую и запитать их отдельными кабелями.

В конструкции RQ32 вибраторы некоторых диапазонов запитаны непосредственно пятидесятиомным кабелем, а на остальных диапазонах применяется четвертьволновая трансформирующая ставка с сопротивлением 75 Ом. Объединение таких вибраторов в группы выглядит проблематичным. Поэтому пришлось внести небольшие изменения в конструкцию антенны.

Первое и самое существенное изменение - перенос малой крестовины на 30 см ближе к центру. Так же пришлось изменить длины некоторых рамок, включая директоры и рефлекторы с целью получить такое входное сопротивление в полосе каждого из диапазонов, которое было бы оптимальным для согласования.

Активные рамки 14 МГц и 18 МГц были объединены короткой вертикальной ( от рамки до рамки) двухпроводной линией шириной 6 см ( см модель). К верхней точке линии ( рамка 18 МГц) был подключён отрезок 75-омного кабеля, длина которого составляет четверть волны на частоте, являющейся средним геометрическим от 14,000 и 18,160. Получается четверть волны на 15,92 МГц. Какова будет физическая длина этой линии зависит от типа кабеля. Её можно рассчитать по одной из закладок в ММАНе - "LC из линии". Такая длина была выбрана , чтобы она минимально отличалась от четверти волны на обоих диапазонах.

Затем были изменены длины рамок ( в основном активных) таким образом, чтобы входные комплексные импедансы во всей полосе каждого диапазона обеспечивали хорошее согласование именно при такой длине линии. Для расчётов использовалась закладка "СУ на линиях 1"



Аналогичным образом были объединены в группу активные рамки трёх "верхних" диапазонов, размещённые на внутренней малой крестовине. Длина 75-омной трансформирующей линии была выбрана как четверть волны на частоте , равной среднему геометрическому от 21.000 и 28.700, что составляет примерно 24.55 МГц. На рисунке выше показан пример расчёта трансформации этой линией входного импеданса на частоте 28.000.

Коммутация осуществляется за счёт подключения одной из линий к общему фидеру с сопротивлением 50 Ом. Для этого достаточно одного реле переключательного типа ( П2Д, РЭВ 14, РЭН 32 и т.п.) Вторая, незадействованная линия при этом остаётся подключённой к своим рамкам и вносит в них некоторое реактивное сопротивление, которое было учтено в модели.

Все результаты расчётов, включая промежуточные, приведены в публикуемой ниже таблице:



Так же прикрепляю файл с моделью антенны:

R2DTE RQ32.maa

Так же добавлю, что , на мой взгляд, параметры согласования получились весьма неплохие ( см последний столбец таблицы выше), на некоторых диапазонах даже заметно лучше, чем в исходном прототипе (RQ32).
При этом удалось сохранить приемлемые параметры подавления тыла, а на некоторых диапазонах - немного улучшить.
Что касается усиления, на диапазоне 24 МГц оно получилось меньше на 0,2 дБ , а на 28 МГц на 0,3 дБ. Едва ли такое уменьшение существенно скажется на практике.

[VR2ZQZ]

Владимиру зелень за правильную статью.
Квадраты в оригинале были весьма спорными.

Владимир - молодец !

[RJ3FF]

Квадраты в оригинале были весьма спорными.

Игорь, работал на них когда-то на коллективке.
Более-менее ничего для пятибендера.
Но по модели видно, что рамки варковских диапазонов заметно сужают полосу на остальных бендах.
Можно поправить это компенсацией ( эта технология давно обкатана на двухдиапазонных ант типа яги), только вот стоит ли оно того ....?

[VR2ZQZ]

Дорогой Владимир

Спасибо за полезную модель. Рамки вибраторов 18 и 14 запитаны четверть волновым трансформатором 75 Ом рассчитанным на среднюю частоту 15.92 МГц который одним концом подключен к точкам рамки 18 Мгц а другим к реле и оплетке коаксиального кабелю 50 Ом. Рамки 28 24 и 21 соотвественно запитаны четверть водновым трансформатором 75 Ом рассчитанным на среднюю частоту 24.55 МГц который одним концом подключен к точкам рамки 28 МГц ( или как ?) а другим к реле и оплетке кабеля 50 ом. При этом оплетка питающего 50 Ом кабеля подключенак оплеткам двух шлейфов а его центральная жила переключается между шлейфами.

В файле ммана имеется реактивная нагрузка в -30 Ом которая имитирует влияние неподключенного шлейфа. Интересно как она выбиралась ?
Правильно ли я описал подключения и коммутацию ?

[RJ3FF]

Уважаемый Игорь!

Вы совершенно правильно поняли суть коммутации. Само собою, оплётки соединены, а коммутируется только цж фидера на цж одной из линий.

Можете подставить в модель значение вносимого сопротивления, взяв его из таблицы в первом посте этой темы в соответствие с диапазоном. Влияние оно в тех пределах, которые получаются с такими линиями практически не оказывает.
Если внимательно изучите таблицу и скрин с закладки ММАНы, по которой я всё ( и это тоже) считал , всё поймёте.

Там приведены длины этой ( незадействованной) линии в лямбдах (L).
Эти значения подставляются в соответствующее поле в ммановской вкладке . В правое поле ( RL) вносится "бесконечность" - 6 девяток к примеру так, как линия разомкнута на конце. Ответ виден слева в поле Ri.

[VR2ZQZ]

Дорогие коллеги

Предлагается модификация антенны Игоря Гончаренко 4 el. Uda-Yagi на диапазоны 12 и 10 м

Антенна использует 4 пластиковые удочки длинной около 3.3 м и предназначена для быстрого развертывание в полевых условиях.
Проволочные элемены выполнены на диапазон 12 м. На диапазоне 10 м по центу каждого элемента включен укорачивающий конденсатор который коммутируется миниатюрным тумблером.

4el_24_wire MODA 10 m dl1kq1.0.maa

[RJ3FF]

Продолжу по теме:

Некоторые предпочитают не тащить на мачту коробочку с реле и кабель управления, а запитать антенну двумя отдельными кабелями ( по кабелю к каждой группе вибраторов через соответствующую линию в нашем случае) и установить коммутатор внизу на мачте.
Вполне разумное решение, особенно, если к этому коммутатору что-то ещё подключено.

Это вполне реализуемо, но с небольшой оговоркой.
Неподключённый кабель вместе с линией, идущей к незадействованной группе вибраторов так же, как и просто висящая в воздухе линия вносит в антенну своё реактивное сопротивление, которое может быть каким угодно в зависимости от длины кабеля. На большинстве диапазонов антенна получилась практически нечувствительна к этому вносимому сопротивлению.

Но есть одно существенное исключение. При работе на 21 МГц сопротивление , вносимое в незадействованную группу не должно ни в коем случае составлять величину примерно плюс 600 Ом. В этом случае диаграмма "умирает" и согласование вместе с ней. Плюс 600 Ом - это наихудший случай. Но и при других реактивностях , по модулю превышающих примерно 400 влияние этого вносимого сопротивления, если и не фатально, но, как минимум сильно заметно.

Что с этим делать? Выход вот какой. Длина кабеля от коммутатора до точки подключения к линии не должна составлять нечётного количества четвертей волны.
Это легко проверить при помощи прибора. Подключив разомкнутый на другом конце мы не должны увидеть близкое к гулю сопротивление, Z=10+j10 например.
Если ( и скорее всего) мы увидим что-то вроде 40+j50, или нечто в несколько сотен , как в действительной (активной), так и в мнимой ( реактивной) частях. Тогда можно быть спокойным .
Если же таки окажется, что модуль сопротивления (Z) в районе 10, или меньше. Достаточно будет буквально немного ( на метр) уменьшить длину кабеля.

Впрочем, это относится к любым многодиапазонным квадратам с питанием по нескольким кабелям. Почему же тогда никто на это не обращает внимания и у всех всё "работает". Ответ прост : везёт. Дело в том, что вероятность, что вносимое сопротивление будет именно таким, что это убьёт и диаграмму и согласование достаточно невелика. А если параметры искажаются , этого, либо не замечают, либо списывают на "влияние окружающих предметов".