Вы находитесь в режиме поиска по сайту.
26
августа
2020
Балконная антенна 7-28 МГц из удочки, с автоматическим тюнером
15:45

Балконная антенна 7-28 МГц из удочки, с автоматическим тюнером

26 августа 2020 15:45

В связи с доступностью балкона в месте моего прибывания, решил установить антенну Ground Plane на все любительские диапазоны 7-28 МГц, и, если получится настроить, то и на 3.6 МГц. За основу была взята конструкция из статьи http://www.dk3red.homepage.t-online.de/de/s15_01.htm. Антенна представляет собой удочку с тюнером в основании, заземление на перила или раму остекления балкона.

1. Первый вариант антенны - провод 4.5м и ручной тюнер

В первом варианте я разместил трансивер и ручной тюнер на балконе. Это экспериментальный вариант не для работы в эфире, а для "доказательства концепции" и проверки возможности работы с балкона.

В качестве я мачты использовал углепластиковое (карбоновое) удилище длиной 7 метров. По всей его длине за исключением ручки, которая находится в помещении, намотан провод с большим шагом витков.

  1. Полотно антенны - провод длиной 4.5 метров.
  2. То же что п.1 с удлиняющей катушкой для обеспечения резонанса на частоте 7 МГц.
  3. Полотно антенны - провод длиной 6.8 метров.

Все варианты антенны были измерены антенным анализатором nanoVNA без использования тюнера.

1А. Первый вариант антенны - провод 4.5 метров и автоматический тюнер

Антенна без тюнера имеет активное сопротивление 11...53 Ом (реактивность не превышает 100 в диапазона 28,14 и 10 МГц).
Во всех диапазонах, кроме 3.5 МГц входное сопротивление удобно для согласования автоматическим тюнером.

F, МГц R jx КСВ
28.570 53 -171 13
14.100 18 +75 9
10.100 11 -100 23
7.160 21 -245 59
3.500 48 -605 152

График короткий провод

1st_var_4.5m_no_coil_14MHz

Резонанс антенны с длиной провода 4.5 метров лежит на 12.5 МГц (между радиолюбительскими диапазонами 10 и 14 МГц).

Следует отметить, что возрастание входного сопротивления R антенны на низких частотах 3.6 МГц, видимо, связано с тем, что:

  • тюнер в первом варианте соединен с землей при помощи провода длиной 2 метра - получается как-бы GP со смещенной точкой питания, что повышает Rвх.

1Б. Первый вариант антенны - провод 4.5 метров + удлиняющая катушка для диапазона 7 МГц (без тюнера)

F, МГц R jx КСВ
28.570 53 -171 13
14.100 375 +2200 264
7.160 27 0 1.8
3.500 53 -402 62

График с катушкой

1st_var_4.5m_7MHz_coil

КСВ в одном низкочастотном диапазоне 7 МГц улучшился (SWR=1.8), тогда как в остальных согласование антенны с кабелем резко ухудшилось.


Впечатления от первого варианта антенны (1, 1А, 1Б) с длиной провода 4,5 м, заземляющим проводом 2 метра

На высокочастотных диапазонах 14-29 МГц антенна мало восприимчива к помехам (тихая), особенно если подключить её к ручному тюнеру, и когда трансивер питается от аккумулятора. На передачу антенна также хорошо работает в диапазонах 10-29 МГц.

2. Второй вариант антенны - излучатель 6.8 метров, провод заземления минимальной длины (0.3м)

Для работы в диапазоне 7 МГц нормальная длина излучателя 10 метров - что составляет 1/4. Тем не менее. более короткий провод 6.8 метров тоже работоспособен: длина излучателя равняется 0.16 длины волны в диапазоне 40 метров и 0.08 длины волны в диапазоне 80 метров. Лучше всего такая антенна работает в WARC диапазонах 30 метров (10 МГц) и 17 метров (18 МГц).

F, МГц R jx КСВ
28.570 230 -200 8
21.100 150 -36 3
18.100 100 -75 3
14.100 1000 -447 25
10.100 19 +48 5
7.160 5 -128 77
3.500 53 -402 62

График длинный провод 6.8 метров

2nd_var_6.8m

Во этом варианте антенны, с проводом 6.8 метров согласование с кабелем в диапазоне 40 метров ухудшилось по сравнению с первым вариантом (с длинным заземляющим проводником). В диапазоне 3,5 МГц антенна строится тюнером (активная часть 53 Ом плюс ёмкостная составляющая). В диапазоне 14 МГц высокое входное сопротивление 1 кОм.

Впечатления от второго варианта антенны - провод 6.8 метров и коротким заземляющим проводником 0.3 м

  1. Данный вариант антенны интересен тем, что приём в диапазоне 14 МГц намного превосходит передачу.
  2. Антенна на 14 МГц не нуждается в противовесах - высокое входное сопротивление 1000 Ом (резонанс напряжений). Тем не менее, антенна строится тюнером - на антенну с длиной провода 6.8 метров проведено несколько радиосвязей в диапазоне 14 МГц.
  3. Антенна, несмотря на приличную высоту, сильно уступает направленным (слышу, кого слышут другие радиолюбители СПб) - в диапазоне 14 МГц хорошо идут 6 и 9 районы (Краснодар, Урал), но 0-й район (Сибирь) нет даже присутствия, нет даже признаков станций из Сибири. На FT-8 видны лишь следы станций из Китая. Возможно, это связано с экранированием домом с северо-восточного направления. При этом Европа проходит с высокими уровнями, на расстояниях 2000-3000 км всё замечательно.
  4. При размещении провода полотна антенны, хотя он и в изоляции, он не должен касаться перил балкона, т.к. возрастает емкость на землю. Также, удлиняющая катушка в основании и спиральная антенна на удочке должны находиться далеко от металлического ограждения. Иначе удлиняющая катушка ведет себя не как чистая индуктивность L, а как Г-звено из L и C, с непредсказуемым резонансами и снижением эффективности.

Третий вариант антенны - провод 6,8м с автоматическим тюнером на балконе

Цель третьего варианта - перенос трансивера в радиорубку (шек) для работы из более комфортных условий. Само собой напрашивалось решение с удалённым автоматическим согласующими устройством CG-3000 произодства Бельгии (на мощность до 100 Вт), которое было приобретено ранее. Автоматический тюнер настраивается удаленно на любую частоту по сигналу от трансивера. Никаких управляющих кабелей оно не имеет, кроме напряжения питания 12 Вольт от блока питания для работы электрической схемы реле. Тюнер настраивается на частоту входного высокочастотного сигнала.

Впечатления от третьего варианта - с тюнером-автоматом

  1. По сравнению с ручным тюнером принятые мною рапорты (оценки моего сигнала) несколько ухудшились (от 1 до 10 дБ). Связано это, скорее всего, с неточным согласованием до КСВ=1.5, тогда как ручной тюнер позволял добиться КСВ=1.0. Но для режима FT-8 это не существенно, плата за удобство (скорость настройки, вседиапазонность).
  2. В диапазоне 14 МГц шум эфира возрос до S7 с автоматическим тюнером на балконе по сравнению с S1-S3 при использовании ручного тюнера. Причина плохого приёма - синфазные помехи.
  3. Обнаружена наводка бытовых помех от сети переменного тока на кабель питания тюнера. В диапазоне 80 метров (3,5-3,8 МГц) были слышны наиболее громкие станции на фоне характерного "рычания" помех от электрической сети - следствие синфазных помех и токовой петли по оплетке коаксиального кабеля - трансивер - тюнер - кабель управления.

Четвёртый вариант антенны (окончательный) - за основу взят вариант №3 с тюнером-автоматом. Добавлены запорный дроссели на все кабели и синфазный фильтр по питанию 220 Вольт

Поскольку источник помех был установлен точно - синфазные помехи, потребовалось развязка по высокой частоте от сети 220 Вольт и от помещения (в котором на все провода наводятся помехи):

  1. Для предотвращения синфазных помех по внешней оплетке коаксиального кабеля перед автоматическим тюнером установлен большой balun в виде намотки 8 витков на пластиковом цилиндре диаметром 10см - так называемый "Ugly balun".
  2. Для минимизации помех по кабелю питания тюнера, провод около согласующего устройства пропущен через 7 ферритовых колец - в каждом по 3 витка. "Гирлянда" из фильтров убрана вместе с тюнером в пластиковый чемодан (куплен за 500 рублей).
  3. Со стороны сети 220 вольт блок питания трансивера подключен через фильтр помех (EMI Filter) с Aliexpress на напряжение 220 вольт и ток 30 ампер. Фильтр помех установлен в пластиковую монтажную коробку, купленную в строительном магазине. Сверху корпуса установлена розетка, фильтр имеет провод с вилкой для подключения к электрической сети 220 вольт.
  4. Для уменьшения внутренних помех от здания на полотно антенны, убрана петля провода от удочки до согласующего устройства. Для этого тюнер поднят вверх и привязан к перилам балкона. Заземляющий провод к перилам балкона укорочен до минимума.

Применение данных мер позволило уменьшить помехи с 8 до 4 баллов в диапазоне 80 метров (по S-метру с включенным IPO), то есть уровень помех был уменьшен на 24 дБ! В итоге, я слышу на 80 метрах лучше, чем слышат меня. Приниаю все местные станции 80 метров из Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Ведущий круглого стола идет на 9+ баллов. Мне тоже отвечают (естественно, не на 9 баллов, а "до 9").

Схема подключения антенны приведена ниже:
схема

Внешний вид фильтра помех от сети 220 вольт

Нажмите для увеличения:
фильтр
Фильтр питания установлен в радиорубке. Блок питания трансивера подключен через данный фильтр.
фильтр

Комментарии: 0


Похожие публикации