УКВ антенны своими руками
Вещательный FM-диапазон привлекает радиолюбителей. Свободные частоты занимают области 145 – 433 МГц, вот где проявим навыки конструирования аппаратуры. Берутся делать УКВ-антенны своими руками жители удаленных деревень, неуверенно принимающие сигнал. Причин проявления самостоятельности много, важно запретные области передачи обойти стороной — проблем не оберешься.
Задумал инженер друзья вещать, законом не воспрещается, когда сделано без нарушения государственных норм. Собрать передатчик, наладить процесс — отдельная проблема, каждому абоненту понадобится антенна для УКВ.
Цены любительского диапазона кусаются. Нестандартные изделия не пользуются великой популярностью, производить невыгодно, оттого стоимость высокая.
Любительский диапазон 145 МГц
Стационарные антенны УКВ-диапазона изготавливаются сравнительно просто. Основу выступает схема четвертьволнового вибратора. Изделия диапазона снабжены сравнительно широкой полосой пропускания, точная настройка под частоту не понадобится. Рассмотрим примеры конструкций:
- Для максимально простого способа изготовления приемной антенны — на природе, дома, в любом месте — понадобится Т-тройник. Перпендикулярный отвод снабжается коаксиалом, остальные два — выкрученным шпилем радиостанции, противовесами (аналогом земли УКВ-диапазона).
- Прямой уголок с квадратными сторонами 4 см прикрепляется к наружной стене, к краям горизонтальной площадки прикручиваются болтами противовесы длиной 5 см, посередине оборудуется разъем под антенну. Поскольку отвод коаксиального кабеля, идущий до конструкции, является основной причиной потери сигнала, длина отрезка обязана быть минимальной. Сделать самостоятельно золотые коннекторы будет сложновато, зачистить имеющиеся стальные, протереть спиртом, повышая чувствительность, необходимо в обязательном порядке. Поскольку стандартная антенна любительской радиостанции, вставляемая в гнездо площадки, обладает сопротивлением порядка 40 Ом, соединение проводится коаксиалом 50 Ом. Наконец, волновое сопротивление выносной антенны регулируется поворотом противовесов. На замену заводской антенне можно применять кусок медного провода диаметром 1-2 мм, длиной 48 см.
- Если фирменная антенна для УКВ приемника сломалась, замените отрезком коаксиального кабеля 50 Ом длиной 48 см со снятым экраном. Оголять жилу избегайте. Можно заменить изделием кусок провода в прошлом способе.
- Более сложный вариант получим, намотав полметра медной проволоки на внутренний диэлектрик коаксиала. Трудность заключается в согласовании сопротивления полученной самодельной конструкции с волновым сопротивлением радиостанции. После отладки закрепите витки изоляционной лентой.
Полуволновая антенна частоты 145 МГц
Рассмотренные выше четвертьволновые самодельные антенны УКВ не являются единственным выходом из ситуации. Преимущество в низком волновом сопротивлении, полуволновые варианты имеют право существовать. Отрезок проволоки диаметром 1 мм, длиной 103 см обладает сопротивлением 1 кОм, в 20 раз превышает стандартный коаксиал (50 Ом).
Для согласования разницы значений применяется П-образный контур. Резать будущую проволочную антенну следует на несколько сантиметров короче/длиннее величины 103 см. Незначительно увеличит потери за счет роста реактивной составляющей импеданса, значительно снизив действительную часть импеданса, согласующее устройство легче будет настроить.
Индуктивность фильтра включается последовательно антенне, образована 5 витками проволоки диаметром 1 мм, намотанных шагом 2 мм на оправку диаметром 6 мм. Подстроечные конденсаторы КПВМ-1 (5-14 пФ) включаются одной обкладкой на землю с обеих сторон катушки.
Настраивается антенна для УКВ радиоприемника измерением КСВ, напряженности поля. Минимум первого параметра совпадает с максимумом второго. В противном случае длина антенны укорачивается, замеры проводятся заново. Рекомендуется изначально выбрать длину проволоки 102 см, постепенно обрезать с верхнего конца, подбирая оптимальное значение.
Широкодиапазонная антенна
Для изготовления стационарной антенны УКВ высотой свыше полутора метров, настраиваемой на две любительские частоты, 145 МГц, 433 МГц, понадобятся диэлектрические стержни диаметром 7 – 17,5 мм. Намотанные витки закрепляются клеевым составом, компаундом. Их нужно точно намотать, сказанное не будет простым делом.
Работа выполняется цельной проволокой 2-мм диаметра. Прямой отступ от вершины составляет 38,7 см, затем стержень диэлектрика диаметром 7,5 мм обматывается строго 12,5 витками с шагом, чтобы общая высота индуктивности составила 63 мм. Отступив 42,2 см прямого участка, намотайте 64 витка на 7-мм стержень, чтобы общая высота индуктивности составила 28 см. Затем — прямолинейный участок 36,7 мм, снова витки — 7 штук (высота 32 мм) на 10-мм стержне. Наконец, последний проволочный сегмент длиной 56,4 см оканчивается индуктивностью, сформированной 4 витками (высота 20 мм) поверх стержня диаметром 17,5 мм.
На полтора витка сверху в последней индуктивности выполняется отвод к основной жиле коаксиального кабеля сопротивлением 50 Ом. Последовательно в цепь включается подстроечный конденсатор 1-10 пФ. Земля антенны УКВ подключается к экрану. Параллельно последней индуктивности включается емкость 1 пФ коррекции работы на длине волны 70 см.
Низ антенны снабжается восемью противовесами:
- четыре диапазона 145 МГц;
- четыре частоты 433 МГц.
После сборки производится настройка изделия, руководствуясь коэффициентом стоячей волны, измерителем сопротивления. В обоих диапазонах подберите приемлемые значения. Такая антенна, своими руками собранная, прослужит долго, если поместить в прочный защитный чехол из диэлектрического материала, защитить против попадания влаги компаундом.
Честь разработки варианта антенны УКВ принадлежит Александру RV9CX. Автор советует емкость 1 пФ выполнять отрезком кабеля SAT-50 (2 см). Одной обмоткой послужит экран, второй — жила. Центральный провод можно выдвигать-вставлять назад, изменяя емкость конденсатора.
FM диапазон
Для радиолюбителей является привычным делом копаться в элементной базе, собирая сложные приборы. Но самодельная антенна для УКВ приемника пригодится среднестатистическому любителю Маяка.
Сначала потребуется квадратная доска стороной 20 см, либо эквивалентный кусок плексигласа. Из фольги вырезается квадрат стороной 15,5 см, внутри прорезается по центру квадратное отверстие стороной 11,9 см.
В одной стороне концентрической фигуры (квадрата) делается вырез шириной пару сантиметров, фольга наклеивается на доску по центру прорезью вниз. На пересечении нижнего продолжения правой внутренней стороны квадрата, средней линии нижней стенки концентрической фигуры припаивается провод центральной жилы коаксиального кабеля. Четырьмя сантиметрами левее припаивается провод соединения с экраном.
Полученная конструкция уверенно принимает станции вещания FM-диапазона.
Применяемость самодельных антенн
Самодельные антенны КВ-УКВ пользуются немалой популярностью. В отличие от сложной приемо-передающей аппаратуры, где бесспорное лидерство достается заводским изделиям, проволочная конструкция, будучи правильно настроена, дает превосходные результаты.
Требуемые для оценки параметров приборы редко в наличии. Для правильной работы самодельной антенны УКВ требуются КСВ-метр, измеритель напряженности поля. В конечном итоге проблема заключается не в геометрических размерах деталей, взаимном положении, а в согласовании импедансов подводного коаксиального кабеля и непосредственно антенны.
Допускается использование любых методов устранения проблемы, выше было показано, как выполнить сказанное, заручившись помощью резонансных контуров. Небольшая подстройка выполняется изменением положения противовесов, сложно подобрать опытным путем нужные параметры. Резонаторы редко будут лучшим решением ввиду сопутствующих сложностей использования.
Источник
Антенна волновой канал 144/430 МГц 3+5 элементов на одной траверсе
Однажды царь объявил, что он отдаст дочку и полцарства впридачу тому, кто для него лучший туалет построит. Вызвались строить русский, немец и поляк. Немец построил туалет солидный, по последнему слову техники. Зашёл в него царь, показали ему, как чем пользоваться, но не запомнил, перепутал всё и вышел недовольный. Зашёл он тогда в туалет, что ему поляк построил — туалет был с немыслимыми дизайнерскими решениями, картинами и т.п., но холодно и неуютно было старому царю в туалете, и он вышел из него опять недовольный. Наконец смотрит — стоит на зелёном пригорке сортир, который русский ему построил, — из досок кое-как сколоченный. Ветер подул — дверь сама отворилась. «Автоматика», — восхищается царь. Вошёл он, взгромоздился над дырой, а штаны его за гвоздь зацепились, сами упали. «Кибернетика», — шепчет царь, обалдевая всё больше. Справил царь нужду, вышел из сортира, а тут ветер подул, а сортир взял и развалился. «Да он ещё и складной», — царь вконец обалдел от восторга и отдал русскому свою дочь и полцарства.
Так как постройка антенны из отсюда вызвала затруднения (по времени), была собрана более простая антенна, разработка RZ9CJ. Кучу всевозможных вариаций его антенн можно посмотреть тут. В статье речь пойдет о двухдиапазонной (144-146/430-440МГц) антенне, элементы которой выполнены из алюминиевой трубки диаметром 8 мм и монтируются на общую траверсу — три элемента диапазона 144-146 МГц и 5 элементов диапазона 430-440 МГц; вибратор применен разрезной. Чертеж антенны приведен ниже
Итак, идем в магазин. Нам понадобится две алюминиевые трубки D8 длиной по 2 метра и одна трубка длиной 1 метр (либо одна двухметровая и три метровые); в качестве бума используем алюминиевую трубу D16 длиной 1 метр. Для того, чтобы выполнить условия «диэлектрической» траверсы и не применять бум-коррекцию, будем использовать крепления для водопроводных труб ПВХ соответствующего диаметра. Их высота как раз позволяет разместить элементы над траверсой на расстоянии половины ее диаметра (8 мм и выше).
Элемент крепится по центру одним винтом. Для того, чтобы элементы не вертелись относительно крепления, в площадке крепления напильником пропиливается продольная канавка глубиной миллиметра 2-3, на глаз. Далее ставим элемент, закрепляем винтом, центрируем, затягиваем. Образец ниже.
Вибратор состоит из двух половинок, зазор между половинками 5-6 мм, но не менее половины диаметра кабеля, рассчитан под волновое сопротивление 50 Ом. Длина вибратора по описанию, расстояние между половинками входит в эту длину. То есть при моем расстоянии в 6 мм длина каждой половинки будет ( 974 — 6 ) / 2 = 484 мм. Половинки скреплены деревянной палочкой D6 от мороженного (что нашлось), не самый лучший вариант конечно. Для фиксации палочки и подключения кабеля в половинках вибратора сверлятся отверстия как можно ближе друг к другу, и ставятся винты с лепестками. Кабель подключать самым кратчайшим путем непосредственно к концам вибратора (на фото не совсем правильное подключение, но для первой версии антенны пойдет). Место подключения вибратора запихано в распредкоробку для проводки, конструкция конечно может отличаться — например, можно закрепить вибратор на пластине из оргстекла или текстолита.
Далее размечаем бум, устанавливаем элементы, размещаем их в одной плоскости.
«Да он еще и складной,» то есть, можно работать с этой антенной в поле или на даче, та хде уходно. Собирается за минуту, настройки не требует. При стационарном использовании необходимо закрепить элементы, чтобы они не крутились на траверсе.
Полученный результат. Испытания проходили в городе Суровикино Волгоградской области, в квадрате LN18JO. Принималась телеметрия (на слух) со спутника DO-64 в диапазоне 2 м с силой сигнала где-то 5-6 баллов, элевация у спутника была градусов 45. Далее коллега из станицы Обливская, которая находится в 25 километрах от Суровикино, сообщает, что принимает меня на 145,500 МГц 59+60 дБ (дальше шкала у S-метра на трансивере кончилась просто), при моей выходной мощности 5 Ватт; для сравнения: при работе на коллинеар Comet GP3M с той же мощностью дает оценку ровно 9 баллов. Далее без труда открывается и принимается на слух 8 баллов репитер RR6MA из Морозовска, тот же коллега дает хороший рапорт при работе через репитер, выходная мощность та же; для сравнения: при работе на вертикал репитер открывается через раз, дальше объяснять, думаю, не надо. На 430 антенна не испытывалась, пробовал принимать всякие сигналы из космоса, но неудачно; есть подозрения, что на 430 она вообще не работает, но это только подозрения . Подозрения развеялись после проведения QSO в диапазоне 70 см; работу антенны в этом диапазоне оцениваю как удовлетворительную. КСВ не мерялось, просто потому что пока нечем…
Ниже фотки в естественной среде обитания. Качество оставляет желать лучшего — снималось на мобильный.
Пы. Сы: Розовый заяц с бурым медведем антенной остались довольны.
Источник
Двухдиапазонная УКВ-антенна 144/435 MHz
Изучил относительно недорогую китайскую коллинеарную УКВ-антенну стационарной установки. Судя по отзывам, антенна неплохая.
Вскрытие показало что при желании такую конструкцию можно изготовить самостоятельно.
Сперва рассмотрим заявленные характеристики
Комплект поставки включает в себя антенну, противовесы, металлическую трубку и кронштейны для установки на мачту
Инструкция по установке
Теперь самое интересное. Отвинчиваю болтик-звёздочку и достаю элементы антенны из пластиковой трубы. Фото кликабельно
Согласующий контур в основании антенны. Хотелось верить что катушка намотана на фторопласте, но все таки это полиэтилен. Защита от статики обеспечивается тем, что элементы антенны заземлены по постоянному току. Центральная жила кабеля подключается через конденсатор
Антенна приехала с отпаянным от катушки выводом конденсатора. Пришлось подпаять
Самый сложный в изготовлении элемент
Противовесы в количестве 6 штук
Как показал замер КСВ, антенна отлично настроена. Значение КСВ на границах 2м и 70 см диапазонов не превышает 1.2, в центре — 1.
Источник