Антенна для портативки своими руками

Изготовление антенны на портативку гражданского диапазона по большому счету сводится к компромиссу между функциональностью (минимально возможными размерами, достаточной, но не чрезмерной гибкостью, механической прочностью и т.п.) и ее эффективностью. В сути это взаимоисключающие требования. Поэтому решая данную задачу, стоит помнить, что лучшее — враг хорошего. Если Вам нужна суперудобная антенна самых маленьких размеров, то проще обойтись без связи совсем. Если Вам нужна суперэффективность, лучше отказаться от использования портативки и ставить базу.
Антенны портативок гражданского диапазона условно можно разделить на два типа. Первый тип — это короткий (15-40 см) штырь, электрически удлиненный катушкой в основании. Если рассматривать физику, эффективная длина (высота) подобной антенны (а с ней и КПД) может быть увеличена перемещением удлиняющей катушки от основания ближе к верхнему концу штыря. Однако в этом случае индуктивность катушки должна быть увеличена по экспоненте относительно смещения от основания. Конструктивно это неудобно, и ведет к дополнительным потерям, так как надо увеличивать индуктивность катушки и при тех же ее габаритах придется уменьшать сечение обмотки. То есть выигрыш по сути сведется к нулю. Кроме того вызывает сомнения механическая сторона вопроса.
Второй тип антенны — спиральная. Здесь катушка распределена по всей длине излучателя. При таком исполнении антенны катушку можно мотать проводником большего сечения, но придется мириться с некоторым увеличением диаметра антенны.
Штатные антенны радиостанций Dragon SY-101, Dragon SY-101+, Alan 42 и его производных выполнены по первому типу. Об их эффективности сказано много нелестного, но заменить их толком не на что. Близкие к «спиралкам» антенны Alan 38 в мизерных количествах еще остались у кого-то на руках, но найти их сложно. Да и стоит ли искать, если изготовление более эффективной антенны удобного для Вас размера отнюдь не является запредельно сложной задачей.

Итак, по соображениям эффективности стоит остановиться на втором типе антенн — на спиральных. Конструктивно такая антенна представляет из себя антенный разъем (чаще всего BNC, реже TNC, все зависит от того, под какую радиостанцию делать), в который механически заделана некая оправка, на которую в свою очередь мотается по всей длине катушка.

Разъемы следует брать нового образца и под кабель RG 58 (не обжимные!), если диаметр оправки 4-6 мм, так как наружный диаметр хвостовика у них небольшой, 11 мм (см. фото 1).

У отечественных однотипных разъемов СР 50 наружный диаметр хвостовика больше, 13 мм (см. фото 2) и они меньше нам подходят.

Дело в том, что впоследствии на хвостовик разъема придется натягивать с некоторыми извращениями термоусадочную трубку диаметром 10 мм (для этого возможно придется в ее конец вставить круглогубцы и чуть-чуть растянуть). Если же воспользоваться термоусадкой большего диаметра, антенна будет смотреться очень неэстетично, так как трубка скорее всего не «сядет» до нужного диаметра.
При применении оправки диаметром 7 мм лучше взять отечественный разъем и трубку большего диаметра.

Оправка, на которую мотается проводник, должна быть достаточно, но не чрезмерно упругой, лучше трубчатого сечения (это позволит антенне быть легче). Диаметр лучше выбрать 4-6 мм. Следует помнить, что материал оправки не должен терять свойства изолятора на радиочастоте и вносить потери. Здесь трудно дать какие-то конкретные рекомендации, но это должен быть светлый пластик, так как черный часто содержит краситель в виде сажи, вызывающей те самые потери.
Иногда для самодельных портативных спиралок сиби диапазона в качестве оправки выбирают центральный изолятор кабеля РК 50-7-11 или RG 213. В этом случае антенна получается на мой взгляд, чрезмерно жесткой и тяжелой. Пожалуй, такую оправку стоит рекомендовать только от безвыходности, так как она механически предметно нагружает ВЧ разъем портативки и он быстро выйдет из строя. Лучше воспользоваться центральным изолятором более тонкого радиочастотного кабеля. (Думаю, не стоит объяснять, что применять вспененный изолятор нельзя, и нужен только монолитный.) Очень хорошо под эти задачи подходит топливная трубка от автономных систем подогрева двигателя Webasto или Eberspacher (см. фото 3). Искать либо в установочных центрах систем подогрева, либо попробовать поискать в конторах по продаже самих систем и запчастей к ним. К примеру, тут — http://www.autoklimat.ru/ Ссылка на каталог запчастей http://www.autoklimat.ru/ak/%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B8_webasto_at2000s-6-1.html#pic6 Она имеет наружный диаметр 5 мм, внутренний 2 мм, легкая и достаточно упругая. Наиболее удачные по совокупности характеристик антенны у меня получались именно на такой оправке.

При применении проводника обмотки наружным диаметром 0,5 мм получается антенна длиной порядка 27 см наружным диаметром около 7,5 мм, гибкая и вместе с тем достаточно прочная.

Выбранную оправку аккуратно проплавляют горячей проволокой большего чем планируемый проводник обмотки диаметра (видно на фото 3), или сверлят немного наискосок, так чтобы проводник вышел с торца оправки посередине с ее боковой стенки чуть выше конца тыльной части разъема. Это позволит избежать его замыкания на корпус разъема, и удобнее подпаять его конец к центральному штырьку. Лишние элементы крепления кабеля из разъема убирают, надевают на оправку наружную гайку разъема, протаскивают в проплавленное отверстие проводник будущей обмотки и подпаивают к нему центральный штырек.

От прочности этого узла в немалой степени зависит механическая надежность антенны, поэтому собрать его надо тщательно. Если диаметр оправки меньше внутреннего диаметра гайки разъема, лучше подмотать в этом месте на оправку нитку, промазав клеем Момент так, чтобы оправка влезала с усилием. Подтянув проводник, центральный штырек разъема размещают «впритык» на торце оправки. Далее стоит на оправку подмотать все тех же ниток с клеем для того, чтобы полностью занять пустоты внутри разъема после затяжки гайки (см. фото 5).

С первого раза объем нитки угадать иногда не получается, так что если гайка разъема не цепляет резьбу, надо снова разобрать разъем, пока не встал клей, и немного смотать лишнее. Гайку тянуть надо сильно. Если все сделано правильно, оправка даже на незасохшем клее встает намертво.

Проводник, которым мотается катушка, по практике изготовления может иметь наружный диаметр 0,5-0,8 мм. Диаметр продиктован в первую очередь габаритами и эффективностью. Кроме стандартной обмоточной проволоки можно применить монтажный провод во фторопластовой изоляции указанного наружного диаметра. Конечно результирующее сечение по меди у него будет меньше, но практика показала, что это не снижает эффективность сколь бы то ни были заметно, так как в случае с обмоточной проволокой мы имеем больше потерь на скин-эффект. Монтажный провод состоит из некоторого количества тонких проволочек, и токи высокой частоты растекаясь по их поверхности, встречают меньшее сопротивление. Общая длина проводника, который следует намотать на оправку, изначально берется около 9-ти метров (это немного с запасом, который отрежется при настройке антенны). Дело в том, что по мере удаления от основания антенны эффективность укорочения излучателя катушкой падает, требуется все большая ее индуктивность. По практике при диаметре оправки 4-7 мм, сечении проволоки 0,5-0,8 мм и длине оправки 20-40 см изначальная длина проводника катушки сколь бы то ни было существенно не меняется.
В теории электрически выгоднее мотать обмотку на оправку с переменным шагом, то есть располагать витки редко у основания антенны (в предполагаемой пучности тока) и плотно ближе к ее концу, но в этом случае потребуется либо удлинять оправку, а значит и увеличивать габариты антенны, либо существенно уменьшать сечение проводника обмотки, что вызовет уменьшение ее эффективности. Снова лучшее — враг хорошего. Да и рассматривать радиостанцию столь скромных размеров как полноценный противовес не приходится, а значит не очень понятно, где в системе «антенна-портативка-тело оператора» находится пучность тока, в которой витки должны быть реже.
В общем по практике спиральную антенну на портативку гражданского диапазона при заданных габаритах для достижения максимальной эффективности выгоднее всего мотать виток к витку по всей длине, так как наименьшим из зол будет взять проводник обмотки максимально возможного сечения.

После того как 9 м проводника намотаны на оправку и конец обмотки закреплен на ней витком изоленты, необходимо
заняться «облицовкой» антенны. Это не только эстетическая мера, но и придание ей необходимой стойкости от внешних механических повреждений.
При всей моей нелюбви к термоусадке как к маскировке кривых скруток, некачественных заделок кабеля и т.п. (на самом деле это субъективно), термоусадочная трубка является пожалуй оптимальной для внешней обтяжки «спиралок» на сибишные портативки. Эстетически хороша черная. Возможно, я противоречу своим же рекомендациям, данным выше, однако что прибор, что практика, показывают ее пригодность в этих целях. Потери в черной термоусадке, которой облицована антенна, не больно-то превышают потери в случае применения светлых термоусадок.
Для придания всей конструкции механической прочности следует воспользоваться термоклеем. В точке выхода оправки из разъема его нужно нанести так, чтобы он образовал конус большим диаметром соответствующий тыльной части разъема, и плавно сходящий к внешнему диаметру обмотки через 3-4 см. Эта мера позволит гармонично распределить изгибающую нагрузку на оправку в точке выхода из разъема.
Однако вышеописанную процедуру стоит проводить где-то через сутки после сборки разъема, так как от термоклея он нагреется, и внутри может вскипеть клей Момент, если он не высох. В принципе не страшно, но он иногда вытекает через зазоры изолятора разъема и пачкает контактные поверхности. Чистить довольно муторно.
Саму обмотку следует промазать тонким (порядка 1 мм) слоем термоклея по всей длине. Пускай Вас не волнует, что он ложится неровно, впоследствии это будет исправлено.

Затем, когда термоклей остынет, необходимо надеть на всю конструкцию «термоусадку». По диаметру она должна впритык налезать на разъем. Скорее всего конус термоклея и хвостовик разъема придется для смазки обработать клеем Момент, так как «всухую» термоусадка будет «сопротивляться». После этой процедуры следует выждать пару часов прежде чем усаживать трубку, иначе клей вскипит и ее испортит. Далее аккуратно прогреть термоусадку по всей длине, поэтапно от разъема к концу антенны. В процессе прогрева термоклей будет плавиться и принимать правильную форму. Одновременно следует «на горячую» выпрямить всю конструкцию и завесить вертикально до полного остывания. Остынув в такой форме, антенна ее и сохранит.

Далее настройка. В случае со спиралкой не самая простая процедура. В идеале для настройки таких антенн использовать анализатор MFJ 269 (259), так как его корпус близок по электрическим характеристикам к корпусу портативки, да и учитывая очень узкий резонанс таких антенн, строить обычным КСВ-метром замучаешься. Если выполнены рекомендации по размерам оправки и длине проводника обмотки, скорее всего изначально анализатор покажет резонанс на частотах 23-25 МГц, и останется только отрезая куски по 3-5 мм от получившейся антенны бокорезами, добиться его смещения в нужную область.

Однако КСВ вряд ли будет меньше чем 2-3. Пускай это Вас не смущает. Такова неизбежная плата за эффективность. Впрочем, чем эффективнее антенна на портативку, тем больше она подвержена влияниям окружающих предметов, в том числе и Вашего тела. В этом легко убедиться, незначительно изменив его положение при настройке. Поэтому настраивать нужно стоя в том положении и держа анализатор возле лица так, как будете использовать впоследствии антенну на портативке.
При применении КСВ-метра мороки с настройкой гораздо больше. Впрочем, задача вполне решаема. Переходник от портативки до КСВ-метра необходимо взять длиной не более 30 см. Корпус КСВ-метра нужно соединить с корпусом антенного разъема радиостанции, например прижав его (что неудобно, но пожалуй лучший вариант) или же очень коротким толстым проводником (милиметров 60 пожалуй предел). Затем необходимо выставить на портативке частоту ниже той, на которую настраиваете (лучше вообще минимально возможную), для того чтобы подходя к резонансу не отрезать лишнее, и повторять замеры все так же отрезая от антенны куски по 3-5 мм, пока стрелка прибора не уйдет от положения «бесконечность» в приемлемую зону, и снова не начнет подниматься. Затем надо уйти на рабочую частоту и строить антенну на нее, соблюдая аккуратность при обрезке. Помните, что единицы Вы не добьетесь, и настройка должна свестись к поиску середины резонанса и подгонке ее под нужную Вам частоту. (Подробнее процесс использования КСВ-метра описан здесь: viewtopic.php?f=1&t=6 )

Ну вот, пожалуй осталась последняя операция: надо загерметизировать обрезанный конец антенны. Лучше всего для этого подходят защитные колпачки с концов бухт кабеля внешним диаметром близким, но не превышающим диаметр получившейся антенны (см. фото 9). Их сажают на клей Момент.

Для этой цели могут также подойти пластиковые заглушки резьбовой части болтов, имеющиеся в продаже во многих автомагазинах. Впрочем, подходящий по виду и размеру колпачок можно встретить в самых разных местах. В крайнем случае вполне допустимо взять все тот же кусок термоусадки и термоклей, которым замазать с запасом срез, а затем, усадив термоусадку и выдавив лишний термоклей, на горячую закрыть доступ влаги внутрь антенны. Получается, правда, чуть менее эстетично.

Конечный результат при применении проволоки диаметром 0,5 мм и оправки диаметром 5 мм выглядит так (см. фото 10):

Антенна получается длиной 270 мм и диаметром 7-7,5 мм, достаточно легкая, гибкая и прочная. Так что антенный разъем портативки не перегружен. По моему мнению, она имеет оптимальное соотношение удобство использования для портативки/эффективность. Субъективно такая антенна (крайняя справа на фото 11) дает прибавку штатной спиралке Alan 38 (в середине на фото 11) где-то около 1 балла или более (полагаю, что штатному «крысиному хвосту» Dragon’a SY 101+/ Alan’a 42, крайнему слева на фото 11, она даст прибавку более двух баллов). Учитывая что эта спиралка изготавливается фактически «на коленке» за пару часов суммарно потраченного времени, думаю что повторить эту конструкцию стоит.

Не в сети

Человек с паяльником

Зарегистрирован: Ср апр 23, 2008 22:54
Сообщения: 10806
Город: Химки м.о.
Страна: Россия
Откуда: Химки. Координаты здесь: http://forum.ci-bi.ru/viewtopic.php?f=4&t=39

Некоторые штатные антенны УКВ портативок (в частности Yaesu VX-6, VX-7, FT 817) делают двухсекционными. Нижняя секция (с верхней накладкой, прилагаемой в комплекте) делается для двухметрового и семидесятисантиметрового диапазона. Дополнительная секция, наворачивающаяся на нижнюю, устанавливается в случае работы в Low бэнде (50 МГц). В России работа на передачу на этих частотах запрещена, и дополнительная секция является у нас абсолютно бесполезной. На практике установка второй секции не расстраивает антенну при работе на двойке и семидесятке. Портативный всебэндовый трансивер FT 817 после раскрытия допускает работу в сиби диапазоне. В этом случае в портативном варианте удобно использовать его штатную антенну, если заменить верхнюю секцию на самодельную, изготовленную под частоты гражданского диапазона. При этом антенна остается абсолютно работоспособной на двойке и семидесятке (настройка на этих частотах практически не «уходит», а эффективность даже немного возрастает). Дополнительная секция крепится на антенны указанных радиостанций через втулку с резьбой М4 (фото 1). Для изготовления самодельной секции под работу на частотах гражданского диапазона нужно взять втулку с внутренней резьбой М4, ввернуть в нее винт с контргайкой, обрезать его головку и затянув контргайку, зажать в патрон дрели втулку. Затем, включив дрель, сточить кончик остатка винта, выходящий из контргайки на длину 15-20 мм на конус. Место, где контргайка соединяется со втулкой, нужно немного сточить напильником и облудить с паяльной кислотой, а затем получившуюся деталь хорошо отмыть ацетоном. Далее сточенный кончик винта необходимо «на горячую» вставить в центр будущей оправки. Лучше использовать все ту же трубку топливопровода, описанную постом выше, но можно использовать центральный изолятор кабеля RG 213 или РК 50-7-11, правда секция в этом случае будет на мой взгляд излишне тяжелой. Затем на нее следует намотать около 8-ми метров проводника небольшого сечения (0,4-0,7 мм), подпаяв его конец к втулке. Далее, как описано постом выше, промазать катушку тонким слоем термоклея и усадить поверх термоусадочную трубку до разглаживания поверхности и выпрямления оправки. Лучше эту операцию проводить навернув дополнительную секцию на основную, предварительно смазав верхний конец основной секции литолом и надев термоусадочную трубку так, чтобы она заходила на основную секцию на 3-5 мм. Настройка производится на собранной целиком (вместе с нижней секцией) антенне подрезкой верхней части, как указано постом выше. Получается приблизительно так: На фото 4 для сравнения антенна FT 817 со штатной верхней секцией. Для изготовления самодельной секции на фото применялась трубка топливопровода и проволока диаметром 0,5 мм. Подобную дополнительную секцию можно изготовить, применив проволоку меньшего диаметра, и на радиостанции VX-6R, VX-7R, что позволит существенно увеличить эффективность штатной антенны при прослушивании сиби диапазона, но целесообразность этих действий у меня лично вызывает сомнения, так как приемники указанных радиостанций на частотах ниже 40-50 МГц все одно, обладают очень посредственными параметрами.

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 4 гостя

Источник