Антенна максон своими руками
Малоизвестный «Прямоугольник Моксон»
Про антенну «Прямоугольник Моксон» (Moxon Rectangle) я прочитал на сайте известного антеннщика W4RNL, L. B. Cebik. Решил попробовать вначале на диапазоне 28 Мгц. Антенна хорошо работает и неплохо держится на ветру, поэтому через год я сделал вторую на частоту 18,1 МГц. и тоже доволен.
Антенна представляет собой двухэлементную вибраторную антенну, у которой концы вибраторов на некотором расстоянии согнуты под углом 90˚ по
направлению друг к другу (Рис. 1)
. Автор статьи и раньше уже пробовал
подобную конфигурацию, но очевидно переусердствоал вставив между концами вибраторов небольшие ёмкости. В антенне моксон присутсвует очень небольшая ёмкость, создаваемая близостью концов друг к другу. Её отличительной чертой является величина волнового сопротивления, которая составляет около 50 Ом, что позволяет подсоединить кабель без согласующего усторойства. Подавление заднего лепестка у антенны существенно больше, чем у обычной двухэлементной Яги. При своих малых размерах (размах на 30% меньше стандартного полуволнового вибратора) она
имеет усиление порядка 6 дБи. На рис. 2
данa смоделированная диаграмма направленности антенны, а на Рис.4
кривая КСВ. В реальных условиях из-за влияния земли задий лепесток значительно больше, но всё же подавлен около 20 дБ.
В таблице 1 даны размеры проволочных антенн, а в последних строках — размеры антенн на 28,5 и 18,1 МГц из алюминиевых трубок. Мои обе антенны
(Рис. 2)
сделаны из трубок с диаметрами d1 и d2, причём концевая П-образная
часть может вдвигаться и выдвигаться из средней части в процессе настройки, как тромбон и фиксируется с помощью винтов М4 и изоленты. В качестве изолятора «С» в зазоре между активным вибратором и рефлектором использован тонкий конец углепластикового удилища. Другие части удилища использованы в качестве рапорок и поддержек для усиления механической прочности антенны. Оба вибратора изолированы от траверсы. На кабель вблизи точки подсоединения к антенне надеты ферритовые кольца с внутренним диаметром чуть больше диметра кабеля. Их нужно штук 5 -6.
Настройка заключается в подгонке сопротивления антенны на резонансной частоте по КСВ-метру. Процедура довольно утомительная. Автору удалось настроить ту, что на 28 мГц, а вот у второй кривая КСВ получилась двугорбой. Просто не хватило времени. Но при этом работает антенна неплохо. Моксон 28 МГц размещён на1 метр выше 3-х элементной Яги 20-метрового диапазона, а Моксон 18,1 МГц — 0,8 м ниже Яги. Возможно, что такое расположение влияет на процесс настройки антенны 18,1 МГц.
Зато увенчался успехом опыт с антенной для диапазона 10,1 Мгц. Концы директора и рефлектора трёхэлементной Яги 20-метрового диапазона были удлиннены пластиковыми трубками (удилища) на 1,2м в каждую сторону (на картинке «Антенна 2002» они имеют белый цвет). К этим вставкам снизу подвешена проволочная антенна типа Моксон на 10,1 Мгц, которая оказалась намного эффективней наклонного диполя (слопера). При этом не замечено ухудшения в работе 20-ки.
Источник
Простая эффективная антенна MAXON’а
| Дмитренко Игорь Викторович US4LF, пер. Активистов, д.3а Дергачи, Харьковская обл. 62302 УКРАИНА |
Email us4lf (at) yandex.ru
Изготовить направленную антенну на текущий момент времени становится все сложнее и сложнее. Проблема алюминиевых труб необходимых на постройку всевозможных ЯГИ, ВЕРТИКАЛОВ, и т.д. с каждым днем сказывается все острее.
Желание изготовить простую по конструкции с относительно неплохими параметрами антенну волнует многих радиолюбителей.
Просидев не один час в Интернете за всевозможными радиолюбительскими сайтами моё внимание привлёк прямоугольник MAXONа. В Интернете есть программа позволяющая моделировать данный тип антенн для различных частот MoxGenOCX 1
Рис.1.
После того как геометрия антенны была ясна, рис.1 решился её для начала смоделировать в программе Mmana (файл с антенной расположен ниже), остальные рисунки для тех у кого нет Mmana смотрите ниже.
Рис.2 Геометрия антенны
Рис.3 Внешний вид антенны
Рис.4 Результаты вычислений
Рис.5 ДН антенны
Рис.6 Трехмерная ДН антенны
После моделирования в Mmana было принято решение попробовать проект воплотить в жизнь. И так хватит теории пора переходить к практической конструкции.
Заранее оговорюсь, что приведенные ниже эскизы чертежей сделаны под конкретную конструкцию и при повторении, возможно, придется некоторые размеры изменять, это, прежде всего, будет зависеть от материала, из которого будет изготовлена антенна.
Стал вопрос из чего и как её изготовить? Требовалось сделать антенну легкой, прочной, ветроустойчивой, с возможностью её модификации. (Вопрос эксплуатации её в полевых условиях также был предусмотрен, но в моей конструкции не выполнялся, при желании это можно без особого труда выполнить.)
На рынке были куплены четыре телескопических стеклопластиковых шести метровых рыболовецких удилища, толстая рыболовецкая леска диаметром 1,5мм, и для варианта неразборной антенны, упаковка эпоксидного клея и банка строительной пены. Работа началась с распечатки на принтере масштабного изображения проекции антенны (из Mmana).
Рис.7 Масштабное изображения проекции антенны
После чего на картинке, прямоугольника, были проведены диагонали. Вооружившись транспортиром, были вымерены углы между диагоналями (40 О и 140 О ), а также их длины. (Можно пойти другим путём, этот путь более точный , вспомнить уроки геометрии за среднею школу, а именно свойства прямоугольного треугольника, теорему Пифагора, и основы тригонометрии sin, cos, tg, и т.д.). Для тех, кто захочет изготовить антенну на частоту отличную от 14,125МГц, эти расчеты необходимо делать самостоятельно и без геометрии будет тяжеловато.
Рис.8. Чертежи антенны
После этого необходимо с удилищ снять рукояти (идеальный вариант, дешевые удилища, кроме пробки с резьбой и заглушки, больше просто нечего снимать), раздвинуть удилище на всю их длину, (самый тонкий элемент можно сразу извлечь, он нам в конструкции не понадобится), иизмерить длину раздвинутого удилища. Нам понадобится длина (4,155м) в двое меньше длины диагонали. С помощью штангель-циркуля меряем диаметр самого толстого края, самой толстой трубки удилища (там, где была рукоять, в моем варианте получилось 30мм, от этого зависит диаметр на рис.8.2).
Удилище, если не предполагается использовать антенну в полевых условиях, желательно заполнить строительной пеной, это даст дополнительную жесткость при минимальном увеличении веса. Делать это необходимо в несколько этапов, так как пена не застывает без дополнительной влаги которую берет из воздуха. Тем кто решится на это, добрый совет, перед задуванием пены, внутреннюю часть удилища смочить водой (H2O), работу производить в перчатках, так как пена плохо отмывается от рук. Кто пеной задувать не будет, необходимо позаботиться о том, чтобы секции удилища надежно фиксировались в выдвинутом состоянии. Кольца предназначенные для прокладки лески, (некоторые удилища, стоят дешевле, и на них этих колец нет), должны располагаться в одной плоскости, но со сдвигом на 180 о , они понадобятся для растяжки антенны. Если колец нет, то придется изготавливать крепежи для растяжек самому (U-образно согнутая нержавеющая проволока крепится с помощью ниток и эпоксидного клея примерно в середине удилища). Такая же конструкции и на краях удилищ, но там кроме оттяжек крепятся еще и сами элементы антенны. О них будет сказано ниже. Далее необходимо изготовить крестовину (изображена синим цветом, красным стеклопластиковые удилища рис.8. 1 общий вид есть на фотографии 1. и рис.9)
Фото 1.
Размеры крестовины (еще раз повторяю, для моего варианта) даны на рис.8.2, таких заготовок необходимо изготовить две штуки и, соединить как показано на фото1 и рис.9 Для этого понадобится изготовить шаблон угла 140О, 70+70. После этого необходимо к крестовине приварить две железные распорки фото1 и рис.9,. Их длина будет зависеть от конкретных условий, а именно от длин остатков от удилищ. ( К примеру, в моём варианте получилось так: удилище без последней секции имело длину 5,3м, длина необходимая на половину антенны считая от центра, была равна 4,115м, следовательно оставались куски по1,185м, стеклопластиковых удилищ которые можно было с успехом применить на элементы поддержки элементов антенны и кабеля питания.) Чем меньше лишнего железа тем лучше.
Рис.9
После этого необходимо изготовить ось вращения. На этом узе все держится, он вставляется в отверстие крестовины и проходит сквози нее насквозь, выступая с обратной стороны. (Его чертеж показан на рис.10)
Рис.10
Все эти трубки и ось вращения соединяются с помощью сварки. На остатки оси вращения одевается алюминиевая трубка служащая плечом для растяжек антенны, и в моем варианте доводящая высосу мачты до 1/4 лямбда диапазона 80 метров. (Смотри фото1и3.) Отверстие диаметром 10мм в оси вращения предназначено для крепления антенны на мачте с помощью шпильки. Большой наружный диаметр, оси вращения, зависит от конкретных условий эксплуатации, тоже справедливо и для внутреннего диаметра и зависит от наружного диаметра привода.
Итак после того как крестовина готова, удилища подготовлены, начинаем сборку скелета (крестовины) антенны. Для этого в крестовину на эпоксидном клее (для стационарного варианта антенны) вклеиваем удилища и элементы распорок. (Должна получиться в плане большая русская буква Ж фото3 и рис8.1.)
Покуда клей сохнет, изготавливаем будущие элементы антенны. Для этого понадобится медный обмоточный провод диаметром 1,5мм и вольфрамовый провод диаметром 0,3мм. С помощью электродрели и согнутого гвоздя сматываем тросик, состоящий из 3х медных и 5х вольфрамовых проводов. Вольфрамовый провод применялся с целью уменьшения растяжения элементов. Можно применить антенный канатик диаметром 3мм. Кроме этого к элементам распорок необходимо приклеить по изолятору, один из которых будет поддерживать рефлектор, а второй вибратор, и на нем будет установлен коаксиальный разъем для подключения кабеля снижения. (Внешний вид понятен из фотографии 2.) После подключения элемента, необходимо обратную сторону разъема с целью герметизации залить эпоксидным клеем.
Фото.2
Далее, после высыхания клея, растягиваем крестовину с помощью лески, укрепляем элементы. Края элементов соединяем с помощью стеклотекстолитовых изоляторов. Должно получиться что-то похожее на фото 3.
Фото 3.
Поднимаем антенну на мачту, подключаем кабель питания. (РК-50, его длина — L, должна быть равна ближайшему количеству полуволн — N; L=0,5*лямбда*k*N), на кабеле, желательно возле точки питания антенны сделать ВЧ дроссель. Проверяем КСВ, диаграмму направленности.
Источник
Вертикальная и горизонтальная антенна Moxon
Антенна Moxon обладают неплохими характеристиками, достаточно выраженной диаграммой направленности и легко повторяются. Немаловажно и то, что затраты на изготовление направленной антенны минимальны. Характеристики антенны выдерживаются как в горизонтальном, так и в вертикальном исполнении. В основном отличия выражены в выполнении согласования с фидером.
Конструкций антенн Moxon довольно много, рассмотрим две антенны, предложенные Мартином, SM0DTK, которые делались в походных условиях для мобильной работы. В качестве опор использовались близ расположенные деревья. Основное полотно антенны сделано из эмалированного провода толщиной 1 мм.
Вертикальный Moxon (на рисунке размеры диапазона 20 метров) запитывается через согласующий трансформатор на ферритовом кольце в соотношении витков 8:8:16, четыре обмотки (трифиляр) соединены последовательно. Намотка выполняется монтажным многожильным проводом в полиэтиленовой изоляции. Автор уверяет, что еще лучше будет, если между согласующим трансформатором и коаксиальным кабелем поместить симметрирующий трансформатор 1:1.
Основное полотно горизонтальной антенны (на рисунке размеры диапазона 40 метров) сделано также из эмалированного провода толщиной 1 мм. Горизонтальный Moxon запитыватся 50-омным кабелем непосредственно, без каких-либо согласующих трансформаторов. Размеры антенны приведены на рисунке:
Автор отмечает «малошумность» антенны по сравнению с двойным Zepp-ом, Long Wire и всевозможными диполями. Это связано с определенной диаграммой направленности, как написано в сопроводительном тексте «эффектом F/B». По оценке автора — это очень хорошая антенна, но нуждается в пространстве для размещения и четырех точках подвеса. В углах прямоугольника находятся четыре плексигласовых треугольника с отверстиями, через которые пропущено основное полотно антенны и фиксирующие диэлектрические оттяжки (на рисунке они не показаны).
Источник