Ub5 антенна своими руками чертежи

КСВ не больше 2 в полосе 112 – 165 МГц, усиление во всей полосе частот как у вертикально расположенного полуволнового диполя (2,2 дБи) и диаграмма почти такая же.

У этой антенны 3 близко расположенных резонанса в пределах рабочей полосы частот – кривая реактивной составляющей входного сопротивления (красная линия) трижды пересекает нулевую отметку. За счёт этого антенна такая широкополосная.

Конструкция очень простая.
Это 2 трубки диаметром 16 мм и длиной 93 см каждая, которые размещены параллельно и со сдвигом по вертикали. Расстояние между центрами трубок 9 см.
Расстояние от точек питания до одного конца соответствующей трубки 58 см, а до другого конца 35 см.
Никакой горизонтальной перемычки между точками питания нет, надо просто так разделать 50-омный питающий кабель, чтобы его разделанные концы как раз достали до трубок к которым они подключаются. Но делать концы с запасом (ещё длиннее) не надо.
Если сделать антенну из трубок меньшего диаметра, то полоса антенны станет уже, а если взять трубки большего диаметра – то шире. Антенну можно сделать и из алюминиевых уголков шириной 14 – 18 мм.

Желательно надеть на кабель вблизи места запитки пару ферритовых колец или сделать несколько витков из кабеля вокруг мачты.

Крепление к окну стандартными креплениями от других антенн:

Трубки расположены перпендикулярно отводящему кабелю и параллельно стене!

интересный вариант изготовления с каркасом из пластиковых труб (слева), предложенный RN6HDF

Источник

Антенна для авиадиапазона

Не знаю почему, но меня всегда интересовали переговоры наземных служб с экипажем самолета.

Есть в этом что-то таинственное. Это как прикоснуться к чему-то высокому, к чему не имеют доступа обычные люди.

Именно для этих целей я приобрел радиостанцию Yaesu VX-7r. Нагуглил нужные частоты, но оказалось, что на штатную резинку практически ничего не слышно. Следовательно нужна нормальная антенна.

И было бы неплохо, если эта антенна будет рассчитана специально для приема авиадиапазона.

Купить готовую антенну под силу только олигархам (цены от 6.5 тыс. руб до бесконечности), а значит придется делать ее своими руками.

Для начала нужно было определиться с типом антенны. От этого зависит простота изготовления, сложность монтажа и стоимость составляющих.

Выбор типа антенны

Из всех вариантов самой интересной и привлекательной мне показалась J-антенна:

Она и собирается легко и, судя по отзывам, имеет хорошие характеристики.
Но для начала я решил соорудить привычную и проверенную временем антенну GP (она же Ground Plane или «джипи»).

У GP почти круговая диаграмма направленности, что позволит одинаково хорошо ловить самолеты со всех направлений.

Расчет антенны

В качестве центральной частоты я взял самую середину авиадиапазона:

118 + (136-118)/2 = 127 МГц, что соответствует длине волны:

λ = c/f = 300/127 = 2.36 м

У меня будет обычная «четвертушка» с вертикальным штырем и тремя противовесами, следовательно мне нужна четверть длины волны: 2.36/4 = 0.59 м

Осталось применить коэффициент укорочения (k), который зависит от соотношения длины волны к диаметру трубки вертикального штыря (λ/d). То есть, чем толще вибраторы, тем больше коэф. укорочения (и шире полоса пропускания антенны).

В моем случае вертикальный штырь имеет диаметр 15мм:

λ/d = 2.36/0.015 = 157

Конкретное значение берем из всем известного графика:

таким образом, коэфф. укорочения k = 0.92, а значит для моей антенны понадобятся алюминиевые трубки длиной 54 см:

0.59 * 0.92 = 0.54 м

Конструкция

Все максимально просто из самых доступных деталей. Нарезал алюминиевые трубки отрезками по 54 см. Для вертикального штыря взял трубку диаметром 15мм, а для противовесов — по 10мм.

В концы 10-миллиметровых трубок вставил шпильки от сантехнических хомутов (идеально подошли):

и обжал их:

Обжимал с помощью кримпера, который в дальнейшем пригодится для обжимки разъемов:

А в толстую трубку я вкрутил шпильку M10, которая как раз подошла по диаметру. Обжать такую мощную трубку не было возможности, поэтому просверлил ее в двух местах и туго стянул винтами. Гайки взял с полиэтиленовыми вставками.

Для пущей надежности и защиты от проникновения влаги вовнутрь, все шпильки перед обжатием основательно промазал бокситкой.

Для того, чтобы закрепить штырь и противовесы выпилил из толстой (2мм) стальной пластины треугольник со сторонами

100мм:

Концы этой железки выгнул под углом

45 градусов. Осталось только вставить трубки в отверстия и затянуть все гайками.

Центральный штырь изолировал от остальной антенны с помощью двух втулок, которые были выточены из стеклотекстолита (дрель, напильник, наждачка).

Фото втулок, к сожалению, не сделал, но их форма должна быть приблизительно как на картинке справа.

Получилось как-то так:

Кстати, оказалось, что удобнее всего гнуть основание, взявшись прямо за противовесы, используя их как рычаги.

Верхний конец вертикального штыря надо залить бокситкой, чтобы внутрь не набиралась вода. Или надеть подходящий колпачок. Я выбрал оба варианта — сначала заливку, а потом сверху еще и колпачек для надежности:

Мачта

Для мачты ничего умнее не придумал, кроме как взять два направляющих профиля для гипсокартона. Они удобно вкладываются друг в друга и получается достаточно прочная и легкая конструкция.

Для увеличения прочности, эти два профиля нужно стянуть между собой саморезами. Так просто ввернуть саморезы не выйдет (тонкое железо просто мнется при попытке надавить на него), поэтому нужно вложить внутрь отрезки бруса. И потом вкручивать саморезы прямо сквозь профиль в эти самые брусочки.

Лично я перестраховался и предварительно пропитал брусочки олифой. Ну чтобы они не сгнили в первый же год.

Антенну решено было крепить к старой (уже не используемой) мачте от электропроводки

Для этого понадобятся U-образные хомуты, которые изготавливаются путем сгибания 6-миллиметровых шпилек на оправке.

Шпильки предварительно нужно разогреть до красна и дать медленно остыть. Иначе она сломается при попытке ее согнуть. В качестве оправки идеально подошел баллончик из-под дезодоранта:

К мачте прикрепил два стальных уголка с отверстиями. Именно сквозь них будут продеты наши U-образные хомуты:

Пару слов про кабель

Понятно, что здесь нужно было взять 50-омный кабель, но меня в конечном итоге задушила жаба. В наших краях хороший 50-омный кабель стоит почти в 4 раза дороже, чем неплохой телевизионный кабель 75 Ом.

Прикинув затухание на частотах 118-136 МГц, я решил остановиться на более бюджетном варианте. Вряд стоит сильно переплачивать за десятые доли децибел. Да я за счет общей несогласованности антенно-фидерного тракта больше потеряю!

Поэтому выбор пал на кабель SAT-703 по 25 руб за погонный метр. На 25-метровом куске кабеля затухание на авиадиапазоне будет меньше 2 дБ, что меня полностью устраивает.

В целях экономии решено было отказаться от разъемов, а кабель просто припаять к антенне.

Для герметизации я надел на кончик кабеля трубку и просто залил все эпоксидной смолой.

Итоговая стоимость антенны

В конечном итоге я потратил чуть более 700 рублей на саму антенну и еще 625 руб за 25 метров кабеля. Все, кроме кабеля, было закуплено в строительном магазине:

Труба алюм. круглая 15х1, 1шт — 78 руб
Труба алюм. круглая 10х1, 3шт — 165 руб
Профиль 28/27, 3м, 2шт — 64 руб
Пластина крепежн. перф., 100х200х2.0 — 70 руб
Уголок крепежн. перф., 105х105х90х2.0 — 41 руб
Шпилька М6х1000, 2шт — 58 руб
Хомут сантехнический для 3/4″, 3шт — 73.50 руб
Клей эпоксидный — 62 руб
Брус, 25х40, 3м — 48 руб
Олифа ПЭТ, 0.5л — 57 руб

Итого: 716.5 руб

Монтаж на крыше

Самое сложное — поднять антенну с бухтой кабеля на крышу через узкий чердачный проем. Поэтому противовесы пришлось прикручивать уже на месте.

Благодаря точному расчету крепежных узлов, все встало на место как родное:

Кабель завел в квартиру через отверстие в стене. Лучше, если выходное отверстие будет чуть-чуть ниже, чем внутреннее в квартире. Это чтоб в дом вода не затекала.

Затем на этот конец кабеля планировалось обжать SMA-разъем, но, к сожалению, посылка с ебея так и не пришла. Поэтому пока просто воткнул центральную жилу кабеля в гнездо радиостанции.

На видео 10 минут типичных переговоров между пилотами и диспетчерами — слушайте и наслаждайтесь:

Источник

Пятидиапазонная вертикальная антенна

Олег Сафиуллин (UA4PA).
Email ua4pa (at) mail.ru

Велико желание коротковолновика иметь набор антенн для каждого диапазона волн, но не всегда это осуществимо из-за отсутствия места и условий для размещения этих антенн. Приходится идти на компромисс и ставить многодиапазонные.

Автором были опробованы различные типы как горизонтальных, так и вертикальных многодиапазонных антенн. Наиболее приемлемыми оказались вертикальные антенны. Длительное время эксплуатировалась пятидиапазонная вертикальная антенна, предложенная Ю. Мединцом (UB5UG). Схема антенны приведена на рис. 1.

Эта антенна достаточно хорошо описана в литературе [1, 2]. Резонансная длина антенны вместе с питающей линией должна быть равна 42,5 м, поэтому длина излучающей части l1 определяется выражением (все размеры в метрах) l1=42,5-e(l2+l3), где e — диэлектрическая постоянная диэлектрика (для большинства отечественных кабелей со сплошной изоляцией из стабилизированного полиэтилена e=1,51).

Ю. Мединец рекомендует длину излучающей части и противовесов брать равной 8,6 м. Излучатель может быть выполнен из трубки диаметром 15-20 мм и при необходимости укреплен одним-двумя ярусами оттяжек. Количество противовесов должно быть не менее четырех, выполняют их из канатика или медного провода диаметром до двух-трех миллиметров. Без заметного ухудшения работы антенны в качестве противовеса может быть использована металлическая крыша, имеющая достаточные геометрические размеры. Настраивается антенна изменением длины отрезка l3 (по рекомендации UB5UG l3=2,9 м) по минимуму КСВ в кабеле, идущем от передатчика, в диапазоне, на котором предполагается наиболее активная работа. Так, при настройке антенны на 20-метровом диапазоне с КСВ не более 1,3, на диапазонах 10,14 и 40 м КСВ может дойти до 2, на 80-метровом диапазоне — до 3-4.

Испытания антенны показали, что она достаточно хорошо работает на диапазонах 10,14 и 20 м, удовлетворительно на 40 м (сказывается уменьшение длины излучателя) и мало эффективна в диапазоне 80 м (мала длина излучателя и велик КСВ).

Чехословацкий коротковолновик М. Шашек (OK1AMS) также использует эту антенну [3]. Для тех случаев, когда отрезок l3 может быть размещен вблизи передатчика, он отмечает возможность настройки антенны на каждом диапазоне подключением конденсатора (См. на рис. 1). Емкость конденсатора не превышает 450 пф на 80-метровом диапазоне и еще меньше на остальных диапазонах. Следует учесть, что в точке подключения конденсатора находится пучность напряжения, поэтому зазор между пластинами переменного конденсатора должен быть не менее 1-2мм (в зависимости от мощности передатчика). При этом способе настройки КСВ на каждом диапазоне может быть не более 1,5.

При работе в соревнованиях, выполнении условий различных дипломов успешная работа на 40 и 80-метровых диапазонах не менее важна, чем на более высокочастотных. В связи с этим антенна была несколько модифицирована (см. рис. 2). Длина излучателя l1 увеличена до 11,2 м, при этом длина питающей линии определяется выражением

что для кабеля с е=1,51 составляет 20,6 м.

Антенна установлена на крыше небольшого двухэтажного дома, выполнена из труб диаметром 45 мм, и укреплена двумя ярусами оттяжек. Длина противовесов из канатика диаметром 1,4 мм равна длине излучателя.

В связи с небольшим расстоянием от антенны до передатчика применения дополнительно фидерной линии не потребовалось. Подключение питающей линии непосредственно к П-контуру передатчика дало неплохие результаты, но настройка антенны была затруднена из-за того, что при таком питании антенны необходимо обеспечить в точке питания пучность напряжения, что затрудняет согласование. Кроме того, так как антенна является гармониковой, при этом способе питания интенсивность излучения гармоник высшего порядка повышается.

Для исключения указанных нежелательных явлений был изготовлен антенный блок, представляющий собой колебательный контур, заключенный в экран и расположенный около передатчика. Выход передатчика через 75-омный кабель переключателем П1а подключен к части контура с входным сопротивлением 75 ом, что обеспечивает работу фидера в режиме бегущей волны с КСВ на каждом из 5 диапазонов, близким к 1. Катушка индуктивности контура, состоящая из трех последовательно включенных секций L1, L2, L3 переключается переключателя П1б.

Первым этапом настройки антенны является настройка антенного контура при отключенном от передатчичика фидере. При помощи ГИР или ГСС с ламповым вольтметром подбирают индуктивности катушек для каждого диапазона при среднем положении С2. Грубая настройка постройка производится подбором витков, точная — изменением величины емкости конденсатора С2. Второй этап настройки — подбор точек подключения фидера от передатчика для каждого диапазона при помощи КСВ-метра любой конструкции.

Окончательная настройка антенны производится по максимуму показаний прибора ИП2, слабо связанного с «горячим» концом контура. В качестве ИП1 использован высокочастотный амперметр с термопарой и пределом измерения 3 а. В качестве ИП2 использован малогабаритный магнитоэлектрический прибор на 5 ма. Катушка L4 -содержит 3 витка любого провода.

Антенна показала хорошие результаты при работе на 40, 20, 14 и 10-метровых диапазонах. Особенно удобна она при работе с DX, так как несмотря на наличие дополнительного лепестка на диапазонах 14 и 10 м, основная мощность излучается под малыми углами к горизонту [4]. На 80-метровом диапазоне антенна работает вполне удовлетворительно.

Применение антенного блока значительно снизило уровень излучаемых гармоник. Тщательная настройка и экранировка полностью устраняют помехи телевидению. Неоспоримым преимуществом является в то, что настройка антенны осуществляется на рабочем месте. Антенна заземлена но постоянному току и грозобезопасна.

Олег Сафиуллин (UA4PA).
Радио 9-60

16.03.2005. Уточнения от автора.

Формула расчёта l2=[A-l1]:K,где А=21.2;42.5;62.9;83.2;124.8 и 166.3-зависит от расстояния до излучателя.К-коэффициент укорочения применяемого кабеля, м.б. двухпроводная открытая линия для нее К=1.

Вместо ИП1 установлен измеритель КСВ и проходящей мощности

ИП2 исключён, неонка осталась

Фидер антенны отключён от «горячего конца» и подключён к вновь введённой третьей секции переключателя, что позволило осуществить согласование с КСВ около 1 от 160 до 10метров.

Индуктивности:L1-катушка от вариометра РСБ-5,L2-длина намотки 80мм D=80мм,N=4 при d=3-5мм

Настройка. При помощи ГИР при отключённом фидере и TX подбирается при среднем положении ёмкости\лучше 200-300пф\резонансная частота для середины каждого диапазона. Затем вчерне подключаются TX и фидер примерно к 1/3 контура и вновь проверяется резонансная частота all bands.

Подключаются:1 ксв-метр на выходе TX, 2-на вход антенного блока и путём перем е щения отводов \я использую маленькие «крокодильчики\ подбирается минимальный КСВ на каждом диапазоне, разумеется помогает подстройка переменной ёмкостью контура.

Производится окончательный монтаж с возможно дополнительной подстройкой для устранения возможного взаим о влияния.

Применённое СУ имеет самый широкий диапазон для согласования с различными входными сопротивлениями антенн и может применяться для согласования всех видов антенн. Ну, а кому лень, может подключить антенну к П-выходу с потерей преимуществ указанных в начале статьи.

Кроме основных противовесов помогают дополнительные противовесы по 1/4 длины волны на 80,30,20,17,15,12 и 10м /по одному/

Желаю успхов! 73.
Олег Сафиуллин (UA4PA).

Источник