Напівхвильові антени з резонаторним живленням. Калькулятор J антени Багато замкнута штирова j антена

Публікація присвячується світлій пам'яті авдіївського радіоаматора Миколи US5IMU, який пішов від нас, який свого часу люб'язно надав автору цих рядків матеріал для виготовлення даної антени.

Останнім часом ситуація на ринку радіоаматорських радіостанцій УКХ змінилася на кращий, для нас, радіоаматорів, бік. Сьогодні FM радіостанція на 2-метровий діапазон стала доступною для кожного. З огляду на це стоїть питання, яку антену вибрати радіоаматору, який вперше освоює цей цікавий діапазон? Відповідей можна почути багато, але сьогодні ми зупинимося на всеспрямованій штирьовій антені, зовнішній вигляд якої нагадує англійську букву J. Це антена для початківця, для дачі, для місцевих зв'язківна УКХ.

Фізику роботи цієї антени докладно не розглядатимемо. Хто хоче, може ознайомитися з нею в . Лише відзначимо, що узгодження антени з лінією передачі здійснюється за допомогою чвертьхвильового шлейфу, який еквівалентний котушці індуктивності та ємності.

Отже, переходимо до практичної частини. Схематичний вигляд антени зображено малюнку 1.

Мал. 1. Схематичне зображення J-антени.

Використовуючи формули, наведені на малюнку 1, або скориставшись готовим калькулятором отримаємо розміри антени A, B, C і D.

Для частоти 145,5 МГц:

A = 148.29(см)

B = 49.19 (см)

C = 4.63 (см) (для Rфідера = 50 Ом)

Матеріал - мідь чи алюміній, трубка чи дріт. Що є під рукою. Мною був використаний алюмінієвий провід круглого перерізу діаметром 9 мм. Єдине, треба пам'ятати про коефіцієнт укорочення k, який пов'язує електричну довжину полотна антени з її геометричною довжиною. Чим більша товщина провідника, тим більша ця відмінність. Для того, щоб не помилитися з довжиною антени, рекомендується зробити розмір B трохи більше, а потім відкусити зайве в процесі налаштування.

Налаштування антени проводилося по КСВ метру. У моєму випадку використовувався КСВ метр RS-40, зображений на малюнку 2.

Мал. 2. Покази КСВ метра у режимі передачі.

Центральну жилу кабелю приєднуємо на крокодилах до довгого елемента (A), а обплетення до короткого (B). І починаємо поперемінно включати на передачу, дивлячись на КСВ метр і рухати крокодили, досягаючи мінімуму КСВ на робочій частоті. Увімкнули, подивилися на КСВ метр, вимкнули, пересунули крокодили. У районі 4-6 сантиметрів від перемички має бути мінімум ПКС. Якщо не вдається досягти КСВ близький до 1,1-1,2, варто погратися довжиною B, відкушуючи по кілька міліметрів. Під час вимірювань антену рекомендується покласти між двома спинками стільців, подалі від підлоги, навколишніх предметів, і тим більше металу.

Після налаштування затиснути кабель на болти з хомутами, перевірити, чи не збилося налаштування, а потім залити контакти автомобільним або сантехнічним герметиком.

Через кілька сантиметрів від точки підключення рекомендують намотати фільтр, що є 4-5 витків цього ж кабелю на каркасі, наприклад, від 10 кубового шприца. Це дещо зменшить затікання ВЧ струмів на обплетення кабелю та знизить можливі перешкоди ТБ.

Кабель можна використовувати будь-який 50-омний. У моєму випадку це маленький шматочок метра 3-4 тонкого RG-58U від точки підключення антена до балкона, а далі через роз'єм близько 25 метрів товстого RG-8. Зауважу, що чим товстіший кабель, тим, як правило, менший його коефіцієнт загасання. Чим тонше – тим втрати корисного сигналу більше. З довжиною кабелю подібна ситуація, чим довше кабель від антени до трансівера, тим більше будуть втрати корисного сигналу. Іншими словами, для мінімізації втрат у кабелі намагаємося дотримуватись правил « чим кабель товстіший і коротший, тим краще».

Фотографія моєї антени зображена на малюнку 3. Варто вже другий рік, пережила всі урагани, пориви та зледеніння.

Мал. 3. Зовнішній вигляд j-антени на щоглі 5 поверхового будинку. Фотографувалося знизу.

Література

1. Карл Ротхаммель: Антени. Том 2. Видання 11. Видавництво Лайт ЛТД., 2007, стор 103.

Олександр US6IGL

Ексклюзивно для журналу РАДОН

Подзвонив один із радіоаматорів по сусідству (наша ж область) і запитав, чому він не чує Оскар-7, хоча за розрахунками той пролітав прямо над Гончаровським. Оскільки питання виникло не вперше, думаю, треба буде повторитися. Хороший оглядз причин GUHOR я давав на Хамманії. Думаю, що дублювати цей матеріал не потрібно, і тому відповім по цій конкретній ситуації. Тут кілька логічних "І" що привели до того, що він не почує супутник мабуть і надалі.

Гоша прибулець;-)

Читаючи будь-якого автора, іноді важко собі уявити його. Наприклад, у юності я читав багато Олександра Гріна, який насправді багато чого написав окрім "Червоних вітрил". Але коли побачив його портрет, не повірив своїм очам. Виняток, мабуть, тільки Маяковський, як пише, так і виглядає. Щоб ніхто не сумнівався, як виглядає Гоша радист, Саша Литвиненко UR5RP надіслав фото. "Гоша радист пише на сайт". А хто не повірив моєму хорошому прогнозу ВЧ діапазонів на ці три дні – сам винен: лише за останні пів-години у телеграфі Ямайка, Лесото, Сенегал та Домінікана. У RTTY Того, чого раніше не мав.

OQRS: QSL з інтернету

Я вже писав раніше про те, як отримати картку через інтернет. Спосіб прижився і тепер майже всі педиції DX запускають цю службу, тому що вона спрощує і здешевлює обмін для обох сторін. Для тих, кому важко розібратися в англійських термінах та скороченнях я "розшифрую" опис, як треба це робити. Ну для початку треба мати перед очима всі дані через зв'язок з цією експедицією. У моєму випадку це буде 7О6Т. Для цього йдемо стандартним шляхом починаємо з QRZ.COM, переходимо далі за посиланнями доки не побачимо картинку оnline check ваших QSO. Внизу є кнопка REQUEST QSL. На неї і тиснемо.

Тепер робота важче: У лівій колонці початкові відомості про зв'язки,

SDR та LAN

Зрозуміло, що життя без проводів – краще. Я говорю про Wi-Fi та ін. бездротові технології. А ось ще один плюс. Перший УКХ SDR у мене був запаяний у металевій коробочці, з гарним екранованим антеним введенням (хто пам'ятає фото раніше). А зараз у мене тюнер у рідному корпусі (фото двома постами нижче), прогумований, зі зручним роз'ємом-заскочкою замість різьблення або байонета. Працює добре, але ось надумав я подивитися по своїй новій скриньці 3D кіно. Фільм, звичайно, лежить на ноутбуці, телевізор читає його Wi-Fi. Але пригальмовує іноді. Я вирішив, що гальмує через радіоперешкод Wi-Fi, дуже епізодичним було гальмування, рідко, тость. Ввімкнув звичайний LAN роутер, встромив езернет кабель і жахнувся: мій SDR приймач "заткнувся".

SDR панорама в УКХ трансіверах

Сергій UA0ADX

Працюючи через супутники, зокрема SSB та CW, зіткнувся з проблемою: орбіта коротка, ділянка діапазону досить широка. Буває й кореспондентів багато, але не завжди знайдеш їх, працюючи на пошук. То на прийом перейдуть і ти пробіжиш повз, то працюєш на загальний виклик і нікого не чуєш, хто працює нижче чи вище. Супутник пролітає швидко, буває без результату. Ця обставина і змусила мене задуматися про СДР панорамі. Насамперед треба було придбати СДР приймач. Вибір упав на найбюджетніший з просунутих)) - SDRplay RSP-1, є ще кілька непоганих RTL SDR, про які я дізнався на жаль вже після придбання RSP-1. Далі треба було придумати як його "підчепити" до тієї ж антени або антен, на яких відповідно працюю, щоб бачити реальну картину, при цьому уникнути будь-яких комутацій, обходів і т.п, через ненадійність яких може вигоріти не один девайс)) .

SV2AGW Packet Engine

Вік живи вік учись! :-) Я тільки-но дізнався, що широко використовуваний емулятор пакетних мереж і нодів на аудіокарті може конвертувати сигнали з дводіапазонних трансіверів на один логічний конвертор. Я маю на увазі KISS AGW від DK3WN. Трохи вступної інформації для тих, хто не так як я люблю супутники. Те, що передають у рядках телеметрії супутники наші Windows виводять на екран у вигляді допустимих екранних символів того чи іншого розкладу (грецька, кирилиця або латиниця). Для того, щоб цю інформацію правильно розпізнати і на її основі вивести реальні дані телеметрії, отримані рядки спочатку треба привести до вигляду ASCII рядків (файлів), а потім програми декодери її "пережовують". Так ось як модем для свого конвертора (як один із варіантів KISS AGW) DK3WN використовує якраз SV2AGW sound modem. У його налаштуваннях можна використовувати обидва зі стереоканалів вашої аудіокартки.

Маяк на Ардуїно частина 2

Підключення модулів, як правило, здійснюється по п'яти проводах: VCC – живлення, GND – земля, CLK – тактові імпульси, STR – строб та DATA (IO). На всіх модулях є позначення пінів із боку модуля, а пін із боку Ардуїно призначається у програмі. Наприклад, датчик температури не вимагає тактування і його вихід підключається до аналогового входу А1. Годинник, наприклад, має дані до передачі, тому підключення п'ятипровідне. Призначені піни можна знайти у тілі програми. Те ж саме з платою кнопок та дисплея. З простими сигналамитипу PTT, CW маніпуляцією, підключенням додаткової антениабо включення додаткового ветилятора достатньо лише одного піна. Вони теж призначаються у програмі і через оптопари підключаються до виконавчих пристроїв: трансівера, комутатора, вентилятора і т.д. На схемі це все прозоро. Пін 10 Ардуїно використовується для подачі дозволу на "піщалку" і підключається безпосередньо до BUZZER. Оскільки сучасні трансівери всі мають самоконтроль у телеграфі, у цій моделі він не включений. Але, якщо ви захочете увімкнути, наприклад, цей маяк у режимі FM, цей сигнал вам знадобиться.

В. Марков
Радіохоббі 6/2003

КВ антени

J-антена, її схема та конструкція описані неодноразово у друку. Ця антена в основному застосовується на діапазонах УКХ і на високочастотних КВ-діапазонах. Якщо виконати узгоджувальний чвертьхвильовий шлейф з коаксіального кабелюз урахуванням його коефіцієнта укорочення, її можна застосовувати і на довгохвильових KB діапазонах. Схема такої антени, розміщеної горизонтально, показано на рис. 1.

Для кріплення кабелю, дроту та розтяжок застосовуються планочки з ізоляційного матеріалу, наприклад, з текстоліту, товщиною 2-3 мм (рис.2).
Місце підключення кабелю живлення знаходиться на 1/8 частини (А-Б на рис. 1) узгоджувального кабелю (шлейфу), рахуючи від закороченого кінця, для 50-омного кабелю і на 1/7 частини - для 75-омного. Причому узгоджуючий шлейф та кабель живлення одного типу. У точці В обплетення на кінці кабелю на відстані 1 см загорнуто на зовнішню ізоляцію кабелю та обмотано ПВХ ізолентою. Довжина випромінювача L антени спочатку розраховується для потрібного діапазону, а потім уточнюється при налаштуванні за допомогою ГІР (GRID-DIP-METER).

Після виготовлення антени всі паяння та відкриті частини обплетення обмазуються пластиліном або герметиком. У таблиці наведено розміри антени для всіх KB діапазонів (довжина шлейфу дана для кабелю з поліетиленовою ізоляцією). Полотно антени та узгоджуючий шлейф мають бути на одній прямій.

Діапазон, м	Вібратор,	Узгоджуючий шлейф, l,	Відстань А-Б, м
Діапазон, м	Вібратор,	Узгоджуючий шлейф, l,	Кабель 50 Ом	Кабель 75 0м

Для діапазону 20 м і вище рекомендую вертикальне виконання J-антени. Автором виготовлено кілька таких антен на 20-ти та 10-метровий діапазони. Причому як щогли використані телескопічні вудки довжиною 6 і 7 метрів, у яких верхня секція видаляється. На вершині вудки зміцнюється «зірочка», яка служить ємнісним навантаженням антени. Вона виготовлена з 6-ти Г-подібних, горизонтально розташованих довгою стороною по 30 см, дротів (біметал, алюміній діаметром 2-3 мм). Вертикальні 5-сантиметрові частини цих проводів рівномірно розташовані навколо верхівки, обмотані лудженим мідним проводом і всі разом пропаяні. Зовнішні кінці горизонтальних провідників «зірочки» залужені з відривом 1 див і з'єднані мідним дротом діаметром 1 мм, як показано на рис.3.

Полотно антени виготовляють із подвійного мідного дроту 01 мм у загальній ізоляції типу «локшина» з відстанню між проводами 2-3 мм. Обидва дроти на кінці зачищають на відстані 1 см, скручують і спаюють разом, а потім підпаюють до «зірочки». Після цього «локшину» обмотують навколо вудки, не допускаючи її перекручування.

Для антени на 20-метровий діапазон спочатку намотують провід з кроком 2 см на відстані 180 см, потім з кроком 4 см на відстані 80 см, потім з кроком 10 см - 60 см, а потім провід довжиною 240 см просто розташовують уздовж вудки. При намотуванні через кожні 50 см провід зміцнюють ПВХ ізолентою.

Потім вудку з намотаним випромінювачем ставлять вертикально на землю (дах будинку), приєднують ГІР до спаяних разом так само як і біля «зірочки» кінців «локшини» і вимірюють fPE3.

Якщо резонанс нижчий за частотою - вкорочують провід, якщо вище - подовжують, домагаючись fPE3=14100...14120 кГц. Після підйому антени на робочу висоту резонанс практично не йде. Таким чином, на вудку довжиною 5 м намотаний провід з електричною довжиною Х/2 та реалізована антена у вигляді укороченого напівхвильового диполя.

Тепер приєднують до полотна антени узгоджувальний кабель за розмірами таблиці з відведенням для підключення кабелю живлення. Вудка кріпиться до щогли на відстані 20-30 см від кінця і не вимагає розтяжок. КСВ у антени був по 1,1...1,2 на 14000 та 14350 кГц, а на 14120 - 1,05.

Позитивні якості J-антени: широкосмуговість, простота конструктивного виконання, не вимагає противаг.

Нестача -однодіапазонність.

Для радіоаматорів, що мають LW із довжиною 81-84 м, можна рекомендувати узгоджувати її за допомогою коаксіальних шлейфів із розмірами, взятими з таблиці. Але перед цим слід переконатися за допомогою ГІР або вимірника імпедансу, що LW має на необхідних діапазонах максимальний вхідний опір, тобто. її електрична довжина кратна Х/2.

Ідея використати підручні засоби у виготовленні «польових та похідних антен» на 145 та 50 МГц прийшла під час відпочинку в Криму, в горах біля селища Орджонікідзе. Як завжди 8-10-й день плавання в морі стає для мене критичним, і погляд майже завжди зупиняється на прилеглих пагорбах і висотках типу Кара-даг, яких пристойна множина в районі «Двоякорної» бухти. Час «закритих місць» минув, і поблукати на цих пагорбах заввишки 200-350 метрів одне задоволення (якщо на шиї висить FT-817 YAESU). Все дивно і добре і на штатну гумку, але якщо є зв'язок на 200 км, то завжди хочеться її мати і на 400 км, ну а якщо зачепити Спорадик на 50 МГц, то на морі найкраще дивитися з гори.

Для цього, звичайно, бажано мати повнорозмірну антену, хоч би диполь. Найпростіший вертикальний диполь - J-антена зі стрічкового 300-омного кабелю, яка була описана Bob Orr (W6SAI) і популярна досі. Але постає питання: де знайти зараз такий кабель? Адже якщо згадати, то він застосовувався років 30-35 тому як УКХ антен для перших стаціонарних мовних ЧС-приймачів.

Схема J-антени показана на рис.1, де: А - короткозамкнутий чвертьхвильовий узгоджувальний шлейф, В-А - напівхвильовий випромінювач, С - відстань від короткозамкнутого кінця шлейфу до місця підключення коаксіального 50-омного фідера. Розміри антени можна розрахувати для будь-якого діапазону за формулами:(см)=21502/F(МГц), А(см)=7132/F(МГц), С(см)=571/F(МГц). Наприклад, для 145 МГц - В=148 см, А=49,2 см, С=4,6 см, а для 50 МГц - В=430,1 см, А=142,8 см, С=13,4 см .

Таку антену будь-який бажаючий може виготовити та налаштувати за 1...1.5 години. Для цього необхідно мати монтажний провід перетином 1,5 мм2 і більше у ПВХ ізоляції та достатню кількість пластикових картокнаприклад, від телефонних автоматів. З пластикових карток вирізаються розпірки у вигляді квадратів 30x30 мм (рис.2), у кутах яких свердляться отвори діаметром дроту.

Кількість таких квадратиків заготовляється із розрахунку 2 шт. на 10 см довжини лінії А. З дроту відрізається шматок довжиною А+В+25 мм і збирається антена, як показано на рис.3. На відстані від короткозамкнутого кінця знімається ізоляція на А і В і підпаюється 50-омний кабель. Провід на всіх розпірках та кабель на першій розпірці біля короткозамкнутого кінця фіксуються «хрест - навхрест» ПВХ ізолентою. На цьому основну монтажну роботу закінчено.

Налаштування

Наведені формули для розмірів антени не враховують укорочення у разі застосування дроту з ПВХ ізоляцією, тому, наприклад, при виготовленні антени на 50 МГц її розміри виходять на 2-4 см довші, ніж потрібно. Але це добре, т.к. Можна за допомогою звичайних кусачок дуже точно налаштувати антену.

Як фідер для похідних умов автор зазвичай використовує RG-58, але підійде і фторопластовий РК-50. З 75-омним кабелем КСВ краще 1,2 не отримати, якщо не збільшити розмір на 3-4%.

При першому включенні антена завжди була довшою і будувалася на 48,5-49 МГц при КСВ 1,8-2,5 та підвищеному Rbx. Це підтвердилося під час виготовлення кількох антен. Щоб знизити вхідний опір до 50 Ом, достатньо було вкоротити розмір А на 3-6 см, і тільки потім підігнати розмір до необхідної резонансної частоти (в даному випадку на 50,110 МГц). Така сама картина спостерігалася і з антеною на 145,3 МГц. Якщо раптом буде застосовуватися не той дріт і з іншою ізоляцією:) або взагалі замість мідного дроту буде використовуватися бі-металевий дріт, а замість карток - платівки зі склотекстоліту, то Rbx може виявитися нижче 50 Ом. В цьому випадку доведеться трохи подовжити розмір А, і лише потім підкоригувати розмір.

Ну а далі ще простіше. Береться вудилище з бамбука або склопластику відповідної довжини (або складається з кількох вудилищ), що виконує роль несучої щогли. До його вершини за ізолятор кріпиться кінець випромінювача J-антени, і ця конструкція піднімається вертикально. На «двійці» з такого антеного зв'язку в радіусі 400 км майже завжди були, у цьому неодноразово переконувалися радіоаматори Донецької, Запорізької, Туреччини та Болгарії.

Але «найкраще – ворог доброму» – неодноразово переконувався автор. Ну не було того року на дачі алюмінієвих прутків для 4-елементного модернізованого малогабаритного прямокутника Моксона, довелося зробити Super J. Для цього до налаштованої як вказувалося вище J-антенне необхідно підключити до верхівки випромінювача ще одне напівхвильове полотно розміром "=В-А. Це полотно підключають через короткозамкнутий чвертьхвильовий шлейф довжиною 42 см (для 145,3 МГц), зроблений аналогічно описаному шлейфу для J-антени.

Але ізолятори-розпірки необхідно зробити вже, щоб можна було після виготовлення шлейф звернути навколо ізолятора (рис.4) в кільце, обмотавши його ізолентою. До одного з кінців шлейфу підключають верхній кінець вже налаштованої J-антени, а до другого -новий випромінювач. Уся ця конструкція також піднімається вертикально. Довжина В додаткового випромінювача підлаштовується в резонанс на 145,3 МГц. Все... +2,5 дБд до Вашої J-антени забезпечено.

Олександр Каракаптан (UY50N), м. Харків

Останнім часом ситуація на ринку радіоаматорських радіостанцій УКХ змінилася на кращий, для нас, радіоаматорів, бік. Сьогодні FM радіостанція на 2-метровий діапазон стала доступною для кожного. Зважаючи на це стоїть питання, яку антену вибрати радіоаматору, який вперше освоює цей цікавий діапазон? Відповідей можна почути багато, але сьогодні ми зупинимося на всеспрямованій штирьовій антені, зовнішній вигляд якої нагадує англійську букву J. Це антена для початківця, для дачі, для місцевих зв'язків на УКХ.