|
В данной статье дано описание и конструктивные данные для изготовления и настройки ЕН антенны на любительский диапазон 3,5 МГц. Изготовленная антенна не совсем оптимальна в своем конструктиве, так как здесь сыграла зависимость от тех материалов, которые удалось приобрести, в особенности от размеров медной фольги. |
ЕН Антенна на диапазон 3,5 МГц
Кононов Владимир ( UA1ACO )
г. Санкт-Петербург
Надо сказать, что ЕН антенну можно изготовить с различными геометрическими размерами и использовать трубы (да и не только трубы) различного диаметра, провода различного сечения и т.д. Например сравните ЕН антенны, описанные на этом сайте на диапазон 7 МГц: одна имеет длину 1 метр и выполнена на серой трубе диаметром 50 мм, другая имеет черную трубу длиной всего 450 мм и диаметром 110 мм. НО... надо четко представлять, что всегда есть оптимальное соотношение между длиной, диаметром, толщиной провода и т.д. Зная, что ЕН антенна - это последовательный колебательный контур, мы можем выбрать такое соотношение между размерами цилиндра, диаметром трубы, диаметром провода, которое обеспечит нам необходимые параметры ЕН антенны (частоту, полосу пропускания, угол излучения, обеспечение величины подводимой мощности и т.д.).
В данной статье описывается ЕН антенна, не оптимальная по своей геометрии, так как размеры антенны (в основонм диаметр трубы) диктовались размерами имеющейся медной фольги. Как основа взята полипропиленовая труба (все таки прекрасно что есть такой конструктив в широкой продаже) диаметром 32 миллиметра и длиной 2 метра. Конечно для создания ЕН антенны на диапазон 3,5 МГЦ, при длине трубы 2 метра, надо бы было взять трубу потолще (например 110 мм диаметром), но... тогда и медную фольгу надо взять пошире, но где? Здесь возникли проблемы, а в наличии был лист медной фольги длиной около метра и шириной 250 мм. Чтобы изготовление антенны было "безотходным", было решено разрезать имеющуюся фольгу вдоль на равные части по 125 мм шириной - и из них вполне получались два цилиндра длиной чуть меньше метра (конечно можно было бы сделать и иначе, в зависимости от того, какая нужна ширина полосы пропускания, но я ориентировался на диапазон PSK31). Исходные данные изготовленной антенны такие:
- Диаметр полипропиленовой трубы (серой) - 32 мм.
- Длина трубы 2000 мм (2 метра).
- Диаметр кожуха антенны (серая полипропиленовая труба) - 50 мм.
- Ширина используемой медной фольги для цилиндров - 115 мм (с учетом пайки внахлест).
- Длина цилиндров 800 мм (80 см).
- Соотношение длина/диаметр - 25.
- Провод используемый для всех катушек - ПЭВ 1,0.
- Число витков катушки настройки - 70 витков.
- Отвод от 7-го витка катушки настройки
- Число витков фазирующей катушки - 10 витков.
- Число витков входной катушки (подбирается при настройке) - от 0 до 5 витков.
Рис. 1 Скриншот расчета ЕН антенны на диапазон 3,5 МГц.
Заранее скажу, что расчетные значения довольно точно совпали с реальными, полученными на готовой антенне. Например по расчету добротность антенны должна быть 18,88, а реально получилась 18. Полоса пропускания по уровню +/- 3 dB в расчете 188 КГц, а реально (по КСВ=2) получилась 202 КГц и т.д.
Внешний вид изготовленной ЕН антенны на диапазон 3,5 МГц показан на рисунке Рис.1 . Разъем для подключения антенны к линии питания установлен на боковой стенке трубы, как видно на рисунке Рис.2
Рис. 2 Внешний вид ЕН антенны на диапазон 3,5 МГц (продолжение антенны - мачта 32 мм)
Поскольку диаметр трубы выбранной для основы ЕН антенны довольно небольшой, то возникают проблемы с установкой центрального проводника (по центру трубы) от верхнего цилиндра к катушке настройки. Для жесткости конструкции на центральный проводник из провода 2 мм были предварительно установлены шайбы (и приклеены клеем "Момент") из жесткого вспененного полиуретана, по диаметру равные внутреннему диаметру трубы 32 мм., как это видно на рисунке Рис.3. Между кожухом и трубой самой антенны установленны 5 шайб из такого же материала, только большего диаметра, для придания жесткости конструкции. Здесь необходимо заметить - если антенну предполагается использовать при больших мощностях, то надо очень осторожно подходить к выбору используемого клея (главное, чтобы он не содержал проводящего вещества, но в перечне состава клея это очень часто не указывается), иначе антенна может просто загореться.
Рис. 3 Шайбы из вспененного полиуретана на внутреннем проводе от верхнего цилиндра.
Кожух (внешняя, наружная труба) установлен не традиционно, а "наоборот", муфтой вверх. Сверху кожуха антенны установлена стантдартная заглушка, зато появилась возможность установить саму антенну на такую же трубу (мачту диаметром 50 мм) без вских переходников, как это видно на рисунке Рис. 2. Для того чтобы сама антенна не "выпала" из кожуха вниз, применен саморез, проходящий насквозь через кожух и сам каркас антенны, намного ниже катушки настройки (у самого низа антенны - он виден на рисунке Рис. 2). Саморез для влагостойкости с торцов заклеян клеящим пистолетом.
Характеристика ЕН антенны снятая на векторном анализаторе антенн "miniVNA" представлена на рисунке Рис. 4
Рис. 4 Характеристики ЕН антенны на диапазон 3,5 МГц.
Естественно, что настройка антенны производилась по общей методике, описанной в статье по настройке ЕН антенн.
Как видите, желать более лушей характеристики, наверное трудно, поэтому и эффективность антенны довольно высока. Жаль что не удалось снять сравнительные характеристики со стандартным Диполем длиной 40 метров, (место не позволяло :)) установить стандартный Диполь). Для питания антенны использовался кабель RG-58 длиной в половину длины (электрической) волны. Фотографию с установленной ЕН антенной на диапазон 80 метров можно увидеть на рисунке Рис. 5. Верх антенны растянут двумя капроновыми растяжками. Кстати, левее стоят ЕН антенны на диапазоны 7 и 14 МГц (конструкции, настройка и работа таких антенн, описаны на этом сайте).
Рис. 5 ЕН антенны на крыше, на высоте 8 метров над землей.
После изготовления антенны произошел курьезный случай, который не относится напрямую к изготовлению и эксплуатации антенны (хотя и стоит его принять во внимание), но интересен сам по себе.
В день установки антенны на крышу (высота 8 метров над землей и 1,5 метра над крышей) был довольно сильный мороз и ветер (все истинные радиолюбители ставят свои антенны в мороз, ветер, вьюгу, дождь, ночью и т.д. :)
Антенна была установлена на деревянную мачту (1,5 метра) и подключен кабель (разъем на антенне под кабельный разъем PL-239). На антенне разъем "мама" находится на боковой стенке трубы кожуха (см. Рис. 2) и кабель подключается в разъем перпендикулярно кожуху антенны. Для того чтобы в разъем не затекала вода, я обычно герметизирую разъем зеленым герметиком (по внешнему виду, как пластилин), но... здесь был мороз и о дожде или оттепели мыслей не было, да и возиться с затвердевшим герметиком на морозе и ветре было "в лом". Короче говоря, разъем остался не загерметизированным.
В следующие два дня были другие срочные дела и антенна стояла не испытанная. Через два дня наступило резкое потепление, тепмература резко пошла на плюс. Каково же было мое удивление, когда утром, на третий день, в помещении, я обнаружил большую лужу около разъема на кабеле, идущим на крышу! Первая мысль была, что кто-то пролил воду, но приглядевшись, заметил, что вода капает из разъема! Да... вода по кабелю (не по наружной оболочке, а внутри кабеля, по оплетке) поступала с крыши в помещение (была оттепель, шел небольшой дождь - частое явление у нас в Питере). Конечно ни о каких испытаниях речи быть не могло (даже возникла мысль выбросить этот кабель). За несколько следующих дней картина не изменилась, но другого кабеля не было в наличии. Не буду описывать всех дальнейших мытарств с кабелем, длящихся более месяца, но в итоге удалось восстановить характеристики кабеля и использовать его (в дальнейшем, конечно, от него необходимо избавиться). Думаю, что я не единственный, кто попадал в такую ситуацию. Вот что значит, пусть хоть и в мелочи, отступить от наработанных годами приемов и правил.
В итоге характеристики кабеля удалось привести в норму (затухание, АЧХ и т.д.), антенну удалось все таки испытать и провести с ее помощью большое количество QSO как CW, так и SSB c UA1C, UA1T, UR, SM, OH, EW, SP, YU и т.д. (при мощности 50-60 ватт), но самое главное, что антенну удалось использовать для дальнейших различных экспериментов. О проведенных связях и писать не буду. Все время ставят в "укор" - вот мол с ЕН антеннами проводят обычные связи, а выдают их за что-то необычное. В сотый раз повторю: необычного ничего нет - обычные связи, как с обычным стандартным Диполем, но только при длине антенны 2 метра, а не 40 метров, вот и все отличие. (на этом диапазоне я ранее использовал и Диполь, и W3DZZ, и Inverted V. Кстати, имею диплом "Finnmaid Award" № 615 за работу только на 3,5 МГц).
73!
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
03-05.2007г.
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
03-05.2007г.
С тех пор уж столько наработано QSO на этой антенне... но для расширения полосы пропускания, конечно надо делать на трубе или 110 или 160 мм.
Можно привести размеры ЕН антенны на 3,6 МГц с оптимальными размерами. Далее два рисунка Рис.6 и Рис.7 с расчетом антенны на диапазон 3,6 МГц и ее размеры на трубе 110мм (длина антенны 2 метра).
Рис. 6 Расчет ЕН антенны на диапазон 3,6 МГц. Полоса пропускания не менее 220 КГц по уровню 3 dB.
На рисунке, красными цифрами:
1. Центральная рабочая частота в МГц.
2. Диаметр трубы в мм.
3. Соотношение длина/диаметр.
4. Длина цилиндра (одного) в мм.
5. Диаметр провода ПЭЛ в мм.
6. Диаметр катушки настройки в мм.
7. Индуктивность катушки настройки в микрогенри.
8. Число витков катушки настройки (первые и последние 2-3 витка с шагом 2-3 мм).
9. Число витков фазирующей катушки.
10*. Число витков входной катушки (если будет необходимо).
Рис. 7 Чертеж антенны на диапазон 3,6 МГц на трубе 110мм.
Статья редактировалась в марте 2011 года.