Антенна для полевых выходов

[ru0aog]

Добрый день всем!
Морозы отступили, светит солнышко, птички чирикают, скоро весна, а затем и лето
И что-то пришла мне мысль, что хватит паять, пора и снаружи прогуляться.
Гулять надо не просто так, а с пользой.
Польза будет заключаться в обдумывании, изготовлении и испытании антенны для полевых выходов (да, никогда из полей толком не работал - а надо попробовать!)

Бездумно повторять чьи-то конструкции неинтересно. Следует обновить знания в области КВ-антенн и повторять уже со знанием дела

Итак, задача-минимум:
- требуется антенна на диапазоны 80 и 40 метров.
Скорее всего это будет резонансная антенна типа Inverted-V (диполь с приподнятой средней частью) и питанием коаксиальным кабелем.

Также имеется задача-максимум:
- антенна на частоты 1,60...7,20 МГц.
Скорее всего это будет симметричный вибратор с питанием симметричной линией.

Ограничение по высоте подвеса - средняя точка 5 метров, крайние точки 2 метра.

Да, и ещё:
- мощность предполагается QRP (до 10 Вт),
- связи местные.

[ShAlex13]

антенну VP2E не рассматривали?

[ru0aog]

ShAlex13, нет ещё,
начал копать вопрос и подвернулась под руку MFJ-1748. Она же - End Fed от DL2KQ.
Смысл в том, чтобы возбудить провод кратный половине волны, т.е. тот же диполь.
Правда тут он питается с краю и имеет высокий импеданс.

Пока не разобрался с ролью симметричной линии ("лесенки").
Но мне нравится сама идея, что можно антенным анализатором посмотреть комплексное сопротивление полотна на нужной частоте, и исходя из этого скомпенсировать комплексную составляющую согласующим устройством.

Например, на частоте 3650 кГц импеданс должен получиться 55-j840 Ом. Реактанс 840 Ом на частоте 3650 кГц получится для индуктивности 36 мкГн, ей и будем согласовывать к чисто активному сопротивлению.
Или на частоте 14150 кГц импеданс 49+j425 Ом, что согласуется ёмкостью 26 пФ (425 Ом на 14150 кГц).
.

LW 80-20 LadderLine.pdf

(615.06 КБ) 347 скачиваний

[ru0aog]

Насколько я понимаю теорию антенн, любая верёвка (совместно с противовесом) представляет собой открытый колебательный контур,
который как и любой другой контур имеет резонансную частоту, на которой реактивная составляющая комплексного сопротивления Z = Ra +/- Xa равна нулю, т.е. Z = Ra.
Также нам будет интересен такой параметр как добротность Q, или обратный ему параметр - ширина полосы контура при резонансе.
Чем выше добротность, тем меньше потерь в контуре, тем острее резонанс, тем уже полоса.

Но нам неинтересен сам процесс колебаний в таком контуре. Нам нужно, чтобы эти колебания превратились в радиоволну.
Тут возникает чуточку "магии".
Электромагнитное излучение (т.е. возмущение пространства) способно распространяться и в пространстве, свободном от вещества (вакууме), и в пространстве, заполненном веществом (например, в атмосфере).

Кажется у Гончаренко я видел приблизительно такое описание механизма образования радиоволны:
- в ближней (реактивной) зоне ещё не сформировалось поле излучения, не наступил баланс энергий электрического и магнитного полей.
Все предметы, которые находятся в ближней зоне, вольно или невольно, но являются элементами антенны и влияют на её характеристики.
- соответственно, дальняя (волновая) зона распространяется до бесконечности и никоим образом не влияет на саму антенну.

Как мы выяснили, антенна нужна для формирования электромагнитного излучения в ближней зоне. Дальше сформированное излучение благополучно распространяется само. Т.е. антенна накачивает энергией пространство ближней зоны.

Из этого следует, что при одинаковой напряжённости поля, чем больше пространства захватывает антенна (открытый колебательный контур), тем она эффективнее взаимодействует с окружающим пространством, т.е. лучше излучает/принимает.

Наша задача:
- обеспечить антенне это пространство,
- переместить резонанс открытого контура (антенны) на интересующую нас частоту,
- обеспечить передачу энергии из TRX в антенну с минимальными потерями.

[ru0aog]

Небольшое отступление.
Решил померить, что у меня на балконный луч ловится:

Что-то на КВ диапазонах, и на ФМ радио мощно вещает

КВ диапазон, вещалки

диапазон 80 метров

слева - радиолюбители работают

итого:
- шум на уровне -65...70 dBm = S9...S9+10 дБ,
- шум пробивают уровнями -43 dBm = S9+30 дБ.

[ru0aog]

Народ, всех с 23.02!
Решил отпраздновать развернув полевую позицию
Никогда этого не делал, но с чего-то надо начинать.
Итак, из оборудования:
- Barrett 940 с автотюнером,
- антенна "Симметричный вибратор" из состава Р-143,
- антенные анализаторы NanoVNA-F V2 и АА-330М,
- полянка рядом с дачей.

Выбрал дерево с толстым горизонтальным суком на высоте около 6 метров
и закинул на него верёвочку

[ru0aog]

Под деревом раскопал площадку

Поставил стол, разложил барахло.
К плечам вибратора подключил питающий фидер (двухпроводная симметричная кабельная линия) и подтягивая верёвочку, поднял серединку на ветку.

Плечи вибратора, длиной по 25 м каждое, развернул в разные стороны и растянул.
Концы плеч получились примерно на 2 метра от земли.

[ru0aog]

Измерения.
NanoVNA-F V2 показал следующее:

я выбрал маркеры на пиках минимума КСВ.

не знаю, насколько можно доверять этим значениям, т.к. собственная батарея наны замёрзла и показывала 3,5 В.

АА-330М питался от LiFePO4 и не был подвержен холоду.
Тут я мерил на интересующей меня частоте

56+j171 дал КСВ более 10. Я надеялся, что автотюнер согласует эту реактивность.

[ru0aog]

Солнышко село

На 80-ке никого.
На 40-ке слышал Ивана UB9UCP (500 км) и кого-то из 7-ой района. Меня они естественно не слышали.

По телеграму попросил Алексея R0WAC из Абакана (270 км) послушать меня.
Я его слышу прекрасно (Windom 80-40-20 + 100 Вт), он меня - нет (Сим.Вибратор + 25 Вт).

Пришлось мне подключать помощника на 4ГУ-50.
Но даже с ним я прошёл в шумах на 4-5.

В итоге:
- связи пока нет, моя антенна плохо излучает,
- батарейки на LiFePO4 прохладу в минус 10 С держат отлично!

Опыта с антеннами (особенно с полевыми) пока нет.
В планах:
- выполнить резонансную полевую антенну на 80 м,
- разобраться с питающей линией (коаксиал или сим.линия).

[RU3UM]

Отрицательный результат - тоже результат.