Инвертор U для top band
Простая проволочная антенна
Если трудно попасть на топ диапазон из-за антенны, то эта простая проволочная антенна, которая, возможно, именно то, что вам нужно. Она легко устанавливается, не требует сложной системы заземления, но при этом работает очень хорошо. Небольшая изобретательность позволяет решить сразу две проблемы – повысить ток в воздухе и снизить ток в очень простой системе заземления.
Распространённые проблемы – слишком большая антенна
Один из способов решить проблему с размерами - это разместить по всему дому петлевую антенну, настроенную в резонанс с конденсатором. С учётом современных проблем электромагнитной безопасности это может быть не лучшим способом соблюдения пределов радиочастотного воздействия.
Другой простой подход - вертикальный штырь с центральной и / или нижней загрузочными катушками. Но резонансная 160-метровый вертикал имеет высоту более 36 метров. Более короткие сигналы необходимо настраивать в резонанс с катушками, а они приводят к потерям.
Добротность лучшей катушки может составлять (Q) 330 или около того, а у многих самодельных катушек добротность намного ниже. Нередко требуется индуктивность 1000 Ом от катушки Q = 200, которая последовательно с антенной подключает сопротивление 5 Ом. Радиационное сопротивление антенны может быть ниже 5 Ом, и обычно так и есть. Поэтому большая часть мощности уходит на нагрев катушки и системы заземления. Чтобы получить максимальную мощность излучения, - ток антенны должен быть как можно выше, как в амперах, так и на высоте над землёй.
Нагруженные вертикальные антенны имеют максимальный ток на земле. Поэтому система заземления должна ‘поглощать’ этот ток. Каждый Ом сопротивления заземления имеет решающее значение, поскольку потери R в I квадрате в земле равны потере мощности. В стандартных широковещательных антеннах (AM) низкое сопротивление заземления достигается за счёт использования минимум 120 радиалов, расположенных с интервалом в 3 градуса. Для любительской работы это опять же непростая задача.
Немного изобретательности
Если бы 160-метровый штырь был сделан высотой более 41 метра, точка максимального тока больше не находилась бы у земли; его сопротивление питания было бы больше четвертьволнового значения 38 Ом и было бы индуктивным, а не емкостным. Для приведения её в резонанс потребуется последовательный конденсатор.
Теперь конденсаторы имеют более высокие добротности, чем катушки – они легко могут превышать 1000. Поскольку вертикал высотой более четверти волны будет обладать более высокой стойкостью к излучению (и, следовательно, меньшим током в точке подачи) и может настраиваться с помощью конденсатора с высокой добротностью, потери мощности в элементе настройки будут составлять меньшую долю от общей мощности, чем у более коротких вертикалов с базовой нагрузкой.
Ток через конденсатор будет ниже, чем через нагрузочную катушку, а потери R в I квадрате будут меньше, чем потери через настроечную катушку. Необходимость ‘поглощать’ меньший ток в системе заземления позволяет эффективно использовать упрощённую конструкцию. Это и другие только что рассмотренные эффекты приводят к действительно простого в построении вертикала на 160 метров.
Некоторые эксперименты с приведёнными выше идеями привели автора к тому, что было взято 45 метров изолированного соединительного провода 0,5 мм и протянуто его через крону растущего дуба: дерево высотой около 18 метров. Использовалась удочка, леска из мононити, свинцовое грузило ‘яйцо’ весом 28 гр и рогатку ‘наручная ракета’, чтобы натянуть леску на крону дерева. Отвязав свинцовый груз на дальнем конце (на уровне земли) и прикрепив нейлоновую "меловую линию’, автор смог натянуть полотно через дерево обратно к исходной точке.
Затем он привязал один конец провода для подключения к линии, а другой конец прикрепил к столбу, вбитому в землю. Затем был протянут провод через крону дерева и спущен с другой стороны. Отведя линию от дерева и кола, стало возможным слегка натянуть провод и прикрепить его к другому дереву. В это время свободный конец провода находился на расстоянии не менее 3 метров от земли в целях безопасности и во избежание чрезмерной расстройки.
Заземляющий стержень длиной 2,4 метра и диаметром 5/8 дюйма – тип, используемый для заземления служебного входа и доступный во многих хозяйственных магазинах, домах электроснабжения и некоторых магазинах radio shack, – был вбит в землю в точке подачи. Питающий конец провода был привязан к этому столбу меловой линией длиной около 30 см.
Наземная система
Полуволновой диполь в свободном пространстве имеет длину около 80 метров на диапазон 160 метров. При размещении на земле его резонансная частота падает. Чтобы вернуть ей резонанс, сократите её примерно на 60% от прежней длины. В то же время ее сопротивление питания увеличивается с 76 Ом примерно до 200 Ом.
Поэтому автор поместил отрезок изолированного провода 4 мм длиной 60 метров на землю, как если бы это был диполь с центральным питанием, с центром на упомянутом выше столбе заземления и соединением с ним. Такое расположение обеспечивает систему заземления, импеданс которой составляет порядка 60 Ом. Поскольку сопротивление антенны составляет порядка 150 Ом, потери на землю составляют всего около 1/3 от общей подаваемой мощности – совсем немного меньше, чем при коротком вертикале.
Питание антенны
Сопротивление антенны составляет порядка 200 Ом. Для её питания автор использует трёхслойный балун, как показано здесь, взятый из статьи об антенне из низовой проволоки. Обычно она подключается на питание 125 или 200 Ом, как показано на эскизе balun. (‘Balun’ на самом деле представляет собой широкополосный, несимметричный, повышающий сопротивление трансформатор).
Антенный провод был подключен к balun с помощью конденсатора последовательной настройки, обычного 2-разрядного переменной ёмкостью 365 пФ, снятого со старого радиовещательного приёмника. Она отлично работает без перебоев при мощности до 120 Вт или около того: автор использует эту антенну с аппаратами barefoot Drake TR-7 и Yaesu FT-747. Заземляющий конец балуна и коаксиального кабеля питания был подсоединён к заземляющему столбу.
Установите конденсатор примерно посередине. Затем проверьте КСВ на 1,8, 1,9 и 2 МГц. Соответствующим образом отрегулируйте конденсатор (при выключенном радиочастотном приводе! – её рамка будет "горячей" от радиочастоты!) до тех пор, пока вы не настроите антенну на желаемую рабочую частоту. Полоса пропускания антенны будет составлять около 50 кГц или около того, и вам нужно будет перенастроить конденсатор, если вы хотите перейти с нижнего конца диапазона на верхний.
Изолируйте конденсатор, поместив его в пластиковый контейнер или на деревянный брусок. Автор защищает конденсатор и "балун" от дождя, накрывая их перевёрнутым пластиковым тазом для мытья посуды или ведром. При желании вы можете быть более формальными и встроить конденсатор / балун в красивую защищённую от непогоды коробку.
Заключительные соображения
Эта антенна успешно использовалась для работы в Европе летними вечерами! У автора было недостаточно времени, чтобы оценить зимние характеристики. Она также использовалась Венским обществом беспроводной связи FD ’97 и работала довольно хорошо. К сожалению, 160 метров - неподходящий диапазон для состязаний во время FD. Но это не вина антенны.
Аналогичные конструкции должны хорошо работать на 80 и 40 метрах.
K3MT
