HF антена пирамида на 80 метра. антенна пирамида

Р. Дайм
„Фънкаматьор” No7/2004г

HF антени

При производството на HF антени е необходимо да се придържате към следните основни препоръки: монтирайте антените възможно най-високо и в свободно пространство; използвайте пълноразмерни антени, когато е възможно, и ако това не работи, тогава ги скъсете до не повече от 75% от цялата дължина; антената трябва да има собствен резонанс в необходимата част от обхвата, измерен в точките на захранване на работната височина; спазвайте разстояние от метални повърхности и други антени най-малко 1 m; използвайте подходящ коаксиален кабел и не го съставяйте на части; уверете се, че всички конектори са устойчиви на атмосферни влияния. В периода на минимална слънчева активност се подобряват условията за преминаване на нискочестотни ленти и радиолюбителите насочват вниманието си към проектирането на антени за DX комуникации на 40, 80 и 160-метрови ленти. Телената пирамида от 80 метра, според автора, е по-ефективна от наклонен дипол 2x20 m с височина на повдигане 17 m, но по-ниска от пълноразмерен вертикален четвърт вълнов радиатор със система от противотежести. Общият периметър на пирамидата е равен на дължината на вълната. Фигура 1 показва диаграма на антена с разпределение на тока, а фигура 2 показва скица на нейния дизайн.

От тези фигури се вижда, че в излъчването участват четири наклонени проводника, образуващи лицата на "пирамидата". Двете долни хоризонтални секции на мрежата не участват в излъчването, т.к токове в тях са взаимно компенсирани. Фигура 2 показва минималните възможни размери на мачтата (12,5 m) и разстоянието на хоризонталните участъци на платното до земята (3 m).

Авторът използва мачта с височина 17 м, докато хоризонталните участъци са на 4 ... 5 метра от земята. Антената се захранва от 50-омов коаксиален кабел, свързан директно към точки b и d, а точките a и c са свързани заедно (фиг. 3).

При резонансната честота SWR=1 и работната честотна лента по отношение на SWR=2 е около ±50 kHz от fres. Тези. антената може да бъде настроена, например, на 3750 kHz за SSB работа от 3700 до 3800 kHz и чрез свързване на две парчета проводник по 1,4 m всяка в точки A и B (фиг. 2), я преустройте на 3550 kHz за CW работа от 3500 до 3600 kHz. В същото време авторът предупреждава срещу използването на индуктори за удължаване на антената, т.к в тези точки през тях не протича ток от антената. Тъй като антената е кръгов вибратор, тя е по-малко засегната от атмосферни и индустриални смущения и следователно е доста ефективна не само при предаване, но и при приемане.

Антена "Пирамида", може да бъде преобразувана в дизайна, предложен в. Основното предимство на антената "Трансформирана пирамида" е нейният многообхват, което й позволява да провежда QSO в диапазоните 10, 15, 20, 40, 80 и 160 м. До известна степен голямата площ, която заема, може да се счита за недостатък на „Трансформираната пирамида“. Не всеки радиолюбител може да си позволи да инсталира такава антена. Управлението на мощността на антената, от една страна, разширява нейните възможности, но от друга страна, усложнява дизайна. Може да се опрости чрез стационарна комутация на върховете на две "делта" (AC и BD в) За да направите това, те са свързани последователно, захранвайки антената в счупването на най-високата й точка. Дизайнът ще бъде опростен, но възможността за работа на 160-метровата лента ще бъде загубена.

На вниманието на радиолюбителите, които имат териториални и пространствени ограничения при монтажа и поставянето на антени, можем да предложим вариант антена "Компактна пирамида". Тази антена прилича на "класическа" пирамида по форма, но се различава от нея с половината от геометричните размери, което се постига чрез увеличаване на броя на триъгълниците от два на четири (фиг. 1 и 2).

При обща дължина на периметъра от 84 м, страните на равнобедрените триъгълници са с размер само 7 м. Антената може да се захрани чрез прекъсване на контура в една от точките A, B, C,д или O. Практическият дизайн на такава антена е направен от алуминиева едножилна жица с диаметър 3,5 mm. Използвана е една мачта с височина 12 м. Осем проводника, излизащи от върха на пирамидата, заедно с основната им функция - излъчватели и приемници на електромагнитна енергия, са част от разширенията на антената. Това спестява материали и елиминира нежеланите купчини от неестетични структурни елементи, които се срещат в практиката на инсталиране на антени.

Общ изглед на антената "Compacted Pyramid" е показан на фигура 2. В горната точка (точка O) на мачтата е прикрепена плоча от диелектричен материал с размери 205x170x20 mm. Всичките осем долни ъгъла на триъгълниците имат отделни разширения (не са показани на фигурата) от точки A, B, C,Д. Истинските антени се различават от моделите поради различни фактори, включително местните условия. Ето защо, когато създавате антена и нейната последваща инсталация, трябва да имате предвид следното:

При монтиране на антената и редица други работи общата дължина на контура трябва да бъде непроменена и да бъде до 84 m преди настройката,

Колкото по-дълги са ръбовете на триъгълниците и съответно колкото по-къси са техните основи, толкова по-лошо ще работи антената,

Колкото повече пространственото положение на триъгълниците на истинска антена се различава от модела, толкова по-лошо, отново,

Необходимо е да се стремите да поставите антената така, че да сведете до минимум влиянието на околните предмети,

Монтажът и монтажът на мачтата и антената могат да се извършват от 1-2 души

Настройка на антената

1. Измерете разстояние от 2,6 m от точката на прекъсване на веригата (вход на антената) и на това място инсталирайте намотка последователно с проводника на антената (диаметър на рамката - 60 mm, диаметър на проводника - 3,5 mm, брой навивки - 4, стъпка на навиване - 10 мм). Свържете централния проводник на коаксиалния кабел към това рамо на кабела и оплетката към другото рамо.

2. Чрез промяна на дължината на контура настройте антената на резонанс в диапазона от 40 m.

3. Проверете настройката на антената на други честоти.

4. Измерете входния импеданс на антената. Ако се различава леко от съпротивлението на захранващото устройство и има активен характер, тогава може да се постигне отлично съвпадение чрез лека промяна във формата на триъгълниците, тяхното взаимно положение и ъглите на равнините на триъгълниците спрямо вертикалната опора . При значителна разлика в съпротивленията на фидера и антената ще трябва да се приложи някакъв метод за съгласуване.

Настройката на антената може да се извърши по-специално с помощта на домашно устройство за настройка на HF антени. Електрическата схема на устройството е показана на фиг.3.

Работният му честотен диапазон е 2,5 ... 31 MHz. Устройството позволява:

Определете резонансната честота на всеки антенен елемент и антенна система.

Измерете активния компонент на входния импеданс на антената (максималното съпротивление е 500 Ohm),

Измерете реактивните компоненти на входния импеданс на антената,

Определете SWR на антената (съотношението на импеданса на вълната на фидера към входния импеданс на антената),

Определете коефициента на скъсяване на коаксиалните кабели и антенните захранващи линии.

Устройството се формира чрез свързване на полупроводников тристепенен генератор с измервателен RF мост в една обща система. Главният осцилатор е сглобен според капацитивната триточкова верига на транзистор VT1. Транзисторна каскада VT2 е последовател на източника и служи за съпоставяне на крайния етап, сглобен на VT 3. Честотният диапазон на генератора има пет поддиапазона, дължащи се на сменяеми намотки, включени във веригата на транзисторния затвор VT1.

RF напрежението (1 ... 3 V) се отстранява от трансформатора Tr1 и се подава през преходния кондензатор C14 към RF моста. В неговия диагонал е включен микроамперметър, който показва баланса на моста. чувчувствителността на микроамперметъра се задава от променлив резистор R 13. Огрубяването на чувствителността се постига чрез късо свързване на шунтов резистор към корпуса R14 (съпротивлението му се избира при настройка на устройството). променлив резистор R11 рамото на моста е снабдено със скала. KPE C18 има и шкаф. Два късосъединителни джъмпера AB и CD позволи да бъде свързан паралелно или към резистор R1 1 или към вход X1.

Монтажът на високочестотната част на мостовата верига се извършва с много къси парчета гола консервирана тел с диаметър 1,5 ... 2 mm. Трябва да се обърне внимание на избора на резистори R9 и R10. Разпространението на техните съпротивления трябва да бъде минимално, от това до голяма степен зависи точността на измерванията.

C1 - KPI с въздушен диелектрик (Cmax = 50 pF), оборудван с нониус; C18 - KPI с въздушен диелектрик (Сmax=160 pF); C15 и C16 са тримерни кондензатори с въздушен диелектрик. Трансформатор Tr1 е навит с три проводника (9 оборота във всяка секция) върху пръстен VCh50 с диаметър 14 mm.

Достатъчният обем за побиране на всички елементи на веригата е 290x216x78 mm.

Устройството се конфигурира в следната последователност:

Проверете инсталацията на генератора.

Като изберете капацитета на кондензаторите C3 и C4, осигурете свързване на веригата L 1-C 1 с транзистор VT 1.

Проверете и, ако е необходимо, коригирайте или настройте режимите на транзистора.

Проверете нивото на RF напрежение 1...3 V на изхода на генератора.

Проверете резервните бобини L1 и, ако е необходимо, да изяснят и променят данните им за навиване.

Проверете монтажа на RF моста.

Към входа X1 на устройството свържете постоянен100 ома, 2 W мощностен резистор (точки A, B, C ид веригите са отворени). Генератор за задаване на произволна честота. резистор R11 балансирайте моста при максималната чувствителност на индикатора (показанията на индикатора могат да се различават от нула). Кондензаторът C15 настройва стрелката на индикатора на нула. Джъмперите свързват точките на веригата AB и CD, задайте кондензатор C18 на минимална позиция на капацитет. Кондензатор C16 отново балансира моста, без да променя съпротивлението на резистора R11.

На скалата на кондензатора C18 маркирайте нулевата точка и направете градуиране от нея на всеки 10 pF.

измервания

Устройството се свързва към антената директно с къс коаксиален кабел или полувълнов (за този диапазон) повторител. резистор R11 трябва да бъде настроен на позиция, съответстваща на характеристичния импеданс на използвания фидер. Капацитетът на KPE C11 трябва да се променя плавнодо момента, в който ще има рязко намаляване на показанията на индикатора. резистор R11 и KPI C18 трябва да балансира моста. Ако балансът се постигне при нулева позиция на кондензатора C18, тогава при тази честота антената има само активно входно съпротивление, което се измерва на скала, монтирана на резистор R11. Ако балансът е възможен с промяна на капацитета на KPI C18, тогава при дадена честота антената има реактивен компонент и колкото по-голям е капацитетът на KPI C18. Реактивната съставка има капацитивен характер с точки на късо съединение AB и CD, индуктивни - с окъсени говорители иБ.Д.

Имайте предвид, че стрели, стрии и някои други предмети могат да доведат до появата на допълнителни резонансни честоти.

При тестване на коаксиален кабел или линия, единият от краищата е съединен накъсо, а другият е свързан към входа на моста X1, като шкафовете се фиксират в нулева позиция. R11 и С18. Намерете резонансната честота, при която мостът балансира, и приемете, че за тази честота дадената линия или кабел има половината нова електрическа дължина. Честотата на генератора се преобразува в дължина на вълната и така се намира необходимата половина от дължината на вълната. Съотношението на геометричната дължина на линията или кабела към получената стойност на полувълната е коефициент на скъсяване, който удовлетворява условията на този проблем. Според получената стойност на коефициента на скъсяване се изчислява дължината на необходимата линия за изместване на фазата, като се вземе предвид фактът, че полувълновият сегмент на линията измества фазата с 180 °; четвъртата част на изскачащия бор - на 45 ° и т.н.

За да се определи КСВ на антената, се измерва отношението на вълновия импеданс на фидера към входния импеданс на антената. Измерванията ще бъдат по-точни и надеждни, ако се правят с антената в работно положение и влиянието на чужди тела е сведено до минимум. Например, входният импеданс на антената може да варира плавно или рязко, ако някои кабели са разхлабени и се люлеят под действието на вятъра, има лоши контакти в телескопичната мачта и т.н.

Литература

1. Към Ротамел. Антени. - Санкт Петербург: Боянич, 1998

2. В. Иващенко. Всеобхватна антена "Трансформирана пирамида". - Радиосвят.КБ и УКВ, 2004, N2.

3. Б. Дякив, А. Дякив. Измерване и съгласуване на параметрите на антената. - Харков, 2001.

антенна пирамида

Както знаете, "Пирамидата" е вид кръгов вибратор или една от обикновените навити кръгови антени. Поставяйки по подходящ начин 4 ноч филтри "капани", получаваме многолентова антена "Пирамида". При посочените размери и параметри на "уловителите" антената работи от 10 до 80 метрови обхвати (виж фиг. 1 и фиг. 2). Производството на "стълби" не е дадено.

Ориз. 1

SWR варира от 1,2 до 1,9.

UT5FN

Butterfly - пълноразмерна вертикално разположена антена - рамка на 80 м. Антената се захранва през балун трансформатор 1/1 (може и без него), тъй като съпротивлението на антената в точката на захранване е 50 ома. (въпреки че има и 110-омова версия). Трансформаторът предотвратява протичането на RF ток върху обвивката на кабела чрез извършване на балансиране (небалансиран кабел - балансирана антена). Чрез изключване на едно "крило" на "пеперудата" (всяко обикновено реле) - антената се превръща в триъгълник в пълен размер на 40 м, между другото, също вертикално разположен и захранван от същия трансформатор. Мачтата е дуралуминиева и стои върху носещ изолатор от флуоропласт (това е в моята версия) и се захранва отдолу през трансформатор с обемен завой и работи като вертикална при HF (20-15-10) и, между другото, не се нуждае (вертикално) от противотежести. Прочетете повече за това как работят тези вертикали на www.ux2if.com. Според мен много успешно техническо решение, не заема много място (не повече от познатото Inverted V) и работи отлично! Моля, обърнете внимание - не компромисни антени за ниски честоти, а две пълноразмерни рамки - 80 м и 40 м. Много съм доволен от работата на тази антенна система! Използвам тази настройка от малко повече от година. Антена "Butterfly" е подобна по своята работа на една от най-добрите ненасочени антени - вертикална "делта". Благодарение на конфигурацията си със сравнително ниска мачта, тя ви позволява да увеличите максимално антенното платно над земята, което е ключът към по-ефективната работа на антената - особено на 80 м. 1.4 (в краищата на обхвата)! Същото представяне на 40 м! Файлът с антената, моделиран в програмата MMANA, за желаещите може да бъде изпратен по имейл. поща. Във файла "пеперуда" са дадени размерите на антената - съвсем простички - триъгълниците са равностранни и страната на всеки от тях е 14м. Общият периметър на антенната лента е 84 м. Настройката е много лесна - чрез удължаване или скъсяване на двете страни - регулирайте КСВ в средата на зоната, в която ще работите - 1.0. Използването на трансформатор е желателно (но възможно и без него). Всеки ферит от 600 до 2000HN е подходящ за балуна. Размерът зависи от мощността. Мисля, че тази антена ще представлява интерес за много радиолюбители и особено за тези, които са ограничени по отношение на пространството за инсталиране. Успех на всички в изграждането на антената! Ако имате въпроси - не се колебайте - пишете - ще отговоря с удоволствие! Специални благодарности на Peter UR7FF, чиято идея и практически експерименти са в основата на този дизайн! С uv. на всички Сергей UT5FN. 73!

Прикачени файлове

UT3FT

UT3FT

Моите съобщения

Интересна антена. И аз се замислих за нещо подобно, тук публикувах две списания с антената, която исках да направя под името "Пропелер". Няма ли някаква прилика?

Сергей, мога ли да прикача файла на проекта? Интересно за гледане.

• YOGY ​​​​и UY0FF харесват това.

UT5FN

Юрий, здравей! В раздела - файла на антената, моделиран с MMAN-e. Витло - съдейки по описанието на автора, добра антена, но след като внимателно проучихме дизайна, правим изчисления. Височината на първата мачта е 23 м (момчета поне 15-16 м), дължината на двете страни на "витлото" (разстоянието от мачтата до мачтата е 14 + 14 = 28 м, височината на втората мачта е 8 м (момчетата са поне 5 м). Чрез просто добавяне получаваме 15 + 28 + 5 \u003d 48 м !!! Дължината на конструкцията е около 50 м. - не всеки може да покрие такава територия, но също така добавете опънати проводници в различни посоки за страните на "перката" .... Така че ако има място - можете и дори трябва да опитате! Авторът пише, че като превключите релето в четири версии, можете „настройте излъчването на антената към всяка поляризация." Всички знаем отлично, че една вълна, отразена многократно от йоносферата, променя поляризацията, докато достигне кореспондента. Така че този аргумент сам по себе си няма конкретна основа. И все пак - компромисни антени, разбира се - работят на по-високи честотни диапазони и често не са лоши. Но фактът, че лентовите антени за приемане и предаване работят все още по-добре. Така че трябва да помислите. Натискам ръка С уважение, Сергей UT5FN.

Прикачени файлове

• YOGY ​​​​и UY0FF харесват това.

UT3FT

UT3FT

Моите съобщения

Благодаря Сергей. Да, наистина интересни опции. Как е тя в реалността? Правени ли са сравнения и с какво, какви са резултатите. Може би сте го тествали на други ленти, като сте се свързали през SU. какво е нейното поведение? Освен ако, разбира се, не са проверили.

• YOGY ​​​​и UY0FF харесват това.

UT5FN

Според резултатите от практическите експерименти, проведени от мен с тази конкретна антена през изминалата година, мога да направя сравнение с няколко антени (в конкретния случай имаме предвид само обхвата от 80 м) - триъгълник - височина на окачване 23 м., INV -V, височина на окачване 18 м., "базука" - височина на окачване 18 м. "пирамида" - височина на окачване 18 м. Между другото - "пеперудата" се трансформира много лесно в пирамида - буквално за 10 минути - разгънати крила , поправихте разширенията - и сте готови! По отношение на приемането, спрямо "базука" и INV-V, той определено печели само защото прави по-малко шум. Пирамидата и триъгълникът в рецепцията работят почти по същия начин. Пеперудата работи малко по-добре за предаване от наклонен триъгълник и пирамида.Почти всички от горните антени имат ясно изразено зенитно излъчване и почти кръгъл модел на излъчване в диаграмата.Разбира се, диаграмата се променя с височината на окачването, но окачете антената с 1/2 ламбда (а това е 40 м за 80-те) едва ли някой ще успее.Така че тук трябва да се вземе предвид всяко малко нещо.Що се отнася до работата на антената чрез съгласувателно устройство на други ленти, Не съм го тествал, не знам Можете също така да съпоставите пирон - и той също ще работи, но Две антени с пълен обхват в този дизайн са изпълнени възможно най-добре 80 и 40. Разбира се, за DX - при ниски честоти (160-80) е по-добре да имате вертикална в тандем с приемна антена от тип K9AY В HF трябва да се стремите към насочени антени - Squares, Yagis, Spiders и т.н. Обобщавайки горното - ако има напрежение в средствата и няма достатъчно място за инсталиране на няколко антени, но искате да имате всички обхвати, така че всичко да работи добре и евтино - този дизайн е точно това, от което се нуждаете! За начинаещ - работа от пет до десет години е достатъчна (докато научи тънкостите на HF спорта и тренира близки и не съвсем територии и събере пари за нещо по-сериозно), И разбира се, "брадат" и опитен HAM-am , които имат същите проблеми като споменатите по-горе - този дизайн ще донесе удоволствие от времето, прекарано на трансивъра в продължение на много години. Пожелавам на всички късмет! Сергей UT5FN.