Piramida antena HF pada ketinggian 80 meter. piramida antena

R. Sepeser pun
"Funkamateur" No. 7/2004

antena HF

Dalam pembuatan antena HF, perlu untuk mematuhi rekomendasi dasar berikut: pasang antena setinggi mungkin dan di ruang kosong; gunakan antena ukuran penuh bila memungkinkan, dan jika ini tidak berhasil, maka persingkat menjadi tidak lebih dari 75% dari keseluruhan panjang; antena harus memiliki resonansinya sendiri di bagian jangkauan yang diperlukan, diukur pada titik umpan pada ketinggian operasi; jaga jarak dari permukaan logam dan antena lain setidaknya 1 m; gunakan kabel koaksial yang sesuai dan jangan dibuat-buat; pastikan semua konektor tahan cuaca. Selama periode aktivitas matahari minimum, kondisi untuk melewatkan pita frekuensi rendah meningkat, dan amatir radio mengalihkan perhatian mereka ke desain antena untuk komunikasi DX pada pita 40, 80 dan 160 meter. Piramida kawat 80 meter, menurut penulis, lebih efisien daripada dipol miring 2x20 m dengan ketinggian angkat 17 m, tetapi lebih rendah daripada radiator gelombang seperempat vertikal berukuran penuh dengan sistem penyeimbang. Keliling total piramida sama dengan panjang gelombang. Gambar 1 menunjukkan diagram antena dengan distribusi arus, dan Gambar 2 menunjukkan sketsa desainnya.

Dari gambar-gambar ini dapat dilihat bahwa empat kabel miring, yang membentuk permukaan "piramida", mengambil bagian dalam radiasi. Dua bagian horizontal bawah jaring tidak berpartisipasi dalam radiasi, karena arus di dalamnya saling dikompensasi. Gambar 2 menunjukkan dimensi tiang seminimal mungkin (12,5 m) dan jarak bagian horizontal kanvas ke tanah (3 m).

Penulis menggunakan tiang setinggi 17 m, sedangkan bagian horizontal berjarak 4 ... 5 meter dari tanah. Antena ditenagai oleh kabel koaksial 50 ohm yang terhubung langsung ke titik b dan d, dan titik a dan c terhubung bersama (Gbr. 3).

Pada frekuensi resonansi, SWR=1, dan pita frekuensi operasi dalam hal SWR=2 adalah sekitar ±50 kHz dari fres. Itu. antena dapat disetel, misalnya, ke 3750 kHz untuk operasi SSB dari 3700 hingga 3800 kHz, dan dengan menghubungkan dua potong kabel masing-masing 1,4 m pada titik A dan B (Gbr. 2), buat ulang pada 3550 kHz untuk operasi CW dari 3500 hingga 3600 kHz. Pada saat yang sama, penulis memperingatkan terhadap penggunaan induktor untuk memperpanjang antena, karena pada titik-titik ini tidak ada arus antena yang mengalir melaluinya. Karena antena adalah vibrator loop, antena ini kurang terpengaruh oleh gangguan atmosfer dan industri dan oleh karena itu cukup efektif tidak hanya dalam transmisi, tetapi juga dalam penerimaan.

Antena "Piramida", dapat dikonversi ke desain yang diusulkan. Keuntungan utama dari antena "Transformed Pyramid" adalah multi-jangkauannya, yang memungkinkannya untuk melakukan QSO dalam kisaran 10, 15, 20, 40, 80 dan 160 m Sampai batas tertentu, area besar yang ditempati olehnya dapat dianggap sebagai kerugian dari "Piramida Transformasi". Tidak setiap amatir radio mampu memasang antena seperti itu. Manajemen daya antena, di satu sisi, memperluas kemampuannya, tetapi di sisi lain, memperumit desain. Ini dapat disederhanakan dengan pergantian stasioner dari simpul dua "delta" (AC dan BD c) Untuk melakukan ini, mereka terhubung secara seri, memberi daya pada antena pada titik tertingginya. Desainnya akan disederhanakan, tetapi kemampuan untuk bekerja pada pita 160 m akan hilang.

Untuk perhatian amatir radio yang memiliki batasan teritorial dan spasial dalam pemasangan dan penempatan antena, kami dapat menawarkan opsi antena "Compacted Pyramid". Antena ini menyerupai piramida "klasik", tetapi berbeda darinya dalam setengah dimensi geometris, yang dicapai dengan meningkatkan jumlah segitiga dari dua menjadi empat (Gbr. 1 dan 2).

Dengan panjang keliling total 84 m, sisi segitiga sama kaki hanya berukuran 7 m. Antena dapat diaktifkan dengan memutus loop di salah satu titik A, B, C, D atau O. Desain praktis antena semacam itu terbuat dari kawat inti tunggal aluminium dengan diameter 3,5 mm. Satu tiang setinggi 12 m digunakan Delapan konduktor yang berasal dari puncak piramida, bersama dengan fungsi utamanya - pemancar dan penerima energi elektromagnetik - adalah bagian dari ekstensi antena. Ini menghemat bahan dan menghilangkan tumpukan elemen struktural yang tidak estetis yang tidak diinginkan yang ditemui dalam praktik pemasangan antena.

Tampilan umum antena "Compacted Pyramid" ditunjukkan pada Gambar 2. Sebuah pelat bahan dielektrik dengan dimensi 205x170x20 mm dipasang pada titik atas (titik O) tiang. Kedelapan sudut bawah segitiga memiliki ekstensi individu (tidak ditunjukkan pada gambar) dari titik A, B, C, D. Antena asli berbeda dari model karena berbagai faktor, termasuk kondisi lokal. Karena itu, saat membuat antena dan pemasangan selanjutnya, Anda perlu mengingat hal-hal berikut:

Saat memasang antena dan sejumlah pekerjaan lainnya, panjang total loop harus tidak berubah dan hingga 84 m sebelum penyetelan,

Semakin panjang tepi segitiga dan, karenanya, semakin pendek alasnya, semakin buruk antena akan bekerja,

Semakin banyak posisi spasial segitiga antena nyata berbeda dari model, semakin buruk, sekali lagi,

Perlu diupayakan penempatan antena untuk meminimalkan pengaruh benda-benda di sekitarnya,

Pemasangan dan pemasangan tiang dan antena dapat dilakukan oleh 1-2 orang

Penyetelan antena

1. Ukur jarak 2,6 m dari titik putus loop (input antena), dan di tempat ini pasang koil secara seri dengan konduktor antena (diameter bingkai - 60 mm, diameter kawat - 3,5 mm, jumlah putaran - 4, pitch berliku - 10mm). Hubungkan konduktor pusat kabel koaksial ke bahu kabel ini, dan jalinan ke bahu lainnya.

2. Dengan mengubah panjang loop, sesuaikan antena ke resonansi dalam kisaran 40 m.

3. Periksa tuning antena pada band lain.

4. Ukur impedansi input antena. Jika sedikit berbeda dari resistansi pengumpan dan memiliki karakter aktif, maka pencocokan yang sangat baik dapat dicapai dengan sedikit perubahan dalam bentuk segitiga, posisi relatifnya, dan sudut bidang segitiga relatif terhadap penyangga vertikal. . Dengan perbedaan yang signifikan dalam resistansi feeder dan antena, beberapa jenis metode pencocokan harus diterapkan.

Penyetelan antena dapat dilakukan, khususnya, menggunakan perangkat buatan sendiri untuk menyetel antena HF. Diagram rangkaian perangkat ditunjukkan pada Gbr.3.

Rentang frekuensi operasinya adalah 2,5 ... 31 MHz. Perangkat memungkinkan:

Tentukan frekuensi resonansi setiap elemen antena dan rakitan sistem antena.

Ukur komponen aktif dari impedansi input antena (resistansi maksimum adalah 500 Ohm),

Ukur komponen reaktif dari impedansi input antena,

Tentukan SWR antena (rasio impedansi gelombang feeder dengan impedansi input antena),

Tentukan koefisien pemendekan kabel koaksial dan saluran umpan antena.

Perangkat ini dibentuk dengan menghubungkan generator tiga tahap semikonduktor dengan jembatan RF pengukur ke dalam satu sistem umum. Osilator master dirakit sesuai dengan rangkaian tiga titik kapasitif pada transistor VT1. Kaskade transistor VT2 adalah pengikut sumber dan berfungsi untuk mencocokkan tahap akhir yang dirakit VT3 Rentang frekuensi generator memiliki lima subrentang karena kumparan yang dapat diganti termasuk dalam rangkaian gerbang transistor VT1.

Tegangan RF (1 ... 3 V) dilepaskan dari transformator Tr1 dan diumpankan melalui kapasitor transisi C14 ke jembatan RF. Sebuah microammeter termasuk dalam diagonalnya, menunjukkan keseimbangan jembatan. Chuvsensitivitas microammeter diatur oleh resistor variabel R 13. Pengkasaran sensitivitas dicapai dengan menyingkat resistor shunt ke kasing R14 (resistensinya dipilih saat mengatur perangkat). resistor variabel R11 bahu jembatan dilengkapi dengan timbangan. KPE C18 juga memiliki kabinet. Dua jumper korslet AB dan CD memungkinkan Anda untuk menghubungkannya secara paralel atau ke resistor R1 1, atau untuk memasukkan X1.

Pemasangan bagian frekuensi tinggi dari rangkaian jembatan dilakukan dengan potongan kawat timah telanjang yang sangat pendek dengan diameter 1,5 ... 2 mm. Perhatian harus diberikan pada pemilihan resistor R9 dan R10. Penyebaran resistensi mereka harus minimal, akurasi pengukuran sangat tergantung pada ini.

C1 - KPI dengan dielektrik udara (Cmax = 50 pF), dilengkapi dengan vernier; C18 - KPI dengan dielektrik udara (Сmax=160 pF); C15 dan C16 adalah kapasitor pemangkas dengan dielektrik udara. Trafo Tr1 dililit dengan tiga kabel (9 putaran di setiap bagian) pada cincin VCh50 dengan diameter 14 mm.

Volume yang cukup untuk menampung semua elemen rangkaian adalah 290x216x78 mm.

Perangkat dikonfigurasi dalam urutan berikut:

Periksa instalasi genset.

Dengan memilih kapasitansi kapasitor C3 dan C4, pastikan koneksi sirkuit L 1-C 1 dengan transistor VT 1.

Periksa dan, jika perlu, perbaiki atau atur mode transistor.

Periksa level tegangan RF 1...3 V pada output generator.

Periksa kumparan pengganti L1 dan, jika perlu, klarifikasi dan ubah data belitannya.

Periksa pemasangan jembatan RF.

Ke input X1 perangkat, sambungkan permanen100 ohm, resistor daya 2 W (titik A, B, C, dan D sirkuit terbuka). Generator untuk mengatur frekuensi sewenang-wenang. penghambat R11 menyeimbangkan jembatan pada sensitivitas maksimum indikator (pembacaan indikator mungkin berbeda dari nol). Kapasitor C15 mengatur panah indikator ke nol. Jumper menghubungkan titik-titik rangkaian AB dan CD, atur kapasitor C18 ke posisi kapasitansi minimum. Kapasitor C16 lagi menyeimbangkan jembatan tanpa mengubah resistansi resistor R11.

Pada skala kapasitor C18, tandai titik nol dan buat gradasi darinya setiap 10 pF.

pengukuran

Perangkat terhubung langsung ke antena dengan kabel koaksial pendek atau repeater setengah gelombang (untuk rentang ini). penghambat R11 harus diatur ke posisi yang sesuai dengan impedansi karakteristik pengumpan yang digunakan. Kapasitas KPE C11 harus diubah dengan lancarke titik di mana akan ada penurunan tajam dalam pembacaan indikator. penghambat R11 dan KPI C18 harus menyeimbangkan jembatan. Jika keseimbangan dicapai pada posisi nol kapasitor C18, maka pada frekuensi ini antena hanya memiliki resistansi input aktif, yang diukur pada skala yang dipasang pada resistor R11. Jika keseimbangan dimungkinkan dengan perubahan kapasitansi KPI C18, maka pada frekuensi tertentu antena memiliki komponen reaktif, dan semakin besar kapasitansi KPI C18. Komponen reaktif memiliki karakter kapasitif dengan titik hubung singkat AB dan CD, induktif - dengan speaker korsleting dan B.D.

Ketahuilah bahwa boom, stretch mark, dan beberapa objek lain dapat menyebabkan munculnya frekuensi resonansi tambahan.

Saat menguji kabel atau saluran koaksial, salah satu ujungnya dihubung pendek, dan ujung lainnya terhubung ke input jembatan X1, mengatur kabinet tetap ke posisi nol. R11 dan C18. Temukan frekuensi resonansi di mana jembatan seimbang, dan asumsikan bahwa untuk frekuensi ini saluran atau kabel yang diberikan memiliki setengah panjang listrik baru. Frekuensi generator diubah menjadi panjang gelombang dan dengan demikian setengah panjang gelombang yang dibutuhkan ditemukan. Rasio panjang geometris saluran atau kabel dengan nilai setengah gelombang yang dihasilkan merupakan faktor pemendekan yang memenuhi kondisi masalah ini. Menurut nilai koefisien pemendekan yang diperoleh, panjang garis perpindahan fase yang diperlukan dihitung, dengan mempertimbangkan fakta bahwa segmen setengah gelombang dari garis menggeser fase sebesar 180 °; bagian keempat dari pinus pop-up - pada 45 °, dll.

Untuk menentukan SWR antena, rasio impedansi gelombang feeder dengan impedansi input antena diukur. Pengukuran akan lebih akurat dan andal jika dilakukan dengan antena dalam posisi kerja dan pengaruh benda asing diminimalkan. Misalnya, impedansi input antena dapat bervariasi dengan lancar atau tiba-tiba jika beberapa antena longgar dan bergoyang di bawah aksi angin, ada kontak yang buruk di tiang teleskopik, dll.

literatur

1. Ke Rothammel. Antena. - St. Petersburg: Boyanych, 1998

2. V. Ivashchenko. Antena all-band "Piramida Transformasi". - Dunia Radio. KB dan VHF, 2004, N2.

3. B. Dyakiv, A. Dyakiv. Pengukuran dan pencocokan parameter antena. -Kharkov, 2001.

piramida antena

Seperti yang Anda ketahui, "Piramida" adalah sejenis vibrator loop atau salah satu antena loop gulung yang umum. Dengan menempatkan 4 filter takik "perangkap" dengan cara yang tepat, kami mendapatkan antena multi-band "Piramida". Dengan dimensi dan parameter "perangkap" yang ditentukan, antena beroperasi dari pita 10 hingga 80 meter (lihat Gambar 1 dan Gambar 2). Pembuatan "tangga" tidak diberikan.

Beras. satu

SWR berkisar dari 1,2 hingga 1,9.

UT5FN

Kupu-kupu - antena berukuran penuh yang terletak secara vertikal - bingkai pada 80 m Antena diumpankan melalui transformator balun 1/1 (mungkin tanpa itu), karena resistansi antena pada titik umpan adalah 50 ohm. (walaupun ada juga versi 110-ohm). Trafo mencegah arus RF mengalir ke selubung kabel dengan melakukan penyeimbangan (kabel tidak seimbang - antena seimbang). Dengan mematikan satu "sayap" "kupu-kupu" (relay biasa) - antena berubah menjadi segitiga berukuran penuh pada 40m, omong-omong, juga terletak secara vertikal dan ditenagai melalui transformator yang sama. Tiang adalah duralumin dan berdiri di atas isolator pendukung yang terbuat dari fluoroplastik (ini dalam versi saya) dan ditenagai dari bawah melalui transformator dengan putaran volumetrik dan bekerja seperti vertikal pada HF (20-15-10) dan, by the way, tidak perlu (vertikal) di penyeimbang. Baca selengkapnya tentang cara kerja vertikal ini di www.ux2if.com. Menurut pendapat saya, solusi teknis yang sangat sukses, tidak memakan banyak ruang (tidak lebih dari V Terbalik yang sudah dikenal) dan berfungsi dengan baik! Harap dicatat - antena tidak kompromi untuk frekuensi rendah, tetapi dua bingkai ukuran penuh - 80 m dan 40 m. Saya sangat senang dengan kinerja sistem antena ini! Saya telah menggunakan bangunan ini selama lebih dari satu tahun sekarang. Antena "Kupu-kupu" serupa dalam pekerjaannya dengan salah satu antena non-arah terbaik - "delta" vertikal. Karena konfigurasinya dengan tiang yang relatif rendah, ini memungkinkan Anda untuk memaksimalkan kanvas antena di atas tanah, yang merupakan kunci untuk pengoperasian antena yang lebih efisien - terutama pada 80 m.1.4 (di ujung jangkauan)! Performa yang sama di 40m! File antena yang dimodelkan dalam program MMANA bagi mereka yang tertarik dapat dikirim melalui email. surat. Dalam file "kupu-kupu", dimensi antena diberikan - cukup sederhana - segitiga sama sisi dan sisi masing-masing adalah 14m. Total perimeter jaring antena adalah 84 m. Pengaturannya sangat sederhana - dengan memperpanjang atau memperpendek kedua sisi - sesuaikan SWR di tengah area tempat Anda akan bekerja - 1.0. Penggunaan transformator diinginkan (tetapi mungkin tanpanya). Setiap ferit dari 600 hingga 2000HN cocok untuk balun. Ukurannya tergantung pada kekuatan. Saya pikir antena ini akan menarik bagi banyak amatir radio, dan terutama mereka yang terbatas dalam hal ruang pemasangan. Semoga sukses untuk semua orang dalam membangun antena! Jika Anda memiliki pertanyaan - jangan ragu - tulis - saya akan menjawab dengan senang hati! Terima kasih khusus kepada Peter UR7FF, yang ide dan eksperimen praktisnya menjadi dasar desain ini! Dengan uv. untuk semua Sergey UT5FN. 73!

File-file terlampir

UT3FT

UT3FT

Pesan Saya

Antena yang menarik. Saya juga memikirkan hal serupa, di sini saya memposting dua majalah dengan antena yang ingin saya buat dengan nama "Propeller". Apakah tidak ada kemiripan?

Sergey, bisakah saya melampirkan file proyek? Menarik untuk dilihat.

• YOGY ​​dan UY0FF seperti ini.

UT5FN

Yuri, halo! Di tab - file antena, dimodelkan dengan MMAN-e. Baling-baling - dilihat dari deskripsi penulis, antena yang bagus, tetapi setelah mempelajari desain dengan cermat, kami membuat perhitungan. Tinggi tiang pertama adalah 23 m (paling sedikit 15-16 m), panjang kedua sisi "baling-baling" (jarak dari tiang ke tiang adalah 14 + 14 = 28 m, tinggi tiang tiang kedua adalah 8 m (laki-laki setidaknya 5 m). Dengan tambahan sederhana, kita mendapatkan 15 + 28 + 5 \u003d 48m !!! Strukturnya panjangnya sekitar 50 m - tidak semua orang dapat menutupi wilayah seperti itu, tetapi juga menambahkan kabel pria ke arah yang berbeda untuk sisi "baling-baling" .... Jadi jika ada tempat - Anda dapat dan bahkan perlu mencoba! Penulis menulis bahwa dengan mengganti relai dalam empat versi, Anda dapat "menyesuaikan radiasi antena ke polarisasi apa pun." Kita semua tahu betul bahwa gelombang, yang dipantulkan berkali-kali dari ionosfer, mengubah polarisasi hingga mencapai koresponden. Jadi, argumen ini sendiri tidak memiliki dasar khusus. Namun - antena kompromi, tentu saja - bekerja pada rentang frekuensi yang lebih tinggi dan sering tidak buruk.Tetapi fakta bahwa antena pita untuk penerimaan dan transmisi bekerja masih lebih baik.Jadi, Anda perlu berpikir.Saya tekan tangan Hormat kami, Sergey UT5FN.

File-file terlampir

• YOGY ​​dan UY0FF seperti ini.

UT3FT

UT3FT

Pesan Saya

Terima kasih Sergey. Ya, parameter yang sangat menarik. Bagaimana dia dalam kenyataan? Apakah sudah ada perbandingan dan dengan apa, bagaimana hasilnya. Mungkin Anda mengujinya di band lain dengan menghubungkan melalui SU. apa perilakunya? Kecuali, tentu saja, mereka diperiksa.

• YOGY ​​dan UY0FF seperti ini.

UT5FN

Berdasarkan hasil percobaan praktis yang saya lakukan dengan antena khusus ini selama setahun terakhir, saya dapat membuat perbandingan dengan beberapa antena (dalam kasus khusus ini, yang kami maksud hanya kisaran 80 m) - segitiga - tinggi suspensi 23m., INV -V, tinggi suspensi tinggi 18 m., "bazooka" - tinggi suspensi 18 m "piramida" - tinggi suspensi 18 m. Omong-omong - "kupu-kupu" sangat mudah diubah menjadi piramida - secara harfiah 10 menit - membuka lipatan sayap, perbaiki ekstensi - dan selesai! Dalam hal penerimaan, relatif terhadap "bazooka" dan INV-V, itu pasti menang hanya karena membuat lebih sedikit kebisingan. Piramida dan segitiga dalam resepsi bekerja dengan cara yang hampir sama. Kupu-kupu bekerja sedikit lebih baik untuk transmisi daripada segitiga miring dan piramida. Hampir semua antena di atas memiliki radiasi zenit yang jelas dan pola radiasi yang hampir melingkar dalam diagram. Tentu saja, diagram berubah dengan ketinggian suspensi, tetapi menggantung antena dengan 1/2 lambda (dan ini adalah 40 m untuk 80-ki) hampir tidak ada yang akan berhasil. Jadi setiap hal kecil harus diperhitungkan di sini. Adapun pengoperasian antena melalui perangkat yang cocok di lain band, saya belum memeriksa, saya tidak tahu. Anda juga dapat mencocokkan paku - dan itu juga akan berfungsi, tetapi Dua antena jangkauan penuh dalam desain ini diimplementasikan sebaik mungkin 80 dan 40. Tentu saja, untuk DXing pada frekuensi rendah (160-80) lebih baik memiliki vertikal bersama-sama dengan antena penerima tipe K9AY Di HF, Anda perlu berusaha untuk antena directional - Kotak, Yagis, Laba-laba, dll. Menggambar garis di bawah di atas - jika ketegangan sedang dan tidak cukup tidak ada ruang untuk memasang beberapa antena, tetapi saya ingin memiliki semua rentang sehingga semuanya berfungsi dengan baik dan tidak mahal - desain inilah yang Anda butuhkan! Untuk seorang pemula - bekerja selama lima hingga sepuluh tahun sudah cukup (sampai dia mempelajari seluk-beluk olahraga HF dan berolahraga di dekat dan tidak cukup wilayah dan mengumpulkan sejumlah uang untuk sesuatu yang lebih serius), Dan tentu saja, HAM "berjanggut" dan berpengalaman- saya, yang memiliki masalah yang sama seperti yang disebutkan di atas - desain ini akan membawa kesenangan untuk waktu yang dihabiskan di transceiver selama bertahun-tahun. Saya berharap Anda semua beruntung! Sergey UT5FN.