Заметки начинающего УКВ-иста.
Изготовление УКВ антенн, для работы в полевых условиях.
Принимая регулярное участие в различных местечковых УКВ соревнованиях, со временем пришел к выводу, что на относительно небольших расстояниях, в пределах одной области, вовсе не обязательно применять какие-то многоэлементные «шила». Во-первых, для начинающего радиолюбителя это сложно конструктивно, а во-вторых, значительно усложняется сам процесс участия в соревнованиях. О дороговизне составляющих компонентов таких антенн и проблемах транспортировки на позицию, говорить не будем – априори. В этой статье, я поделюсь только принципом работы на УКВ, которого я придерживаясь при организации полевых выходов и практическим опытом изготовления антенн.
За последние несколько лет, понемногу постигая тонкости и прелести работы на УКВ диапазонах, я использовал антенны заводского изготовления и повторял конструкции других радиолюбителей. Были в моем арсенале промышленные штыревые и дискоконусные антенны, самостоятельно изготавливал J-ки, квадраты и волновые каналы с 2, 3, 5, 7 и 9 элементами. Построил также несколько двухдиапазонных антенн (144/430) разработанных Сергеем RZ9CJ и Владимиром RA6FOO, для работы через ИСЗ. Вышеупомянутые конструкции прекрасно зарекомендовали себя в полевой работе. При небольших габаритах (а это немаловажное качество походного оборудования), антенны показали неплохие результаты по отношению к монобендерам, но в отличие от последних, у них был неоспоримый «плюс», который перевесил все их недостатки - это многодиапазонность . Предчувствуя, довольно активный полевой радиосезон 2016 года, наполненный предстоящими УКВ соревнованиями и различными выездами, я решил построить эффективную антенную систему, которая дала бы возможность комфортно работать в эфире с поля и которая по параметрам, будет выигрывать у однодиапазонных аналогов.
Стек 5+7 эл. в исполнении UV5QR.
В чем же заключается вышеупомянутый комфорт? Представьте, что вы стоите в центре душевой кабины, у которой включена функция душ Шарко. Струи воды летят на вас со всех сторон, иногда попадая в те места, в которые не нужно. Приходиться отворачиваться или регулировать силу и направление потока воды. То же самое происходит и с радиолюбителем, который находится со своей аппаратурой и антеннами в самом центре густонаселенной области. Участвуя в соревнованиях, он также попадает под «перекрестный огонь» сигналов своих земляков. Имея направленную антенну, участнику приходиться постоянно её вертеть, выбирая то одного то другого корреспондента, а ведь еще нужно переходить с частоты на частоту, фиксировать радиосвязи, время и т.д. Новичку проделывать всё это сложно, учитывая ещё и то, что некоторые участники компенсируют отсутствие операторского мастерства, мощностью своего усилителя, напрочь блокируя как свой, так и соседние каналы. В общем, не работа получается, а сплошное расстройство.
В такой ситуации, идеальным решением будет попытка выехать на окраину «поля боя» областного масштаба, где уже никто не сможет тебе подгадить корявым сигналом с боку, не даст «по ушам» сзади, и где, сдвигая антенну на незначительный угол по фронту, вы сможете легко "брать" корреспондентов как из центра области, так и с её окраины. Вот такое размещение позиции, я и считаю наиболее эффективным, а работу в эфире - комфортной. Ты затрачиваешь время и деньги на поездку, но взамен получаешь колоссальное удовольствие от процесса. К тому же при работе в тесте, ты не теряешь драгоценные секунды при вращении антенны вкруговую и прекрасно принимаешь сигналы большинства участников, что дает шанс получить неплохой результат. А если прибавить к этому, прилагающиеся полевому выходу составляющие, в виде природы, общения с друзьями и шашлык?! Ведь здорово же!
Но, друзья мои, не следует забывать, что все вышеописанное, становиться справедливым только при наличии приличного антенного хозяйства. С неэффективной антенной в поле делать нечего, если конечно ваш выезд не для пикника.
Вот так, медленно, но уверенно мы и подошли к созданию антенной системы способной удовлетворить самые изысканные требования любителей работы в эфире с поля. Почему именно «стек»? На этот вопрос тяжело ответить однозначно, поскольку существует масса ответов «За» и "Против". Стек, о котором идет речь в этой статье, я изготавливал с целью получить дополнительное усиление при сохранении направленности всей полевой антенной системы, ведь основная задача сопряженных антенн, это перераспределение энергии из вертикальных углов, в главный лепесток. Стек прижимает главный лепесток к земле, сохраняя в азимутальной плоскости форму диаграммы направленности каждой из антенн, из которых этот стек состоит. Что это дает? А то, что антенны с длинным бумом имеют слишком узкий лепесток, который не перекрывает одновременно большие пространства, что в данном конкретном случае для меня важно. Не будем забывать об еще одном неоспоримом преимуществе стека - ощутимом снижении QRM, от сигналов, как боковых, так и фронтальных. Это еще один жирный «плюс», поскольку антенна предназначена исключительно для работы в соревнованиях.
Итак, дальше мы коснемся практической конструкции, этапов изготовления и настройки антенны. Скажу сразу, что никаких расчетов производить не будем. Велосипед уже изобретен давно, поэтому воспользуемся готовыми расчетами известного многим любителям УКВ радиосвязи, Сергея RZ9CJ. С его антеннами я уже знаком, так как совсем недавно изготовил по его чертежам четыре антенны 144\430 (3+4, 3+5, 5+6, 5+8) для работы через ИСЗ, и все они оказались вполне работоспособными. Поэтому, нисколько не сомневаясь, я приступил к изготовлению очередного детища от RZ9CJ – двух антенн 144\430 5+7эл. Именно их я и собирался собрать в стек. Расчет этой антенны, выполненный Сергеем RZ9CJ, в пересчете на 4мм алюминиевый пруток, представлен на рисунке.
Материал антенны, как я уже упоминал – 4,2 мм алюминиевый прут, аккуратно (без порезов и царапин) извлеченный из кабеля. Материал бума – полипропиленовая водопроводная труба. Метод крепления элементов – вплавливание. Труба и алюминиевый элемент предварительно разогревались строительным феном, после чего, последний втапливался в трубу обычным 100 ваттным паяльником, при этом проворачиваясь и навивая на пруток разогретую пластмассу.
После такой «посадки» и остывания, элементы закрепляются на буме очень надежно. Такой метод простой, но требует определенной сноровки и точности. Материал траверсы – сухая сосновая рейка 25х50 мм, пропитанная олифой. Несущая телескопическая мачта – 4 нижних колена от АШ-10, с доработками. Вес антенны в стеке специально не замерял, но навскидку, не более 2-3 кг. Вот собственно, по конструкции и все.
Согласование антенн в стеке, дело не сложное, но требующее скрупулезного отношения. Это отдельная тема для разговора во многих технических форумах. На мой взгляд, существует два (более-менее эффективных и доступных обычному человеку) метода согласования антенн. В обоих случаях применяется четверть волновой трансформатор. В первом, он изготавливается на ферритовом кольце, во втором, используется коаксиальный кабель. Естественно, мне пришелся по душе второй способ согласования. Как, что и куда нужно припаять, показано на рисунке ниже текста. Длина L3 и L4 – 34 см (по оплетке). Так же важный момент – длина траверсы. Она рассчитывается программой, и у меня составляет 2м 18см.
Примечания:
Очень желательно, для питания антенн использовать только качественный кабель, а не откровенное китайское дерьмо. Также весьма полезно знать его характеристики (волновое сопротивление). Очень внимательно отнеситесь к фазированию антенн при сборке. То есть, к какому из элементов активного вибратора, вы прикрепляете центральный проводник кабеля, а к какому его оплетку. Если на одной антенне оплетка кабеля прикреплена к нижнему элементу, то и на другой антенне, обязательно крепите к нижнему. Конечно, в природе есть варианты включения элементов и в противофазе, но это совсем другая песня. Кстати, о кабеле. Приведу пример. При первом испытании антенны, под кабели L1 и L2, я приспособил тонкий посеребренный кабель непонятного волнового сопротивления, от междублочных соединений радиоприемника Р-160П. Кабель был такой красивый, а длина его всего 2 метра с хвостиком. Думал прокатит… Нет, не прокатило! Ровно по центру ДН антенны, появилась брешь и такая глубокая, что я с трудом настраивался на корреспондентов, даже зная точный азимут на них. То есть, максимум показаний S-метра и направление антенны на корреспондента не совпадали на 20 градусов! Кто бы мог подумать, что такая мелочь, полностью исковеркает ДН всей антенной системы. После замены кабеля на RG-58 C/U Premium Mil-C-17D, всё заработало как нужно.
Удачи в постройке и настройке!
Олег Дрожанов, UV5QR.
п.Мирное
19.04.2016г.