Меня часто спрашивают в эфире, а собственно, почему два элемента Яги, а не три элемента, четыре и более? Или скажем не поставить вертикальную антенну, такую, популярную сейчас коллинеарную 2-5/8, 3-5/8 ?
Вначале немного теории. Многоэлементные антенны имеют увеличенный размер ближней зоны, он возростает с числом элементов самой антенны. Поэтому направленные антенны более чувствительны к поглощающим предметам (земля, дома, деревья) и должны быть отодвинуты от них дальше, чем более простые антенны.
До этого у меня стояли 4 эл. и 6 эл. Яги. Промышленного производства (тангента.ру). Сами по себе антенны замечально работают, только тогда когда они стоят на своем месте, на открытой местности, каковой является к примеру, крыша. Но, мы рассматриваем именно «балконные условия жизни». Где преимущественно нет возможности вынести антенну дальше 1-1,5 метров за балкон. И только это и явилось объстоятельством для поиска антенны для таких «жестких» условий эксплуатации, потом хочешь чего-то большего, выход один, только установка антенн на крыше, балкон есть балкон, и городить здесь огород не к чему. Даже если умудриться и поставить что-то «серьёзное», многоэлементное, на лоджию, оно совсем не обязано будет работать находясь в «металлической клетке».
Так при близком расположении антенны (до одного метра), чувствовался эффект типа «лесенка». Когда на одной частоте принимаешь 59, через 25 кГц 58, снова через 25 кГц 59. И тем больше чувствовался этот эффект, чем более многоэлементная антенна. Плюс уровень усиления Ga антенн, чем более многоэлементная антенна, тем дальше приходилось выносить эту антенну по сравнению с более простой. Теория вышеизложенная не уходила далеко от практики. Там где двухэлементная работает в метре от стены, четырехэлементная к слову, так же будет работать только, в полутора от оной.
Второй вопрос, почему все же не коллинеарная вертикальная, а направленная? Отвечаю: перво-наперво более шумный он вертикал, а второе, переотраженные сигналы, приходящие от других высотных домов, и ещё не пойми откуда, сигнал приходит к Вашей антенне от корреспондента по прямому пути, от стоящего рядом дома, плюс отразившись от вашего собственного. В итоге сигнал от одной станции, вертикальная антенна улавливается сразу с трех сторон света (это как минимум), ессно ничего хорошего не получится и как результат сигнал основной, ослабляется двумя другими.
По усилению два эл. Яги выигрывает у таких антенн как 5/8, 2-5/8, и 3-5/8. Причем, стоит заметить, тем сильнее выигрывает она у коллинеарных антенн, чем больше дистанция между Вами и корреспондентом.
А теперь представьте себе 2 эл. Яги в габаритах 1м х 40см. и коллинеар самый ближайший к ней по усилению это 3-5/8, длинной 5 метров. Что проще на балконе установить?
По сравнению с тремя элементами Яги, двухэлементная в усилении проигрывает только в 1дБд, что при реальных исловиях не заметно, зато проигрывая в 1 децибел двухэлементная имеет в два раза меньшую таверсу, а это уже важно при стесненных условиях балкона.
Почему именно вариация вибратор-рефлектор, потому, что в отличии от вибратор-директор, данная компановка имеет большее усиление вперед, но меньшее подавление фронт-тыл. Тогда как вибратор-директор с точностью наоборот.
Конструкция.
Антенна выполнена из алюминевых труб диаметром 10 мм. И Алюминевой траверсы квадратного профиля 20х20 мм. Активный элемент «заточен» под 50 Ом, т.е. кабель подключается напрямую, желательно вблизи подключения кабеля к вибратору надеть пару ферритовых колец, на сам кабель.
Вибратор разрезной имеет длину 928 мм. Рефлектор длиной 994мм, расстояние между элементами 426 мм.
Вибратор полностью изолирован от траверсы. Для лучшей прочности, я в своей конструкции между элементами и бумом поставил пластиковые диэлектрики. Которые сделаны из пластиковой водопроводной трубки внешним диаметром 20 мм. Отпиливаем от нее отрезок длинной 70 мм, и распиливаем его вдоль по всей длинне. У нас получиться две полукруглые половинки, одна для вибратора другая для рефлектора. Для активного элемента, одно отверстие сверлим точно по середине нашего изолятора, с помощью него вибратор будет крепиться к буму. А каждую половинку разрезного вибратора крепим с помощью пластиковых стяжек к самому изолятору. Рефлектор электрически соединен с бумом антенны. Через винт крепления к траверсе расположенный точно в середине элемента. Хотя для того чтобы получить антенну с более стабильными характеристиками, советую и его изолировать. Так как элементы из алюминия, подключение кабеля к вибратору выполнено с помощью лепестков, которые привинчены винтами к вибратору. Если нет под рукой алюминиевого квадратного профиля для траверсы, его с успехом можно заменить на что-нибудь диэлектрическое, например, деревянной рейкой.
Вот и все, конструкция антенны очень простая, эксплуатирую я её уже более двух лет, правда ранее антенна была выполнена из проволоки би-металла 3мм. При этом антенна имела чуть меньшее усиление (сама проволока была окислена и царапана). Заменой элементов на Al трубки решило проблему, плюс антенна стала заметно широкополоснее. У меня антенна установлена с помощью кронштейна длинной 1,5 метра от окна. Было проведено много дальних QSO из Москвы с Тверью, Иваново, Рязанью, Липецком, Орлом, Тулой, Смоленском, Украиной и Беларуссией, FM при мощности 5 Ватт.
Если Вы повторите мою антенну, мне будет очень интересно узнать Ваш отзыв о ее эксплуатации, пишите мне на e - mail .
До встречи на 145.500!
Александр RZ3AIX
Ссылки:
- И. Лаврушов UA 6 HJQ www.hamradio.cmw.ru
- И.В. Гончаренко Антенны КВ и УКВ. Часть IV
Это фото ранее установленных антенн, 4 и 6 элементов Яги.
 |
 |
17 мая 2015 года установил 2-х элементную Яги диапазона 14 Мгц, оба активные элемента, конструкции HB9CV.
Антенна уже довольно редко встречается в эфире в наше время. Впервые была предложена еще в конце 1950-х. Пользовалась популярностью в 70-х и 80-х годах. Вот я решил, в очередной раз повторить конструкцию. Почему именно её?
Была свободная телескопическая мачта с защелками. Большой груз она ужерживать не может (оптимально 5 кг) 3-х дапазонный спайдер она выдерживает с трудом, либо половина высоты телескопа. Выбор был сделать легкую направленную и эффективную однодиапазонную антенну на частоту 14 Мгц. Я рассмотрел варианты MOXON, классику 3 эл яги с двумя пассивными элементами и 2 элемента HB9CV.
По весу и усилению антенн я остановился все же на HB9CV. При одинаковых значениях коэффициента усиления двухэлементная система легче, проще в конструктивном отношении и обладает меньшим моментом инерции и парусностью. Антенна с активным питанием позволяет получить большее подавление излучения назад...
В старом Ротхаммере и интернете было достаточно информации для изготовления, те более у меня был опыт с этой антенной в 2005 году, как полевой, мобильный вариант.
Антенна представляет собой два вибратора неравной длины, укрепленные параллельно в одной горизонтальной плоскости на расстоянии l/8. Оба вибратора активные.
При выбранном расстоянии l/8 между вибраторами наилучшая односторонняя направленность антенны получается тогда, когда ток в заднем вибраторе (рефлекторе) отстает от тока в переднем вибраторе (директоре) на 225°.
Коэффициент усиления двухэлементной антенны с обоими активными элементами эквивалентен усилению полноразмерной трехэлементной антенны с пассивными директором и рефлектором.
При одинаковых значениях коэффициента усиления двухэлементная система легче, проще в конструктивном отношении и обладает меньшим моментом инерции и парусностью. Антенна с активным питанием позволяет получить большее подавление излучения назад.
Мой вариант антенны изготовлен из дюралюминиевых труб Д16Т.
Основание каждого элемента диаметром 30 мм, конец элемента 16мм. Рефлектор 1100 см, директор 920 см. Траверса сечением 50х50мм, алюминиевая труба длиной 2.7м. Вес конструкции - 12 кг.
Высота установки антенны над землей 8 метров, не идеал. Но это предел для этого телескопа с защелками.
После тщательной настройки данные КСВ:
14.000 - 1.6
14.180 - 1.1
14.300 - 1.7
Работа в эфире велась трансивером Yeasu FT-817, с выходной мощностью 5 ватт. Первое QSO было с UA3PKF , Евгений из под Тулы, с дачи, антенна Spider. Я к нему подошел на общий вызов с мощностью 5 ватт. Я получаю рапорт 59+10 дб, он был очень удивлен когда я ему передал что работаю мощность 5 ватт. Далее я снижаю до 0.5 ватта, т.е. минимум. Получаю от Евгения рапорт силы сигнала по S-метру 55-57 тут он уже в шоке и говорит мне "Ты знаешь, я аж закурил" :) Рассказываю ему про антенну....
17 мая 2015, в период с 15 до 18 мск я провел еще десяток связей SSB с Москвой, Санкт-Петербургом, Уфой. Все отмечают, что звучит как 100 ватт:) а когда я перехожу на 0.5, то похоже больше что QRP, а переход с 0.5 на 5, корреспонденты отмечают, что как будто 100 ватт добавил. Направление антенны - север, чуть западнее.
Как все отмечали, и я в том числе, что прохождение было на очень хорошее в этот день
(Inverted V этого диапазона установленный на этом же месте давал значительно худший результат).
По приему, антенна также радует - сигналы резко выделяются, как бы "столбами" на общем фоне эфирного шума, которого очень мало. Антенна установлена в ст.Суворовская, LN14HE, моя выездная позиция /P.
Получил массу положительных эмоций и впечатлении от проделанной работы, но самые интересные QSO еще впереди!
Использованная литература:
Ротхаммель К. Новые радиолюбительские антенны.— Радио, 1965, № 11, с. 20—23
Снесарев А. Антенна с активным рефлектором.— Радио, 1968, № 9, с. 17, 18.
Козлов Ф. Об антенне с активным рефлектором.— Радио, 1972, № 9, с. 22
73!
Андрей, RN6HI
г.Ессентуки
Я люблю горы. Люблю сами по себе и люблю работать с них на УКВ. А для успешной работы нужны хорошие антенны. Но антенна для работы с высокой горы должна быть прежде всего лёгкой . Ведь нести на себе конструкцию весом, скажем, 5-6 кг на высоту 1400-1800 метров как-то не очень хочется - помимо антенны приходится тащить с собой трансивер, аккумуляторы да и прочее туристическое оборудование. К тому же, часто с собой наверх приходится поднимать даже воду - в горах она бывает редко.
И вот, чётко представив себе, что именно я хочу (мне нужна была лёгкая яга с питанием по одному кабелю на 144 и 430 МГц, на 1200 МГц решил всё же делать отдельную антенну), я принялся за поиски.
Первым делом обнаружил, что многие фирмы уже давно выпускают нужные мне модели. Например, известная американская фирма Cushcraft выпускает 2 таких антенны - A270-6S и A270-10S :
На первый взгляд неплохие антеннки, даже вроде по описанию из нержавейки. Но обе имеют удивительно дурацкий тип питания (и это вообще характерно для большинства вещей с американского континента): 2 активных элемента этих антенн запитаны тупо через сплиттер. Да-да, не через дуплексер, а именно так - через сплиттер. Т.е. для нормальной их работы придётся эти антенны дорабатывать.
К тому же, налицо ещё и нерациональное использование траверсы - как в одной, так и в другой конструкции элементы на 430 МГц занимают не всю её длину. А это с моей точки зрения - серьёзный недостаток.
В общем, несмотря на вкусную цену ($110 и $150 в США за A270-6S и A270-10S соответственно), Cushcraft получает 2 жирных минуса и желание покупать антенны ихнего производства у меня пропадает.
У японской фирмы Comet тоже есть 2 модели: CYA2375 и CYA25711 . Хорошие антенны, но цена... Не просто заоблачная, а вообще - космическая! Что-то около 12 и 18 тыс. рублей "здесь" за CYA2375 и CYA25711 соответственно. Остаётся только посмотреть картинки, облизнуться и забыть про них. Вот CYA2375 и CYA25711:
Так, ну кто там ещё у нас остался? Ага, остался у нас Diamond . На данный момент выпускает только одну модель - A1430S7 :
Недорогая хорошая антеннка - около 6500 р. "здесь" новая в коробке, и коэффициент заполнения траверсы хороший. Но - мало элементов, а соответственно, и усилением она не блещет. Подумал-подумал - и решил не брать.
Тут знающие люди подсказали мне ещё одну антенну - Maspro WH59SK . 5 элементов на 144 и 6 на 430 МГц. Усиление на 144 МГц примерно 5Дбд, на 430МГц примерно 8Дбд, длина 1.35м, вес 1кг, диаметр мачты 22-32мм, вход максимум 50 Ватт (в FM). Компактная, складная, лёгкая. Ну всем хороша эта антеннка. Но были и 2 проблемы: 1) Её практически невозможно купить новую, ибо она лет 5 как снята с производства. 2) Если и купишь, то только б/у, а у б/у начинает проявляться их главный недостаток - из-за окислов ухудшается контакт в заклёпках и растёт КСВ, ухудшается усиление и диаграмма.
Вот фото антенны Maspro WH59SK:
В общем, поискал-поискал я более-менее новую WH59 - и не нашёл. И решил делать 2-диапазонную яги сам. О чём потом ни разу не пожалел.
Недолгие поиски в интернете привели меня к Сергея, RZ9CJ. Подкупало то, что конструкций было много, под разные диаметры имеющихся проволоки и траверсы, на разные диапазоны, с разным усилением. Рассчитанные в Мамане и проверенные десятками людей на практике. Ну не могли они не работать!
Из всего этого богатства выбрал эту конструкцию - "5 + 7 - 5мм", поскольку 5-мм алюминиевая проволока достаточно жёсткая и она у меня была:
Но, как всегда, нужно было сперва решить несколько инженерных головоломок. Например, из чего сделать траверсу? Как сделать элементы антенны прочно сидящими на траверсе, не вихляющимися из стороны в сторону и не ездящими взад-вперёд по ней? И при этом одновременно элементы должны быть быстросъёмными (или складными). Если делать их складными, то как обезпечить хороший электрический контакт в них? Мдя, задачка не из простых...
Я слегка приуныл. Не спал 2 или 3 ночи, много думал:) Наконец пришёл к выводу, что много думать вредно, от этого мозгу больно. И что надо просто проехаться по сантехническим магазинам, авось что-нибудь да попадётся. И оно попалось:
Вот такой замечательный кронштейн для крепления метаполовых труб к стене я нашёл в одном из безчисленных ларьков на кольце Багратиона (владивостокцам, я думаю, не надо объяснять, где это и что это:)). А цена - ну просто песня! Всего 9 (девять) рублей за штуку!
Проверил, как сидят эти кронштейны на 20-мм трубе-траверсе - оказалось, что просто замечательно сидят. Рукой снять трудно, приходится с силой наклонять этот кронштейн вдоль трубы, чтобы оторвать его. Взяв пару десятков, задумался-таки о типе траверсы. Выбор был из 2 вариантов трубы - метаполовая или полипропиленовая. Выбрал вторую - она показалась мне чуть легче и чуть прочнее на изгиб, чем метаполовая. К тому же, у полипропиленовой трубы по-вдоль неё была ровная красная линия, будто специально проведённая кем-то для облегчения мне процесса крепежа элементов:)
Спилил у кронштейнов ненужные мне "усики", просверлил отверстия 5 мм под элементы антенны. За счёт того, что пластмасса кронштейна немного отыгрывает, отверстие получается чуть меньше - где-то 4.8...4.9 мм и элемент держится в нём весьма прочно. К тому же, вставлял элементы "на горячую" - перед такой операцией разогревал и кронштейн и элемент обычным феном для сушки волос. После остывания выдернуть элемент из кронштейна - весьма нелёгкая задача.
Далее уже совсем всё просто: чтобы кронштейны с элементами не ездили туда-сюда и не проворачивались вокруг траверсы, в нужных точках нержавеющими винтами-саморезами притянул к траверсе гайки М5 (тоже из нержавейки):
Кронштейн с элементом антенны своим крепёжным отверстием по центру плотно садится на эту гайку и практически неподвижен.
Вот как выглядит готовая антенна в сборе:
А вот более крупный план:
Для крепления активного элемента применил вот такую штуку из текстолита:
Тут необходимо дать некоторые пояснения. По центру этой пластины из текстолита просверлил отверстие 5 мм. под активный элемент, далее сделал пропил 15 мм шириной по центру на примерно 1/4 толщины пластины, так, чтобы слегка "задеть" это 5-мм отверстие.
Далее я просто забил молотком половинки активных элементов с каждой стороны в текстолитовую пластину так, чтобы между ними получился зазор в 5-6 мм. Так что половинки активного элемента держатся только за счёт трения (и весьма прочно держатся, надо сказать).
Осталось сточить напильником внутри пропила выступающие боковые поверхности половинок активных элемементов для придания им плоской формы и прикрутить к ним кабель через монтажные лепестки.
А вот как выполнено крепление текстолитовой пластины к кронштейну для крепления к траверсе:
Вот вид на крестовину для крепления к мачте. Думаю, тут и так всё ясно без комментариев:
Хотя, всё же сто ит упомянуть про технологию изготовления U-образных скоб. В продаже они, в принципе, есть, но есть одно маленькое "но" - это их дикая цена. 400 (четыреста) рублей за штуку. А нужно их 4. Ну как-то это уж совсем через чур...
Что ж, сделаю сам! Оцинкованный пруток метровой длины с уже нарезанной резьбой М5 и стоимостью 50 рублей, болванка для загибания, тиски, красная термоусадочная трубка плюс некривые руки - вот, в общем-то, всё что нужно для изготовления таких вот скобочек. По-моему, неплохо получились. К тому же, трубка-термоусадка не даёт проворачиваться траверсе в таких скобах даже при слабой затяжке гаек М5 от руки.
Ну и в заключение ещё два фото: разобранной антенны и уже сложенной в чехол для переноски (сшитый Катей, UB0LAE):
В общем, несколько сотен рублей и пара вечеров, потраченных на эту антенну - вот цена вопроса 2-диапазонной яги:)
И в заключение что-то типа приложения:
А вот графики КСВ у описанной выше антенны. Снимал КСВ-метром Kuranishi Instruments RW-211A. Значения КСВ превзошли все ожидания (в хорошем смысле слова):
Вадим, UAØLTB
г.Владивосток
14.10.2011г.
На момент написания этой статьи использовал эту антенну уже 3 раза в разных условиях. Нарекания есть, пожалуй, только на саму траверсу - всё-таки полипропиленовая труба недостаточно жёсткая. При транспортировке она нередко изгибается и её приходится выпрямлять.
Случайно сделал антенну на 144 МГц. Просто давно хотел сделать волновой канал на четыре или пять элементов. А тут бессонница замучала и я взялся за пилу по металлу? дрель, ножик, термоусадку, зажигалку, ножницы, обжимку и пистолет заправленный силиконом. Как обычно использовалась схема монобенда от RZ9CJ. Схема простая, вот её конфигуратив для трубок диаметром восемь миллиметров.
Так как делалось спонтанно, то я запечатлел на фото лишь часть процесса... да и не так уж это всё сложно. Единственная проблема была в том как поднять элементы над бумом. Для того, чтобы не рассчитывать бум коррекцию, необходимо поднять элементы над бумом на половину диаметра бума. Контакт бума и элементов (кроме вибратора) никаких искажений вносить в не будет. По этому я жёстко закрепил элементы к буму металлическими болтами, а приподнял элементы на небольших пластиковых пластинах.
Поясню технологию изготовления этого монстрика.
Сначала наносится разметка, пилятся все элементы и сверлятся все отверстия в элементах.
В результате мы имеем:
- рефлектор,
- вибратор,
- два директора,
- четыре крепления элементов на буме,
- болты с гайками.
Дырочки в торцах я заблаговременно заклеил силиконом, чтобы вода не стекала внутрь трубки и не попала в разъём питания кабеля.
Вот так были приклеены площадки для подъёма элементов над бумом. Мне лень было пересчитывать бум-коррекцию и я поднял элементы над бумом на половину диаметра бума. На самом деле получилось, что поднял на толщину бума, но это даже лучше.
Потом всю конструкцию можно покрыть эмалью. Эмаль следует выбирать ту которая не проводит высокочастотное электричество. Если нет такой краски, то лучше оставить все элементы не окрашенными. Из-за плохой схватываемости краски, я сначала покрасил всё эмалью, а потом в течение суток эту эмаль отскребал. С краской нужно быть осторожней
Накладываются пластиковые надставки на бум и приклеиваются эпоксидной смолой стойкой к ультрафиолету.
Собирается вибратор на пластиковой подложке и фиксируется к ней болтами с эпоксидной смолой.
Всё, антенна готова, теперь осталось её закрепить на диэлектрической мачте и можно пользоваться.
На самом деле всё не так сложно как кажется, но главное себя побороть и начать делать.
Фотография готовой антенны отсутствует так как прошел почти год, а статью я удосужился написать только сейчас. Минусы подобной антенны точно такие же как и при изготовлении антенны с использованием арматуры для пластиковой трубы, которая применялась для изготовления двухэлементной антенны Удо-Яги .
Основные минусы антенны, изготовленной таким способом, вполне предсказуемы. Во-первых, при среднем ветре элементы начинают проворачиваться в креплении. Во-вторых, из-за малой площади контакта, при очень сильном шквальном ветре элементы ломаются в месте сверловки. В-третьих, коннектор на кабеле оказался неудобным, вероятно лучше его монтировать прямо на антенне или делать кабель длиннее двух метров. Скорей всего для подобной самоделке лучше подходит вариант с петлевым вибратором, а не разрезным вибратором. Скоро я пересмотрю подход к элементарной базе подобной антенны и сделаю следующий вариант.
