Портативный 4 square на 40м

   Идея использовать удочки не только для одиночных вертикалов возникла давно. На их базе можно делать хорошие направленные системы на НЧ диапазоны во время полевых выездов. Такая система должна быть переключаемая и портативная. Ограничения в весе и беспроблемности монтажа переводили проект в задачу разряда "не из легких", но "удочное направление" мысли позволяло несколько расслабиться...  В качестве пациента для опытов на природе был взят наиболее удобный из НЧ диапазонов - 40м.

   Выбор был остановлен на разработках коллег, в части фазирования 4 вертикалов, т.н. "4 SQUARE", которые и были описаны у TK5EP и VE3KF. Оставалось купить 4 удочки длиной 10м. Кроме того, что их было нереально сложно найти, это оказалось еще и недешевым удовольствием.

Удочка в собранном виде
Удочка в собранном виде

Длина найденных удочек в сложенном состоянии 1м55см (стул поставлен для масштаба). Изолента намотана на расстоянии 64см, считая от нижнего края (об этом-позже). В разложенном состоянии высота удочки составляет 9.6м - как раз!!

  Хороший полигон для испытаний можно было сделать во время RDAC2010, что и было предложено UA9CNV. Он без оптимизма согласился, но аргумент, что "ехать все равно и что-то делать придется" быстро его склонил в правильную сторону, тем более, что его существующая неоптимальная полевая антенна на 40м в виде параллельных двух сильно вытянутых ромбов, стоящих на земле, мне уже лет несколько как не внушает доверие, по разным причинам :)

 

   Итак, за основу был взят гибридный ответвтитель Коллинза на двух кольцах Micrometals T157-2. Схема устройства представлена ниже (взята у TK5EP, но кое-что подкорректировано):

   Трансформаторы Т1 и Т2 выполнены на кольцах Т157-2. Намотка осуществлена бифилярным многожильным проводом D=0.8мм в изоляции. Волновое сопротивление такой линии желательно изготовить волновым сопротивлением, близким к 50 Ом. Проверить подготовленную линию можно, измерив емкость разомкнутой линии и индуктивность замкнутой и, подставив значения в формулу:

где:
Z - волновое сопротивление линии, Ом
L - индуктивность короткозамкнутой на конце линии, Гн
C - емкость разомкнутой линии, Ф

Каждое кольцо содержит 7 витков, равномерно распределенных по всему периметру кольца. 1 виток - это если провод пропустить сквозь кольцо 1 раз. Изначально рассчитанная индуктивность составляет 1.13мкГн.

  Рассчитанная емкость конденсаторов составляет 226пФ. В нее входит паразитная емкость монтажа (порядка 5-10пФ), а также межвитковая емкость намотанной катушки. Поэтому, ее нужно предварительно измерить и ее нужно вычесть из расчетного значения. Моя межвитковая емкость составила 24пФ. Итоговая емкость составляет 196пФ.

   Конденсаторы должны выдерживать подведенную мощность, а также, по возможности, иметь хороший ТКЕ NP0, во избежание расстройства девайса при изменениях температуры, которые могут быть от -50 до +50 градусов. Самое простое решение - применение конденсаторов К15-5, но у них совершенно непотребный ТКЕ. Даже конденсаторы с ТКЕ Н20 не позволяли иметь стабильную систему. Хотя, широкополосность системы достаточно большая, нужно стремиться выходить из положения. У меня каждый конденсатор выполнен так: слюдяной конденсатор с положительным ТКЕ параллельно спаян с К15у-1 - у него отрицательный ТКЕ. Суммарный ТКЕ такой батареи почти нулевой! В крайнем случае, ставьте параллельно несколько К15-5 на напряжение 3кВ (до 1кВт), но емкость должна быть номинальна при температуре -10 градусов, тогда можно в большей мере избежать изменения частоты настройки ответвителя при изменениях температуры. Кстати, последний вариант не так уж и плох. Дальше станет ясно, почему.

   В качестве реле я применил SANYOU SZ-S-212L с напряжением обмотки 12 вольт. Если применить SZ-S-224L с обмоткой на 24 вольта, то можно избежать большого падения напряжения на длинном кабеле управления.

   Итак, размещаете все детали в корпус и паяете все соединения максимально короткими проводами. У меня получилась вот такая коробка:

Гибридный ответвитель на паре колец Т157-2
Гибридный ответвитель на паре колец Т157-2

  Такой девайс вполне выдержит 1кВт!

  Теперь необходимо убедиться в правильности формирования фазовых сдвигов. Для этого каждый из 4 антенных портов нагружаете нагрузкой 100 Ом, а оставшиеся два порта нагрузить резисторами 51 Ом (всего 6 резисторов) и двухлучевым осциллографом проверяете соответствие фаз на разъемах, согласно таблице ниже: 

Направление

К1

К2

К3

Ant1

Ant2

Ant3

Ant4

Ю (Ant1)

1

1

1

-180

-90

0

-90

З (Ant2)

0

0

0

-90

-180

-90

0

С (Ant3)

1

1

0

0

-90

-180

-90

В (Ant4)

0

0

1

-90

0

-90

-180

Направление на "запад" формируется при отсутствии напряжения управления.

Для примера приведу осциллограммы двух портов:

Порт фазовращателя -90 град
Порт фазовращателя -90 град
Осциллограммы на портах +90 и -90 град
Осциллограммы на портах +90 и -90 град

Амплитуды сигналов должны быть максимально идентичны!

   Следующий этап -  изготовление четвертьволновых трансформаторов для запитывания каждого вертикала. Они изготавливаются из кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом и Ку>0.75, иначе их физической длины будет недостаточно для подключения к коробке. Я применил SAT-50 с Ку=0.82.  Физическая длина такого кабеля считается так:

1. Длина волны 300/7.1=42.25м

2. Четверть: 42.25/4=10.56м

3. Физическая длина: 10.56*0.82=8.66м

Отрезаете чуть больше от бухты кабеля и по анализатору подгоняете точно - не всегда Ку в паспорте кабеля соответствует действительности! Я применял АА-330 (предварительно переключив внутри мост 75 Ом) вот в такой схеме включения (противоположный конец кабеля нужно закоротить):

Узел для измерений кабельных отрезков
Узел для измерений кабельных отрезков

Нужную частоту смотреть на пике зеленого графика. Если конец не замыкать, то показания будут такими (он размазанный и в этом случае сложно настроить линию):

На готовые кабельные трансформаторы, в количестве 4 штук, нанизываем кольца М600НН 20х12х6 у точки питания антенны в количестве по 38 штук, оконечиваем и сворачиваем в бухту:

   Теперь изготавливаем пульт управления по схеме ниже:

В качестве соединительных разъемов я использовал пару ОНЦ-ВГ.

  Далее изготавливаем 4 кола для крепления самих удочек из уголка с полкой 40мм. Длина каждого кола 1.4м. К каждому колу прикладываем по паре автомобильных хомутов размера "70-90мм":

Хомут Norma
Хомут Norma

На каждую удочку наматываем три-четыре слоя грубой изоленты на расстоянии 60-70см от низа - для того, чтоб избежать ее повреждения о верхний край кола.

   К каждому вертикалу изготавливаем по 8 противовесов длиной 8м.

   Изготавливаем эквивалент нагрузки. Его мощность зависит от подводимой к системе мощности. При 100 ваттах четырех параллельно соединенных резисторов ОМЛТ-2 по 200 Ом достаточно.

 

Ну вот - теперь все готово для выезда на природу!

   Первое, что нужно делать - найти максимально ровную площадку. На ней производим разметку с учетом того, что вся антенна излучает по диагоналям квадрата и забиваем колья на 40см вглубь таким образом, чтоб получить расстояние у каждой стороны квадрата 1/4L=10.6м.

   Далее, раскладываем по земле (лучше максимально поднять, но уж как получится) одну систему противовесов в секторе 90 градусов, согласно схемы ниже (условно показаны только по 3 противовеса в каждом секторе:

Схема расположения противовесов
Схема расположения противовесов

Теперь, отмеряем кусок провода для полотна вертикала. Я использовал одну нитку от "полевки" П-274 длиной 10м. Этот отрезок крепим к удочке в трех местах изолентой.

  Поднимаем удочку и крепим ее двумя хомутами так, чтоб намотанная изолента легла как раз у верхнего края уголка:

Крепление удочки к колу
Крепление удочки к колу

Подключаем анализатор антенн к полученной системе. Наша задача - настроить этот одиночный вертикал на среднюю частоту диапазона, а именно 7100кГц, при этом, важно получить на этой частоте импеданс 50+0 Ом! Если цифра не получается, то, в зависимости от значения активной части импеданса, производятся манипуляции с противовесами (их количеством, размещением в пространстве) до получения примерно этой цифры. Диаметры проводников излучателя и противовесов также вносят вклад в ее формирование. Я получал 48+0 Ом. Так поступаете поочередно с каждым вертикалом, но длину всех четырех вертикалов нужно сделать одинаковой! При этом, уже поднятые вертикалы можно не убирать - достаточно лишь разорвать их соединение с чем-либо внизу.

Portable 4-square на 40м из удочек установлен!
Удочки в рабочем положении

Теперь, в центре квадрата монтируем "волшебную коробочку" и подсоединяем к ней то, что заготовлено дома: 4 кабеля до вертикалов, нагрузка 50Ом, фидер, кабель управления:

Все подключено и работает
Все подключено и работает

Ну вот! Теперь можно проводить испытания. Для начала это нужно делать пассивным методом: измеряем КСВ - в случае неверных соединений, он будет большим. Например, стОит отсоединить один из вертикалов, как система настолько разбалансируется, что КСВ будет более 5. В правильно построенной системе КСВ<1.3. Впрочем, если не удалось получить приемлемый КСВ при правильной диаграмме, то не думайте, что ошиблись с изготовлением системы - все дело в импедансах полученных вертикалов. Просто примените СУ между магистральным кабелем и "коробочкой".

   Далее включаем трансивер и субъективно оцениваем обстакановку в эфире, переключая направления. Эффект должен быть заметен сразу!

   Теперь, желательно, оценить резонансную частоту системы (это не то же самое, что резонанс по КСВ). Для этого нужно измерить мощность, выделяемую на эквиваленте фазовращателя на разных частотах диапазона - там, где она минимальна и есть частота настройки системы. Здесь следует отметить, что к краям диапазона эта мощность растет (в эфир излучается меньше), но не превышает 10% от подведенной. Т.е., если подведенная мощность составляет 1кВт, то, с запасом, можно ставить эквивалент на 100 Ватт. Реально, показатели ниже и 30 параллельно соединенных резисторов ОМЛТ-2 с задачей справятся. А что касается полосы по КСВ - в полосе 1МГц КСВ не превышал значение 1.2..

   Расчетная диаграмма антенны показана ниже:

Расчетная диаграмма 4SQ
Расчетная диаграмма 4SQ

Полученный в моем случае F/B составил 5-6 баллов. По уровню сигнала позже некоторые корреспонденты писАли, что UA9CNV был самым громким с R9C. Т.о., можно с уверенностью утверждать, что эксперимент удался и можно рекомендовать подобные портативные системы для полевых выездов.

 

Для себя лично я отметил, что в RDAC нет смысла применять 4 вертикала - достаточно двух (запад-восток). В этом случае, "волшебная коробочка" применяется в том же виде, но используются только порты антенн 4 и 1. При этом, 1/4 кабели питания должны быть с волновым сопротиволением 50 Ом и их Ку может быть 0.66.

27.10.2010

Оставить комментарий

Комментарии: 64
  • #1

    UA9OAP (Суббота, 06 Ноябрь 2010 16:41)

    Дмитрий, у Вас написано, что каждый штырь вы настраиваете на 50 ом изменением положения противовесов.
    А это хорошо? Ведь земля может иметь разную проводимость в разное время года, могут быть осадки и т.д. А противовесы так или иначе должны быть заземлены...

  • #2

    RV9CX (Суббота, 06 Ноябрь 2010 17:56)

    Про заземление противовесов никак и ни иначе речь не шла. Речь ведется только об их размещении на земле определенным образом. В каждом (любом) месте параметры земли столь широко не меняются даже при катаклизмах. Поэтому данную работу проводить нужно все равно.

  • #3

    Дмитрий Стороженко RK3AOL (Понедельник, 07 Март 2011 07:11)

    Дмитрий, добрый день. Вы сказали, что нашли удочки 9,6м. Но ведь это удочки УГЛЕПЛАСТИКОВЫЕ, а не стеклопластиковые (в Москве, например, стеклопластик бывает китайский только до 6м включительно). А углепластик обычно прошивает по причине электропроводимости (сам сталкивался. Как в Вашем случае?

  • #4

    Дмитрий Стороженко RK3AOL (Понедельник, 07 Март 2011 07:23)

    И еще одно замечание. Я эксплуатирую стационарный вариант форсквера более двух лет. Так вот, по всем святцам противовесы желательно (если они в таком количестве, как у Вас) делать приподнятые на метр - полтора хотя бы, то есть точка питания штырей должна быть приподнята на эту величину. В этом случае у вас реактивное поле будет замыкаться на противовесы почти полностью (по оценке, потери в земле составят не более 5%)Иначе, для хорошей работы антенны желательно значительно большее количество противовесов.

  • #5

    RV9CX (Понедельник, 07 Март 2011 07:35)

    Про удочки ничего не скажу. Однако, углепластик стОит от 10 тыс руб за такую удочку, мне они обошлись сильно дешевле, значит доля углепластика там ничтожна. Да и, судя по результату, который всех устроил, обращать внимание на материал удочки смысла нет. У меня его не прошивало.

    Про противовесы - все верно. Но уж как есть - 200 радиалов для полевой антенны - это слишком. А очевидные вещи про то, как надо делать систему заземления и про желательность ее отъема от земли, применительно к полевым антеннам, можно не обсуждать. По поводу 5% потерь, в Вашем чтении, я очень посомневаюсь, ибо для достижения этой цифры мало поднять противовесы на метр, надо и их количество сильно увеличить от имеющегося. В итоге, система перестает быть портативной..

  • #6

    Дмитрий RK3AOL (Понедельник, 07 Март 2011 21:28)

    Относительно материала - да, действительно, раз уж работает, так пусть работает )). Относительно противовесов - вот что я имел ввиду: четыре радиала от каждого вертикала, приподнятых на высоту двух метров (чтобы жена могла картошку окучивать на даче ))) обеспечивают изоляцию реактивного поля таким образом, что если вы кроме них проведете еще, допустим двенадцать радиалов по земле - не дают снижения импеданса отдельного вертикала, что говорит об эффективности этих самых приподнятых радиалов, согласитесь. Поэтому работаю на четыре радиала от каждого вертикала, и в диэксинге преуспел в принципе... вперед-назад от этого не страдает. ON4UN в своей книжке про приподнятые противовесы то же пишет... Опять же с рекомендациями не суюсь, так, комментарий для мыслев...))) Успехов!

  • #7

    RV9CX (Вторник, 08 Март 2011 01:55)

    Дмитрий, Вы говорите вещи правильные, но очевидные. Представьте себе полевую конструкцию вертикала с поднятыми на 2м радиалами. Такая штука перестанет быть портативной. Бесспорно, поднятые радиалы - всегда лучше. Надо еще отметить, что их нужно уже будет настраивать.

  • #8

    RK9DK (Вторник, 28 Июнь 2011 08:26)

    Дмитрий, как вы думаите, если таким методом запитать 2 вертикальных треугольника, работать будет данная система?

  • #9

    RV9CX (Вторник, 28 Июнь 2011 11:43)

    Да должна. На фазировку обратите внимание. И еще, наверняка, надо будет с волновым сопротивлением питающих кабелей подумать, если есть желание бесконечно приблизить КСВ к 1.

  • #10

    radiohamra9da (Пятница, 05 Октябрь 2012 12:24)

    Дмитрий, обрати внимание на настройку четвертьволнового трансформатора с помощью анализатора антенн. Конец кабеля должен быть открытый. При настройке полуволнового повторителя закрытый (закорочен). И смотреть, искать на предполагаемой частоте 0 реактивности. То к сожалению некоторые владельцы АА-330 ищут 50 ом, другие ксв =1.

  • #11

    RV9CX (Пятница, 05 Октябрь 2012 15:12)

    НиколаЙ, привет. Как это противоречит тому, что я написал?

  • #12

    Cергей-US2IFK (Понедельник, 19 Ноябрь 2012 22:40)

    Дмитрий если можно есть вопросы по кольцам

  • #13

    RV9CX (Среда, 21 Ноябрь 2012 09:16)

    Так задавайте! :)

  • #14

    сергей US2IFK (Пятница, 23 Ноябрь 2012 22:19)

    вопрос в кольцах. если не амидон, что-то другое пробовали?

  • #15

    Cергей-US2IFK (Пятница, 23 Ноябрь 2012 22:23)

    аськи не ставил есть скайп -fedorifk можно перенести туда

  • #16

    RV9CX (Суббота, 24 Ноябрь 2012 06:27)

    Не пробовал, но должно работать. Просто размер наших колец будет больше габаритами при прочих равных условиях.

  • #17

    Сергей. (Воскресенье, 25 Ноябрь 2012 19:24)

    Спасибо что читаешь.есть в наличии М2000HM1 диаметр-45 мм и вторая позиция M1000HH3 -диам-120мм,эти большие. еще сердечники с ЛЦ-5. индуктивность катушек всегда 1.13мкГн.?

  • #18

    Cергей-US2IFK (Пятница, 28 Декабрь 2012 13:22)

    Дима потревожу еще раз. ПРИШЛИ КОЛЦА АМИДОН все запустил настроил.Только конденсаторы пришлось уменьшить до 120пф
    поскольку с С=197пф резонанс на 6500 а так на 7100. емкость участвует в сдвиге фазы? чувствую что где-то не совсем то что хотелось.вашу переписку всю перечитал с Барским ,но на практике все веселей получается

  • #19

    RV9CX (Воскресенье, 30 Декабрь 2012 08:15)

    Сергей, что Вы имели в виду, когда написАли "резонанс на 6500.." - как его измеряли?

  • #20

    Cергей-US2IFK (Вторник, 01 Январь 2013 12:33)

    Дим привет с Новым годом!не люблю писать хотел с тобой в скайпе переговорить.вкратце вертикалы по 9-70 кольца Т200-2 пользуюсь анализатором А-200.когда емкость 197пф резонанс на анализаторе где-то 6510 ставлю С=120 уходит на 7100 но тогда сдвиг фазы наверно меняется не так. пробовал работать вчера с усилителем есть диаграмма вечером хорошо заметно .но есть сомнения там ведь формула расчета?

  • #21

    Сергей. (Вторник, 01 Январь 2013 14:37)

    измерения из шека уже, для ясности

  • #22

    RV9CX (Среда, 02 Январь 2013 06:20)

    Сергей, с Новым годом.
    Как я и писАл, нельзя ориентироваться на показания КСВ
    Вот моя же цитата из текста выше: Теперь, желательно, оценить резонансную частоту системы (это не то же самое, что резонанс по КСВ). Для этого нужно измерить мощность, выделяемую на эквиваленте фазовращателя на разных частотах диапазона.

    Верните ФВ в прежний вид, при котором, как Вы писАли, все было настроено и более в него не вмешивайтесь.

    Измерьте напряжение на эквиваленте и опишите показания.

  • #23

    Сергей. (Среда, 02 Январь 2013 11:17)

    спасибо пойду сниму и исправлю на место все

  • #24

    Сергей. (Среда, 02 Январь 2013 14:09)

    50% мощности трансивера первые показания С=120/190 F=6.6мгц 5,1/7.3:
    F=6.9-4.0/5.7
    F=7.0 3.2/4.8
    F=7.050 2.7/4.3
    F=7.1 1.9/3.6
    F=7.2 1.4/2.4вольта
    на входе около 30в. не знаю что думать

  • #25

    Сергей. (Среда, 02 Январь 2013 14:11)

    попробовать поставить емкость пик 200?

  • #26

    RV9CX (Среда, 02 Январь 2013 18:12)

    1. Внимательно перечитать, что написано выше.
    2. Изготовить ФВ строго, как написано и больше его НЕ трогать. Не нужно думать о подгонке емкостей и прочих вещах
    3. Найти точку с минимальным выделением мощности на эквиваленте. На КСВ ВООБЩЕ не смотреть
    4. Если у каждого в отдельности вертикала Rвх=50+0 Ом, то найденная частота поможет понять, что нужно делать, а именно (в данном случае) вертикалы нужно удлинить.
    5. Сомневаюсь, что у Ваших вертикалов именно такой импеданс, поэтому либо его добейтесь (как я и писал), либо уже оставьте все в покое, понимая, сколько мощности уходит на нагрев резистора) и работайте в эфире с удовольствием.
    6. ФВ сбалансирован, когда на эквиваленте 0 Вольт! Но для этого нужно его выходы нагружать правильными нагрузками. Кто-то может быть уверен, что на разъемах ФВ идеально 100Ом?
    7. Про "не знаю, что думать" - проанализируйте полученные результаты! Видно, что резонанс системы за пределами диапазона (выше). Пересчитайте полученные напряжения в мощность и примите решение, насколько Вас такие потери устроят. Я добивался 0.03 ватта на частоте резонанса, но не считаю, что к этому нужно стремиться, тратя дни времени на настройку. В Вашей ситуации просто последуйте п.2 и получайте удовольствие...

  • #27

    Сергей. (Среда, 02 Январь 2013 21:43)

    Дим спасибо за уделенное время.Я думаю ты тоже не один день все переваривал.Наверно не хватает теории.Еще, если мерить каждый штырь достаточно просто откл. шлейф от ГО или лучше от вертикала?измерял на каждом отдельно не откл.остальные R больше 100 ом.завтра днем просмотрю точно

  • #28

    RV9CX (Четверг, 03 Январь 2013 07:02)

    Сергей, важно иметь физически одинаковые (длина, толщина) вертикалы, нежели одинаковые Rвх. Настройте один, оторвав остальные от кабеля и сделайте остальные идеально такими же. Причем, в Вашем случае нужно их настраивать где-то на 6850 кГц, т.к. их Rвх сильно <50 Ом. Кстати, именно поэтому у них на конце шлейфа >100 Ом. Вы получите резонанс где нужно, но КСВ будет около 1.3. Страшного в этом ничего нет. Важнее иметь сбалансированную систему. Если нужно хорошее согласование - поставьте СУ на входе в ГО. Но я так никогда не делал, незачем это.

  • #29

    Сергей. (Четверг, 03 Январь 2013 10:44)

    Дим я понял что нужно их удлиннить не знаю как получиться все расстаяло вода стоит, смеемся а так и есть поставил еще тепло было, а вожусь как все нормальные зимой. в любом случае отпишусь .неплохо вчера вечером было слышно работал с Кореей Венесуеллой.
    главное уже слышно неплохо.пока буду на работе, займусь чуть позже после обеда
    щас гляну еще на работе на осцилографе.

  • #30

    Сергей. (Четверг, 03 Январь 2013 15:18)

    Дим добрался до двух штырей,но параллельные.на одном при F=7190 R=49 X=24 ксв=1.4 Z=52
    на другом при F=6900резонанс
    R=51,X=0, Z=51-52om ксв1,2 оба как близнецы по размеру, но первый рядом метра-4 забор-сетка и оттяжки от вертикала-18 м второй свободный, вот как их крутить. трубы цельные 6м и 4м на стык ушло см-30 сильно большой разбег даже не думал. одену сапоги завтра и вперед к двум другим.пока все, буду добивать.

  • #31

    RV9CX (Понедельник, 14 Январь 2013 06:19)

    Сергей, как успехи?

  • #32

    Сергей. (Воскресенье, 20 Январь 2013 13:34)

    Дим привет. Удлинил штыри до 10.7м.измерить не успел(резонанс) все растаяло,наверно придется подождать.работаю как ты сказал и получаю удовольствие.можешь глянуть в кластере.Видел у RA6LBS штырь 24м и на нем проволочные 4-элемента на 80-рассматриваю на весну этот вариант.жаль не могу просчитать это в мане просто не пользовался.

  • #33

    RV9CX (Суббота, 26 Январь 2013 22:41)

    Ненадо считать - делайте и получайте удовольствие! Если я скажу, что маловат спэйсинг в той конструкции и вообще это весьма компромиссное решение, Вы расстроитесь. Поэтому промолчу)) Но идея неплохая для тех, у кого с местом проблемы.

  • #34

    Oleg-UN7ECA (Пятница, 01 Февраль 2013 10:06)

    Дмитрий привет!
    Если я устанавливаю два вертикала на 40 метров.Хочу,чтобы резонанс системы был на 7.100.Одиночный вертикал на какую частоту примерно настраивать?Чтобы почти сразу попасть в нужное место.Я понимаю,что нужно потом замерить мощность,напряжение на эквиваленте).Но все же,чтобы как можно меньше поднимать и опускать штыри.У Барского если не ошибаюсь при системе двух вертикалов нужно одиночные вертикалы настраивать на 60-50 кгц ниже от частоты резонанса системы.А Вы настраивали на 7.100.
    Где истина?
    Спасибо.
    73.
    ------
    73.

  • #35

    RV9CX (Пятница, 01 Февраль 2013 10:42)

    Истина в обоих случаях. Все зависит от исполнения вертикалов и, в конечном счете, от импеданса каждого вертикала. Например, в системе из двух диполей, каждый из которых ровно по 50+0 Ом резонанс системы был ровно там, где резонанс каждого из диполей. Я как-то выкладывал на форуме много лет назад получившийся график. В Вашем случае, если организуете хорошую землю, делайте штыри подлиннее и Александр написал правильно. Учтите, что КСВ на входе в ФВ будет расти, но внимания на это не обращайте.

  • #36

    Oleg-UN7ECA (Пятница, 01 Февраль 2013 14:27)

    Дмитрий спасибо за ответ.
    Еще вопрос.Оптимальный вариант противовесов и их длина?
    Я спрашиваю для походного варианта.
    Думаю под каждый штырь положить штук 24 максимум.Противовесы будут на земле.
    Какую длину взять их? По 0,1 лямбды или 0,25.
    А может сделать под каждый штырь 16 штук по 0,1 лямбде?
    И много не хочеться делать(паутину плести) и хочеться,чтобы как можно меньше мощи земля забирала.
    И вообще количество противовесов влияет на F/B?
    И еще такой вопрос.Обязательно ли соединять противовесы между собой,там где они пересекаются,ну то есть в точке пересечения их соединять.а излишки отрезать?
    Как думаете?
    Спасибо.
    73.

  • #37

    RV9CX (Суббота, 02 Февраль 2013 04:22)

    Оптимальный вариант считаю, как делал я (потому я его и делал). Факторов много. Конечно хочется их больше и выше, но вся эта путанка при переездах начнет утомлять. Много коротких - вариант, но их должно быть ну очень много. Если прямо на земле, то можно по 0.2L. Вообще, изготовление земли для вертикала - это 80% работы. Все законы известны.

    Располагайте противовесы именно как на схеме выше - не нужно их внутрь квадрата распускать - будет взаимное влияние. Однако, для стационарного варианта имеет смысл их закопать и соединить.

  • #38

    Oleg-UN7ECA (Понедельник, 04 Февраль 2013 14:52)

    Дмитрий привет!Все понятно.
    Есть вопрос-просьба.Вы ведь сильны в ком. программах по расчету антенн.
    У Вас есть опыт рачета таких диполей-вертикальных с емкостной нагрузкой.
    Запитка через катушки удлиняющие и есть скорей всего катушка связи.
    Вот фото с сайта фирмы

    http://www.texasantennas.com/index.php?option=com_content&view=article&id=97&Itemid=109

    Читал,что их тоже запитать можно активно.Сможете помочь с расчетом?
    Высота диполя 7.315 метра,если перевести с дюймов.
    Нужны также размеры и данные катушек.

  • #39

    RV9CX (Четверг, 07 Февраль 2013 15:33)

    С расчетом не помогу. Все укороченные разными способами антенны точному рассчету не подаются. Только снятие индивидуальных импедансов на рабочей высоте каждого элемента и использование этих данных в расчетах. Или чуть проще: только индивидуальные импедансы и модель подгонять уже под них. Я так считал 40-2CD и получил прекрасный результат - выложил здесь же. Потратил, правда уйму времени, чтоб разобраться в деталях. Но тогда его можно было выкроить, а сейчас его нет.

  • #40

    RV9CX (Четверг, 07 Февраль 2013 15:44)

    Перечитал, что написал - как-то категорично получилось) Олег - всегда помогу советом, но за расчеты не возьмусь. Прошу простить. Там много ньюансов и все они реально отнимают время. Сформулируйте вопросы и сможем выбрать время обсудить. По телефону - правильней.

  • #41

    Oleg-UN7ECA (Суббота, 09 Февраль 2013 13:14)

    Все понял Дмитрий.Если что можно в скайпе обсудить.Но чуть позже.Работы и дел всяких навалилось.Даже времени не хватает на ДХ-сов hi! hi! 73.

  • #42

    Игорь UA3DJY (Пятница, 26 Июнь 2015 19:40)

    Дима, приветствую

    - если противовесы у вертикала расположены несимметрично то токи в противовесах не компенсируются и у антенны появляется горизонтальная поляризация с высокими углами излучения, то есть до половины мощности будет излучаться в никуда портя F/B на коротких трассах.

    - для диапазона 40м противовесы лучше не закапывать а наоборот приподнять вместе с точками питания вертикалов на пару метров, при таком поднятии противовесов будут сведены к минимуму потери реактивного(ближнего) поля в земле.

    Для этой антенны вполне будет достаточно двух противоположно расположенных приподнятых противовесов на каждый вертикал. Противовесы можно расположить по касательной к окружности образованной четырьмя вертикалами.

    Интересно какое сопротивление R+jX удалось получить на ферритовых колечках одетых на кабели? Я делал такую антенну давно и без колечек, но было много лишнего кабеля в четвертьволновых отрезках - за счет чего я позже увеличил периметр антенны и немного поднял усиление. Лишний кабель можно намотать на колечки, есть смысл делать сопротивление R или X не менее 500 Ом чтобы снять токи с внешней стороны оплетки четвертьволновых отрезков.

    73, Игорь

  • #43

    RV9CX (Воскресенье, 28 Июнь 2015 10:29)

    Привет Игорь.
    Все написал верно, но для походной конструкции не принципиально. Во-первых, лежащим на земле противовесам их симметричность не столь принципиальна. Тем более, при данном расположении мы снижаем взаимное влияние соседних систем заземления на систему в целом. Данная конструкция имеет обычно 5-6 баллов F/B. Если бы противовесы принимали участие в излучении, такого показателя и на ближних трассах достичь не удалось бы.

    Во-вторых, естественно поднять лучше (я об этом выше в каментах писал), но мобильность подобной системы становится сомнительной.

    Двух противовесов здесь (как и в любой такой системе) маловато. Работать все это будет, но потери очевидны.

    R+jX конкретно этих отрезков я не измерял, но закладывал более 1кОм.

  • #44

    Игорь UA3DJY (Воскресенье, 28 Июнь 2015 19:37)

    Дима, приветствую

    Смоделировал одиночный вертикал с расположенными в секторе 90 град двумя противовесами на EZNEC. Смотрю характеристики одиночного элемента под углом возвышения 5 градусов (трасса 2500 км и более на один скачок). Тип земли Real/High Accuracy (аналог Nec2).

    Противовесы лежат на земле на высоте 5см над поверхностью. Диаграмма имеет максимум в направлении укладки противовесов и F/B 2.01 дБ. Это говорит о том что более -2.01 дБ от подводимой мощности излучается горизонтальной поляризацией в направлении укладки противовесов. Усиление такой антенны в азимутальном максимуме -7.48 dBi.

    Поднимаю противовесы и точку питания на высоту 2м, сам вертикал укорачиваю на 2м чтобы уменьшить ошибку дополнительного усиления за счет сужения диаграммы при поднятии антенны. F/B вырос до 2.58 дБ усиление -5.98 dBi.
    Здесь более чем -2.58 дБ от подводимой мощности излучается горизонтальной поляризацией.

    На поднятом вертикале вместо сектора делаю два противоположных противовеса. Усиление -6.48 дБ, вся мощность излучается вертикальной поляризацией.

    И наконец для оценки потерь в земле опускаю вертикал с двумя противоположными противовесами на землю, высота 5 см над землей. Усиление -7.88 dBi.

    Для двух противоположных противовесов разница в усилении антенны между лежащими на земле и приподнятыми на 2м составила 1.4 дБ, в основном это потери мощности ближнего поля в земле.

    Делаю 8 противовесов в секторе 90 град на высоте 5см. Усиление -7.21 dBi. F/B 2.61 дБ. Усиление выросло на 0.27 дБ по сравнению с двумя противовесами в секторе 90 град. в основном за счет увеличения F/B - то есть за счет излучения волны горизонтальной поляризации. Потери в земле по сравнению с двумя радиалами в секторе 90 град. почти не уменьшились.

    Вот такая получается арифметика. Даже 1дБ в усилении антенны на передачу на НЧ диапазонах это огромная разница.
    Укороченный вертикал с двумя противоположными приподнятыми противовесами на высоте 2м бьет полноразмерный вертикал с секторными лежащими на земле восемью противовесами более чем на 3 дБ в усилении(излучении мощности).

    73,
    Игорь

  • #45

    Игорь UA3DJY (Воскресенье, 28 Июнь 2015 20:05)

    Дима,

    Почитал переписку выше насчет необходимости настройки приподнятых радиалов - их не надо настраивать, они берутся произвольной но равной длины. Можно взять длину от 7 до 10 метров. Настройка одиночного вертикала на требуемую частоту выполняется включением катушки в точку питания. Я делаю катушки алюминиевым проводом АПВ-4 в ПВХ изоляции, диаметром 2.2 мм, болтовое соединение с проводом вертикала и кабелем, из такого же провода делаю вертикалы. Изготовление и настройка катушкой по месту для конкретной земли получается проще чем обрезка наращивание противовесов. Каркас для катушек - обычная пластиковая канализационная труба диаметром 50мм. Катушка фиксируется на каркасе изолентой.

    73, Игорь

  • #46

    RV9CX (Понедельник, 29 Июнь 2015 07:56)

    Игорь, хороший анализ, но он как раз и говорит о том, что сдвинутые в сектор противовесы перераспределяют излучение. На твой взгляд, насколько принципиально общее увеличение усиления антенны под углом 5 градусов именно за счет горизонтальной поляризации? Другими словами, что лучше: для 5 градусов элевации 2дБ усиления чисто вертикальной поляризации или те же 2дБ усиления, но с разными долями вертикальной и горизонтальной? Мне кажется категоричного ответа на это быть не может, т.к. все эти поляризации в конечной точке у разных корреспондентов вообще не учитывамые. А уж на разных скачках... Тем более уже не принципиально.

    Что касается настройки противовесов, я все-таки вижу два основных момента:
    1. они должны быть идеально симметричны электрически и геометрически
    2. они должны быть настроены, чтоб токам было максимально легко в них втекать. Предельный случай, например, симметричные противовесы по 50 см. Ты же не будешь утверждать, что этого достаточно.
    3. Они должны быть подняты, насколько возможно. Чем выше - тем их меньше потребуется.

    Другое дело, что для наших ситуаций плюс-минус трамвайная остановка роли не сыграет, т.к. есть и другие возмущающие факторы. Но учитывать нужно.

  • #47

    UA3DJY (Понедельник, 29 Июнь 2015 11:59)

    Согласен что при равном усилении неважно одной поляризацией или двумя формируется излучение, но - не забывай что для одиночного вертикала теряется круговая диаграмма, то есть при секторном расположении противовесов вертикал становится направленной антенной и усиление равно лишь в максимуме диаграммы.

    Если объединить 4 вертикала с секторными противовесами в одну антенную систему то у каждого вертикала собственное излучение направлено в противоположную сторону от центра системы, соответственно суммарное излучение системы в необходимом направлении будет меньше.

    В идеале противоположно расположенные противовесы должны быть симметричны электрически - в этом случае токи текущие противоположно в противовесах создают электромагнитные поля которые полностью компенсируются. В реальности два вертикала установленные на земле на расстоянии 10 метров с приподнятыми противовесами имеют разное входное сопротивление. Земля даже под одним вертикалом часто имеет разные параметры под противовесами, и сбалансировать токи даже в двух противоположных противовесах непростая задача - необходимо использовать идентичные детекторы тока, собирать возможно мостовую схему для балансировки токов при изменении длины одиночного противовеса. Я пока этой технологией и в стационарных условиях не овладел, а про полевые и говорить нечего. Эта же проблема существует при расположении противовесов на земле, и не зависит от количества противовесов. Если в двух противоположных противовесах сбалансировать токи непростая задача, то сделать это для четырех противовесов будет достаточно сложно.

    Симметричные противовесы по 50 см - есть целый класс вертикалов с несимметричным питанием, в том числе коммерческие продукты, где противовесы по длине близко к 50 см. У меня в планах поставить в течение месяца фазированную решетку на дачном участке из подобного типа вертикалов на 21 МГц, чтобы избежать растяжки противовесов на отдельные стойки.

    73, Игорь

  • #48

    RV9CX (Понедельник, 29 Июнь 2015 13:06)

    Тут фишка в том и состоит, что основное направление такого вертикала именно в прямом направлении всей системы, когда ЭТОТ вертикал является подключенным в направлении на корреспондента. Естественно, что в тыльном направлении его излучение минимально, но именно это нам и нужно! Хотя кто его изучал - это взаимное влияние.. Насколько оно лучше, в смысле. Считаю, что это важнее, чем потом заморачиваться на разбалансировании системы при бОльшем влиянии антенн друг на друга, если бы радиалы были расположены вкруговую (их противовесы неизбежно бы пересеклись). Считаю, что нет необходимости заморачиваться на сотых долях дБ - надо делать и уже в эфире работать. Это и опыт показал, и твой анализ в EZNEC.

    Что касается несимметричных антенн - я согласен, но я же писАл именно о ЛУЧШЕМ пути для токов оплетки, а он (ток) максимален именно в центре диполя, т.е. когда обе половинки электрически симметричны.

    Думаю, что на 21МГц будет лучше работать 2эл яги на 10м поднятые, чем 4SQ :)

  • #49

    UA3DJY (Понедельник, 29 Июнь 2015 14:37)

    на 4SQ свет клином не сошелся, есть и более серьезные антенны, например 8 circle. Я хочу сделать часть 8 circle но с большим пространственным разнесением половинок, диаграмма будет с большим усилением основного лепестка и ушами, специально для работы в цифре JT65/JT9, с переключением вперед-назад. Антенны типа Яги проигрывают фазированным вертикалам в оперативности смены направления. А фазирование 8 circle намного проще чем 4SQ - как и у двух фаз вертикалов выполняется обычной LC цепочкой с двухлучевым осциллографом, обычно занимает 15..20 минут. Для полевого варианта запад-восток это простая и эффективная антенна.

    73, Игорь

  • #50

    RV9CX (Понедельник, 29 Июнь 2015 14:54)

    Ну.. 8 - нужно еще больше места. Про оперативность поворота, пожалуй, единственный плюс))

  • #51

    UA3DJY (Понедельник, 29 Июнь 2015 16:33)

    вариант половинки 8-circle диапазона 40м запад-восток у меня вписывался на оставшиеся две трети участка 10 соток, остальную треть занимают дом и всякие постройки. По два приподнятых противовеса на каждый вертикал. С месяц назад ее разобрал, в августе-сентябре прошлого года антенна дала около 700 японцев в CW - выработал примерно 99% из тех кто давал на диапазоне общий вызов в моем окошке прохождения.

    73, Игорь

  • #52

    RV9CX (Вторник, 30 Июнь 2015 07:42)

    Так и я про то: отдать этому 2/3 участка... Это подвиг ;-)

  • #53

    UA3DJY (Вторник, 30 Июнь 2015 09:57)

    противовесы и точки питания подняты на 2м над землей, под антенной огород и сад, все кабели противовесы и вертикалы крепятся на стойки, в земле только стойки - все остальное над головой, соответственно на земле занята только площадь под стойки (использую стальные уголки, стеклопластиковые трубки, удочки). Стойки мешают только косить траву на газоне - приходится обходить вокруг.

  • #54

    Василий (Суббота, 23 Январь 2016 08:40)

    Всем привет! Планирую весной поставить на 40 метров верт.ант. Вопрос по противовесах-материал какой надо медь или можно и оцинкованный провод? насколько снижеться кпд антены при оцинковке?

  • #55

    RV9CX (Суббота, 23 Январь 2016 08:43)

    Медь, можно алюминий. Оцинковку не надо. Насколько - никто не считал, но можете в ММАНА самостоятельно поставить материал и посмотреть реакцию, с учетом ограничений, конечно.

  • #56

    Василий (Вторник, 09 Февраль 2016 17:22)

    Дмитрий спасибо за ответ.Моя антенна -направленная антенна на 7 мгц Гончаренко. Прочитав все комментарии и мнения я пришел к выводу, что для данной антенной системы противовесы надо сделать как показано на рисунке выше( в самой антенне по рекомендации непонятно как правильно расположить противовесы-ведь под активным излучателем 8 противовесов , под 4 пассивными еще минимум по 4 и все они переплетаються один под другим создавая паутину и неизвестно как она влияет на эффективность работы антенны).Буду делать как вы рекомендуете разносить пр. в наружу от середины.Противовесы и сама антенна будет на высоте 2.5 м от земли. Дмитрий правильно я сделаю? Василий.

  • #57

    RV9CX (Вторник, 09 Февраль 2016 17:25)

    Если высота системы 2.5м, то достаточно и 1 противовеса, с т.з. потерь. Но еще лучше сделать их парами и попарно настроить, как диполь - вот это будет уже отличная система и четко вертикальная поляризация.

  • #58

    Василий (Вторник, 09 Февраль 2016 18:45)

    Дмитрий спасибо за ответ. Если делать диполями то опять встает вопрос размещения противовесов- под активным э элементом 8 пр.по 10.4 расположенных равномерно по окружности, а как же тогда расположить пр. под пассивными элементами?От центрального излучателя до пас. элем. 6метров. Получается что они пересекаються. Василий.

  • #59

    RV9CX (Среда, 10 Февраль 2016 00:13)

    Не хочу вдаваться в детали непонятной конструкции, ссылку на которую Вы не дали, но постарайтесь разместить противовесы так, чтоб у каждого вертикала было по два симметричных противовеса и настроены они были, как диполь. Если никак, то начните с одного противовеса.

  • #60

    Василий (Среда, 10 Февраль 2016 18:57)

    Дмитрий добрый вечер. Ссылка на антенну http://dl2kq.de/ant/3-30.htm. Есть варианты в размещении противовесов. 1- это как в Вашем варианте. 2- сделать противовесы диполями (антенный анализатор есть). 3-разместить противовесы под пассивными элементами.по кругу не соединяясь электрически с другими противовесами.Под антенной пустое место так что работать можно целое лето чтобы получить результат. Мне нужна работа под малыми углами и имела хорошее усиление.Василий.

  • #61

    RV9CX (Четверг, 11 Февраль 2016 05:19)

    Ну тогда странно, что вопросы задаете мне, а не DL2KQ. В данной конструкции желательно бы предварительно провести моделирование. Не исключаю, что существует некое оптимальное расположение противовесов. Я пока за то, чтоб попарно: один внутрь к вибратору, второй наружу системы - от него. А если у Вас такие условия, то, мне кажется, Вам бы лучше рассмотреть вариант использования SpitFire, но в 4 направления.

  • #62

    Василий (Пятница, 12 Февраль 2016 18:09)

    Спасибо Дмитрий за ответ. Время еще есть и помоделировать и поразмыслить над антенной. Спасибо за общение. Василий.

  • #63

    UA3GFX (Среда, 10 Январь 2018 00:09)

    http://www.egloff.eu/index.php/en/

    Дмитрий, а в чём упрощение?
    Может как у автора?

  • #64

    RV9CX (Среда, 10 Январь 2018 05:18)

    О каком упрощении речь и что там у "автора" и почему именно он "Автор" и "автор" чего?