Подготовка к полевому дню 2007 (23см).

Начнём с диапазона 23см, для более успешной работы на котором большинство радиолюбителей имеют желание улучшить потенциал своих станций. Часто во время проведения полевого дня тропо бывает просто плохим, с небольшим подъёмом по утрам. Для успешной работы в таких условиях, когда каждый db имеет решающее значение, необходима хорошая антенна.

Выбор здесь не большой, публикаций мало и характер они носят противоречивый, как в случае с антенной – DL6WU - три варианта и все неудачные. Приводимые данные о параметрах других антенн - просто не достоверные. Оригинал WU39 1982г - рабочий, но соавторы напутали с бумом, удлинением элементов и петлевым вибратором, программ для расчёта которого нет и сейчас, да и было это очень давно. Что получилось у других соавторов - представлено ниже. Коммерческие CC, М2 – просто не годятся для наших целей.

С помощью предлагаемой антенной системы – 2 х 3.1м L23H44S4 и ТХ = 60вт - проведено около 160 полных ежедневных тест-QSO с UA3ME, QRB = 585км, причём антенна UA3ME была на 3-4db слабее (мой бывший диск Ø 86см). Очевидно, что работать в FD имея такую систему было бы интереснее. Система эквивалентна параболе OE9PMJ Ø 1.4м (DUBUS 2/86). Выбирайте, что кому удобнее, однако сделать самому хороший облучатель для имеющегося диска очень не просто.

Разумеется, что на антеннах должны стоять МШУ с любым АП(3П), что улучшит чувствительность любого трансивера с 10-и метровым кабелем на 8-10db.

Для станций, использующих на FD по одной стреле на каждый диапазон, предлагается эффективная 4м антенна, предусматривающая разборный вариант конструкции, с использованием любых траверс диаметром до 30мм.

Основные характеристики системы 2 х L23H44S3 и трёх вариантов систем 2 х DL6WU, при самых оптимальных стеках для каждой:

2 х L23H44S3 (3.136м): G = 21.78dbd, F/B = 37.2db, Tsys = 22.11K, G/T = 10.48db, Zsys = 50.2-J 0.04ом

2 х WU39 (3.141м): G = 21.19dbd, F/B = 40.2db, Tsys = 28.14K, G/T = 8.81db, Zsys = 47.43-J8.01ом

2 х WU/DJ9 (3.141м): G = 20.70dbd, F/B = 29.2db, Tsys = 30.8K, G/T = 7.96db, Zsys = 55.56+J3.2ом

2 х WU/RUS (3.141м): G = 21.54dbd, F/B = 32.0db, Tsys – 27.6K, G/T = 9.28db, Zsys = 43.43-J15.64ом

WU39 – из за реактивнсти Zвх реальное усиление G = 21.19-0.7=20.49dbd. G/T=8.56db.

WU/DJ9 – из за реактивности Zвх реальное усиление G = 20.7-0.25=20.45dbd. G/T=7.71db.

WU/RUS – из за реактивности Zвх реальное усиление G = 21.54-1.5=20.04dbd. G/T=7.78db.

На приём 2 х L23H44S3 будут работать как 4 х WU/ DJ9/RUS. Вы видите, как легко испортить хорошую антенну, а ведь правильно подкорректированная WU39 лишь 0.11dbd на передачу и 1.3db на приём уступает L23H44S3, правда это тоже не мало.

Параметр G/T (качество) характеризует приёмные свойства антенны. Его расчитывает только программа YA354. Именно её данные использует VE7BQH в рейтинговых таблицах антенн.

Все расчётные параметры длинных УКВ антенн, полученные на YA354, совпадают с NEC и NEC2, но не c MANNA, на которой (1296мгц) при DM2=80 расчёт идёт 1.5мин с ошибкой Zвх = - 20%. При DM2= 200 один расчёт идёт 14мин, ошибка уже = -12%. При DM2=300 программа виснет.

Сравнение параметров одиночных антенн WU/RUS-45 и L23E44S4:

WU/RUS 3.693m G=19.21dbd F/B=42.8db Ta=27.74K G/Ta=6.92db Za=43.42-J12.86om * -0.9dbd

L23H44S4 3.688m G=19.38dbd F/B=31.5db Ta=21.98K G/Ta=8.10db Za =50.07-J0.03om * -0dbd

* - ни чем не компенсируемые потери на передачу и приём из-за реактивности Zвх (закон Ома).
Антенна L23H44S4 способна принять на 2.08db более слабый сигнал, чем WU/RUS, при одинаковых МШУ. Антенна равнозначна параболе Ø1.15м с профессиональным облучателем.

Имя - L23H44S3 (для системы)

Размеры в мм

Fрез = 1296.2 MHz

Рефлектор - одиночный

Директоров - 37

Расчёт для свободного пространства.

Антенна предназначена для работы в системе 2 х L23H44S3 при стеке по вертикали Н = 0.8м.

Это расстояние между плоскостями элементов. Можно сделать стек по Е = 76см, но с узким лепестком не удобно работать в тесте. 25ом вариант – лучший вариант для системы – двойки.

Система согласования предельно проста, потерь в ней минимум. Трансформатор с двух сторон работает на согласованные нагрузки, понятие КСВ к ниму не применяется. Потери в нём равны потерям в обычной линии передач.

Параметры одной антенны:

G = 18.8dbd, F/B = 36.4db, Ta = 22.35K, G/Ta = 7.45db, Za = 25.12-J0.08ом, Е = 17.08º, H = 17.34º.

Параметры системы 2 х L23H44S3:

G = 21.78dbd, F/B = 37.2db, T = 22.11K, G/T = 10.48db, Zsys = 50.24-J0.04ом, Е = 17.18º, Н = 7.58º.

Каждая антенна соединяется с тройником на основном реле отрезком качественного 50ом кабеля, длиной равной нечётному количеству четвертей волны (в кабеле). Эти отрезки – трансформаторы - 25ом каждой антенны повышают до 100ом. После сложения на выходе тройника получаем 50ом.

Кабели должны иметь возможно минимальную длину. Длина кабеля измеряется от конца оплётки у антенны до центра тройника на реле, минус 7.1мм. Это учитывает, что у разъёмов и тройников изоляция из Ф4 с коэффициентом =1.41, а у кабеля – S-PE - пенистый полиэтилен - К = 1.14. От центра тройника до конца вращающейся части привинченного разъёма - 30мм Ф4, что эквивалентно 37.1мм S-PE.

МШУ и реле желательно расположить на лёгкой перемычке между траверсами, около А.В. Антенны не должны крепиться с боку мачты (стойки), а только на её торцах, диэлектрическими стойками в разные стороны. При МШУ, не хуже АП339А2, и кабелях до МШУ, не длиннее 1м, система обязана слышать солнце с уровнем не менее 2.5-3db по отношению к холодной части неба на углах более 30º.

Конструкция антенны описана ниже(а фото - на сайте).

Имя - L23E44S4

Размеры в мм

Fрез = 1296.2 MHz

Рефлектор = одиночный

Директоров = 43

Расчёт для свободного пространства.

Антенна предназначена для одиночной работы. Материалы: элементов – медь или алюминий (из кабеля) - Ø4мм, А.В., Д1 и Д2 – полированная медная трубка Ø4х1мм. Активный вибратор - А.В.- разрезной диполь, зазор между половинками ~6мм. Точность изготовления всех элементов - не хуже +/- 0.1мм. Измерение – штангенциркулем. Разметка траверсы – только рулеткой не хуже STYL.

Предлагаемая конструкция рассчитана для монтажа элементов на диэлектрических стойках 7х8мм или Ø=8мм (внутренняя полиэтиленовая изоляция РК75-9-12). Применение других вариантов стоек допустимо при условии, что зона закрытия элемента пластмассой не более 7мм. Высота стоек должна обеспечивать расстояние между элементами и любой металлической траверсой (до 30мм), равное не менее половины её диаметра. В соответствии с двусторонней разметкой в траверсе сверлятся отверстия под саморезы Ø4мм (сейчас они есть любой длины). Стойки с элементом притягиваются саморезами к траверсе (в стационаре с клеем). Саморез в стойку может входить только до её середины. Что бы стойка не трескалась её необходимо просверлить на сквозь сверлом Ø=2.5мм. Отверстия Ø3.95 в стойках (под элементы) лучше сверлить с помощью самодельного кондуктора. Из-за влияния диэлектрика необходимо уменьшить длину: Д1 - на 0.4мм, Д2 – на 0.1мм, но наилучший вариант – избегать удлинения (укорочения). Для этого в стойки Д1 и Д2 ввинчиваются саморезы Ø4х10 с залуженными плоскими шляпками. К ним и припаиваются медные Д1 и Д2. Зазор между концами саморезов в этих стойках - не менее 3мм.

Конструкция А.В.: на конце жёсткого кабеля 1/2" оставляется 4мм залуженной жилы, 2мм внутренней изоляции, далее идут 6мм оголённой оплётки (экрана) и внешняя оболочка. Одна заготовка половинки А.В., на конце которой сделана прорезь под жилу, припаивается в стык к жиле. Конец второй заготовки сплющивается на длину 8мм и отгибается на 90º. Далее он пятью витками ПСР 0.7мм туго приматывается к оплётке, выставляется на один уровень с другой половинкой и припаивается. Чуть деформируя жилу и изгиб второй половинки юстируем всё относительно оси кабеля. А.В. обрезается по габаритным размерам из таблицы . Конец кабеля и пайки герметизируются силиконом, а конец скрутки и начало внешней оболочки обматываются тонкой киперной лентой с эпоксидкой (для жесткости). В траверсе, в нужном месте, сверлится отверстие под кабель, в которое он с натягом вставляется и фиксируется на нужной высоте, в плоскости директоров. При малых размерах траверсы, она в месте расположения А.В. режется (или добавляется кусок ~ 50мм для крепления рефлектора), а кабель с А.В. закрепляется между двумя частями траверсы двумя надёжными перемычками. При выборе своей конструкции А.В., должны соблюдаться все стыковочные размеры. Для FD удобнее, когда А.В с кабелем и СР50 на его конце – самостоятельный блок, а все пронумерованные стойки с элементами и саморезами лежат в пакете. Такая технология хороша и для FD 432мгц.

Здесь же под траверсой крепится МШУ и реле. Кабели от А.В. до реле и от реле до МШУ должны быть как можно короче. С выхода МШУ к трансиверу может идти 7мм лёгкий кабель с S-PE изоляцией 50 или 75ом. Оптимальный режим коммутации: в режиме RX все реле и МШУ находятся под напряжением. В режиме ТХ – всё обесточено. В случае отказа МШУ главный кабель всегда подключен к антенне. Для хорошей работы система обхода МШУ не приемлема. Разумеется на выходе трансивера должно стоять реле разделения каналов RX и TX, но лучше иметь по два гнезда на каждый диапазон. На 1296мгц каждое СР соединение – это 0.08db потерь на передачу и ~ 0.2db потерь на приём плюс потери реле.

PS. Ответ на вопрос «а что если»: изменение диаметра элементов на +/-0.3мм приведёт к появлению 11ом реактивности Zвх , а значит снизит реальное усиление на 0.7dbd. Лучше сделайте заказ на проектирование антенны из имеющихся материалов.