Дипольную антенну для КВ-диапазонов: 160, 80, 40, 20, 15, 10 метров и т. д. легко собрать, сконструировать и установить, используя несколько простых компонентов с минимальными затратами и получая отличные результаты.
Диполи — одна из самых простых антенн для построения или сборки и установки для любительских радиодиапазонов КВ, и, кроме того, они могут быть очень эффективными. Диполи широко используются на таких диапазонах, как 80 м, 40 м, 20 м, 15 м и 10 м, где они могут обеспечить превосходные характеристики. Дипольная антенна может быть очень эффективной антенной, обеспечивающей хороший уровень характеристик, особенно если она установлена как можно выше и вдали от препятствий и т. д. Создание диполя для любительских ВЧ-диапазонов не должно быть дорогим. Часто необходимые элементы можно спасти от предыдущих антенн или купить по относительно небольшой цене. Провод, фидер, изоляторы и крепления — это все, что требуется. Построение антенны и ее установка могут дать хорошее представление о антеннах и их работе, и таким образом производительность станции может быть улучшена еще больше.
Базовая ВЧ дипольная антенна
Самый простой способ установки диполя — в качестве горизонтальной антенны, хотя это ни в коем случае не единственный способ. Также диполь чаще всего встречается как диполь с половинной длиной волны, хотя это не единственная длина, которую можно использовать. Питание диполя в точке с высоким током, как и в случае центрального питания полуволнового диполя, означает, что он питается при максимальном токе на антенне. Это дает низкий импеданс фидера, который хорошо согласуется с фидером 50 Ом. Также возможно иметь большую длину — антенны с длиной, кратной половине длины волны, также обеспечивают низкий импеданс. Это означает, что 40-метровый диполь можно также использовать как диполь с тремя половинами длины волны на 15 м. Сам базовый полуволновой диполь довольно прост и состоит из излучающего элемента длиной в половину длины волны, питаемого в центре.
На приведенной выше схеме показан основной формат антенны, но в действительности антенну необходимо установить между двумя опорами.
На приведенной выше схеме показана типичная установка дипольной антенны любительского диапазона. Часто опоры могут быть подходящей точкой на доме и другой опорой в саду. В доме можно прикрепить диполь к дымоходу или другой высокой точке. Тогда другой опорой может быть столб или даже дерево. Там даже может быть другое подходящее здание. Антенну можно установить во многих местах, используя имеющиеся или устанавливаемые опоры. Небольшое размышление и изобретательность обеспечат множество различных вариантов. При использовании дерева в качестве опоры необходимо помнить, что дерево будет качаться на ветру. Если провод антенны станет слишком тугим, когда ветер качает дерево вперед и назад, он может сломаться. Это нужно учитывать, и есть несколько методов преодоления этого.
Длина диполя
Обычно диполи с коаксиальным питанием имеют длину, равную половине длины волны, как описано выше, чтобы обеспечить требуемый импеданс питания. Для того, чтобы диполь имел электрическую половину длины волны, он должен быть определенной длины. Это не совсем то же самое, что электрическая половина длины волны в свободном пространстве, поскольку такие факторы, как концевой эффект — эффект, вызванный тем фактом, что провод не продолжается вечно, толщина провода и множество других факторов влияют на длина антенны.
Приблизительную длину антенны можно рассчитать по следующей формуле:
Таблица длин любительских КВ-диапазонов показана ниже:
ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫЕ ДЛИНЫ ДИПОЛЬНЫХ АНТЕНН ЛЮБИТЕЛЬСКОГО ДИАПАЗОНА КВ
| ДИАПАЗОН (МГЦ) | ДЛИНА (ФУТЫ) | ДЛИНА (МЕТРЫ) |
|---|---|---|
| 1,8 (160 метров) | 266 | 82,2 |
| 3,5 (80 метров) | 137 | 42,2 |
| 7,0 МГц (40 метров) | 68,5 | 21.1 |
| 10,1 (30 метров) | 47,5 | 14,7 |
| 14.00 (20 метров) | 34,3 | 10,6 |
| 18.068 | 26,6 | 8.2 |
| 21.00 (15 метров) | 22,8 | 7.04 |
| 24,89 | 19,3 | 5,94 |
| 28.00 (10 метров) | 17.1 | 5,28 |
Ввиду того, что существует множество вариаций в расчете длины антенны, включая даже близость к другим объектам, местные условия и т. д., всегда лучше обрезать антенну немного длиннее, чем ожидалось, и затем обрежьте его, чтобы обеспечить оптимальную производительность. Также может случиться так, что диполь необходимо оптимизировать для работы на определенном участке диапазона. Длина будет немного отличаться для лучшей производительности в верхней части диапазона по сравнению с нижней частью диапазона. Часто это зависит от того, предусмотрена ли операция Морзе или SSB. К счастью, с добавлением антенного тюнера в радиорубке можно уменьшить КСВ, воспринимаемый передатчиком, до 1:1 в любой части диапазона. Если бы антенный тюнер не использовался, то уровень КСВ мог бы подняться до уровня, при котором защита выхода трансивера могла бы начать снижать уровень мощности в одном из крайних положений диапазона или в другом.
Список покупок
Для изготовления ВЧ диполя для любительских диапазонов необходимо несколько деталей. Обычно их довольно легко получить, обычно по относительно низкой цене. Покупая что-либо для антенны, следует помнить, что суровые погодные условия быстро сказываются на любых компонентах, поэтому всегда лучше использовать высокое качество и защиту от атмосферных воздействий, где это возможно. Проливной дождь, ветер, солнечный свет, УФ-излучение и т. д. — все это означает, что компоненты должны быть достаточного качества, чтобы прослужить очень долго.
- Антенный провод: очевидно, что одним из ключевых требований к антенне является сам провод. Хотя можно использовать медный провод с обычной изоляцией, медь очень легко растягивается, и со временем антенна удлиняется в результате нагрузки на нее. Часто используется жесткая медная проволока, которая гораздо меньше растягивается. Медь менее гибкая, но это не проблема при установке антенны, так как провод не должен сильно изгибаться.
- Изоляторы. Рекомендуется размещать изоляторы на обоих концах антенны. Поскольку концы антенны являются точками максимального напряжения, достигаемые потенциалы могут быть очень большими, особенно если используются передатчики высокой мощности. Провод можно прочно прикрепить к изоляторам, а изоляторы, в свою очередь, можно прикрепить к нейлоновой веревке.Целесообразно включить шкив на конце антенны. Таким образом, антенну можно опускать и поднимать, если необходимо внести изменения или провести техническое обслуживание.Если дерево используется в качестве удаленной точки привязки, требуются некоторые средства снятия напряжения для учета любого движения, если дерево используется в качестве одной из точек привязки. Это можно сделать, используя шкив, а затем прикрепив груз к основанию. Вес прикладывает усилие к проводу антенны, чтобы удерживать его на месте, но вес может двигаться вверх и вниз, чтобы приспособиться к движению дерева.
- Центр диполя и балун: к центру диполя необходимо подключить коаксиальный или открытый фидер. Хотя может показаться заманчивым просто подключить фидер и позволить ему принять на себя нагрузку, это не особенно удовлетворительно, когда для фидера имеется длинное падение — следует использовать дипольный центр. Это уменьшит нагрузку, вызванную натяжением проволоки, что позволит избежать повреждения фидера в течение определенного периода времени. Часто для этой цели можно использовать обычный антенный изолятор.
Строго говоря, следует использовать балун, но его часто опускают, особенно для приемных приложений
Следует отметить, что коаксиальный кабель имеет петлю для предотвращения попадания воды. Конец коаксиала также должен быть хорошо загерметизирован герметиком, чтобы исключить любую возможность проникновения воды. Часто в точке питания диполя размещают балун — они также часто используются в качестве центров диполей и могут обеспечить разгрузку от натяжения и средство соединения двух излучающих ветвей антенны с коаксиальным фидером. Балун — это трансформатор, используемый для соединения симметричной системы с несимметричной или наоборот — слово «балун» происходит от «балансированного» — «несбалансированный».
- Это необходимо, потому что диполь является симметричной антенной, т.е. ни одно из соединений не заземлено, а коаксиальный фидер несимметричен, внешняя оплетка фидера соединена с землей. Хотя антенна будет работать без симметрирующего устройства, его использование предотвратит излучение или прием сигнала оплеткой на фидере. Это может помочь предотвратить создание помех для расположенных поблизости телевизоров или другого радиооборудования. Использование балуна также гарантирует сохранение нормальной диаграммы направленности в виде восьмерки, что является преимуществом там, где важна направленность.Балуны можно сделать или купить. В случае питания диполя по коаксиальному кабелю с сопротивлением 50 Ом обычно используется трансформатор 1:1, т. е. имеющий одинаковое количество витков на первичной и вторичной обмотках.
- Фидер: Фидер для антенны также важен. Коаксиальный кабель является очевидным выбором, поскольку он прост в использовании и очень устойчив к наличию поблизости, что очень важно при прокладке кабеля в доме. Обычно используется импеданс 50 Ом — это стандарт, используемый для большинства радиолюбительского оборудования.Также можно использовать открытый механизм подачи проволоки, и если он используется, то нет необходимости использовать балун.
Практические аспекты конструкции ВЧ диполя
При конструировании ВЧ-диполя для радиолюбительских приложений или для любого другого применения есть несколько предосторожностей, которым разумно следовать. Обычно очень легко установить простой диполь, но соблюдение некоторых мер предосторожности может помочь переделать некоторые вещи или улучшить их позже.
- Активная длина антенны не включает провод, закрученный назад для крепления: при механическом креплении провода антенны к изолятору или другой конечной точке лучше всего провести провод через изолятор, намотать и затем припаять провод вокруг себя.
- При измерении электрической или активной длины антенны петлевой участок не включается в электрическую длину, и поэтому провод должен быть отрезан длиннее, чтобы соответствовать этой величине. Это в дополнение к дополнительным параметрам, необходимым для того, чтобы антенну можно было обрезать до нужной длины.
- Как можно выше: Как и любую антенну, антенну любительского диапазона КВ лучше всего устанавливать так, чтобы она находилась как можно выше. Это поможет обеспечить наилучшую производительность. Удивительно улучшение, которое дает поднятие антенны — поскольку она начинает очищать окружающие объекты, запрашивающие сигнал, она будет принимать и излучать гораздо лучше.
- Держитесь подальше от других объектов: насколько это возможно, дипольная антенна любительского диапазона КВ должна находиться вдали от объектов, которые могут маскировать принимаемые и передаваемые сигналы. В домашних условиях это не всегда возможно, но небольшое планирование и предусмотрительность могут сделать любую установку максимально эффективной.
- Герметизация коаксиального кабеля: если предполагается использовать коаксиальный кабель, важно, чтобы верхний конец был герметизирован. В противном случае в кабель может попасть влага, и потери значительно увеличатся. Коаксиальный кабель стоит недешево, и даже небольшое попадание воды может ухудшить его характеристики. Даже когда кабель высохнет, тот факт, что там была вода, вызовет окисление экрана оплетки и т. д., что значительно увеличит потери.
Дипольная антенна является отличным вариантом для многих радиолюбительских применений, особенно на КВ-диапазонах, таких как 80 м, 40 м, 20 м, 15 м и 10 м. Если он установлен как можно выше и в чистоте, то он может обеспечить превосходную производительность при удивительно небольших затратах.